有效
一种基于预测模型的电力系统触发通信方法及装置
陆荟颖、刘宇豪、何锐金、黄缙华、李丽、代仕勇、吴跃隆、汪绪先
广东电网有限责任公司
陆
陆荟颖 专利 56
广东电网有限责任公司电力科学研究院数据交换网络监测电学网络服务协议
刘
刘宇豪 专利 73
上海交通大学计算技术电学物理仪器
何
何锐金 专利 27
广东电网有限责任公司电力科学研究院行政管理信息通信行业流程商务信息处理
黄
黄缙华 专利 218
广东电网有限责任公司电力科学研究院数据交换网络监测遥信遥控行政管理
李
李丽 专利 358
广东电网有限责任公司电力科学研究院其他振动测量色谱法材料测试分析
代
代仕勇 专利 80
广东电网有限责任公司电力科学研究院数据交换网络监测数字信息传输商务信息处理
吴
吴跃隆 专利 55
广东电网有限责任公司电力科学研究院电学数据交换网络监测网络管理
汪
汪绪先 专利 70
广东电网有限责任公司电力科学研究院信息通信行业流程行政管理商务信息处理
摘要
本发明公开了一种基于预测模型的电力系统触发通信方法及装置。本申请通过获取历史和实际负荷数据,利用预先训练好的电力系统预测模型预测负荷。如果预测与实际数据相似度低于阈值,则传输实际数据;否则,发送前一周期数据以填补接收端空缺。本申请的方法提高了电力系统通信的效率和可靠性,以解决现有技术中无法仅在电力系统状态发生变化时触发系统通信的问题。
1.一种基于预测模型的电力系统触发通信方法,其特征在于,包括:获取第一历史负荷数据、第一实际负荷序列和第二实际负荷序列;其中,所述第一实际负荷序列和所述第二实际负荷序列是根据预设时间周期对实际负荷数据进行划分而获得,且所述第一实际负荷序列为所述第二实际负荷序列在上一时间周期的序列;将所述第一历史负荷数据输入到预先训练好的电力系统预测模型中,以使所述电力系统预测模型输出负荷预测序列;若所述负荷预测序列和第二实际负荷序列的相似度距离大于预设阈值,触发电力系统通信,并将所述第二实际负荷序列发送至接收端;否则,确定接收端为空缺序列,将第一实际负荷序列发送至接收端,以使所述接收端填补所述空缺序列。
2.根据权利要求1所述的基于预测模型的电力系统触发通信方法,其特征在于,所述预先训练好的电力系统预测模型,具体为:获取第二历史负荷数据;将所述第二历史负荷数据输入至初始电力系统预测模型中训练,同时使用梯度提升算法优化所述初始电力系统预测模型,直到损失函数的值不再变化,停止训练,得到训练好的电力系统预测模型;其中,所述初始电力系统预测模型是基于GBDT算法构建的,所述初始电力系统预测模型包含多个决策树,训练过程中不断遍历多个决策树并累计各决策树的预测结果。
3.根据权利要求1所述的基于预测模型的电力系统触发通信方法,其特征在于,所述若所述负荷预测序列和第二实际负荷序列的相似度距离大于预设阈值,触发电力系统通信,具体为:根据负荷预测序列和第二实际负荷序列,计算得到欧式距离、第一DTW距离和第二DTW距离;根据熵权法,计算得到欧式距离、第一DTW距离和第二DTW距离的各个权重;根据所述各个权重、欧式距离、第一DTW距离和第二DTW距离,计算得到相似度距离;所述相似度距离的计算公式为D total (X D ,Y D )=r 1 D 1 (X D ,Y D )+r 2 D 2 (X D ,Y D )+r 3 D 3 (X D ,Y D ),式中,r 1 、r 2 、r 3 分别为D 1 (X D ,Y D )、D 2 (X D ,Y D )、D 3 (X D ,Y D )对应的权重;X D 为第二实际负荷序列;Y D 为负荷预测序列,D 1 (X D ,Y D )为欧式距离,D 2 (X D ,Y D )为第一DTW距离,D 3 (X D ,Y D )为第二DTW距离;若所述相似度距离大于预设阈值,触发电力系统通信。
4.根据权利要求3所述的基于预测模型的电力系统触发通信方法,其特征在于,所述根据负荷预测序列和第二实际负荷序列,计算得到欧式距离,具体为:根据欧式距离的公式,计算得到负荷预测序列与第二实际负荷序列所对应采样点之间的欧式距离;所述欧式距离的公式为式中, 为i时刻负荷预测值; 为i时刻第二实际负荷值,D 1 (X D ,Y D )为欧式距离。
5.根据权利要求3所述的基于预测模型的电力系统触发通信方法,其特征在于,所述根据负荷预测序列和第二实际负荷序列,计算得到第一DTW距离,具体为:根据目标函数、负荷预测序列和第二实际负荷序列,计算得到第一DTW距离;其中,所述目标函数是根据确定各个动态点的各个移动路径,确保所述各个移动路径的累积距离最短求解得到的;所述目标函数的公式为式中, 为第e个动态点的移动路径距离;D 2 (X D ,Y D )为负荷预测序列Y D 与第二实际负荷序列X D 间的第一DTW距离。
6.根据权利要求3所述的基于预测模型的电力系统触发通信方法,其特征在于,所述根据负荷预测序列和第二实际负荷序列,计算得到第二DTW距离,具体为:根据差分法、负荷预测序列与第二实际负荷序列,计算得到第一负荷预测序列和第三实际负荷序列;其中,所述第一负荷预测序列和第三实际负荷序列能够映射电力系统的波动情况;根据第一DTW距离、第一负荷预测序列和第三实际负荷序列,计算得到第二DTW距离。
7.一种基于预测模型的电力系统触发通信装置,其特征在于,包括获取模块、输入输出模块和触发模块;获取模块用于获取第一历史负荷数据、第一实际负荷序列和第二实际负荷序列;其中,所述第一实际负荷序列和所述第二实际负荷序列是根据预设时间周期对实际负荷数据进行划分而获得,且所述第一实际负荷序列为所述第二实际负荷序列在上一时间周期的序列;输入输出模块用于将所述第一历史负荷数据输入到预先训练好的电力系统预测模型中,以使所述电力系统预测模型输出负荷预测序列;触发模块用于,若所述负荷预测序列和第二实际负荷序列的相似度距离大于预设阈值,触发电力系统通信,并将所述第二实际负荷序列发送至接收端;否则,确定接收端为空缺序列,将第一实际负荷序列发送至接收端,以使所述接收端填补所述空缺序列。
8.根据权利要求7所述的基于预测模型的电力系统触发通信装置,其特征在于,所述预先训练好的电力系统预测模型,具体为:获取第二历史负荷数据;将所述第二历史负荷数据输入至初始电力系统预测模型中训练,同时使用梯度提升算法优化所述初始电力系统预测模型,直到损失函数的值不再变化,停止训练,得到训练好的电力系统预测模型;其中,所述初始电力系统预测模型是基于GBDT算法构建的,所述初始电力系统预测模型包含多个决策树,训练过程中不断遍历多个决策树并累计各决策树的预测结果。
9.根据权利要求7所述的基于预测模型的电力系统触发通信装置,其特征在于,所述若所述负荷预测序列和第二实际负荷序列的相似度距离大于预设阈值,触发电力系统通信,具体为:根据负荷预测序列和第二实际负荷序列,计算得到欧式距离、第一DTW距离和第二DTW距离;根据熵权法,计算得到欧式距离、第一DTW距离和第二DTW距离的各个权重;根据所述各个权重、欧式距离、第一DTW距离和第二DTW距离,计算得到相似度距离;所述相似度距离的计算公式为D total (X D ,Y D )=r 1 D 1 (X D ,Y D )+r 2 D 2 (X D ,Y D )+r 3 D 3 (X D ,Y D ),式中,r 1 、r 2 、r 3 分别为D 1 (X D ,Y D )、D 2 (X D ,Y D )、D 3 (X D ,Y D )对应的权重;X D 为第二实际负荷序列;Y D 为负荷预测序列,D 1 (X D ,Y D )为欧式距离,D 2 (X D ,Y D )为第一DTW距离,D 3 (X D ,Y D )为第二DTW距离;若所述相似度距离大于预设阈值,触发电力系统通信。
10.根据权利要求9所述的基于预测模型的电力系统触发通信装置,其特征在于,所述根据负荷预测序列和第二实际负荷序列,计算得到欧式距离,具体为:根据欧式距离的公式,计算得到负荷预测序列与第二实际负荷序列所对应采样点之间的欧式距离;所述欧式距离的公式为式中, 为i时刻负荷预测值; 为i时刻第二实际负荷值,D 1 (X D ,Y D )为欧式距离。
11.根据权利要求9所述的基于预测模型的电力系统触发通信装置,其特征在于,所述根据负荷预测序列和第二实际负荷序列,计算得到第一DTW距离,具体为:根据目标函数、负荷预测序列和第二实际负荷序列,计算得到第一DTW距离;其中,所述目标函数是根据确定各个动态点的各个移动路径,确保所述各个移动路径的累积距离最短求解得到的;所述目标函数的公式为式中, 为第e个动态点的移动路径距离;D 2 (X D ,Y D )为负荷预测序列Y D 与第二实际负荷序列X D 间的第一DTW距离。
12.根据权利要求9所述的基于预测模型的电力系统触发通信装置,其特征在于,所述根据负荷预测序列和第二实际负荷序列,计算得到第二DTW距离,具体为:根据差分法、负荷预测序列与第二实际负荷序列,计算得到第一负荷预测序列和第三实际负荷序列;其中,所述第一负荷预测序列和第三实际负荷序列能够映射电力系统的波动情况;根据第一DTW距离、第一负荷预测序列和第三实际负荷序列,计算得到第二DTW距离。



