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《兰州理工大学》 2007年
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基于Elman神经网络的中期电力负荷预测模型研究

任丽娜  
【摘要】: 负荷预测是电力系统规划和运行研究的重要内容,属于战略预测,是保证电力系统可靠供电和经济运行的前提。随着我国电力事业的发展,电网管理日趋现代化,电力负荷预测问题的研究也越来越引起人们的注意,成为现代电力系统运行研究中的重要课题之一,它是研究电力系统规划问题、电力系统经济运行及其调度自动化的重要依据,因此,寻求合适的负荷预测方法以期最大限度的提高预测精度具有重要的应用价值。 负荷预测的核心问题是预测的技术问题,或者说是预测的数学模型。传统的数学模型是用显示的数学表达式加以描述,具有计算量小、速度快的优点,但同时也存在很多的缺陷和局限性,比如不具备自学习、自适应能力、预测系统的鲁棒性没有保障等。特别是随着我国经济的发展,电力系统的结构日趋复杂,电力负荷变化的非线性、时变性和不确定性的特点更加明显,很难建立一个合适的数学模型来清晰地表达负荷和影响负荷的变量之间的关系。而基于神经网络的非数学模型预测法,为解决数学模型法的不足提供了新的思路。 本文提出了基于Elman神经网络的中期负荷预测模型,模型算法采用改进的BP算法,即自适应学习速率动量梯度下降反向传播算法。这一方法的创新之处在于能够同时反映电力系统负荷的非线性特征和动态特性,并且克服了标准BP算法收敛速度慢和局部极小点问题。本文详细研究了甘肃电网历史负荷数据特点,预测未来一年12个月的负荷值,经仿真计算,证明了该方法的有效性和适用性。 提出基于数理统计及三点平滑原理的异常数据辨识及修正算法,对异常数据进行辨识和修正,实现了异常数据的准确定位和修正,为精确的预测做好了数据上的准备。通过实例验证了该方法具有简单实用、计算效率高、工作量小、大大减少了人工干预等特点,具有一定的有效性和可行性。 研究具有适应时变特性能力的Elman神经网络预测模型,如单隐含层Elman回归神经网络模型、双隐含层Elman神经网络模型及三隐含层Elman神经网络模型,Elman神经网络是在多层前向BP网络中引入特殊关联层,形成有“记忆”能力的网络,从而可以映射电力负荷预测系统的非线性和动态特性,解决了静态前馈BP神经网络对动态系统进行辨识效果差的问题。 最后应用MATLAB语言编程进行实例仿真,比较三种模型的预测精度,得出双隐含层Elman神经网络预测模型预测精度高、完全能够满足企业的生产需要,并且研制开发基于Windows平台的负荷预测软件包,具有良好的应用前景。
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TM715

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
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2 张超;常太华;刘欢;胡阳;;基于改进Elman神经网络的风速预测[J];华东电力;2012年08期
3 张兴裕;冯海欢;肖雄;刘元元;李晓松;;Elman神经网络在手足口病发病率预测中的应用初探[J];现代预防医学;2012年09期
4 甘露萍;谢守勇;;基于Elman神经网络的烤烟鲜烟叶含水量模型研究[J];西南农业学报;2011年01期
5 周孑民;朱再兴;刘艳军;彭好义;高强;;基于Elman神经网络的动力配煤发热量及着火温度的预测[J];中南大学学报(自然科学版);2011年12期
6 郑吕高;周灵江;王帅;;基于Elman神经网络的电力负荷预测研究[J];中国电业(技术版);2012年09期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙婧雅;基于改进的灰关联分析理论与Elman神经网络的变压器故障诊断研究[D];昆明理工大学;2009年
2 朱存;油浸式电力变压器智能故障诊断研究[D];昆明理工大学;2010年
3 郑振华;输电线路覆冰厚度智能识别软件开发[D];太原理工大学;2011年
4 贺电;大型风电场短期功率预测研究[D];北京交通大学;2011年
5 石春源;基于Elman神经网络锂电池劣化程度的预测研究[D];哈尔滨理工大学;2011年
6 邹会荣;基于TMS320F2812的数据采集及电力电缆故障识别[D];西安科技大学;2008年
7 张玮;基于神经网络的数据统计建模[D];浙江工业大学;2009年
8 徐大维;基于时间序列模型的化工设备状态的预测研究[D];北京化工大学;2009年
9 李丹;基于神经网络的北京联通GSM话务量预测[D];北京邮电大学;2009年
10 刘芳;执行器非线性系统观测器设计方法研究[D];杭州电子科技大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 张治国;基于模态分析理论和神经网络的桥梁损伤识别方法研究[D];武汉理工大学;2005年
