【正文】 。 end %p 為工作日原始輸入數據 p=[ 。 。 。 。 。 。但我們小組做為一個團隊，大家相互幫助，相互鼓勵，互相監(jiān)督，共同討論和解決問題，使論文能高質高效的完成。對于常用的 BP 算法，可考慮采用遺傳算法、小波分析和徑向基函數做進一步的深入研究。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 28 頁 共 41 頁 圖 (休息日 )預報誤差 圖 (工作日 )預報誤差 (5) 結論分析 電力負荷預測是電力調度、用電、計劃、規(guī)劃等部門的重要工作，國內外關于短期負荷預測的文獻很多，但是由于電力負荷受諸多因素的影響和負荷本身的不 確定性，使得迄今還沒有一種十分滿意的方法。 %P 為輸入向量， T 為目標向量 休息日訓練結果為： TRAINRP, Epoch 0/1000, MSE , Gradient TRAINRP, Epoch 17/1000, MSE , Gradient TRAINRP, Performance goal met. 工 作日訓練結果為 : TRAINRP, Epoch 0/1000, MSE , Gradient TRAINRP, Epoch 22/1000, MSE , Gradient TRAINRP, Performance goal met. 可見，經過次訓練后，網絡誤差達到要求，結果如圖 (休息日訓練結果 )所示 ,圖 (工作日訓練結果 )所示。 表 訓練參數 訓練次數 訓練目標 學習速率 0 1。0 1。0 1。 利用以下代碼創(chuàng)建一個滿足上述要求的 BP 網絡： threshold=[0 1。 (3) BP 網絡的設計 本文依據人工神經網絡來建模，根據 BP 網絡來預測 24 點負荷。這樣一來，輸出變量就成為一個 24 維的向量。 (2) 輸入 /輸出向量設計 在預測日的前一天中，每 1 個小時對電力負荷進行一次測量，這樣一來，一天共測得 24 組負荷數據。對于抽樣和逼近這種非線性函數，神經網絡是一種合適的方法。另一方面，在動態(tài)系統 神經網絡 U d d? + + _ e y 動態(tài)系統 神經網絡 U + | y 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 23 頁 共 41 頁 系統預報中，為保證參數估計算法的一致收斂，必須使用一定的持續(xù)激勵的輸入信號。下面介紹其中一種比較簡單的直接逆向建模法。 輸入節(jié)點與隱層節(jié)點間的網絡權值為 ,隱層節(jié)點與輸出節(jié)點間的網絡權值為 .當輸出節(jié)點的期望值為時 ,模型的計算公式如下 : 隱層節(jié)點的輸出 ( ) ( )j ji i j jiy f w x f n e t?? ? ?? （ 42） 其中 j ji i ji w x ???? （ 43） 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 21 頁 共 41 頁 輸出節(jié)點的計算輸出 ( ) ( )jl lj l ljz f v y f n e t?? ? ?? （ 44） 其中 jl lj lj v y ???? （ 45） 輸出節(jié)點的誤差 2 2 21 1 1( ) ( ( ) ) ( ( ( ) ) )2 2 2j j i i jl l l l j l l l j ll l j l j iE t z t f v y t f v f w x? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? （ 46） 傳遞函數 f(x)的導數 S 型函數 1() 1xfx e?? ? 則 ))(1)(()( xfxfxf ??? （ 47） ))(1)(()( kkk n etfn etfn etf ??? （ 48） 對輸出節(jié)點 ()llz f ? （ 49） )1()( lll zzf ??? （ 410） 對輸出節(jié)點 ()jjy f ? （ 411） )1()( jjj yyf ??? （ 412） 求函數梯度有兩種方法：遞增和批處理。學習是一個相對持久的變化過程，學習往往也是一個推理過程，例如通過經驗也可以學習，學習是神經元網絡最重要的能力。從數學角度而言，所謂模擬是對神 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 20 頁 共 41 頁 經元的結構和功能而言，相當于一個多輸入單輸出的非線性闡值器件。反饋神經網絡模型有很強的計算能力。如果平滑系數 a 取值不接近于零值，則預測幾步后，初值的影響會組建減弱，假如 a 的取值接近于零，從式 （ 315）中我們可以看出初值對未來的影響較大，因此最好給定初值時比較慎重。 指數平滑法的基本理論斷言 [14]，當時間序列具有多項式趨勢時 Ntttmt mgmbax ????? （ 320） 式中系數 ttt gba , ? 可以由 x 在 t 時刻的前 N+1 階指數平滑的線性組合表示。順次將 , 1?tt FF ?? 2F 的表達式帶入式 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 15 頁 共 41 頁 可得 ntntttt xaaxaaxaaaxF ???? ??????? )1()1()1( 2211 ? （ 315） 由上式可見， tx 的權是 a(1a)…… ，由于 01a1，這些權數的增加而逐漸趨于零。 在確定擬合曲線的表達式后，往往我們需要檢驗下擬合的誤差，以便確認所選擬合曲線是否理想，在此研 究中，可按表 計算各離散點的誤差。 設有一個具有 n 對值 ),(,),(),( 2211 nn yxyxyx ?的函數 )(xfy? 及一個 m次多項式 mm xaxaax ???? ?10)(? （ 33） 其中 mn。