1.一种基于MBG优化的电力负荷时间序列预测方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)对电力系统的负荷数据进行实时采集,获得电力负荷时间序列数据;
2)采用一种CM模型对电力负荷时间序列进行建模;
3)采用小批量梯度下降优化(MBG)算法对步骤2)中CM模型的参数集θ进行在线优化;
4)采用最小信息量准则来选择最优CM模型的阶次p和m。
2.根据权利要求1所述的基于MBG优化的电力负荷时间序列预测方法,其特征在于,步骤2)中,用于对电力负荷时间序列进行建模的CM模型,具体结构如下:其中,yk为电力负荷的第k个采样数据;ξk为CM模型的建模误差;p和m为CM模型的阶次;||·||2为二范数运算; 为CM模型的线性权,且n1=0,1,...,p、n2=0,1,...,m; 为CM模型的中心,且n3=1,...,m;wk为CM模型的状态向量,且wk=yk-1。
3.根据权利要求1所述的基于MBG优化的电力负荷时间序列预测方法,其特征在于,步骤2)中,通过定义 其中:yp,k=[yk-1,yk-2,...,yk-p]T,且
则CM模型可变换为yk=μT(z,k)c+ξk的形式,其中:z=[z1,z2,...,zm]T,c=[c0,0,c1,0,...,cp,0,c0,1,c0,2,...,c0,m,c1,1,c1,2,...,c1,m,...,cp,1,cp,2,...,cp,m]T。
4.根据权利要求1所述的基于MBG优化的电力负荷时间序列预测方法,其特征在于,步骤3)中,用于对CM模型的参数集θ=[cT,zT]T进行优化的小批量梯度下降优化(MBG)算法,具体优化过程包括:(1)当k=1时,对MBG优化算法进行初始化。选择待优化参数集θ的初始值且向量 和 中的各组成元素均设置为0到1之间的随机量;设置MBG优化算法的收敛因子初值为βθ,0=1;设置MBG优化算法的遗忘因子α=0.92;设置MBG优化算法的终止误差δ=1×
10-5。
(2)实时采集和存储电力负荷的采样数据yk直到k≥l,且l≥p>2。此时计算yp,k=[yk-1,T Tyk-2,...,yk-p],Y(l,k)=[yk,yk-1,...,yk-l+1]。
(3)MBG优化算法在第k-1步到第k步时,待优化参数 的更新过程为:计算其中wk=yk-1;计算
其中:yp,k=[yk-1,yk-2,...,yk-p]T,且计算偏导数
计算算法的整体信息向量 计算算法的堆叠矩阵
且
计算
计算算法的收敛因子 且遗忘因子α=0.92;更新此时的模型参数
(4)判断MBG优化算法是终止还是继续优化。比较 和 当 时,则k=k+
1,并跳转至Step3;否则MBG优化过程结束,并定义参数N=k,则此时MBG算法优化出的CM模型参数 即
5.根据权利要求1所述的基于MBG优化的电力负荷时间序列预测方法,其特征在于,步骤4)中,最小信息量的具体结构为: