本發(fā)明涉及電力價(jià)格數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域,特別涉及一種電力價(jià)格數(shù)據(jù)處理方法和裝置。
背景技術(shù):
作為一種清潔和高效的能源,電力能源在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中扮演著重要的角色,而電力能源系統(tǒng)的安全性和可靠性需要一個(gè)穩(wěn)定的電力市場(chǎng)價(jià)格來(lái)維持。因此,對(duì)電力能源系統(tǒng)和電力市場(chǎng)而言,準(zhǔn)確的電力價(jià)格預(yù)測(cè)是極為重要的。目前,針對(duì)電力價(jià)格預(yù)測(cè)的方法主要分為兩大類(lèi):第一類(lèi)是因素預(yù)測(cè)法,即通過(guò)建立電力價(jià)格與其各影響因素之間的定量關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)電力價(jià)格預(yù)測(cè)。該方法具有明確的物理意義,但由于電力價(jià)格的影響因素復(fù)雜,涉及數(shù)據(jù)量大,且各影響因素之間具有高度的非線(xiàn)性關(guān)系,難以建立精確的預(yù)測(cè)模型。第二類(lèi)是基于時(shí)間序列的預(yù)測(cè)方法,該類(lèi)方法又可細(xì)分為兩小類(lèi),即針對(duì)原始電力價(jià)格時(shí)間序列的預(yù)測(cè)方法和融入數(shù)據(jù)分解技術(shù)(例如,經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)、集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD))的電力價(jià)格時(shí)間序列預(yù)測(cè)方法。由于電力價(jià)格時(shí)間序列數(shù)據(jù)自身具有的高度非平穩(wěn)性、非線(xiàn)性及隨機(jī)性的特點(diǎn),導(dǎo)致針對(duì)原始電力價(jià)格時(shí)間序列的預(yù)測(cè)方法難以獲得準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)結(jié)果。目前,融入數(shù)據(jù)分解技術(shù)的電力價(jià)格時(shí)間序列預(yù)測(cè)方法,只采用單一數(shù)據(jù)分解技術(shù)對(duì)電力價(jià)格時(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行分解以降低數(shù)據(jù)序列的非平穩(wěn)性,這種方法在一定程度上提高了預(yù)測(cè)精度,但由于其分解后的數(shù)據(jù)序列中依然存在高頻震蕩數(shù)據(jù)序列,導(dǎo)致預(yù)測(cè)精度難以有效提高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本申請(qǐng)實(shí)施例通過(guò)提供一種電力價(jià)格數(shù)據(jù)處理方法和裝置,解決了現(xiàn)有技術(shù)中難以建立精確的電力價(jià)格預(yù)測(cè)模型,難以獲得準(zhǔn)確的電力價(jià)格預(yù)測(cè)結(jié)果,電力價(jià)格預(yù)測(cè)精度難以有效提高的問(wèn)題,具有有效抑制分解后的模態(tài)混疊問(wèn)題,提高電力價(jià)格預(yù)測(cè)精度的技術(shù)效果。
本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種電力價(jià)格數(shù)據(jù)處理方法,所述方法包括:
獲得所述電力價(jià)格樣本數(shù)據(jù);對(duì)所述電力價(jià)格樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分解,獲得m個(gè)IMF分量;獲得第一條高頻IMF分量,其中所述第一條高頻IMF分量為所述m個(gè)IMF分量中頻率最高的IMF分量;對(duì)所述第一條高頻IMF分量進(jìn)行分解,獲得n個(gè)VM分量;利用FA-BP模型對(duì)所述n個(gè)VM分量進(jìn)行多步預(yù)測(cè),獲得所述n個(gè)VM分量的預(yù)測(cè)值;利用FA-BP模型對(duì)除所述第一條高頻IMF分量外的其它IMF分量進(jìn)行多步預(yù)測(cè),獲得所述其他IMF分量的預(yù)測(cè)值;將所述n個(gè)VM分量的預(yù)測(cè)值線(xiàn)性疊加,獲得所述第一條高頻IMF分量的預(yù)測(cè)值;將所述第一條高頻IMF分量的預(yù)測(cè)值和所述其他IMF分量的預(yù)測(cè)值線(xiàn)性疊加,獲得所述電力價(jià)格的預(yù)測(cè)值。
