基于FCM-SARIMA的时间序列模型预测

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负荷预测是电力系统中一项重要的工作。由于电力系统负荷的复杂性,使得预测的精度很难达到电力部门的要求,研究开发有效的预测方法以提高预测精度一直是人们追求的目标。 本文研究电力负荷的预测问题。每天负荷随时间的不同而变化,负荷与时间构成了一个时间序列。本文考虑利用时间序列分析对日负荷序列进行预测。时间序列模型的构建有其自身的独特性,因为时间序列变量的预测不取决于其它的自变量,而是取决于其自身在过去的规律。也就是说时间序列建模就是获得事物随时间过程的演变特性与规律,或者可以理解为它的自变量是时间,影响因子只是时间。时间序列规律里除了内在的本质规律外,往往还夹杂着某种随机的规律。正是由于时间序列的这种特殊性,因此往往需要对原始时间序列进行预处理,得到规律比较稳定的时间序列。在电网负荷预测问题中,时间序列的规律会因类型日的不同而不同,如果把具有不同规律的序列样本放在一起去进行拟合,就不能发现真实的规律。 本文提出用组合模型FCM-SARIMA来处理负荷时间序列。首先建立FCM(模糊聚类)模型,对原始时间序列进行模糊分类。模糊C均值聚类是基于划分的一种聚类方法,该方法给出了每个样本和所有类的隶属度,然后根据最大隶属原则将其划分到该属的类别。通过对原始时间序列进行FCM聚类和隶属矩阵分析,分析出原始时间序列存在几个性质不同的时间序列。在此基础上,针对负荷时间序列有明显的周期性变化趋势,采用季节性自回归一移动平均模型(SAR]MA)对不同的时间序列进行拟合、预测,该模型能忠实地再现周期趋势,并能完整的反映序列间的全部联系。 试验数据分析表明FCM-SARIMA组合模型比起单用SARIMA模型能更好的捕捉时间序列的走向,有更高的预报精度。
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