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3 李国辉;基于灰色理论与BP神经网络的电力负荷预测[D];哈尔滨理工大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 熊燕;李艳红;;基于数据挖掘的电力系统异常数据辨识与调整[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2010年03期
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3 田丽,曹安照;自适应模糊神经网络在某电力公司一产用电量预测中的应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年04期
4 田丽;黄世伟;李泽应;王军;;基于PSO的RBF神经网络短期电力负荷预测[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2007年02期
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9 刘建慧;关联分析方法比较研究[J];北京农学院学报;1997年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 戴文战;李燕;杨爱萍;;基于遗传算法的灰色Verhulst模型的改进研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
2 熊燕;李毅;;基于数据挖掘的电力系统异常数据辨识与调整[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第四卷)[C];2010年
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4 徐杰;;应用变差模型对广西电网月负荷预测的研究[A];第三届广西青年学术年会论文集(自然科学篇)[C];2004年
5 胡松峰;彭显刚;;电网短期负荷预测方法综述[A];武汉(南方九省)电工理论学会第22届学术年会、河南省电工技术学会年会论文集[C];2010年
6 黄崇起;肖各荣;刘长标;史全平;;组合投资的模糊模型与策略分析[A];1996中国控制与决策学术年会论文集[C];1996年
7 高秉健;吕金虎;;基于混沌时间序列的电力系统短期负荷预测[A];2001中国控制与决策学术年会论文集[C];2001年
8 赖晓平;周鸿兴;;电力负荷短期预测的HMNN模型[A];第十九届中国控制会议论文集(二)[C];2000年
9 黄姝雅;刘天琪;陈绩;;基于人工神经网络的电力系统负荷预测综述[A];中国企业运筹学[C];2006年
10 银涛;俞集辉;;基于GRNN的电力系统短期负荷预测[A];第十届全国电工数学学术年会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 谢忠玉;电力短期负荷时间序列混沌特性分析及预测研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王敏;分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响[D];合肥工业大学;2010年
3 王建军;基于知识挖掘技术的智能协同电力负荷预测研究[D];华北电力大学(北京);2011年
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5 马金玉;中国地面太阳辐射长期变化特征及短期预报方法研究[D];南京信息工程大学;2011年
6 刘明;油田热水供暖系统热负荷智能预测技术研究[D];东北石油大学;2011年
7 郑高;二型模糊系统模糊性测度及其在电力负荷预测中的应用研究[D];西南交通大学;2011年
8 王军栋;混凝投药过程非线性预测控制研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
9 张昀;电力系统短期负荷智能化预测方法[D];重庆大学;2011年
10 尹新;群智能算法与电力负荷预测研究[D];湖南大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李洪琴;基于振动模态分析和BP网络的桥梁损伤识别研究[D];山东科技大学;2010年
2 范不井;某地区电网短期负荷预测研究[D];郑州大学;2010年
3 张永锋;半参数回归模型在中长期负荷预测中的应用[D];郑州大学;2010年
4 王洪亮;林州产业集聚区电网规划研究[D];郑州大学;2010年
5 韩冬梅;基于P2P的教学信息资源负载均衡调度算法的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 于媛媛;基于组合预测的核电产业发展趋势研究[D];大连理工大学;2010年
7 吴俊;基于神经网络的电力负荷数据清洗模型研究[D];大连理工大学;2010年
8 杨子国;中长期电力负荷FRARMA预测模型研究[D];大连理工大学;2010年
9 徐冬梅;湘江流域枯水径流时间演变规律及预报研究[D];长沙理工大学;2010年
10 夏敬婵;基于结构模态参数和SVM的结构损伤识别研究[D];河南理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周伟良,何鲲,曹先彬,程慧霞;基于一种免疫遗传算法的BP网络设计[J];安徽大学学报(自然科学版);1999年01期
