1.一种基于梯度提升决策树的短期负荷预测方法,其特征是:包括以下步骤:获取待预测日前N天的历史负荷数据,形成原始数据集A 0 ;从原始数据集A 0 中筛选出构建训练样本的数据集B;利用数据集B构造GBDT预测模型所需的全部样本集(X,Y);由全部样本集(X,Y)训练构造全天GBDT预测模型,根据全天GBDT预测模型预测待预测日的全天负荷向量;将全部样本集(X,Y)按小时分割为24个样本子集,并分别训练构造小时GBDT预测模型,根据小时GBDT预测模型预测待预测日的24小时负荷向量;结合全天负荷向量和24小时负荷向量,预测待预测日的最终负荷向量,所述待预测日的最终负荷向量final_pred=[pred 0 ,pred 1 ,...,pred 23 ],式中 所述predi为最终确定的第i时预测负荷,hourload i 为小时GBDT预测模型得到的i时预测负荷,dayload i 为全天GBDT预测模型得到的i时预测负荷,min()表示取括号中二者值小的一个,max()表示取括号中二者值较大的一个。
2.根据权利要求1所述的一种基于梯度提升决策树的短期负荷预测方法,其特征是:所述原始数据集A 0 中,每天的数据作为一个原始数据样本,每个样本中,将当天每小时的负荷数据和时间数据分别作为数据点。
3.根据权利要求2所述的一种基于梯度提升决策树的短期负荷预测方法,其特征是:所述从原始数据集A 0 中筛选出构建训练样本的数据集B的具体过程为:从原始数据集A 0 中筛选出与待预测日的日期类型相同的数据集,记为A 1 ;根据正常数据点的判定条件,过滤A 1 中的异常数据,并统计A 0 中正常负荷点的个数,将正常负荷点的个数大于设定值的样本加入正常数据集A 2 ;从A 2 中筛选出与待预测日相似的M天,记为数据集B。
4.根据权利要求3所述的一种基于梯度提升决策树的短期负荷预测方法,其特征是:所述从A 2 中筛选出与待预测日相似的M天的具体过程为:以待预测日前一天负荷数据向量与A 2 中所有样本负荷数据向量的欧式距离r d 作为相似度的度量,相似度最大的M天数据加入数据集B,M的取值公式为M=min(30,[P*0.7]),式中,P为数据集A 2 的样本个数,[]表示向下取整数,min()表示取括号中二者值之间较小的一个。
5.根据权利要求4所述的一种基于梯度提升决策树的短期负荷预测方法,其特征是:所述全部样本集(X,Y)为(X,Y)={(x j,i ,y j,i )|i=0,1,2,...,23;j=1,2,...,M}式中x j,i 表示由数据集B中第j个样本i时的负荷数据点构造出的训练输入特征向量x j,i ,y j,i 表示数据集B中第j个样本i时的负荷值,构造为对应训练样本的响应值。
6.根据权利要求5所述的一种基于梯度提升决策树的短期负荷预测方法,其特征是:所述全天GBDT预测模型由L=1000棵深度为3的最小二乘回归树组成,将训练第m棵数得到的模型记为T m (x),训练第m棵最小二乘回归树模型T m (x)的具体过程为:(a)计算前m-1棵树综合预测模型的针对所有训练样本x j,i 得到的预测值f m-1 (x j,i ),(b)计算前m-1棵树得到的预测值与真实值的残差residual m,j,i ,所有的残差residual m,j,i 构成新的训练样本响应集,即R m ={residual m,j,i |i=0,1,2,...,23;j=1,2,...,M}(c)将训练样本特征集X与训练样本响应集R m 共同构成新的训练数据集(X,R m ),由(X,R m )训练一棵深度为3的最小二乘回归树T′ m (x);利用公式T m (x)=λ*T′ m (x)计算,得到最终的第m棵树的模型T m (x),按照步骤(a)-(d),训练第1至L棵树,得到全天GBDT预测模型f_day(x)。
7.根据权利要求6所述的一种基于梯度提升决策树的短期负荷预测方法,其特征是:将待预测日的负荷向量记为day_pred=[dayload 0 ,dayload 1 ,...,dayload 23 ],所述根据全天GBDT预测模型预测待预测日的全天负荷向量的具体过程为:初始化预测时刻i=0;构建i时待预测负荷的特征向量x i ;递归预测i时的负荷dayload i ,构成特征向量x i ,其中i的取值为0~23的整数。
8.根据权利要求7所述的一种基于梯度提升决策树的短期负荷预测方法,其特征是:从样本集(X,Y)中取出所有由i时的负荷点得到的样本(x j,i ,y j,i ),构成i时的训练样本子集(X i ,Y i ),所述小时GBDT预测模型由L=500棵深度为3的最小二乘回归树组成。
9.根据权利要求8所述的一种基于梯度提升决策树的短期负荷预测方法,其特征是:所述根据小时GBDT预测模型预测待预测日的24小时负荷向量的具体过程为:初始化预测时刻i=0;构建i时带预测负荷的特征向量y i ;递归预测i时的负荷hourload i ,构成特征向量y i ,其中i的取值为0~23的整数。