鄒 運(yùn)

引言

區(qū)域負(fù)荷分解是依據(jù)該區(qū)域的用電總數(shù)據(jù)，對該區(qū)域內(nèi)的用電情況進(jìn)行判斷，通過事件檢測、特征提取和負(fù)荷識別三項(xiàng)核心技術(shù)完成，可判斷用電用戶類別。遷移學(xué)習(xí)屬于一種機(jī)器學(xué)習(xí)方法，其可完成源域的學(xué)習(xí)，并遷移到目標(biāo)域中，完成目標(biāo)域模型構(gòu)建。本文為實(shí)現(xiàn)電能替代潛力估計(jì)[1]，提出基于區(qū)域負(fù)荷分解與遷移學(xué)習(xí)的電能替代潛力動(dòng)態(tài)估計(jì)算法。

一、電能替代潛力動(dòng)態(tài)估計(jì)

（一）電能替代用電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)識別

為精準(zhǔn)識別電能替代用電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，采用模糊決策樹方法完成，每一顆決策樹輸出的結(jié)果，即為對應(yīng)電能替代電器的運(yùn)行狀態(tài)。信息增益為[2]：

（二）電能替代量預(yù)測

依據(jù)上述小節(jié)獲取電能替代用電設(shè)備識別結(jié)果，通過三次指數(shù)平滑法對識別的電能替代用電設(shè)備實(shí)際電能替代量進(jìn)行預(yù)測，依據(jù)預(yù)測的實(shí)際電能替代量估計(jì)電能替代潛力。

電能終端使用量占比和能源替代量之間的關(guān)系為：

（三）基于遷移學(xué)習(xí)的電能替代潛力動(dòng)態(tài)估計(jì)

步驟1：模型構(gòu)建

步驟2：單位節(jié)能量估計(jì)

依據(jù)基期模型計(jì)算得出能源消耗量結(jié)果，并通過調(diào)試期模型計(jì)算能源消耗量，獲取兩個(gè)消耗量之間的差值，即可得出電能替代后設(shè)備的單位節(jié)能量，依據(jù)該結(jié)果即可判斷電能替代潛力結(jié)果。其計(jì)算公式為：

二、測試分析

為驗(yàn)證本文算法對于電能替代潛力動(dòng)態(tài)估計(jì)的應(yīng)用效果，以某電力企業(yè)管轄范圍內(nèi)某市的電能替代區(qū)域?yàn)槔?，展開相關(guān)測試。該區(qū)域覆蓋10個(gè)區(qū)，獲取該區(qū)域運(yùn)行的基期數(shù)據(jù)。測試案例中采用了以電代煤的替代方式替代該區(qū)域內(nèi)的部分燃煤鍋爐，以實(shí)現(xiàn)能源清潔。參數(shù)設(shè)定為迭代次數(shù)120，學(xué)習(xí)率0.001。將獲取數(shù)據(jù)的75%作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)，剩余數(shù)據(jù)作為測試數(shù)據(jù)。

在進(jìn)行應(yīng)用效果測試前，需先確定修正系數(shù)α的最佳取值。文中以電能替代量預(yù)測誤差作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，測試在不同α取值下誤差的變化情況，獲取最小誤差對應(yīng)的取值。經(jīng)過對測試結(jié)果的分析，發(fā)現(xiàn)隨著α取值的逐漸增加，本文方法對于電能替代量的預(yù)測誤差也發(fā)生不同程度的變化。其中α取值為0.7時(shí)，電能替代量預(yù)測誤差值最小，為0.024。因此，確定α的最佳取值為0.7，并將該結(jié)果用于后續(xù)試驗(yàn)中。

為直觀驗(yàn)證本文算法對于電能替代量的預(yù)測效果，獲取在不同電能使用量占能源使用量比例下，電能替代量的預(yù)測結(jié)果，如圖1所示。

圖1 電能替代量的預(yù)測結(jié)果

依據(jù)圖1可知：在不同電能使用量占能源使用量比例下，隨著用電量的逐漸增加，本文算法均能夠?qū)崿F(xiàn)電能替代量的預(yù)測，并獲取預(yù)測結(jié)果。因此，本文方法具有電能替代量預(yù)測能力，能夠完成不同電能使用量占能源使用量比例下電能替代量的預(yù)測。

為驗(yàn)證本文算法對于電能替代潛力動(dòng)態(tài)估計(jì)效果，獲取在不同程度的電能需求下，隨機(jī)抽取替換的10臺電鍋爐的單位節(jié)能量計(jì)算結(jié)果，如圖2所示。

圖2 單位節(jié)能量計(jì)算結(jié)果

依據(jù)圖2可知：本文算法能夠計(jì)算出不同用電需求下替換的10臺電鍋爐的單位節(jié)能量，具有單位節(jié)能量計(jì)算效果，可獲取電能替換后的單位節(jié)能量，并且節(jié)能量均在0.060m2.kJ以上。

結(jié)論

本文提出基于區(qū)域負(fù)荷分解與遷移學(xué)習(xí)的電能替代潛力動(dòng)態(tài)估計(jì)算法，具有可靠的電能替換設(shè)備識別能力，并能夠可靠預(yù)測電能替代量，計(jì)算電能替換后的單位節(jié)能量大于0.060m2.kJ。