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 11 頁 共 41 頁 利 用最小二乘法進行曲線擬合時，首先要選定一個函數的類型。 表 我國某地區(qū)發(fā)電量的增長情況 序 號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 年 份 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1983 發(fā)電量 1 1 在表中，發(fā)電量取的是標么值，以 1983 年的發(fā)電量為基準。 預測題目主要反映預測目標、預測對象、預測范圍和預測時限。這種 情況下，預測人員的經驗、理論素養(yǎng)及分析判斷能力起重要的作用。在預測中常用的分析方法有多種，如時間序列分析、因果關系分析等方法。 （ 2） 搜集與整理資料。 ④ 長期負荷預測是指未來 3～ 5 年甚至更長時間段內的負荷預測，主要是電網規(guī)劃部門根據國民經濟的發(fā)展和對電力負荷的需求，所作的電網改造和擴建工作的遠景規(guī)劃。 （ 3） 需電量。 (6) 完成畢業(yè)設計論文的撰寫和畢業(yè)答辯任務。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 6 頁 共 41 頁 模糊控制是在所采用的控制方法上應用了模糊數學理論，使其進行確定性的工作，對一些無法構造數學模型的被控過程進行有效控制。 1990 年， Daubechies 在美國作了 10 次小波講座，把小波介紹到工程界中，“小波熱”就開始了。 1981 年Stromberg 對 Harr 系進行了改進，證明小波函數的存在。以用作時間序列預測。后來，他將歷史數據作了各種處理，找到了累加生成，發(fā)現累加生成曲線是近似的指數增長曲線，而指數增長正符合微分方程解的形式。這些眾多因子的未知性和不確定性，成為系統的灰色特性。 （ 2） 回歸分析法 回歸分析法就是根據負荷過去的歷史資料，建立可以分析的數學模型，對未來的負荷進行預測。電力負荷預測工作既是電力規(guī)劃工作的重要組成部分，也是電力規(guī)劃的基礎。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 2 頁 共 41 頁 電力負荷預測研究的意義 電力負荷有兩方面的含義 [3]：一方面是指電力工業(yè)的服務對象，包括使用電力的部門、機關、企事業(yè)單位、工廠、農村、車間、學校以及各種各樣的用電設備 。 負荷預測技術經過幾十年的發(fā)展，人們提出了許多的預測方法。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 1 頁 共 41 頁 電力負荷預測方法研究 1 緒論 電力工業(yè)的發(fā)展一方面直接制約著國民經濟和社會的發(fā)展，另一方面電力工業(yè)的發(fā)展也依賴于社會對電力的需求?，F有的預測 方法大體可以分為 2 類：經典的數學統計方法以及上世紀 90 年代興起的各種人工智能方法。 另一方面是指上述各用電單位、用電部門或用電設備使用電力和電量的具體數量[4]。全國性的電力負荷預測，為編制全國電力規(guī)劃提供依據，它規(guī)定了全國電力工業(yè)的發(fā)展水平、發(fā)展速度、源動力資源的需求量，電力工業(yè)發(fā)展的資金需求量，以及電力工業(yè)發(fā)展對人力資源的需求量。從數學上看，就是利用數理統計中的回歸分析方法，通過對變量的觀測數據進行分析，確定變量之間的相互關系，從而實現預測目的?；疑到y理論把負荷序列通過生成變換，使其變化為有規(guī)律的生成數列再建模，用于負荷預測。在此基礎上，進一步研究了離散函數光滑性，微分方程背景值、平射性等一些基本問題，同時也考慮了有限和無限的相對性 ，定義了指標集拓撲空間的灰導數，最后解決了微分方程的建模問題 [7]。誤差反向傳播算法又稱為 BP 法，提 出一個簡單的三層人工神經網絡模型，就能實現從輸入到輸出間非線性映射任何復雜函數關系。 1984 年法國地球物理學家Morlet 在分析地震波的局部性時，把小波運用于對信號分解，取得了滿意的分析結果。此后，中國學者崔錦泰和王建忠構成了基于樣條函數的單正交小波函數，并討論了具有最好局部化性質的尺度函數與小波函數。模糊系統不管其是如何進行計算的，從輸入輸出的角度講它是一個非線性函數。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 7 頁 共 41 頁 2 電力負荷預測的基本概念 電力負荷預測的內容 電力負荷預測的內容是指需要測算些什么量（或參數），歸納起來有以下一些參數需要測算。它是進行能源供需平衡的主要依據。對中、長期負荷預測，要特別研究國民經濟發(fā)展、國家政策等的影響 [11]。資料是預測的基本依據，占有的資料的充裕程度及資料的可信度，對預測結果的可信 度是至關重要的。要根據資料的掌握情況及資料樣式，選擇相應的預測方法，尋求預測量的演變規(guī)律或趨勢，建立預測模型。 評價預測階段 預測的主要成果是得到預測結果。摘要通常說明預測中的主 要發(fā)現、預測的結果及提出的主要建議和意見。在預測時為方便起見，我們用標中的序號作為自變量。從負荷預測問題來看，通常選擇的函數或者趨勢曲線有以下幾種： 1 直線 xaay 10 ?? ； 2 拋物線 2210 xaxaay ??? ； 3 三階曲線 332210 xaxaxaay ???? ； 4 指數曲線 xaby? ； 5 幾何曲線 baxy? 6 增長曲線 axmeby ??? 1 7 Compertz 曲線 )(ln 1 dxceay ?? ? 。我們要按照 （ 31） 的原則確定式中的系數，即要求下列函數的最小值 21 10 ])([?? ?????nimjmjj xaxaaxfS ? （ 3