基于深度学习的短期电力负荷预测方法研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangjm
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
电力负荷预测对电力系统调度规划起至关重要的作用,是电力系统经济运行的基础。随着我国经济与科技的快速发展,人民的生活水平不断提高,工业与居民的用电需求也在迅速增长。近年来,接入电网的负荷类型与数量不断增多,尤其是大量分布式可再生能源以及电动汽车等新型负荷的接入,使得各地区电力负荷的变化呈现更严重的随机性,对电力负荷预测方法的精确性与时效性提出了更高的要求。本文对短期电力负荷预测方法进行了研究,所做工作如下:首先,分析了国内外电力负荷预测领域的研究现状,总结归纳了影响电力负荷变化的因素,并对传统电力预测特征提取的方法进行了研究与改进。电力负荷预测特征通常包括相似日、历史负荷序列等内部特征,以及日期、天气、温度、湿度、空气质量等外部特征。本文基于实际数据集选取了23维电力负荷预测特征,利用皮尔逊相关分析法对特征进行初步筛选,保留与负荷变化相关性较高的特征组成初始特征集,再利用主成分分析法对初始特征集进行降维处理,以探究可以表征负荷变化的最小维度特征表示,从而提升预测模型的泛化能力。其次,分析了传统短期电力负荷预测方法的优缺点,基于深度学习中卷积神经网络与循环神经网络的优势,提出了一种基于Attention机制的CNN-BiGRU混合神经网络预测模型,利用CNN网络提取预测特征与负荷数据在高维空间的联系,构造时序序列的高维特征向量,将其输入到BiGRU网络中拟合得到预测结果,同时在CNN网络中嵌入CBAM注意力机制,在BiGRU网络后加入自注意力机制,以增加模型对负荷特征中重要信息的聚焦能力,有效提升模型在处理时序数据拟合问题时的性能。最后,基于第九届电工数学建模竞赛提供的浙江省某地区负荷数据,分别设置了基模型、CNN网络组合模型以及注意力机制组合模型共3组对比实验。首先,对随机森林、SVR、BP神经网络、BiLSTM以及BiGRU网络等基模型的预测结果进行对比,结果表明BiLSTM以及BiGRU等时间序列网络具有更好的预测精度;其次,搭建了CNN-BiLSTM以及CNN-BiGRU模型对CNN组合模型的性能进行分析,结果表明CNN与时间序列网络结合可以显著提升模型的预测精度;最后,搭建了包括本文所提模型在内的3组注意力机制模型进行对比实验,结果表明,本文所提预测模型在预测精度与预测效率方面具有显著优势。本文的研究成果对于提升电力负荷预测的精确性与时效性具有一定的参考价值与实用价值。
其他文献
近年来,一次性塑料制品的使用受到限制,绿色环保型的生物降解材料及其复合材料迎来了新的发展机遇和挑战。另一方面,熔融沉积成型(FDM)3D打印是一种基于熔融态热塑性聚合物层层堆积的快速增材制造技术,可成型复杂形状的制品而无需模具。聚乳酸(PLA)是一种广泛使用的可生物降解材料,也是FDM技术最为常用的打印耗材,但也存在脆性大、结晶速率慢等缺点。因此,研究植物纤维与PLA的共混、PLA的增韧改性以及F
多氯联苯(polychlorinated biphenyls,PCBs)是环境中典型持久性有机污染物,虽然它的生产使用早已被禁止,但水体和土壤环境中历史累积的多氯联苯对人类健康和生态环境仍存在显著危害。微生物修复是行之有效、经济、安全的多氯联苯修复方式,近年来对潜在微生物资源的挖掘,高效降解菌的筛选驯化是环境修复领域的热点。微生物固定化技术可有效解决微生物在实际应用中存在环境耐受性差、降解效果不明
