基于改进神经网络的电力负荷短期预测方法研究

来源 :南京邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:itowna
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
电力产业是社会生产和人们日常生活的基础保障,高精度的电力负荷短期负荷预测对维护电力系统可靠运行有重要意义,相关技术的研究也越来越得到行业的重视。随着“双碳”目标的提出和电网工作模式的改进,电力系统的不断发展且越来越复杂,短期负荷预测的难度大大增加。传统的预测方法难以满足当前环境下对短期负荷预测的要求,因此本文基于传统神经网络进行改进优化,旨在探索提高负荷预测精度的新方法。本文充分调研分析了电力负荷预测特性以及负荷影响,基于循环神经网络(Recurrent Neural Networks,RNN)、长短时记忆(Long Short Term Memory,LSTM)、门控循环单元(Gate Recurrent Unit,GRU)神经网络模型,并针对预测过程中出现的问题,进行优化改善,最后通过实验仿真验证了预测模型的优化效果。主要工作如下:(1)首先,分析了电力负荷的特性,挖掘其中的规律,为负荷预测奠定理论基础;其次,分析了对电力负荷产生影响的外部因素以及预测误差产生的原因;对于收集到的历史样本数据,详细分析了几种常用的预处理方法,主要包括异常数据的剔除、缺失数据的补充、数据归一化处理等;最后,分析了电力负荷预测的几种评价指标以及负荷预测的基本实现步骤。(2)基于RNN、LSTM、GRU神经网络模型为基本模型,分析了神经网络的结构和特点,通过对比分析了各神经网络在进行负荷预测应用中的优缺点。为了提高短期负荷预测的预测精度,提出了一种基于梯度下降法的GRU神经网络的短期负荷预测模型。(3)本文详细分析了神经网络预测模型的建模过程和步骤,以及负荷预测的流程;对影响预测结果的关键参数的选择进行了详细的对比分析,并选取不同季节、不同日期类型的实际数据样本集进行仿真实验,通过对试验结果的对比分析,验证了GRU神经网络模型具有较高的预测精度和预测稳定性,且具有较好的普遍适应性。(4)针对实际生产中存在的影响因素,进一步提高预测精度、降低误差,结合Attention机制,将气候特征和日期类型特征归一化处理后,与历史负荷数据一起作为神经网络预测模型的输入信息,通过实际数据的实验结果,分析了气候因素和日期类型因素对于负荷预测的影响,验证了Attention机制对于预测精度和稳定性的优化效果。
其他文献
随着现代科学技术的蓬勃发展,各种电子设备如雨后的春笋一般不断涌现,但同时也会带来大量的电磁波辐射。电磁波辐射干扰不仅使得电子设备没有办法正常工作,而且还会对人的身体健康造成一定的影响,所以如何去减小甚至消除电磁干扰成为当今社会越来越关注的一个热门话题。但是,传统的微波吸收体结构采用的印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)结构,为了防止电磁波的透射,往往还有一层不透明的全金
学位
K波段低噪声放大器是卫星通信射频接收系统的关键有源放大模块,是下一代无线通信技术研究的热点之一。低噪声放大器的噪声性能会直接影响整个接收链路的信噪比,因此低噪声要求是低噪声放大器设计的一个难点。同时较低的低噪声放大器增益无法为系统提供足够的增益,会导致信号传输距离变短,因此在工作频段内保持足够高的增益是低噪声放大器的另一难点。本论文面向下一代无线通信技术的应用特点和指标要求,分别从工艺器件、噪声模
学位
有机场效应晶体管(OFETs)发明于20世纪80年代,因为可以在大面积、低温下实现轻薄且柔性的电子电路特点而受到广泛的关注。到目前为止,OFETs被广泛用于显示驱动、射频识别标签、智能卡、存储器、生物医学电子设备和传感器等应用方面。尽管如此,相比于传统无机硅器件,OFETs仍然面临着性能低和制造困难的问题,包括器件的迁移率、阈值电压、开关比和空气稳定性等性能参数仍然较差。无机硅器件可通过掺杂实现欧
学位
当今世界科技发展日新月异,人们也越来越享受科技带来的便利性,开始大力发展物联网技术。而无线传感器网络作为物联网的重要分支,也被研究者高度重视。无线传感器网络是一种由若干个传感器节点构成的智能网络,主要有数据收集、数据处理以及数据传输等功能。由于节点的覆盖率和能量消耗是衡量网络性能的关键指标,因此本文从这两个方面对其进行研究。(1)针对CS算法的收敛速度不高且全局检测能力不强的缺陷,本文分别从步长和
学位
表面肌电信号作为生物电信号之一,与人体的行为动作存在密切的关联。通过分析肌电信号,研究人员能够识别出人体的动作和行为意图。近年来,基于表面肌电信号的手势识别逐渐成为人机交互技术的前沿研究方向,被广泛地应用于工业生产、康复医学、虚拟现实等领域。随着这些应用场景对识别准确率的要求愈加严苛,以卷积神经网络为代表的深度学习网络引起了研究人员的关注。研究表明,深度学习网络在处理肌电手势识别问题时具备较好的适
学位
云计算作为一种远程服务模式,能够给用户提供存储空间和计算能力。为了保证用户隐私,防止数据的泄露,数据通常被加密后存储在云端。属性基全同态加密技术可在实现对共享数据细粒度访问控制的同时,又可对同属性集密文进行计算,同时满足数据共享安全和计算安全问题,但是不能满足多用户需求。而多密钥全同态加密可对不同密钥(用户)加密的密文进行任意计算,计算的结果由参与计算的用户联合所有密钥进行解密,解决了多用户密文进
学位
在过去的30年,有机电子因其出色的柔韧性和机械性能受到广泛关注,成为未来柔性器件的一个重要发展方向。尤其是在最近5~10年,有机电子学在众多领域中得到了广泛的应用,例如有机场效应晶体管(Organic Field Effect Transistor,OFET)、有机太阳能电池、射频识别标签(Radio Frequency Identification,RFID)、数字逻辑电路等。其中OFET是一种
学位
头部姿态估计,即确定人体头部相对于摄像机视图方向的姿态,是基于人体生物特征的计算机视觉领域重要分支。头部姿态可以应用于疲劳驾驶检测、智慧课堂、人机交互等场景。除此之外,头部姿态估计任务还是很多人脸相关任务的基础任务,例如人脸识别、视线估计等。因此头部姿态估计任务具有重要的研究价值,本文结合利用RGB图像和深度图像,并使用卷积神经网络来研究头部姿态估计。主要工作包含以下几个方面:(1)提出了基于多任
学位
当前,随着社交网络与智能手机的普及,人们常常通过文本、语音、视频等多种形式来表达自己的所闻所感。情感分析作为模式识别的一个分支,在内容推荐、舆情分析等领域有着广泛的应用。相较于传统的单模态情感分析存在信息量低、识别效果差等缺点,多模态情感分析可以利用不同模态之间的互补性来提升识别效果,因此受到学者们的广泛关注。现实生活中人们通过多种形式传递情感信息,其中,文字、语言和表情是最基本的表达方式。因此,
学位
光子自旋霍尔效应(Spin Hall Effect,SHE)是指,当一束线偏振光在两种不同介质界面反射或折射时,其左旋和右旋圆偏振光将在垂直于折射率梯度的方向发生横向偏移,导致反射光和折射光分裂为两束不同偏振态的分量。光子SHE为操控光子提供了新途径,在自旋光子器件、精密测量等方面具有重要的应用前景。但光子SHE是一种弱效应,其相关的自旋偏移量较小。为了增强光子SHE,科学家们想了很多方法,如表面
学位