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气象敏感负荷的逐年增长是夏季电网负荷不断攀升的重要原因，准确估算此类负荷功率对电网运行调度、估计地区需求侧响应能力均有益处。提出了改进典型相关分析方法，建立了负荷-气象非线性关联模型，基于此可计算历史负荷数据中的气象敏感负荷功率。建立了基于堆栈自编码器（SAE）的气象敏感负荷功率估算模型，利用SAE的无监督学习提取日负荷曲线的降维特征，利用关联模型的计算结果作为有标签样本训练估算模型的全连接层，从而由日负荷曲线直接获得气象敏感负荷功率曲线。基于实际电网数据的算例结果验证了所提方法的有效性。