核电是一种清洁高效的能源,能改善我国的能源结构。同时,核电是一个现代的大规模复杂系统,核电设备国产化能够提升我国工业设计和制造能力。人因失误已成为影响核安全的主要因素,减少核电厂人因失误概率,对提升核电厂安全性具有重要的意义。本文以CREAM方法为理论基础,主要成果如下:1.通过对国内外核电领域人因可靠性方法调研、对比、论证,确定了第二代人因可靠性方法CREAM,作为基本方法;基于REASON模型
三相PWM整流器作为交流电转直流电的电力转换装置在工业生产领域有着广泛的应用,其高频化发展是未来趋势之一。目前新一代宽禁带材料Si C器件已经实现商业化,Si C MOSFET优异的高频特性使三相PWM整流器高频率化成为可能。为解决高频率化下的开关损耗问题,本文对三相有源钳位谐振直流Si C整流器进行了详细研究。本文介绍了Si C MOSFET目前的研究现状,谐振直流变换器拓扑结构的发展过程和国内
氢能被认为是最清洁的终极能源。电化学水分解制氢是未来极具前景的一种绿色制氢技术,其大规模的实际应用主要受限于能耗高。目前,降低能耗的两种研究策略:一是制备高效、低成本的催化剂;二是替换主要高能耗的析氧半反应(OER),从而实现高效制氢。催化剂方面,过渡金属磷化物是一种具有高活性、耐腐蚀、低成本的催化材料,受到了越来越多的关注与研究,其通常由含磷盐热解产生的剧毒、易燃磷化氢磷化而制备,因此需要优化过
中药材中活性成分如多糖、甜菜碱等的含量变化。具体研究内容及结果如下:(1)建立并优化亚临界流体脱除枸杞中7种不同极性农残的工艺:首先枸杞中添加7种典型农药,通过单因素实验考察了萃取剂种类和比例、萃取温度、时间、次数对农残脱除率的影响。然后以极性相差较大的农药克百威和多菌灵的脱除率为响应值进行响应面优化实验,优化后的工艺条件为:萃取剂丁烷:乙醇3.43:1(v/v)、温度35.58℃、时间50min
近年来,日益严重的环境问题引起了政府部门和公众的重视,国家越来越重视绿色制造行业的发展,其中的新能源汽车产业也成为了我国重要的战略性产业之一。发展新能源汽车产业不仅可以降低大气污染和能源消耗,还能够促进我国汽车产业的转型升级,提高在全球汽车市场的竞争力。但是目前我国新能源汽车产业尚处于发展的初级阶段,由于研发困难、资金短缺、价格过高等原因,导致新能源汽车的需求量较低,相关企业的积极性受到打击,因此
一些具有破膜活性的阳离子高分子可通过破坏肿瘤细胞膜杀伤肿瘤细胞,这种杀伤方式不依赖细胞代谢状态、不易产生耐药问题,引起了广泛关注。然而,其系统给药面临着毒副作用大等问题,且目前临床上仅通过瘤内注射给药。如何设计具高选择性的破膜高分子是关键挑战。本论文利用肿瘤组织微酸环境,开发了肿瘤酸度可激活的破膜高分子,使其在正常组织pH下呈现低破膜活性,而在肿瘤酸度下破膜活性被激活。本论文的研究工作和主要结论分
目前的能源结构中化石燃料占绝大部分,但是化石燃料是一种不可再生能源,在燃烧时会产生有害气体,释放出大量的二氧化碳,加剧地球的温室效应。为了缓解能源危机,实现可持续发展,需要大力开发清洁能源。有机太阳电池具有质量轻、柔性和可大面积加工的特点受到各国研究人员的关注。目前有机太阳电池主要采用的是体异质结的器件结构,而体异质结电池器件的稳定性和重复性较低,器件的优化过程相对比较复杂,限制了体异质结电池的大
本论文采用水热法制备纳米ZnO,以硝酸锌为锌源,表面活性剂选择PVP,氢氧化钠调控反应环境碱性,经过控制反应p H值8.5~12.5,获得圆柱形、片状与棒状掺杂、锥形纳米棒状、短柱状、菜花状等形貌各异的六方纤锌矿纳米ZnO。研究表明,制备所得纳米ZnO光致发光性能和粒径分布均受反应体系p H值的影响,控制水热反应体系p H值11.5时,纳米ZnO形貌均一,粒径分布在100~500 nm,分布范围较