云计算和机器学习算法在电力负荷预测中的研究与应用
[Abstract]:Short-term load forecasting is the basis for the optimal operation of power system, which has a significant impact on the security, reliability and economy of power system. With the deepening of the intelligence of the power grid, during the peak period of power consumption, the first-tier cities will face the power data acquisition scale of millions of records. The scale of data storage in one year will grow from the current GB level to the TB level, or even the PB level, and at the same time, Power load data dimension also from dozens to hundreds of transition. Traditional load forecasting based on such a large amount of high dimensional data will meet the bottleneck of lack of single computing resources. Cloud computing technology has a strong adaptability to the processing and real-time solution of massive high-dimensional data, and can provide real-time, reliable and relatively cheap computing resources for algorithms that consume a large amount of resources. Although the cloud computing storage model of smart grid has made some progress, the parallel algorithm of power load forecasting based on cloud computing is seldom studied. In this context, the above problems are studied in this paper. Firstly, in order to improve the accuracy and effectiveness of load classification and provide an effective reference for the data preprocessing stage of power load forecasting, a parallel quantum particle swarm optimization fuzzy C-means clustering algorithm based on cloud computing is proposed in this paper. The Quantum Particle Swarm Optimization (QPSO) intelligent algorithm (QPSO) is introduced into the traditional fuzzy C-means clustering algorithm (FCM). By using the strong global search ability of QPSO, the traditional FCM algorithm is easy to fall into local optimum and is too sensitive to the initial clustering center. Secondly, aiming at the low efficiency of the traditional support vector machine (SVM) load forecasting algorithm, this paper introduces the sequence minimization algorithm into the power load support vector machine forecasting algorithm (蔚 SVR), and realizes the fast training of the 蔚 SVR algorithm. In addition, in view of the practical application of power load forecasting, a short-term power load forecasting model based on on-line sequential optimization is proposed. According to the characteristics of power load data, this paper introduces the extreme learning machine algorithm into the field of load forecasting, and optimizes the on-line sequence of the algorithm, and introduces the idea of distributed and multi-agent to improve the forecasting accuracy of load forecasting algorithm. Finally, using the MapReduce programming framework of cloud computing technology and HBase distributed database technology, the three improved algorithms are improved in parallel, and the corresponding Map and Reduce functions are designed to improve their ability to deal with massive high-dimensional data. Finally, the experimental test and example analysis are carried out. Using the real short-term load data provided by UCI standard test data set and European Intelligent Technology Network (EUNITE), the proposed algorithm is tested on the cloud computing cluster with 9 nodes or more built in the laboratory. And compared with the traditional load forecasting algorithm. The experimental results show that the accuracy of the proposed algorithm is better than that of the traditional algorithm, which can provide an effective basis for power load forecasting and has good parallel performance.
【学位授予单位】:华北电力大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM715;TP181
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本文编号:2222496
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