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专利号: 2022101692080
申请人: 吉林化工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-11-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.可迁移的居民家庭用电负荷场景预测方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:步骤1、通过灰色关联分析源域家庭与目标域家庭负荷数据之间的关联度,构建多源域家庭负荷数据集,多源域家庭负荷数据和目标域家庭负荷数据比例为2:1;

步骤2、建立基于flow的条件生成模型,对基于flow的条件生成模型结构进行改进,得到reinforced‑flow模型,利用多源域家庭负荷数据集训练reinforced‑flow模型,具体过程为:步骤2.1、在待预测日前一日历史负荷样本X的条件下,待预测日负荷样本Y的条件概率密度函数为pY|X(y|x),fθ表示参数化的双射函数,x,y分别为X,Y的一个样本点,将y作为输入,x作为y的条件输入,pZ表示标准高斯分布,z为潜在变量,建立基于flow的条件生成模型过程如下:‑1

使得fθ(y;x)=z,fθ(z;x) =y,根据变量代换公式,y在x处的条件概率密度表示为:将公式写成对数表达式为:

采用最大似然估计法在来选择合适的θ值,以最大化上式Y的条件对数似然:当从家庭负荷数据集中收集M个独立分布样本(x1,y1),…,(xM,yM),根据上一个公式,在该数据集上通过以下公式来训练基于flow的条件生成模型:其中,在多源域训练集中给定一个待预测日负荷样本为yi,待预测日前一日历史负荷样本为xi;det(·)表示雅可比行列式;

在为基于flow条件生成模型构造参数化双射函数fθ时,为模型中每个仿射耦合层的缩放函数s(·)和平移函数t(·)提供了x作为额外输入,⊙表示矩阵元素乘积,给定输入y,仿射耦合层的输出如下所示:h1:d=y1:d

hd+1:D=yd+1:D⊙exp(s(y1:d,x))+t(y1:d,x)以上称为基于flow的条件生成模型;

步骤2.2、对基于flow的条件生成模型仿射耦合层结构进行改进,改进结构表示为:h1d=y1:d⊙exp(s(x))+t(x)

hd+1:D=yd+1:D⊙exp(s(y1:dx))+t(y1:d,x)x为输入参数,h为输出的预测值,y1:d为输入参数y后经缩放函数s(·)和平移函数t(·)得到的值;

将改进的基于flow的条件生成模型命名为reinforced‑flow模型;与y1:d相关联的缩放函数s(·)和平移函数t(·)的输入只有条件输入x;

假设优化后的参数为 双射函数记为 给定任何长度的历史居民负荷时间序列s,利用 的逆函数生成l个时间间隔点的时间序列,预测公式为:其中z是从标准多元高斯分布中取的任何样本,如果从标准多元高斯分布中取w个样本,能够产生w个未来住宅负荷的预测结果;

步骤2.3、将(xi,yi)作为一组独立训练样本,取M组样本(x1,y1),…,(xM,yM),训练reinforced‑flow模型;

步骤3、冻结训练后reinforced‑flow模型的部分单步流结构参数,利用目标域家庭负荷数据训练冻结部分单步流结构参数的reinforced‑flow模型,微调未被冻结的单步流结构参数,得到目标域模型;具体过程为:进行迁移学习,在reinforced‑flow模型中有K个单步流结构,将源域中训练的reinforced‑flow模型冻结前K‑1个单步流结构参数,采用目标域数据训练部分冻结单步流结构参数的reinforced‑flow模型,调整未被冻结的单步流结构参数,迁移得到目标域模型;

步骤4、采用目标域模型对居民家庭用电负荷场景预测。

2.根据权利要求1所述可迁移的居民家庭用电负荷场景预测方法,其特征在于,步骤1具体过程为:对于采样间隔为1小时的家庭用电负荷数据集,以目标域家庭E1在t时刻的负荷值 作为参考序列,任意源域家庭Ei在t时刻的负荷值 作为观察序列;

参考序列与观察序列间某关联样本点的灰色关联系数计算公式为:其中,ρ为0到1内取值的分辨系数;

计算时间段内灰色关联系数的平均值,该值即为目标域家庭E1和源域家庭Ei的关联度值:其中,N表示采样次数;

设定关联度阈值,当计算得到的关联度值不高于关联度阈值时,则舍弃该源域家庭负荷数据,选择下一个源域家庭重复计算,当计算的关联度值高于关联度阈值时,将该源域家庭的负荷数据作为一组多源域家庭负荷数据,由多组多源域家庭负荷数据构成多源域家庭负荷数据集,多源域家庭负荷数据和目标域家庭负荷数据比例为2:1。