基于遗传优化的BP神经网络算法的短期负荷预测
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改进。
１ 短 期 负荷 预 测 的 Ｂ Ｐ神 经 网络 算 法 原 理
Ｂ Ｐ神经 网络 由输入 层 、 隐含层 、 出层组 成 ， 输 其 中隐含 层 可 以有 多 个 。含 有 一个 隐含 层 的 Ｂ Ｐ
神 经 网络 拓 扑 结 构 如 图 １所 示 。
对短 期 负荷预测 广泛 采用 的传统 神 经 网络 算
（ Ｓｈｉａ ｎ ｎ Ｐｏｗｅ ｐｐｌ ｍ ｐａ ｒ Ｓｕ ｙ Ｃｏ ｎｙ，ＳＭ ＥＰＣ ， Ｓ ｎｇ ｉ２０ ３３，Ｓｈａ ｈａ ｈａ ｈａ ０２ ｎｇ ｉＣｈｉ ） ｎａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａ ｓ ｄ ｆ ｃ ｘｉｔ ｄ ｂｙ ａ ｌ ｉ ｓｒ ｃ ： ｅ ｅ ｔｅ ｓ ｅ ｐｐ ｙｎｇ ＢＰ ｎ ｕｒ ｌｎｅ ｗｏｒ ａｇｏ ｉｈｍ ｏｒ ｏ ｅ ａ ｔｎｇ ｈｏ ｔｔ ｒ ｏ ｄ， Ｓ ｔ ｅ ａ ｔ ｋ ｌ ｒｔ ｆ ｆ ｒ ｃ ｓ ｉ ｓ ｒ —ｅ ｍ ｌ ａ Ｏ ｈｅ ａｇｏ ｉｈｍ ｅ ｄｓ ｔ ｉ ｐｒ ｅ ． Ｔｈｅ ＢＰ ｕ ａ ｔ ｌ ｒｔ ｎ ｅ ｏ ｂｅ ｍ ｏｖ ｄ ｎｅ ｒ ｌｎｅ ｗｏｒ ｓ ｏｒ—ｅ ｍ ｌ ｄ ｏ ｅ ａ ｔｎ ｍ ｅ ｈｏ ｄ ｔ ｂ ｉ ｋ ｈ ｔｔ ｒ ｏａ ｆ ｒ ｃ ｓ ｉｇ ｔ ｄｓ ａｎ ｉｓ ａｓｃ ｐｒｎｃｐｌ ｒ ｎ ｒ ｄｕ ｅ ｉ ｉ ｅ ａ ｅ ｉ ｔ ｏ ｃ ｄ， ａ ｔ ｅ ｒ ｅ ｓ ｏ ｎｄ ｈ ｐ ｏｃ ｓ ｔ ｏｐ ｉ ｉｅ ｔｍ ｚ ＢＰ ｎｅ ａ ｎｅ ｗｏｒ ｇｅ ｔｃ ｌ ｒｔ ｕｒ ｌ ｔ ｋ ｎｅ ｉ ａｇｏ ｉｈｍ ｉ ｄｅ ａｌ ｓ ｎ ｔ ｉ ｄｅ ｉ — ｓ ｒｂ ｄ． Ｔ ｈ ｔｍ ｉａ ｉ ｎ ａ ｏｉｓ ｂｌ ｃ ｉｅ ｅ ｏｐ ｉ ｚ ｔｏ ｖ ｄ ｉ ｎｄｎ ｓ ｈ ｉ ｎａ ｎｔａ ｅｇ ｎｄ ｔ ｅ ｈｏ ｄ ｓ ｌｃ ｉ ｅ ｓｏｆｔ ｅ ｏｒｇｉ ｌｉ ｉｉ ｌｗ ｉ ｈｔａ ｈｒ ｓ ｌ ｅｅ ｔｏｎ，ａ ｎｄ ＢＰ ｕ ａｌ ｎｅ ｒ ｎ ｔ ｏ ｋ ｓ ｒ ｅ ｍ ｏ ｄ ｏｒ ｃ ｓ ｉ ｃ ｕｒ ｃ ｎｄ ｆｉｉｎｃ ｅ ｉ ｃ ｅ ｓ ｄ． Ｔ ｈｒ ｇｈ ｃ ｎｃ ｅ ｅ ｘ ｍ ｐｌ ｐ ｏ ｅ ｅ ｗ ｒ ｈｏ ｔｔ ｒ ｌａ ｆ ｅ ａ ｔｎｇ ａ ｃ ａ ｙ ａ ｅ ｆｃｅ ｙ ａｒ ｎ ｒ ａ ｅ ｏｕ ｏ ｒ ｔ ｅ ａ ｅ ｒｖｓ
法 作 为 一 门 新 兴 的 进 化 算 法 ， 许 多 难 以解 决 或 对
图 １ 含 有 一 个 隐 含 层 的 ＢＰ 神 经 网 络 拓 扑 结 构 图
测 的 精 度 和效 率 。通 过 具 体 算 例 ， 明 了 此 算法 的 可行 性 和有 效 性 。 证
关 键 词 ： 传 算 法 ； Ｐ神 经 网络 算 法 ； 期 负 荷 预 测 遗 Ｂ 短
中图分类号： ＴＭ９ ２ １ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ： ０ ６ ６ ５ （ Ｏ ０ ０ — ４ １０ — ３ ７ ２ １ ） ６
ｔ ｅ ｆ ａ ｉ ｉ ｔ ｎ ｆｅ ｔｖ ｎ ｓ ｆｔ ｉ ａｇ ｒ ｈ ｈ ｅ ｓｂ ｌ ｙ ａ ｄ ｅ ｆｃ ｉ ｅ ｅ ｓ Ｏ ｈ ｓ ｌ ｏ ｉ ｍ． ｉ ｔ
Ｋ ｅ ｒ ｓ： ｎ ｔｃ ａ ｇ ｉｈ ； ＢＰ ｕｒ ｌｎｅ ｗｏｒ ｌ ｉｈｍ ；ｓ ｒ —ｅ ｍ ｏ ｄ ｆ ｅ ａ ｔｎｇ ｙ ｗｏ ｄ ｇｅ ｅ ｉ ｌ ｏｒｔ ｍ ｎｅ ａ ｔ ｋ ａｇｏｒｔ ｈｏ ｔｔ ｒ ｌ ａ ｏｒ ｃ ｓ ｉ
电 力 系 统 短 期 负 荷 预 测 通 常是 指 以 一 个 小 时
到一个 星期 为时 间 单位 的 电力 负荷 指标 预 测 ， 是 电力 系统运 行管理 和 实时控制 所必 须 的基本依 据 之 一 。短期 负荷预测 结果 的准 确与 否对 电力 系统 的短期 安全 经 济运 行 有 显 著 影 响ｌ ］ 电力 系 统 】。 短 期负荷 预测 的方法 有 很 多 ， 且 在 不 断完 善 与 并
Ｆｏｒ ｃ ｓｉ ｇ Ｓ ｒ＿ ｒ Ｌｏ ｄ ｂｙ ＢＰ ｕ ａ ｔ ｒ ｓ ｄ ｏ ｎ ｔｃ Ａｌ ｏ ｉｈ ｅ ａ ｔｎ ｈｏ ｔＴｅ ｍ ａ Ｎｅ ｒ ｌＮｅ ｗｏ ｋ Ｂａ ｅ ｎ Ｇｅ ｅ ｉ ｇ ｒｔ ｍ Ｏｐｔｍ ｉ ａ ｉ ｎ ｉ ｚ ｔｏ
Ｈ Ｕ ｉ Ｂ ｎｇｌ ｉ ｅ
算 法 进 行 短 期 负 荷 预 测 的原 理 ， 及 遗 传 算 法 的 基 本 原 理 。具 体叙 述遗 传算 法 对 Ｂ 以 Ｐ神 经 网络 算 法 进 行 优 化
的 实 现 步骤 。优 化 后 的算 法 避 免 了原 来 初 始 权 值 和 阈值 选 择 的 盲 目性 ， 高 了 Ｂ 提 Ｐ神 经 网 络 算 法 短期 负 荷 预
法 ， 多 采 用 Ｂ 训 练 方 法 。 由 于 Ｂ 网 络 是 一 种 大 Ｐ Ｐ 静 态 神 经 网 络 ， 在 诸 如 学 习 速 度 慢 、 部 极 小 等 存 局 问题 ， 因此 又 提 出 了 多 种 方 法 （ 小 波 法 、 小 二 如 最
乘法 等 ） Ｂ 对 Ｐ神 经 网络 算 法 进 行 优 化 。遗 传 算
４ ２
供 用 电
第２ ７卷第 ６期
２１ ０ ０年 １ ２月
基 于 遗传 优 化 的 Ｂ Ｐ神 经 网络 算 法 的短 期 负 荷 预测
胡 冰 蕾
（ 海 市 电力公 司市南 供 电公 司 ， 海 上 上
摘
２０ ３ ） ０ ２ ３
要： 用 Ｂ 采 Ｐ神 经 网络 算 法 进 行 短 期 电力 负 荷 了 Ｂ 需 Ｐ神 经 网络
１ 短 期 负荷 预 测 的 Ｂ Ｐ神 经 网络 算 法 原 理
Ｂ Ｐ神经 网络 由输入 层 、 隐含层 、 出层组 成 ， 输 其 中隐含 层 可 以有 多 个 。含 有 一个 隐含 层 的 Ｂ Ｐ
神 经 网络 拓 扑 结 构 如 图 １所 示 。
对短 期 负荷预测 广泛 采用 的传统 神 经 网络 算
（ Ｓｈｉａ ｎ ｎ Ｐｏｗｅ ｐｐｌ ｍ ｐａ ｒ Ｓｕ ｙ Ｃｏ ｎｙ，ＳＭ ＥＰＣ ， Ｓ ｎｇ ｉ２０ ３３，Ｓｈａ ｈａ ｈａ ｈａ ０２ ｎｇ ｉＣｈｉ ） ｎａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａ ｓ ｄ ｆ ｃ ｘｉｔ ｄ ｂｙ ａ ｌ ｉ ｓｒ ｃ ： ｅ ｅ ｔｅ ｓ ｅ ｐｐ ｙｎｇ ＢＰ ｎ ｕｒ ｌｎｅ ｗｏｒ ａｇｏ ｉｈｍ ｏｒ ｏ ｅ ａ ｔｎｇ ｈｏ ｔｔ ｒ ｏ ｄ， Ｓ ｔ ｅ ａ ｔ ｋ ｌ ｒｔ ｆ ｆ ｒ ｃ ｓ ｉ ｓ ｒ —ｅ ｍ ｌ ａ Ｏ ｈｅ ａｇｏ ｉｈｍ ｅ ｄｓ ｔ ｉ ｐｒ ｅ ． Ｔｈｅ ＢＰ ｕ ａ ｔ ｌ ｒｔ ｎ ｅ ｏ ｂｅ ｍ ｏｖ ｄ ｎｅ ｒ ｌｎｅ ｗｏｒ ｓ ｏｒ—ｅ ｍ ｌ ｄ ｏ ｅ ａ ｔｎ ｍ ｅ ｈｏ ｄ ｔ ｂ ｉ ｋ ｈ ｔｔ ｒ ｏａ ｆ ｒ ｃ ｓ ｉｇ ｔ ｄｓ ａｎ ｉｓ ａｓｃ ｐｒｎｃｐｌ ｒ ｎ ｒ ｄｕ ｅ ｉ ｉ ｅ ａ ｅ ｉ ｔ ｏ ｃ ｄ， ａ ｔ ｅ ｒ ｅ ｓ ｏ ｎｄ ｈ ｐ ｏｃ ｓ ｔ ｏｐ ｉ ｉｅ ｔｍ ｚ ＢＰ ｎｅ ａ ｎｅ ｗｏｒ ｇｅ ｔｃ ｌ ｒｔ ｕｒ ｌ ｔ ｋ ｎｅ ｉ ａｇｏ ｉｈｍ ｉ ｄｅ ａｌ ｓ ｎ ｔ ｉ ｄｅ ｉ — ｓ ｒｂ ｄ． Ｔ ｈ ｔｍ ｉａ ｉ ｎ ａ ｏｉｓ ｂｌ ｃ ｉｅ ｅ ｏｐ ｉ ｚ ｔｏ ｖ ｄ ｉ ｎｄｎ ｓ ｈ ｉ ｎａ ｎｔａ ｅｇ ｎｄ ｔ ｅ ｈｏ ｄ ｓ ｌｃ ｉ ｅ ｓｏｆｔ ｅ ｏｒｇｉ ｌｉ ｉｉ ｌｗ ｉ ｈｔａ ｈｒ ｓ ｌ ｅｅ ｔｏｎ，ａ ｎｄ ＢＰ ｕ ａｌ ｎｅ ｒ ｎ ｔ ｏ ｋ ｓ ｒ ｅ ｍ ｏ ｄ ｏｒ ｃ ｓ ｉ ｃ ｕｒ ｃ ｎｄ ｆｉｉｎｃ ｅ ｉ ｃ ｅ ｓ ｄ． Ｔ ｈｒ ｇｈ ｃ ｎｃ ｅ ｅ ｘ ｍ ｐｌ ｐ ｏ ｅ ｅ ｗ ｒ ｈｏ ｔｔ ｒ ｌａ ｆ ｅ ａ ｔｎｇ ａ ｃ ａ ｙ ａ ｅ ｆｃｅ ｙ ａｒ ｎ ｒ ａ ｅ ｏｕ ｏ ｒ ｔ ｅ ａ ｅ ｒｖｓ
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图 １ 含 有 一 个 隐 含 层 的 ＢＰ 神 经 网 络 拓 扑 结 构 图
测 的 精 度 和效 率 。通 过 具 体 算 例 ， 明 了 此 算法 的 可行 性 和有 效 性 。 证
关 键 词 ： 传 算 法 ； Ｐ神 经 网络 算 法 ； 期 负 荷 预 测 遗 Ｂ 短
中图分类号： ＴＭ９ ２ １ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ： ０ ６ ６ ５ （ Ｏ ０ ０ — ４ １０ — ３ ７ ２ １ ） ６
ｔ ｅ ｆ ａ ｉ ｉ ｔ ｎ ｆｅ ｔｖ ｎ ｓ ｆｔ ｉ ａｇ ｒ ｈ ｈ ｅ ｓｂ ｌ ｙ ａ ｄ ｅ ｆｃ ｉ ｅ ｅ ｓ Ｏ ｈ ｓ ｌ ｏ ｉ ｍ． ｉ ｔ
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电 力 系 统 短 期 负 荷 预 测 通 常是 指 以 一 个 小 时
到一个 星期 为时 间 单位 的 电力 负荷 指标 预 测 ， 是 电力 系统运 行管理 和 实时控制 所必 须 的基本依 据 之 一 。短期 负荷预测 结果 的准 确与 否对 电力 系统 的短期 安全 经 济运 行 有 显 著 影 响ｌ ］ 电力 系 统 】。 短 期负荷 预测 的方法 有 很 多 ， 且 在 不 断完 善 与 并
Ｆｏｒ ｃ ｓｉ ｇ Ｓ ｒ＿ ｒ Ｌｏ ｄ ｂｙ ＢＰ ｕ ａ ｔ ｒ ｓ ｄ ｏ ｎ ｔｃ Ａｌ ｏ ｉｈ ｅ ａ ｔｎ ｈｏ ｔＴｅ ｍ ａ Ｎｅ ｒ ｌＮｅ ｗｏ ｋ Ｂａ ｅ ｎ Ｇｅ ｅ ｉ ｇ ｒｔ ｍ Ｏｐｔｍ ｉ ａ ｉ ｎ ｉ ｚ ｔｏ
Ｈ Ｕ ｉ Ｂ ｎｇｌ ｉ ｅ
算 法 进 行 短 期 负 荷 预 测 的原 理 ， 及 遗 传 算 法 的 基 本 原 理 。具 体叙 述遗 传算 法 对 Ｂ 以 Ｐ神 经 网络 算 法 进 行 优 化
的 实 现 步骤 。优 化 后 的算 法 避 免 了原 来 初 始 权 值 和 阈值 选 择 的 盲 目性 ， 高 了 Ｂ 提 Ｐ神 经 网 络 算 法 短期 负 荷 预
法 ， 多 采 用 Ｂ 训 练 方 法 。 由 于 Ｂ 网 络 是 一 种 大 Ｐ Ｐ 静 态 神 经 网 络 ， 在 诸 如 学 习 速 度 慢 、 部 极 小 等 存 局 问题 ， 因此 又 提 出 了 多 种 方 法 （ 小 波 法 、 小 二 如 最
乘法 等 ） Ｂ 对 Ｐ神 经 网络 算 法 进 行 优 化 。遗 传 算
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供 用 电
第２ ７卷第 ６期
２１ ０ ０年 １ ２月
基 于 遗传 优 化 的 Ｂ Ｐ神 经 网络 算 法 的短 期 负 荷 预测
胡 冰 蕾
（ 海 市 电力公 司市南 供 电公 司 ， 海 上 上
摘
２０ ３ ） ０ ２ ３
要： 用 Ｂ 采 Ｐ神 经 网络 算 法 进 行 短 期 电力 负 荷 了 Ｂ 需 Ｐ神 经 网络