长春工业大学董吉哲获国家专利权
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龙图腾网获悉长春工业大学申请的专利一种基于Prophet的中期电量预测方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119965870B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-29发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510452592.9,技术领域涉及:H02J3/00;该发明授权一种基于Prophet的中期电量预测方法是由董吉哲;孙洋;陈沛光;王梓蘅;高洪尧;韩晓桐设计研发完成,并于2025-04-11向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于Prophet的中期电量预测方法在说明书摘要公布了:本发明为一种基于Prophet的中期电量预测方法,属于电力系统中期电量预测领域。为解决单一Prophet模型难以充分挖掘复杂时间序列深层特征及融合多源外生变量问题,本方法通过自定义季节性提取时间特征,对历史目标进行趋势、季节性、节假日效应分解,并构造联合特征引入外生变量;同时,采用AdaBoost算法和N‑BEATSx模型分别实现月度电量预测,再利用Optuna自动调参及贝叶斯岭回归进行堆叠融合预测结果。本方法适用于电力系统中期调度规划,为电网安全提供科学决策依据。
本发明授权一种基于Prophet的中期电量预测方法在权利要求书中公布了:1.一种基于Prophet的中期电量预测方法,其特征在于,所述方法包括以下操作:首先,使用某省日度电量数据集,进行基本时间特征的提取,自定义季节性;其次,通过Prophet模型完成对历史目标的分解,实施特征工程,构造联合特征,引入外生变量;再次,利用外生变量,分别使用自适应提升算法和含外生变量的时间序列神经基扩展分析NeuralBasisExpansionAnalysisforTimeSerieswithExogenousVariables,N-BEATSx算法进行月度电量预测,获得两份预测结果;然后,利用Optuna调节Prophet模型与自适应提升算法的超参数,更新这两份预测结果,并利用贝叶斯岭回归对更新后的两份预测结果进行堆叠融合,获得最终预测结果;最后,构建整个基于Prophet的中期电量预测模型,进而利用某省数据集对模型进行验证,通过评价指标来判断模型的有效性;所述的某省日度电量数据集,可进行基本时间特征的提取,对于任意时间t,由函数获得多种时间特征,列举年特征Xyeart和月特征Xmont: Xyeart=Yeart,Xmont=Montht 相应亦有周特征Xweekt、日特征Xdayt、年相似日特征Xdofyt,以月特征为依据,自定义季节性,以季节指示函数定义四个季节性变量,列举春季变量Xspringt和夏季变量Xsummert: 以此类推,可得到秋季变量Xautumnt、冬季变量Xwintert,今后为表示其中任意一个,泛称为Xseasont; 所述的Prophet模型完成对历史目标的分解,实施特征工程,构造联合特征,引入外生变量,该过程具体包括: 步骤1对历史时间t,令历史目标为yt,表示对应时间的日用电量,利用Prophet模型将历史目标yt分解为趋势分量gt、季节性分量st和节假日分量ht和噪声分量εt四部分,形成加性模型: yt=gt+st+ht+εt 其中对于趋势分量gt有: 其中,k为初始增长率,m为初始截距,V为预设变点的数量,sv为第v个变点的时间,δv为第v个变点处的斜率变化量,可以确保在变点之前贡献为0,而对于每个自定义季节,均采用傅里叶展开表示,某一季节性分量Nseasont和总季节性分量st关系为: 式中,Nseason为该季节的傅里叶阶数,P为周期,为对应的傅里叶系数,设定节假日指示函数Dt及节假日分量ht: 其中,holiday表示节假日及其影响范围,Dgt即为第g个节假日指示函数,G为节假日种类数,kg为第g个节假日的影响系数,而在未来时间t,Prophet可拟合出gt、st和ht,上述三分量相加,得到Prophet的预测值 步骤2利用Prophet的预测结果和原始时间信息,构造联合特征矩阵,对于某一时间t,构造联合特征向量: Xt=[Xyhatt,Xtrendt,Xseast,Xholt,Xyeart,Xmont,Xweekt,Xdayt,Xdofyt] 其中Xyhatt即Prophet预测值Xtrendt即趋势分量gt,Xseast即季节性分量st,Xholt即节假日分量ht,这里Xyhatt只有未来时间,其余分量既有历史也有未来时间,为方便将以上时间特征作为外生变量,今后以xjt作泛指,j=1,...,J。
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