長春工業大學董吉哲獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉長春工業大學申請的專利一種基于Prophet的中期電量預測方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119965870B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-29發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510452592.9,技術領域涉及:H02J3/00;該發明授權一種基于Prophet的中期電量預測方法是由董吉哲;孫洋;陳沛光;王梓蘅;高洪堯;韓曉桐設計研發完成,并于2025-04-11向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于Prophet的中期電量預測方法在說明書摘要公布了:本發明為一種基于Prophet的中期電量預測方法,屬于電力系統中期電量預測領域。為解決單一Prophet模型難以充分挖掘復雜時間序列深層特征及融合多源外生變量問題,本方法通過自定義季節性提取時間特征,對歷史目標進行趨勢、季節性、節假日效應分解,并構造聯合特征引入外生變量;同時,采用AdaBoost算法和N?BEATSx模型分別實現月度電量預測,再利用Optuna自動調參及貝葉斯嶺回歸進行堆疊融合預測結果。本方法適用于電力系統中期調度規劃,為電網安全提供科學決策依據。
本發明授權一種基于Prophet的中期電量預測方法在權利要求書中公布了:1.一種基于Prophet的中期電量預測方法,其特征在于,所述方法包括以下操作:首先,使用某省日度電量數據集,進行基本時間特征的提取,自定義季節性;其次,通過Prophet模型完成對歷史目標的分解,實施特征工程,構造聯合特征,引入外生變量;再次,利用外生變量,分別使用自適應提升算法和含外生變量的時間序列神經基擴展分析NeuralBasisExpansionAnalysisforTimeSerieswithExogenousVariables,N-BEATSx算法進行月度電量預測,獲得兩份預測結果;然后,利用Optuna調節Prophet模型與自適應提升算法的超參數,更新這兩份預測結果,并利用貝葉斯嶺回歸對更新后的兩份預測結果進行堆疊融合,獲得最終預測結果;最后,構建整個基于Prophet的中期電量預測模型,進而利用某省數據集對模型進行驗證,通過評價指標來判斷模型的有效性;所述的某省日度電量數據集,可進行基本時間特征的提取,對于任意時間t,由函數獲得多種時間特征,列舉年特征Xyeart和月特征Xmont: Xyeart=Yeart,Xmont=Montht 相應亦有周特征Xweekt、日特征Xdayt、年相似日特征Xdofyt,以月特征為依據,自定義季節性,以季節指示函數定義四個季節性變量,列舉春季變量Xspringt和夏季變量Xsummert: 以此類推,可得到秋季變量Xautumnt、冬季變量Xwintert,今后為表示其中任意一個,泛稱為Xseasont; 所述的Prophet模型完成對歷史目標的分解,實施特征工程,構造聯合特征,引入外生變量,該過程具體包括: 步驟1對歷史時間t,令歷史目標為yt,表示對應時間的日用電量,利用Prophet模型將歷史目標yt分解為趨勢分量gt、季節性分量st和節假日分量ht和噪聲分量εt四部分,形成加性模型: yt=gt+st+ht+εt 其中對于趨勢分量gt有: 其中,k為初始增長率,m為初始截距,V為預設變點的數量,sv為第v個變點的時間,δv為第v個變點處的斜率變化量,可以確保在變點之前貢獻為0,而對于每個自定義季節,均采用傅里葉展開表示,某一季節性分量Nseasont和總季節性分量st關系為: 式中,Nseason為該季節的傅里葉階數,P為周期,為對應的傅里葉系數,設定節假日指示函數Dt及節假日分量ht: 其中,holiday表示節假日及其影響范圍,Dgt即為第g個節假日指示函數,G為節假日種類數,kg為第g個節假日的影響系數,而在未來時間t,Prophet可擬合出gt、st和ht,上述三分量相加,得到Prophet的預測值 步驟2利用Prophet的預測結果和原始時間信息,構造聯合特征矩陣,對于某一時間t,構造聯合特征向量: Xt=[Xyhatt,Xtrendt,Xseast,Xholt,Xyeart,Xmont,Xweekt,Xdayt,Xdofyt] 其中Xyhatt即Prophet預測值Xtrendt即趨勢分量gt,Xseast即季節性分量st,Xholt即節假日分量ht,這里Xyhatt只有未來時間,其余分量既有歷史也有未來時間,為方便將以上時間特征作為外生變量,今后以xjt作泛指,j=1,...,J。
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