進(jìn)一步地,所述電力價(jià)格樣本數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度大于500。
進(jìn)一步地,使用FEEMD分解方法對(duì)所述電力價(jià)格樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分解,所述FEEMD分解方法包括:向所述電力價(jià)格樣本數(shù)據(jù)中加入第l組輔助白噪聲,獲得加入第l組輔助白噪聲的電力價(jià)格樣本數(shù)據(jù),其中,l依次取1,2,3…N,N為正整數(shù);利用EEMD方法對(duì)所述加入第l組輔助白噪聲的電力價(jià)格樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分解,獲得第l組IMF分量;對(duì)N組IMF分量取平均值,獲得一組IMF分量,其中,所述一組IMF分量為m個(gè)IMF分量,m為大于1的自然數(shù)。
進(jìn)一步地,使用VMD分解方法對(duì)所述第一條高頻IMF分量進(jìn)行分解,所述VMD分解方法包括:初始化各模態(tài)中心頻率和算子{λ1};根據(jù)式和更新yk和w,其中,和分別代表f(t),yi(t),λ(t)和的傅里葉轉(zhuǎn)換,n為正整數(shù),代表迭代次數(shù),f(t)為原始信號(hào),yk是信號(hào)f(t)的第k個(gè)分量,k為正整數(shù);根據(jù)式更新λ;判斷是否其中所述e>0;若停止迭代。
進(jìn)一步地,所述多步預(yù)測(cè)包括:所述多步預(yù)測(cè)的輸入輸出表達(dá)形式為h∈{1,2,...,H}其中,為預(yù)測(cè)值,h為提前步數(shù)。
進(jìn)一步地,所述FA-BP模型的輸入包括所述電力價(jià)格數(shù)據(jù)序列的每前k個(gè)數(shù)據(jù),表示為xi+1,xi+2,…,xi+k為從第i個(gè)數(shù)據(jù)起的連續(xù)k個(gè)數(shù)據(jù),為預(yù)測(cè)值,f為FA-BP模型。
進(jìn)一步地,所述提前步數(shù)h包括:h為1或2或4或6。
本申請(qǐng)實(shí)施例還提供一種電力價(jià)格數(shù)據(jù)處理裝置,所述裝置包括:
第一獲得單元,所述第一獲得單元用于獲得所述電力價(jià)格樣本數(shù)據(jù);第二獲得單元,所述第二獲得單元用于對(duì)所述電力價(jià)格樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分解,獲得m個(gè)IMF分量;第三獲得單元,所述第三獲得單元用于獲得第一條高頻IMF分量,其中所述第一條高頻IMF分量為所述m個(gè)IMF分量中頻率最高的IMF分量;第四獲得單元,所述第四獲得單元用于對(duì)所述第一條高頻IMF分量進(jìn)行分解,獲得n個(gè)VM分量;第五獲得單元,所述第五獲得單元用于利用FA-BP模型對(duì)所述n個(gè)VM分量進(jìn)行多步預(yù)測(cè),獲得所述n個(gè)VM分量的預(yù)測(cè)值;第六獲得單元,所述第六獲得單元用于利用FA-BP模型對(duì)除所述第一條高頻IMF分量外的其它IMF分量進(jìn)行多步預(yù)測(cè),獲得所述其他IMF分量的預(yù)測(cè)值;第七獲得單元,所述第七獲得單元用于將所述n個(gè)VM分量的預(yù)測(cè)值線(xiàn)性疊加,獲得所述第一條高頻IMF分量的預(yù)測(cè)值;第八獲得單元,所述第八獲得單元用于將所述第一條高頻IMF分量的預(yù)測(cè)值和所述其他IMF分量的預(yù)測(cè)值線(xiàn)性疊加,獲得所述電力價(jià)格的預(yù)測(cè)值。
進(jìn)一步地,所述裝置還包括:第九獲得單元,所述第九獲得單元用于向所述電力價(jià)格樣本數(shù)據(jù)中加入第l組輔助白噪聲,獲得加入第l組輔助白噪聲的電力價(jià)格樣本數(shù)據(jù),其中,l依次取1,2,3…N,N為正整數(shù);第十獲得單元,所述第十獲得單元用于利用EEMD方法對(duì)所述加入第l組輔助白噪聲的電力價(jià)格樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分解,獲得第l組IMF分量;第十一獲得單元,所述第十一獲得單元用于對(duì)N組IMF分量取平均值,獲得一組IMF分量,其中,所述一組IMF分量為m個(gè)IMF分量,m為大于1的自然數(shù)。
進(jìn)一步地,所述裝置還包括:第一初始化單元,所述第一初始化單元用于初始化各模態(tài)中心頻率和算子{λ1};第一更新單元,所述第一更新單元用于根據(jù)式和更新yk和w,其中,和分別代表f(t),yi(t),λ(t)和的傅里葉轉(zhuǎn)換,n為正整數(shù),代表迭代次數(shù),f(t)為原始信號(hào),yk是信號(hào)f(t)的第k個(gè)分量,k為正整數(shù);第二更新單元,所述第二更新單元用于根據(jù)式更新λ;第一判斷單元,所述第一判斷單元用于判斷是否其中所述e>0;第一停止單元,所述第一停止單元用于若停止迭代。
