基于负荷分解与聚类融合的短期用电负荷预测研究
2023-10-21马晓琴马占海罗红郊张华铭
马晓琴,马占海,罗红郊,张华铭
(1.国网青海省电力公司信息通信公司,青海西宁 810000;2.北京清软创新科技股份有限公司,北京 100085)
短期负荷预测通常指预测最近几个小时内到不超过一周的负荷情况,并根据该情况调节近期的发电量,从而使电力能源的生产更加高效,同时还可以辅助电力公司采用动态定价的方案,以促进用户合理用电[1-3]。由于负荷的不确定性以及电网供电的复杂程度不同,负荷预测仍需更合理的算法来提高其精确性[4-5]。随着智能终端的广泛应用,基于智能算法的负荷预测也成为了研究热点,例如自回归综合移动平均模型(Autoregressive Integrated Moving Average Model,ARIMA)[6]、多线性高斯过程回归(Gaussian Process Regression,GPR)等[7-8]。而在机器学习(Machine Learning,ML)领域也有诸多方法可适用于短期负荷预测,例如支持向量回归(Support Vector Regression,SVR)、人工神经网络(Artificial Neural Network,ANN)及深度神经网络(Deep Neural Networks,DNN)等[9-11]。
智能电力仪表与通信系统可提供负载的详细信息,然而其在配电系统中的应用仍处于起步阶段。早期发表的关于负载分析的研究工作囊括了不同类型的聚类,包括K-均值(K-means Clustering Algorithm,K-means)、模糊聚类(Fuzzy C-means Algorithm,FCM)等。但大多数可用的基于机器学习的负荷预测方法,通常仅依赖单一数据源的历史记录,属于单任务学习方法的范畴。因此在分析负荷动态的随机特性时,上述方法均难以准确预测。该文探讨了基于负荷特征的多数据源负荷分解与聚类融合方法,并基于贝叶斯时空高斯过程(Gaussian Process,GP)模型提出了短期用电负荷预测算法。此外还通过对公开数据集进行预测研究,证明了所提算法的优越性。……
