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专利号: 2021107553284
申请人: 江苏城乡建设职业学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于ELMAN神经网络的短期负荷的预测方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、采集校园综合能源系统、气象数据系统和教务系统数据作为输入数据;

综合能源系统电负荷、冷负荷、热负荷数据;气象数据系统的温度值、湿度值数据;教务系统中理论课程数、实践课程数、校历数据;

S2、将所述S1采样到的输入数据归一化处理,映射到‑1到1之间;

归一化处理公式为:

其中, 表示归一化后的样本数据,i为样本数,j为样本的分量,xij表示第i个样本的第j个分量, 为第j个样本分量的均值,δj为第j个样本分量的标准差;

S3、将S2归一化的数据分为训练样本和滚动优化的测试样本,将训练样本数据输入Elman神经网络模型;

S4、建立Elman神经网络模型,设定Elman神经网络模型输入变量个数n,隐含层和承接层神经元个数为m,输出变量为k;隐藏层与输入层和承接层间、输出层与隐藏层间的激活函数均选择sigmoid函数;

Elman神经网络模型的输出层,隐含层,承接层输出包括:输出层输出为:

y(t)=g(w3(t)h(t))            (2)隐含层输出为:

h(t)=g(w1(t)x(t)+w2(t)u(t))    (3)承接层输出为:

u(t)=x(t‑1)                (4)n×m m×m m×k

其中,w1∈R ,w2∈R ,w3∈R 分别是输入层到隐含层,承接层到隐含层,隐含层到输出层的权重矩阵;x(t)是t时刻输入向量,x(t‑1)是t‑1时刻输入向量;g(·)为sigmoid激活函数,t是时间步长;

Elman神经网络模型的参数值是通过误差逆向传播算法,使E(t)对权值求偏导并等于

0,得到:

Δw3ij=η3hi(t)δj,(i=1,2,…,m;j=1,2,…k)                  (6)Δw1ij=η1xi(t)βj,(i=1,2,…,n;j=1,2,…,m)                  (8)其中,η1,η2,η3分别是w1,w2,w3的学习率;δj是输出层神经元的梯度项,hi(t)是隐藏层的第i维输出,k是输出向量维数,m是承接层和隐含层输出向量维数,Δ表示权值的更新,βj是隐含层神经元的梯度项;

δj=(dj(t)‑yj(t))f′o(·)                          (9)其中,yj(t)是第j个结点第t轮的输出值,dj(t)是第t轮第j个结点的标准输出值,f′o(·)是输出层的导数,f′h(·)是隐含层的导数,α为自连接反馈增益因子;

S5、设置Elman神经网络模型中隐藏层和承接层神经元的数均为22;

S6、以Elman神经网络模型输出与实际输出的绝对误差最小化为目标,根据梯度下降法,当对权值的偏导数等于0时,获得Elman神经网络模型的参数值。

2.如权利要求1所述的ELMAN神经网络的短期负荷的预测方法,其特征在于,所述绝对误差函数公式为:其中d(t)为t时刻的实际输出,y(t)为t时刻的模型输出。