本申請(qǐng)實(shí)施例中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案,至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn):
本申請(qǐng)實(shí)施例本提出了一種電力價(jià)格數(shù)據(jù)處理方法和裝置。通過(guò)使用FEEMD方法對(duì)所述電力價(jià)格樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分解,獲得m個(gè)IMF分量;使用VMD方法對(duì)所述第一條高頻IMF分量進(jìn)行分解,獲得n個(gè)VM分量;利用FA-BP模型獲得所述n個(gè)VM分量的預(yù)測(cè)值;利用FA-BP模型對(duì)除所述第一條高頻IMF分量外的其它IMF分量的預(yù)測(cè)值;將所述n個(gè)VM分量的預(yù)測(cè)值線(xiàn)性疊加,獲得所述第一條高頻IMF分量的預(yù)測(cè)值;將所述第一條高頻IMF分量的預(yù)測(cè)值和所述其他IMF分量的預(yù)測(cè)值線(xiàn)性疊加,獲得所述電力價(jià)格的預(yù)測(cè)值。解決了現(xiàn)有技術(shù)中難以建立精確的電力價(jià)格預(yù)測(cè)模型,難以獲得準(zhǔn)確的電力價(jià)格預(yù)測(cè)結(jié)果,電力價(jià)格預(yù)測(cè)精度難以大幅提高的問(wèn)題,具有有效抑制分解后的模態(tài)混疊問(wèn)題,提高電力價(jià)格預(yù)測(cè)精度的技術(shù)效果。
附圖說(shuō)明
圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種電力價(jià)格數(shù)據(jù)處理方法流程圖;
圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的又一種電力價(jià)格數(shù)據(jù)處理方法流程圖;
圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種電力價(jià)格數(shù)據(jù)處理裝置示意圖。
具體實(shí)施方式
本申請(qǐng)實(shí)施例通過(guò)提供一種電力價(jià)格數(shù)據(jù)處理方法和裝置,解決了現(xiàn)有技術(shù)中難以建立精確的電力價(jià)格預(yù)測(cè)模型,難以獲得準(zhǔn)確的電力價(jià)格預(yù)測(cè)結(jié)果,電力價(jià)格預(yù)測(cè)精度難以大幅提高的問(wèn)題,具有有效抑制分解后的模態(tài)混疊問(wèn)題,提高電力價(jià)格預(yù)測(cè)精度的技術(shù)效果。
本申請(qǐng)實(shí)施例為解決上述問(wèn)題,總體思路如下:
本申請(qǐng)實(shí)施例本提出了電力價(jià)格數(shù)據(jù)處理方法和裝置。通過(guò)使用FEEMD方法對(duì)所述電力價(jià)格樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分解,獲得m個(gè)IMF分量;使用VMD方法對(duì)所述第一條高頻IMF分量進(jìn)行分解,獲得n個(gè)VM分量;利用FA-BP模型獲得所述n個(gè)VM分量的預(yù)測(cè)值;利用FA-BP模型對(duì)除所述第一條高頻IMF分量外的其它IMF分量的預(yù)測(cè)值;將所述n個(gè)VM分量的預(yù)測(cè)值線(xiàn)性疊加,獲得所述第一條高頻IMF分量的預(yù)測(cè)值;將所述第一條高頻IMF分量的預(yù)測(cè)值和所述其他IMF分量的預(yù)測(cè)值線(xiàn)性疊加,獲得所述電力價(jià)格的預(yù)測(cè)值。解決了現(xiàn)有技術(shù)中難以建立精確的電力價(jià)格預(yù)測(cè)模型,難以獲得準(zhǔn)確的電力價(jià)格預(yù)測(cè)結(jié)果,電力價(jià)格預(yù)測(cè)精度難以大幅提高的問(wèn)題,具有有效抑制分解后的模態(tài)混疊問(wèn)題,提高電力價(jià)格預(yù)測(cè)精度的技術(shù)效果。
為了更好的理解上述技術(shù)方案,下面將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖以及具體的實(shí)施方式對(duì)上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
實(shí)施例一
如圖1所示為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種電力價(jià)格數(shù)據(jù)處理方法流程圖,所述方法包括:
步驟101:獲得所述電力價(jià)格樣本數(shù)據(jù);