2 王海涛;;EBP神经网络在空调负荷预测中的应用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2007年02期
3 张登峰,廉士国,王执铨,胡寿松;一种小波神经网络的优化构造及其应用[J];兵工学报;2004年04期
4 刘红梅;王少萍;欧阳平超;;基于小波包和Elman神经网络的液压泵故障诊断[J];北京航空航天大学学报;2007年01期
5 钱政,严璋,钱嵘,周家利;结合多元统计分析的神经网络在变压器故障诊断中的应用[J];变压器;2000年04期
6 杨启平,薛五德,符扬,蓝之达;专家系统在变压器故障诊断中的应用[J];变压器;1996年06期
7 杜洋;用“无编码比值法”分析和判断变压器故障性质[J];变压器;1999年03期
8 邓波;李健;孙涛;张金生;王惠东;;基于神经网络的话务量预测[J];成都信息工程学院学报;2008年05期
9 魏晋雁;茹锋;;采用GRNN模型进行交通量预测及实现研究[J];长沙交通学院学报;2006年02期
10 马立玲,杨英华,王福利;执行器故障检测的神经网络观测器方法[J];东北大学学报;2002年12期
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 记者 王彦民 通讯员 靳丹;[N];国家电网报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 董春娇;多状态下城市快速路网交通流短时预测理论与方法研究[D];北京交通大学;2011年
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4 朱芳来;非线性控制系统观测器研究[D];上海交通大学;2001年
5 时小虎;Elman神经网络与进化算法的若干理论研究及应用[D];吉林大学;2006年
6 汪梅;基于小波和神经网络的电缆故障诊断方法研究[D];西安科技大学;2006年
7 张正道;复杂非线性系统故障检测与故障预报[D];南京航空航天大学;2006年
8 彭宇;非线性智能观测器及其应用研究[D];浙江大学;2000年
9 韩爽;风电场功率短期预测方法研究[D];华北电力大学(北京);2008年
10 刘芳;基于小波分析和相关向量机的非线性径流预报模型研究[D];华中科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈启;基于支持向量回归在短期负荷预测中的应用[D];河北工程大学;2010年
2 张二青;气动执行器系统的故障诊断[D];杭州电子科技大学;2011年
3 严太山;神经网络BP算法研究及其在工业检测中的应用[D];广西师范大学;2001年
4 李颖;基于非线性理论的动力配煤模型的研究[D];浙江大学;2002年
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6 王建伟;基于小波分析和神经网络的股价预测方法研究[D];北京工业大学;2004年
7 江潮;嵌入式故障诊断仪之数据采集模块的研制[D];浙江大学;2004年
8 边海燕;基于数据挖掘技术的动态检测与故障预测分析[D];北京化工大学;2004年
9 张治国;基于模态分析理论和神经网络的桥梁损伤识别方法研究[D];武汉理工大学;2005年
10 刘凯;基于改进BP神经网络的短期负荷预测研究[D];河海大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 孙计平;李雪君;吴照辉;孙焕;;烤烟区试品种经济性状与环境互作分析[J];安徽农业科学;2011年19期
2 曾德芬;李小兰;陈志燕;徐雪芹;;广西烟区不同年份烤烟主要化学成分的变化分析[J];安徽农业科学;2012年06期
3 彭家宇;郭祥;;不同采烤方式对烤烟上部烟叶质量的影响[J];安徽农业科学;2012年07期
4 李娜;阎维平;马良玉;;基于Elman神经网络的超超临界机组汽水分离器应力在线软测量模型[J];动力工程学报;2012年10期
5 李陈陈;李东辰;皇淼淼;许威;;基于Elman神经网络的煤矿井下电网故障选线研究[J];煤矿机械;2012年10期
6 姚立忠;李太福;易军;苏盈盈;胡文金;肖大志;;神经网络模型的透明化及输入变量约简[J];计算机科学;2012年09期
7 牛玲;郭渊博;刘伟;;基于流量的无线Mesh网跨层异常检测方法[J];计算机工程;2012年22期
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 宋传军;油田定向井随钻信号检测及处理[D];东北石油大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈珊;具有QoS保障的可扩展认知网络知识平面框架研究与实现[D];北京邮电大学;2011年
2 周晓明;火电行业二氧化硫排放量预测研究[D];华北电力大学;2011年
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5 钟军伟;基于DSP及神经网络的电动机故障诊断研究[D];山东科技大学;2009年
