1.基于自适应特征权重的智慧城市电力负荷估计方法,具体步骤如下,其特征在于:步骤1,获取实验标定数据:收集被测区域GDP,人口总数,气温均值,对外贸易出口额,对外贸易进口额,平均降水量的时序数据,把不同时序数据当作电力负荷估计的特征,组成特征数据矩阵;
步骤1中的特征数据矩阵表示为:
;
其中,Gi表示地区i 时刻的GDP值,Pi表示该地区i时刻的人口总数,Ti表示该地区i时刻的气温均值,Oi表示该地区i时刻的对外贸易出口额,Ii表示该地区i时刻的对外贸易进口额,Ri表示该地区i时刻的平均降水量,同时为每组特征数据矩阵贴上标签Ei,Ei表示该地区i时刻的电力负荷值;步骤2,自适应特征权重标定:计算各个特征对于电力负荷估计的重要性权重,通过Sigmoid激活函数对重要性权重进行归一化操作生成特征权重,并对特征重新标定;
步骤2中自适应特征权值的计算过程表示为:将特征数据矩阵D 和电力负荷值 组合成训练数据集 ;
步骤2.1初始化特征重要性权重 为特征个数;
步骤2.2在训练集 中随机选出一个电力负荷值E;步骤2.3在训练集中找出k个和E最近邻的特征 ;步骤2.4在训练集中找出 k个和E不同类的最近邻特征 ;步骤2.5计算特征重要性权重:
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式中 表示第C类特征的概率; 表示E 所属的电力负荷值类别;m 是样本个数; 表示样本R1 和样本 R2在特征A上的差:;
重复步骤2.2至步骤2.5可得每个特征的重要性权重 ;通过Sigmoid激活函数对 进行归一化操作生成 的权重 ;;
将特征和权重相乘获得特征加权后的特征输出 ;;
步骤3,训练回声状态网络:将重新标定的特征数据当作回声状态网络的输入,对应的电力负荷作为网络的输出,训练回声状态网络模型;
步骤3中训练回声状态网络具体描述为:将重新标定过的特征数据 替换原来的特征数据D,得到新的训练样本;
步骤3.1初始化网路,将训练样本 通过输入连接权值矩阵 进入储备池, 经过反馈连接权值 进入储备池,并根据下式的顺序采集系统状态和输出状态:;
其中, 是初始值为0的系统参数, 为储备池节点的激励函数, 为储备池输出单元的激励函数,W表示储备池内部神经元的连接权值矩阵, 表示输出值矩阵;
步骤3.2计算输出值矩阵 :
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其中,K是输入层的神经元个数,N 是储备池神经元的个数,L是输出层神经元个数, 表示正则化因子, 表示欧式距离;
步骤4,估计未知电力负荷:对于未知电力负荷的特征数据矩阵,按步骤2获取特征权重重新标定的特征数据,并送入已训练的回声状态网络中,获得未知电力负荷值;
步骤4中估计未知电力负荷具体描述为:对于未知电力负荷值的估计,按照步骤1和步骤2提取重新标定后的特征,送入已训练完成的回声状态网络中,计算网络的电力负荷估计值 ;;
其中, 是 的第j个值;
步骤5,将训练获得的回声状态网络模型嵌入处理器中,并实际应用。