基于深度学习和集成学习的配电网中期负荷预测研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiner1312
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
配电网中期负荷预测在重过载风险管理、可靠性计算、配电网架改造等问题上都有着应用需求,但目前中期负荷预测多局限于大系统级别,而配电网负荷预测往往局限于短期预测。受限于配电网馈线、配变层级对象数量多、年维度数据少、负荷不稳定等现状,配电网中期预测鲜有关于深度学习和集成学习的相关研究,工程应用也是采用简单传统的方法,人为主观性较强。因此,本文针对配电网中期负荷预测开展进一步的研究。首先介绍了研究中使用到的负荷数据、气象数据、社会经济数据、设备关联信息数据的数据来源以及质量情况,然后介绍了对数据的异常值检验、缺失值填补、独热编码及归一化等工作。其次,为解决配网中期负荷预测中年维度数据少的问题,本文通过融合不同预测对象的历史数据来扩充数据样本。而针对不同对象数据分布不一的问题,结合配变、馈线的特点,分别通过分类别建模以及集成学习两种思路减小这一影响。配电网可分为站-线-变三层级结构,针对底层配变负荷波动性大的特点,提出将配变预测分解为负荷发展趋势预测和负荷数值预测两个环节。负荷发展趋势预测环节利用CNN-LSTM(Convolutional Neural Networks-Long Short Term Memory)模型,分别提取负荷年内及年际的隐含变化特征,判断出待预测数据未来年的趋势变化。然后,采用负荷形态来对不同时段的数据进行群体分类,对于同一群体内的数据,基于随机森林回归算法建立负荷数值预测模型。而负荷发展趋势预测环节输出的判断结果作为待预测数据负荷形态中的一部分,决定了该组数据应采用哪种负荷数值预测模型进行预测。通过实验可知所提方法预测效果比现有应用方法的效果要更好。接着针对中层馈线负荷趋势性更明显的特点,提出一种基于多层级信息的混合集成预测方法。构建一种能同时处理年维度和月维度特征数据的改进堆叠式LSTM模型,为减小单一模型和不同数据分布样本带来的误差,以改进堆叠式LSTM模型作为基学习器,提出了一种混合集成预测算法,与传统树集成方法对比,预测效果和适应性更好。最后基于以上的研究理论,开发了一套微服务架构下的负荷分析预测管理系统。通过数据管理模块得到良好的预测数据集,以本文预测理论为基础可以实现配电网变压器、馈线级别的中期负荷预测,最后基于负荷预测结果并结合对负荷特性的分析,能有效实现负荷的组合优化,有效协助实现电网的智能化、精细化管理。
其他文献
电力系统是维持现代社会高效运转的重要基础设施,也是支撑国民经济持续增长的重要能源动力。随着全国性的电力系统互联和广泛的新能源接入,电力系统动态行为趋于复杂多变,对这样规模庞大而特性复杂的系统进行快速暂态稳定分析并非易事。时域仿真是电力系统暂态稳定分析的重要手段,在应对成批量、大规模的复杂电力系统时域仿真时,需要研究具有更高计算效率的时域分析算法。为此,本文围绕电力系统时域仿真分析问题展开研究,首先
学位
低压直流(Low voltage DC,LVDC)供电系统在民用建筑和市政供电领域获得了大量的推广应用,提升其安全性一直是工程应用亟需解决的关键问题之一。作为安全性的重要成分,电击风险直接关系到使用人员的生命安全,因此关注程度最高。因此,研究合适的方法量化LVDC供电系统的电击风险,并采取有效的风险管理措施提高系统的用电安全性,有利于推广LVDC供电系统在民用建筑、市政供电领域的应用。本文围绕电击
学位
随着我国大力发展无人驾驶、物联网及无线通信等技术,图像信息逐渐成为人们获取数据的重要来源,同时也给高效处理大量图像信息带来了挑战。人类大脑的视觉系统能够很容易得到图像中的内容,尤其是在检测噪声图像中的曲线结构方面具有非凡的能力,在计算机视觉任务中也希望能够进行快速、高效图像理解,因此图像的曲线提取和轮廓拟合日益成为了图像分割、模式识别领域中的难点问题和关键问题。微分几何主要以数学分析为工具来讨论光
学位
高比例风电渗透是我国未来电网发展的重要特征,也是实现30·60双碳目标的重要途径。然而风力发电的随机、波动导致调度过程所面临的不确定性增大,电力系统调峰与备用配置面临严峻的挑战。同时,我国风电资源与负荷中心地理位置分布不均,高比例风电地区调峰与备用能力不足制约了风电的消纳水平。从系统中挖掘快速可调资源平抑风电和负荷波动,统筹协调区域互联电力系统发电与备用资源,成为新形势下保障电力系统安全可靠经济运
学位
随着大量分布式发电(Distributed Generation,DG)不断接入配电系统,如何为这些资源参与电力市场提供有效途径受到了广泛关注。DG具有容量小和数量多的特点,可再生能源DG出力存在不确定性,限制了主动配电系统(Active Distribution System,ADS)参与电力市场的能力。将ADS聚合为虚拟电厂(Virtual Power Plant,VPP)参与日前电能量市场,
学位
机器学习近年在广泛的应用领域取得了突破性的进展,但随着摩尔定律逼近极限,现有的计算硬件难以承受模型训练带来的巨大的计算开销。量子计算为解决这个问题提供了新的方向,这引发了关于量子机器学习的前沿研究。作为经典神经网络的量子拓展,量子神经网络由于结合了量子计算潜在的加速能力和经典学习模型的拟合能力,有望突破经典神经网络遇到的瓶颈。最近基于量子-经典混合架构的神经网络模型已经被提出,其中由于经典卷积网络
学位
开关磁阻电机(SRM)是一种有别于传统永磁电机的新型双凸极结构电机,具有其他电机不可比拟的优点,其结构简单坚固、成本低、控制灵活、调速范围广、效率高,在家电、车辆驱动、航天航空等领域都得到了应用。但是SRM由于自身结构的原因,运行时转矩脉动较大,带来的噪声、振动等问题限制了其在高精度伺服控制等领域的推广。为了抑制转矩脉动,本文针对SRM难以建立精确数学模型这一问题,提出了不依赖于模型信息的基于动态
学位
随着科技的不断进步,公共基础设施不断朝着智能化的方向发展,手扶电梯作为其中重要的一项,被广泛应用于各大公共场所,极大的方便了人们的出行。手扶电梯承载着巨大的客流量,如何利用好这些信息尤为重要。本文通过对手扶电梯使用场景的分析,设计了一个基于深度学习的手扶电梯智能视频监控系统,对主要涉及的目标检测、跟踪以及行为识别等技术进行分析改进,完成了扶梯客流量统计、乘客有无检测以及扶梯上乘客异常行为识别任务。
学位
大功率白色发光二极管(Light-Emitting Diode,LED)具有高光效、能耗低和工作寿命长等特点,在照明行业中得到普及使用。荧光粉型白光LED是目前广泛使用的涂覆结构,其光学性能取决于荧光粉涂覆工艺,因此荧光粉涂覆工艺是LED封装中最重要的环节之一。雾化方法是未来最具发展前景的荧光粉涂覆方式之一,其本质是高粘度流体在扰动作用下导致表面波不稳定从而破碎分裂成不同形貌特征的微小流体,并且这
学位
大功率LED因其光效高、成本低和节能环保等优势在医疗影像、电子产品和各种照明领域得到了广泛的应用,它的质量决定了其发光品质和使用寿命,因此对其表面缺陷检测尤为关键。然而,目前在实际LED工业封装过程的检测方法中,人工目视检测方式占据主要的地位,其易因视觉疲劳而导致高的错误容忍率和低的产出效率。综上所述,提出一种有效的COB-LED智能检测系统对提高大功率COB-LED的生产是必要的和迫在眉睫的。本
学位