Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Платный доступ

Прогнозирование электропотребления методом анализа сингулярного спектра

В. З. Манусов, Д. В. Орлов, Д. В. Антоненков

Аннотация


Предложены две математические модели прогнозирования, одна из которых основана на рекуррентном методе, а вторая - на векторном. В качестве алгоритма предварительной обработки и сглаживания временны¢х рядов электропотребления выбран метод анализа сингулярного спектра (Singular Spectrum Analysis). Метод применен впервые для многомерного массива данных об электропотреблении. В результате построены ранговые параметрические поверхности, одна из которых является исходной, а вторая итоговой. Результаты краткосрочного прогнозирования электропотребления были подвержены верификации с целью установления адекватности моделей действительным значениям. Сравнительный анализ векторного и рекуррентного методов при решении задачи краткосрочного прогнозирования электропотребления с упреждением на двое суток (по требованию оптового рынка с диапазоном 2 %) показывает, что векторный метод имеет преимущество.

Ключевые слова


прогнозирование электроэнергии; анализ сингулярного спектра; метод "гусеницы"; векторный метод; рекуррентный метод; траекторная матрица

Полный текст:

PDF

Литература


Manusov, V. Z.Comparison study of wind flow velocity short-term forecasting methods based on adaptive models and neural networks / V. Z. Manusov, E. A. Igumnova, S. A. Eroshenko, G. B. Nesterenko, P. V. Matrenin // International Journal of Advanced Science and Technology. - 2020. - V. 29. - № 8 Special Issue. - P. 2108 - 2115.

Matrenin, V. P. Improving accuracy and generalization performance of small-size recurrent neural networks applied to short-term load forecasting / P. V. Matrenin, V. Z. Manusov, A. I. Khalyasmaa, D. V. Antonenkov, S. A. Eroshenko, D. Butusov // Mathematics. - 2020. - V. 8. - № 12. - Art. 2169 (17 p.).

Varshney, H. A Singular Spectrum Analysis based Approach to Price Forecasting for a Day Ahead Electricity Market / H. Varshney, A. Sujil, R. Kumar // Conference Proceedings: 2018 8th IEEE India International Conference on Power Electronics - 13 - 15 Dec. 2018. - Pp. 1 - 6, DOI: 10.1109/ IICPE.2018.8709436.

Cao, M. T. Short-Term Load Forecasting Enhanced With Statistical Data-Filtering Method / M. T. Cao // Conference Proceedings: 2020 IEEE International Conference on Power Electronics, Smart Grid and Renewable Energy (PESGRE2020) - January 2020, DOI: 10.1109/ PESGRE45664.2020.9070497.

Kumar, A. S. Forecasting HPC Workload Using ARMA Models and SSA / A. S. Kumar // Conference Proceedings: 2016 International Conference on Information Technology (ICIT) - December 2016, DOI: 10.1109/ICIT.2016.065.

Hayes, B. P. State Forecasting and Operational Planning for Distribution Network Energy Management Systems / B. P. Hayes, M. Prodanovic // IEEE Transactions on Smart Grid - 2016 - V. 7 № 2, DOI: 10.1109/TSG.2015.2489700.

Kumar, S. Forecasting HPC Workload Using ARMA Models and SSA / S. Kumar, S. Mazumdar // 2016 International Conference on Information Technology (ICIT). - 2016. - Pp. 294 - 297, DOI: 10.1109/ICIT.2016.52.

Subanar, W. S. Amplitude-Modulated Sinusoidal Model for The Sinusoidal Components of SSA Decomposition / W. S. Subanar, H. U. Suhartono, M. H. Lee // 2018 International Symposium on Advanced Intelligent Informatics (SAIN). - 2018. - Pp. 66 - 71, DOI: 10.1109/SAIN. 2018.8673374.

Liu, L. F. Electricity load forecasting for distribution network based on long short-term memory recurrent neural network / L. F. Liu, J. Lang, Q. M. Yue, D. He, K. Sun, L. L. Zhang // The 11th IET International Conference on Advances in Power System Control, Operation and Management. - 2018. - Pp. 1 - 5, DOI: 10.1049/cp. 2018.1798.

Jin, Y. Short Term Photovoltaic Output Prediction Based on Singular Spectrum Analysis / Y. Jin, R. Zhang // 2021 3rd Asia Energy and Electrical Engineering Symposium. - 2021. - pp. 903 - 910, DOI: 10.1109/AEEES51875.2021. 9403121.

Ansari, K. Real-Time Positioning Based on Kalman Filter and Implication of Singular Spectrum Analysis, in IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters / K. Ansari - Jan. 2021. - V. 18. - № 1. - Pp. 58 - 61, DOI: 10.1109/ LGRS.2020.2964300.

Song, C. A Load Classification Framework Based on VMD and Singular Value Energy Difference Spectrum / C. Song, S. Chen, K. Guo, P. Zeng, X. Lv, Z. Jia, J. Yang // 2019 IEEE International Conference on Energy Internet (ICEI) 2019. - Pp. 398 - 402, DOI: 10.1109/ICEI.2019.00076.

Pham, M. H. A Novel Short-Term Load Forecasting Method by Combining the Deep Learning With Singular Spectrum Analysis / M. H. Pham, M. N. Nguyen, Y. K. Wu // in IEEE Access - May 2021. - V. 9. - Pp. 73736 - 73746, DOI: 10.1109/ACCESS. 2021.3078900.

Guo, Z. Short-term Load Forecasting Based on SSA-LSSVM Model / Z. Guo, L. Hu, J. Wang, M. Hou // 2021 4th International Conference on Energy, Electrical and Power Engineering. - 2021. - Pp. 1215 - 1219, DOI: 10.1109/CEEPE51765. 2021.9475790.

Cao, M. T. Short-Term Load Forecasting Enhanced With Statistical Data-Filtering Method / M. T. Cao, T. T. Pham, T. C. Kuo, D. M. Bui, H. V. Nguyen, T. H. Nguyen // 2020 International Conference on Power Electronics, Smart Grid and Renewable Energy. - 2020. - Pp. 1 - 8, DOI: 10.1109/PESGRE45664.2020.9070497.

Hao, Y. Wind Spees Multi-step interval prediction of wind speed based on singular spectrum analysis-and information granulation and limit learning machine / Y. Hao, Z. Yun, M. Anbo, Y. Lee // Grid Technology. - 2018. - V. 42. - № 05 - pp. 1467 - 1474, DOI: 10.13335/j.1000- 3673.pst.2017.2589.

Xia, X. Correlation Power Analysis for SM4 based on EEMD, Permutation Entropy and Singular Spectrum Analysis / X. Xia, B. Chen, W. Zhong, L. Wu // 2021 IEEE 5th Advanced Information Technology, Electronic and Automation Control Conference. - 2021. - Pp. 1478 - 1485, DOI: 10.1109/IAEAC50856.2021.9391101.

Yang, Z. Enhancing sustained oscillation detection by data pre-processing using SSA / Yang, M. Ghorbaniparvar, N. Zhou, Y. Chen // 2017 North American Power Symposium. - 2017. - Pp. 1 - 6, DOI: 10.1109/NAPS.2017.8107367.

Jiang, T. Synchrophasor Measurement-based Modal Analysis in Power Grids / Jiang, X. Li, L. Bai, F. Li // 2019 North American Power Symposium (NAPS) - 2019. - Pp. 1 - 5, DOI: 10.1109/ NAPS46351.2019.9000237.

Ansari, K. Real-Time Positioning Based on Kalman Filter and Implication of Singular Spectrum Analysis / K. Ansari // IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters - January 2021. - V. 18. - № 1. - Pp. 58 - 61, DOI: 10.1109/LGRS. 2020.2964300.




DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2022.62.82.001

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


                                                

© 1998 — 2024 НТФ "Энергопрогресс"

Адрес редакции: 129090, г. Москва, ул. Щепкина, д. 8
Телефон редакции   234-7449.

E-mail: prom_energy@rambler.ru; prom_energy1@mail.ru