具體來(lái)說(shuō),在使用所述方法處理數(shù)據(jù)時(shí),需要數(shù)據(jù)樣本具有足夠的樣本長(zhǎng)度,本申請(qǐng)實(shí)施例提供的電力價(jià)格樣本數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度應(yīng)大于500。
步驟102:對(duì)所述電力價(jià)格樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分解,獲得m個(gè)IMF分量;
可采用FEEMD方法對(duì)電力價(jià)格樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分解,將電力價(jià)格樣本數(shù)據(jù)分解為一系列具有不同特征尺度的IMF分量,本實(shí)施例中令m為8。
步驟103:獲得第一條高頻IMF分量,其中所述第一條高頻IMF分量為所述m個(gè)IMF分量中頻率最高的IMF分量;
具體來(lái)說(shuō),將步驟102中分解后的IMF分量按照頻率從高到低進(jìn)行排列,其中頻率最高的IMF分量則為第一條高頻IMF分量。
步驟104:對(duì)所述第一條高頻IMF分量進(jìn)行分解,獲得n個(gè)VM分量;
可采用VMD分解方法對(duì)所述第一條高頻IMF分量進(jìn)行再次分解,獲得n個(gè)VM分量,本實(shí)施例中令n為8。
步驟105:利用FA-BP模型對(duì)所述n個(gè)VM分量進(jìn)行多步預(yù)測(cè),獲得所述n個(gè)VM分量的預(yù)測(cè)值;
具體來(lái)說(shuō),所述多步預(yù)測(cè)的輸入輸出表達(dá)形式為h∈{1,2,...,H},其中,為預(yù)測(cè)值,h為提前步數(shù),h在本實(shí)施例中可為1或2或4或6。
步驟106:利用FA-BP模型對(duì)除所述第一條高頻IMF分量外的其它IMF分量進(jìn)行多步預(yù)測(cè),獲得所述其他IMF分量的預(yù)測(cè)值;
具體來(lái)說(shuō),利用FA-BP模型進(jìn)行多步預(yù)測(cè)時(shí),所述FA-BP模型的輸入包括所述電力價(jià)格數(shù)據(jù)序列的每前k個(gè)數(shù)據(jù),表示為xi+1,xi+2,…,xi+k,xi+k為從第i個(gè)數(shù)據(jù)起的連續(xù)k個(gè)數(shù)據(jù),為待預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)值,f為FA-BP模型,本實(shí)施例中k可為8。
步驟107:將所述n個(gè)VM分量的預(yù)測(cè)值線(xiàn)性疊加,獲得所述第一條高頻IMF分量的預(yù)測(cè)值;
步驟108:將所述第一條高頻IMF分量的預(yù)測(cè)值和所述其他IMF分量的預(yù)測(cè)值線(xiàn)性疊加,獲得所述電力價(jià)格的預(yù)測(cè)值。
進(jìn)一步地,在步驟102中所述FEEMD分解方法流程圖如圖2所示,具體包括:
步驟201:向所述電力價(jià)格樣本數(shù)據(jù)中加入第l組輔助白噪聲,獲得加入第l組輔助白噪聲的電力價(jià)格樣本數(shù)據(jù),其中,l依次取1,2,3…N,N為正整數(shù);
具體來(lái)說(shuō),本實(shí)施例中N為500。
步驟202:利用EEMD方法對(duì)所述加入第l組輔助白噪聲的電力價(jià)格樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分解,獲得第l組IMF分量;
步驟203:對(duì)N組IMF分量取平均值,獲得一組IMF分量,其中,所述一組IMF分量為m個(gè)IMF分量,m為大于1的自然數(shù)。
具體來(lái)說(shuō),在執(zhí)行步驟201和步驟202后,獲得了500組IMF分量,對(duì)這500組IMF分量取平均值,則得到一組平均后的IMF分量。
進(jìn)一步地,在步驟104中所述VMD分解方法包括:
初始化各模態(tài)中心頻率和算子{λ1};
根據(jù)式和更新yk和w,其中,和分別代表f(t),yi(t),λ(t)和的傅里葉轉(zhuǎn)換,n為正整數(shù),代表迭代次數(shù),f(t)為原始信號(hào),yk是信號(hào)f(t)的第k個(gè)分量,k為正整數(shù);
根據(jù)式更新λ;
判斷是否其中所述e>0;
若停止迭代。
本申請(qǐng)實(shí)施例還提供一種電力價(jià)格數(shù)據(jù)處理裝置,如圖3所示,所述裝置包括:
第一獲得單元11,所述第一獲得單元用于獲得所述電力價(jià)格樣本數(shù)據(jù);
第二獲得單元12,所述第二獲得單元用于對(duì)所述電力價(jià)格樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分解,獲得m個(gè)IMF分量;
第三獲得單元13,所述第三獲得單元用于獲得第一條高頻IMF分量,其中所述第一條高頻IMF分量為所述m個(gè)IMF分量中頻率最高的IMF分量;
第四獲得單元14,所述第四獲得單元用于對(duì)所述第一條高頻IMF分量進(jìn)行分解,獲得n個(gè)VM分量;
第五獲得單元15,所述第五獲得單元用于利用FA-BP模型對(duì)所述n個(gè)VM分量進(jìn)行多步預(yù)測(cè),獲得所述n個(gè)VM分量的預(yù)測(cè)值;
第六獲得單元16,所述第六獲得單元用于利用FA-BP模型對(duì)除所述第一條高頻IMF分量外的其它IMF分量進(jìn)行多步預(yù)測(cè),獲得所述其他IMF分量的預(yù)測(cè)值;
第七獲得單元17,所述第七獲得單元用于將所述n個(gè)VM分量的預(yù)測(cè)值線(xiàn)性疊加,獲得所述第一條高頻IMF分量的預(yù)測(cè)值;
第八獲得單元18,所述第八獲得單元用于將所述第一條高頻IMF分量的預(yù)測(cè)值和所述其他IMF分量的預(yù)測(cè)值線(xiàn)性疊加,獲得所述電力價(jià)格的預(yù)測(cè)值。
進(jìn)一步地,所述裝置還包括:
第九獲得單元,所述第九獲得單元用于向所述電力價(jià)格樣本數(shù)據(jù)中加入第l組輔助白噪聲,獲得加入第l組輔助白噪聲的電力價(jià)格樣本數(shù)據(jù),其中,l依次取1,2,3…N,N為正整數(shù);
第十獲得單元,所述第十獲得單元用于利用EEMD方法對(duì)所述加入第l組輔助白噪聲的電力價(jià)格樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分解,獲得第l組IMF分量;
第十一獲得單元,所述第十一獲得單元用于對(duì)N組IMF分量取平均值,獲得一組IMF分量,其中,所述一組IMF分量為m個(gè)IMF分量,m為大于1的自然數(shù)。
進(jìn)一步地,所述裝置還包括:
第一初始化單元,所述第一初始化單元用于初始化各模態(tài)中心頻率和算子{λ1};
第一更新單元,所述第一更新單元用于根據(jù)式和更新yk和w,其中,和分別代表f(t),yi(t),λ(t)和的傅里葉轉(zhuǎn)換,n為正整數(shù),代表迭代次數(shù),f(t)為原始信號(hào),yk是信號(hào)f(t)的第k個(gè)分量,k為正整數(shù);
第二更新單元,所述第二更新單元用于根據(jù)式更新λ;
第一判斷單元,所述第一判斷單元用于判斷是否其中所述e>0;
第一停止單元,所述第一停止單元用于若停止迭代。
本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種電力價(jià)格數(shù)據(jù)處理方法和裝置具有如下技術(shù)效果:
本申請(qǐng)實(shí)施例本申請(qǐng)實(shí)施例本提出了一種電力價(jià)格數(shù)據(jù)處理方法和裝置。通過(guò)使用FEEMD方法對(duì)所述電力價(jià)格樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分解,獲得m個(gè)IMF分量;使用VMD方法對(duì)所述第一條高頻IMF分量進(jìn)行分解,獲得n個(gè)VM分量;利用FA-BP模型獲得所述n個(gè)VM分量的預(yù)測(cè)值;利用FA-BP模型對(duì)除所述第一條高頻IMF分量外的其它IMF分量的預(yù)測(cè)值;將所述n個(gè)VM分量的預(yù)測(cè)值線(xiàn)性疊加,獲得所述第一條高頻IMF分量的預(yù)測(cè)值;將所述第一條高頻IMF分量的預(yù)測(cè)值和所述其他IMF分量的預(yù)測(cè)值線(xiàn)性疊加,獲得所述電力價(jià)格的預(yù)測(cè)值。解決了現(xiàn)有技術(shù)中難以建立精確的電力價(jià)格預(yù)測(cè)模型,難以獲得準(zhǔn)確的電力價(jià)格預(yù)測(cè)結(jié)果,電力價(jià)格預(yù)測(cè)精度難以大幅提高的問(wèn)題,具有有效抑制分解后的模態(tài)混疊問(wèn)題,提高電力價(jià)格預(yù)測(cè)精度的技術(shù)效果。
盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例,但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念,則可對(duì)這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以,所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。
顯然,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣,倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi),則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。