电力系统调度人员、能源数据分析师、AI算法工程师、售电公司负荷预测专员、智能电网研究人员。
理解电力负荷预测的基本概念(超短期、短期、中期、长期)与应用场景。
掌握传统统计方法与AI方法(时间序列、机器学习、深度学习)在负荷预测中的应用。
能够独立完成基于历史数据的负荷预测模型开发、训练与部署。
电力负荷预测概述:负荷预测的定义与重要性(保障供需平衡、优化机组组合、电力市场交易);负荷预测的分类(超短期、短期、中期、长期);影响负荷的因素(气象、节假日、经济、用户行为)。
负荷数据预处理:历史负荷数据的采集(SCADA系统、智能电表);数据清洗(缺失值处理、异常值检测与修正);数据归一化/标准化;特征工程(时间特征、气象特征、滞后特征)。
传统预测方法回顾:时间序列方法(ARIMA、SARIMA、指数平滑);回归分析方法(线性回归、岭回归);传统方法的优缺点与适用场景;与传统AI方法的对比。
机器学习预测模型:支持向量回归(SVR);随机森林与梯度提升树(XGBoost、LightGBM、CatBoost);模型特征重要性分析;超参数调优(网格搜索、贝叶斯优化)。
深度学习预测模型基础:人工神经网络(ANN)的基本原理;循环神经网络(RNN)与长短期记忆网络(LSTM);LSTM在时间序列预测中的优势;门控循环单元(GRU)。
高级深度学习模型:序列到序列(Seq2Seq)模型;注意力机制(Attention);Transformer模型在时间序列预测中的应用;时间卷积网络(TCN);模型对比与选择。
多变量负荷预测:考虑气象因素的负荷预测(温度、湿度、风速、光照);考虑节假日与经济活动的负荷预测;多变量输入的特征融合;多变量模型的评估。
概率性负荷预测:确定性预测与概率性预测的区别;分位数回归;贝叶斯深度学习;区间预测与分位数预测;预测不确定性评估。
模型评估与验证:评估指标(MAE、MAPE、RMSE、R²、PICP、PINAW);交叉验证方法(时间序列交叉验证);模型的稳定性测试;预测误差分析。
预测结果的修正:人工经验修正;气象预报误差的补偿;突发事件的影响修正;实时滚动预测的更新策略。
模型部署与应用:模型的序列化与保存;API服务的封装;实时预测系统的架构;预测结果的可视化(负荷曲线、误差分布);与调度系统的集成。
综合实战项目:基于真实负荷数据(如某地区年度负荷数据)的短期负荷预测模型开发,包含数据预处理、特征工程、LSTM/XGBoost模型构建、超参数优化、模型评估与可视化。