基于机器学习与负荷识别的用电量预测系统设计

来源 :福州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ling401
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
如何合理节约和利用能源已成为社会关注的热点问题,科学有效的用电量预测为解决这一问题提供了支撑,所以准确预测工业用电已成为电力市场实现科学用能和有效节能的重要方式,对于工业企业的能源管理也具有重要意义。传统用电数据分析和预测过程大多局限于离线本地计算,数据导入和导出等步骤仍需要人工操作,存在效率低和实时性差等问题。针对上述问题,本文基于物联网技术在福建省某工业企业建立了用电预测系统,该系统分为用电数据采集系统和用电数据分析平台。采集系统获取工业用电数据,分析平台为阿里云平台,在阿里云Dataworks平台上实现了实时数据导入。然后对影响工业用电的主要因素进行了分析,进而在机器学习PAI平台上对数据进行预处理和特征分析,整理好数据对其进行相关性分析,从而确定主要特征量,整理出有效数据。对整理出的有效数据在机器学习PAI平台上采用梯度提升决策树回归算法构建了该工业企业的用电预测模型,并与支持向量回归机和线性回归算法进行对比,证明了梯度提升决策树回归算法具有更好的预测效果。同时本文还对云平台的数据同步时间进行了统计分析,证明了基于云平台的工业用电分析与预测具有更好的效率和实时性。对于梯度提升决策树和支持向量回归机算法,本文考虑使用粒子群优化算法对这两种算法进行参数寻优,不仅节省大量人工调参时间,还使预测精度得到改善。另外,本文研究对象为工业企业,针对其用电负荷曲线有着较为明显的周期性,将采用小波分解将原始负荷序列分解为高频分量和低频分量,然后通过粒子群优化后的梯度提升决策树和支持向量回归机算法对这两个分量分别进行分析和预测,最终将这两部分的输出相叠加得到最优预测结果。与未经过小波分解的梯度提升决策树预测算法进行对比,其预测性能得到较大提升。最后本文通过对该企业用电特性规律和负荷类别结构的分析,借助BK-033电力监测仪功率计量插座和每类设备的数量及其相关信息,从总用电量中识别并分解为三大类负荷,然后对每类负荷分别进行分析预测,最终对每类的预测值求和与传统预测方法作比较,从而使预测精度得到了提升。
其他文献
超高次谐波是电力系统电力电子化的重要表现,是当代电力系统急需研究与解决的电能质量问题。超高次谐波不仅会影响设备以及相邻设备的正常运行,增加设备工作损耗,还会经过线路与变压器传递至电网,恶化电网的电能质量水平。为降低超高次谐波与谐波对电网的危害,研究超高次谐波传递特性,计算用户的谐波责任,具有重要的意义。研究超高次谐波在同电压等级的传递特性,能够为治理线路的超高次谐波问题提供重要依据。现有线路谐波传
学位
油浸式变压器作为变电环节的枢纽装置,承担着电压变换的重要角色,其老化绝缘状态与电力系统的稳定运行息息相关,因此运用时域介电响应技术对变压器的绝缘状态进行正确地评估,对维持电网稳定、可靠的供电具有重大意义。本论文选题源自国家自然科学基金项目《基于电路分析法和恢复电压响应的油纸绝缘老化诊断方法(61174117)》的子课题以及《晋江供电公司2018年群众性创新项目(21331180002)》。本文研究
学位
发光二极管LED因绿色环保、节能高效、色彩丰富、寿命长等优点而成为第四代照明光源的代表。随着人们生活水平的提高,目前,对LED照明质量的要求已不再局限于的高光通量和高光效等可视化照明质量,而是对与照明的非视觉生物效应息息相关的健康化照明和智能化照明有更高要求。本课题从LED新型光输出模型和非视觉生物效应相关的健康化照明建模入手,研究一种智能化LED健康照明控制策略,具体如下。首先,本文介绍了LED
学位
作为电力系统的核心枢纽,变电站的稳定运行对确保正常输配电具有重大意义。而定期监测变电站仪表示数,是及时发现设备异常情况并进行维护的有效手段。传统的人工到现场读取、记录仪表示数的方法效率低、成本高、危险系数大,已无法满足智能化变电站的发展需求。近年来,变电站智能巡检机器人凭借着安全、高效、成本低等优势受到了广泛关注,通过机器人上搭载的摄像头可获取大量仪表图像数据,用于后续研究分析。因此,本文在机器人
学位
近年来化石能源枯竭问题日益严重,以可再生能源为主要构成的分布式发电技术迅速发展。微网逆变器作为分布式电源与电网之间的接口,其控制策略对于系统的稳定运行起到了关键性作用。但是传统逆变器控制策略由于缺乏惯性和阻尼分量,使系统存在受扰易震荡,动态性能差等缺点。虚拟同步机(virtual synchronous generator,VSG)技术将同步发电机的转子运动方程和调压调频特性引入逆变器的控制策略,
学位
21世纪以来,城市发展对于地下空间的利用不断提高,综合管廊作为城市供电线路、供暖管道、通信线路等一系列市政设施的集合,有效提高了地下空间的利用率,各个国家也在不断重视对于城市综合管廊的研究,但传统模式下的主要研究方向在于管廊早期的设计、规划以及施工方面,对于后期运行、维护、管理研究较少。随着科技的不断进步,智慧城市的思想横空出世,例如物联网、云计算、BIM-GIS等前沿科技在不断的发展,将智能化技
学位
随着分布式发电系统覆盖率的不断提升,电网的等效旋转惯量相应减少,电力系统遭受功率扰动时的稳定性下降。逆变器控制算法采用虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)技术,通过借鉴同步发电机的本体模型,增强对系统频率的支撑能力。虚拟惯量和阻尼系数作为VSG有功环的两个重要参数,关系到系统响应的稳态特性和动态性能。然而,基于固定参数的有功环控制策略难以应付各种复杂
学位
配电网重构通过改变网络内部开关组合方案就能达到降低网损,提高电能质量等作用,是配电网优化运行的重要手段。当前风电、光伏和电动汽车等分布式能源大量接入配电网,其随机出力和随机充电带来不确定因素,而且风速、光照强度这些随机变量与系统负荷间还存在一定相关性因素,考虑这些因素对配电网重构研究提出更高要求;同时,基于单一目标、单一时间断面的静态重构有一定局限性,还需要考虑多个目标、全时段负荷不断变化的动态重
学位
开放售电市场、推进售电侧改革、完善市场机制是当前新一轮电力体制改革的重点之一。新一轮电力体制改革,带来了售电公司这一新兴主体,售电公司在各级市场中购电,并将电量销售给电力用户实现获利。但随着电力市场相关制度的日趋完善,电力用户逐渐成为被考核的对象,售电公司用电曲线对系统整体负荷峰谷差的友好程度、用电曲线偏差等问题都可能会成为被考核的对象。智能电网的发展,用户柔性负荷及储能资源的加入,为售电公司调节
学位
输电线路覆冰导致电力设备绝缘性能下降,是危害电力系统稳定运行的一大隐患;在寒冷季节,若未能及时发现覆冰并采取除冰措施,一旦线路上的冰层厚度超出设计的抗冰能力,将引发断线、闪络跳闸、杆塔倒塌等事故,造成大范围停电。现有侦测方法存在模型与计算复杂,导线定位及冰厚计算误差较大的缺陷。机器视觉技术的进步为线路覆冰状态侦测提供了更多可行的方案。通过机器视觉方法侦测线路覆冰的关键在于能否准确定位导线,以及如何
学位