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专利号: 2022105616885
申请人: 南昌工程学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.公变台区需求响应成效预测模型构建方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1、结合历史需求响应开展情况,分析影响需求响应效果的因素,确定改进PSO‑SVM需求响应效果预测模型的输入量和输出量;

步骤2、基于改进PSO算法和SVR模型搭建改进PSO‑SVR需求响应效果预测模型;

步骤3、向改进PSO‑SVR需求响应效果预测模型输入训练数据进行参数寻优,确定最优的惩罚函数和最优核参数;

步骤4、构建最优改进PSO‑SVR需求响应效果预测模型并进行训练和预测:基于最优的惩罚函数和最优核参数,构建最优改进PSO‑SVR需求响应效果预测模型,并使用历史数据对最优改进PSO‑SVR需求响应效果预测模型进行训练;向训练后的最优改进PSO‑SVR需求响应效果预测模型输入用户需预测的数据,最优改进PSO‑SVR需求响应效果预测模型输出预测结果。

2.根据权利要求1所述的公变台区需求响应成效预测模型构建方法,其特征在于,步骤

2中的改进PSO算法为:

式中, 、 为学习因子; 、 为0到1之间相互独立的随机值; 为惯性权重因子,通常为非负常数; 表示第 个粒子下一时刻的速度; 表示第 个粒子当前时刻的速度; 为当前粒子最优最优解; 为种群最优解; 为自然常数, 为当前迭代次数,为最大迭代次数, 代表第 个粒子的位置。

3.根据权利要求2所述的公变台区需求响应成效预测模型构建方法,其特征在于,步骤

2中所述SVR模型选用核函数为径向基核函数:

式中 为两个特征向量之间的平方的欧几里得距离, 为输入特征向

量, 为核参数中心值, 为径向基核函数, 为核参数;

SVR模型的损失度函数公式如下:

式中, 和 是超平面的参数,为偏差常量, 是 的超平面,T表示矩阵转置;

所述SVR模型如下所示:

式中, 为第 个第一容忍因子, 为第 个第二容忍因子,n为样本数量, 为惩罚函数。

4.根据权利要求1所述的公变台区需求响应成效预测模型构建方法,其特征在于,所述输入量为温度、湿度、风速、日期属性、活动开展时长、节电量补贴单价、活动推广方式、需求响应活动参与率、居民用户多时段负荷特征量、用户用电行为特征量;所述输出量为用户需求响应节电量。

5.根据权利要求2所述的公变台区需求响应成效预测模型构建方法,其特征在于,步骤

3具体过程如下:

步骤3.1,设置寻优问题数量、惩罚函数和核参数的取值范围、最大迭代次数,完成改进PSO‑SVR需求响应效果预测模型初始化,输入量为温度、湿度、风速、日期属性、活动开展时长、节电量补贴单价、活动推广方式、需求响应活动参与率、居民用户多时段负荷特征量、用户用电行为特征量;输出量选取为用户需求响应节电量;

步骤3.2,数据集拆分:将全部需求响应数据拆分为测试数据集、训练数据集;

步骤3.3,输入训练数据集对改进PSO‑SVR需求响应效果预测模型进行训练;

步骤3.4,对步骤3.3中训练完成的改进PSO‑SVR需求响应效果预测模型,输入测试数据2

集对改进PSO‑SVR需求响应效果预测模型进行验证;采用决定系数R作为改进PSO‑SVR需求响应效果预测模型评价指标,式中, 为第i个预测值, 为第i个实际值, 为实际值均值,记录本次迭代决定系数对应的惩罚函数和核参数;

步骤3.5,采用公式(1)更新更新粒子位置,并重复执行训练步骤3.3‑步骤3.4;

步骤3.6,判断;若满足终止条件,转步骤3.7,不满足转步骤3.3;

步骤3.7,根据不同核参数和惩罚函数下决定系数,选取最优决定系数对应的惩罚函数和最优核参数作为最优改进PSO‑SVR需求响应效果预测模型的参数。

6.一种公变台区需求响应成效预测装置,包括用电数据导入模块(210)、外部信息采集模块(220)、历史需求响应导入模块(230)、需求响应方案导入模块(240)、指标计算模块(250)、训练模块(260)、预测模块(270),所述用电数据导入模块(210)导入用户的历史用电数据,用于计算用户的用电特征;外部信息采集模块(220)收集需求开展日的温度、湿度、风速、日期类型;历史需求响应导入模块(230)负责导入用户历史需求响应数据;需求响应方案导入模块(240)用于导入各次需求响应的方案数据;指标计算模块(250)基于用电数据导入模块(210)、外部信息采集模块(220)、历史需求响应导入模块(230)、需求响应方案导入模块(240)中的数据,计算各输入指标的值;训练模块(260)用于参数寻优、构建最优的改进PSO‑SVR需求响应效果预测模型;预测模块(270)用于对用户需求响应效果进行预测;所述改进PSO‑SVR需求响应效果预测模型依权利要求1所述方法构建。

7.一种用于实现公变台区需求响应成效预测的电子设备,包括处理器(310)、存储器(320)、输入装置(330)和输出装置(340),处理器(310)负责对输入装置(310)的数据计算各输入量的值;负责进行改进PSO‑SVR需求响应效果预测模型的训练、测试、参数寻优,并保存至存储器(320)中,存储器(320)负责所有数据的存储;输入装置(330)负责从需求响应系统、营销业务系统、用电信息采集系统中导入需求响应历史数据、用电数据、外部数据;输出装置(340)负责输出最终的预测数据,所述改进PSO‑SVR需求响应效果预测模型依权利要求

1所述方法构建。