6 胡广;基于数学形态学与小波理论的电力电缆故障测距研究[D];南京理工大学;2010年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈雅群;郭雷;张树生;程林;;基于两种神经网络的管内沸腾汽液两相流型识别[J];化工机械;2010年06期
2 覃新颖;马志锋;佘乾仲;;基于神经网络的预分解窑控制过程建模[J];装备制造技术;2011年03期
3 程国建;张庆红;;Elman网络与BP网络在空调负荷预测中的应用对比研究[J];中国新通信;2007年23期
4 王祥龙;;基于Elman神经网络的负荷预测研究[J];华北电力技术;2008年11期
5 周晓华;佘乾仲;王荔芳;;Elman神经网络在农网短期负荷预测中的应用[J];安徽农业科学;2011年04期
6 陈默;李书博;王硕;;几种人工神经网络法的水质预测比较[J];甘肃水利水电技术;2011年03期
7 芮执元;任丽娜;冯瑞成;;基于Elman神经网络的甘肃电网负荷预测模型[J];现代电力;2007年02期
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9 吴正茂,罗健;利用BP神经网络实现函数逼近[J];长江工程职业技术学院学报;2005年02期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴今培;胡旭川;陈世权;;非线性时间序列动态建模与预测的BP神经网络方法[A];1999年中国智能自动化学术会议论文集(上册)[C];1999年
2 包健;吴迎笑;严义;;神经网络反锐化掩模算法在车牌识别中的应用[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年
3 吴进华;巫检丰;李莉;;基于BP神经网络的非线性动态系统辨识方法[A];中国航空学会控制与应用第十二届学术年会论文集[C];2006年
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5 齐冬莲;赵光宙;;非线性动力学系统的神经网络内模控制研究[A];第11届全国电气自动化电控系统学术年会论文集[C];2002年
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3 记者 胡迎节 薛晓霞 特约记者 买光立;投资276亿元建设甘肃电网[N];兰州日报;2006年
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5 刘昌文 买光立 桑录平;甘肃电网震后重建有序进行[N];国家电网报;2008年
6 王彦民;甘肃电网750千伏输变电工程进展顺利[N];国家电网报;2009年
7 蔺山高;甘肃电网大负荷扰动试验成功[N];国家电网报;2008年
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9 记者 白青峰;甘肃将在三年内实现“户户通电”[N];经济日报;2006年
10 李阳山;切实履行甘肃电网服务地方发展的使命[N];国家电网报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王昌全;成都平原城市化土壤重(类)金属演变及其环境效应研究[D];西南农业大学;2005年
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4 何毅;基于BP神经网络电容法刨花含水率测试仪的研究与开发[D];南京林业大学;2006年
5 苗群;南四湖水环境质量评价研究[D];青岛大学;2008年
6 夏法锋;超声—电沉积镍基TiN纳米复合镀层的研究[D];大连理工大学;2009年
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8 王明祥;独立分量分析方法及在图像处理中的应用研究[D];上海大学;2005年
9 刘媛媛;多沙河流水库多目标优化调度研究[D];天津大学;2005年
10 杨荣新;基于组合智能优化算法的云南省径流预报系统研究[D];华中科技大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 任丽娜;基于Elman神经网络的中期电力负荷预测模型研究[D];兰州理工大学;2007年
2 杨治明;人工神经网络及其在图像识别中的应用研究[D];重庆大学;2003年
3 林丽红;供应链绩效评价的研究与分析[D];江苏大学;2005年
4 于进;软件风险管理系统关键技术的研究与实现[D];大连海事大学;2005年
5 李良琼;商业银行风险预警模型研究[D];辽宁工程技术大学;2005年
6 宋超;基于BP神经网络的供应链战略伙伴选择研究[D];大连海事大学;2006年
7 胡霞;NTS中学生认知能力评价系统的研究与应用[D];武汉理工大学;2006年
8 章为川;基于神经网络的车牌识别系统的研究与设计[D];西南交通大学;2006年
9 王业琴;基于计算机视觉木材表面颜色分类的研究[D];东北林业大学;2006年
10 杨海光;基于集成理论的虚拟企业组织网络构建研究[D];西北工业大学;2006年
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