【技术实现步骤摘要】
一种遗传算法优化BP神经网络的线损计算方法
本专利技术涉及一种遗传算法优化BP神经网络的线损计算方法,属于电网线损预测和机器学习
技术介绍
到现在为止国内已经提出不少计算线损的理论方法,均方根电流法,平均电流法,最大电流法,等值电阻法,潮流计算法等等但由于元件数量多,分布复杂且数据不易收集,工作量太大难以进行。人工神经网络作为一门边缘学科,现已渗透到各个领域,随着人工神经网络的大量开创性应用,有人也提出了将此方法应用于线损计算。BP神经网络是一种多层前馈神经网络,该网络的主要特点是信号前向传递,误差反向传播。在向前传播中,输入信号从输入层经隐含层逐层处理,直至输出层。每一层的神经元状态只影响下一层神经元状态。如果输出层得不到期望输出,则转入反向传播,根据预误差调整网络权值和阈值,从而使BP神经网络预测输出不断逼近期望输出。遗传算法优化BP神经网络算法可以优化BP审计网络的权值和阈值,使得预测结果更加精确。这个算法现在有用于混沌时间序列预测,遥感数据土地覆盖分类,变压器故障诊断,垃圾焚烧炉结渣预测,旅游景区日客流量预测,瓦斯浓度预测研究等等,但还没有用遗传算法优化BP神经网络对线损进行预测和计算的方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种遗传算法优化BP神经网络对线损进行预测和计算的方法,通过电力网的运行参数:电压、符合电流、功率因数、各元件的有功和无功功率,特别是负荷及负荷曲线和电力网元件参数,BP模型理论上可以映射任意复杂的非线性关系,因而适于模拟线损与特征参数间的非线性关系,能够有效地得到最优的权值和阈值,根据BP神经网络的空间拟 ...
【技术保护点】
1.一种遗传算法优化BP神经网络的线损预测方法,其特征在于:包括如下步骤:Step1、数据的获取和预处理,电力网线路的特征参数有配电线路的有功供电量、无功供电量、配电变压器的容量、配电线路长度、配电变压器的台数、配电线路总截断数,由电力网线路的特征参数得到训练集、预测集并对得到的训练集、预测集分别进行归一化处理,构建线损的BP神经网络进行预测;Step2、导入待计算线损的Step1中电力网线路的特征参数,然后将线损数据分成训练数据与预测数据,训练数据训练BP神经网络,预测数据用来预测函数输出;Step3、对种群初始化采用遗传算法进化优化:先后用选择、交叉、变异遗传操作在前代种群的基础上产生新一代种群,计算适应度值,判断遗传算法收敛条件是否满足并从所有种群中选择最优个体,该个体同时包含了BP神经网络的结构和权值及阈值的初值信息;适应度表明个体解的优劣性,将预测线损结果输出与实际线损结果输出之间的均方误差作为个体适应度评估值,计算如公式(3)所示:
【技术特征摘要】
1.一种遗传算法优化BP神经网络的线损预测方法,其特征在于:包括如下步骤:Step1、数据的获取和预处理,电力网线路的特征参数有配电线路的有功供电量、无功供电量、配电变压器的容量、配电线路长度、配电变压器的台数、配电线路总截断数,由电力网线路的特征参数得到训练集、预测集并对得到的训练集、预测集分别进行归一化处理,构建线损的BP神经网络进行预测;Step2、导入待计算线损的Step1中电力网线路的特征参数,然后将线损数据分成训练数据与预测数据,训练数据训练BP神经网络,预测数据用来预测函数输出;Step3、对种群初始化采用遗传算法进化优化:先后用选择、交叉、变异遗传操作在前代种群的基础上产生新一代种群,计算适应度值,判断遗传算法收敛条件是否满足并从所有种群中选择最优个体,该个体同时包含了BP神经网络的结构和权值及阈值的初值信息;适应度表明个体解的优劣性,将预测线损结果输出与实际线损结果输出之间的均方误差作为个体适应度评估值,计算如公式(3)所示:式中,B为预测线损结果输出;R为实际线损结果输出;n为样本输入的数量;bi为BP神经网络的线损预测结果;ri为实际的线损结果,mse表示均方误差函数;Step4、根据最优个体的结构、权值、阈值信息创建BP神经网络,采用归一化后的训练集数据作为BP神经网络输入输出数据,进一步训练BP神经网络直至收敛;Step5、把遗传算法得到的最优个体赋给BP神经网络,用该网络拟合非线性函数;用遗产算法优化神经网络权值和阈值,能够更好地防止搜索陷入局部极小值,当GA误差平方和小于目标误差时,则转入BP网络继续训练,若网络训练结束,误差平方和仍不能满足要求,此时有可能陷入局部极小点,于是再转入GA法,直到网络误差平方和满足精度要求为止;Step6、利用预测线损数据进行计算误差,将权值和阈值更新;当BP神经网络误差平方和满足精度要求时,就可以将权值和阈值更新;Step7、BP神经网络训练后得到预测函数输出的线损值,将预测线损给供电网调度部门使用。2.根据权利要求1所述的一种遗传算法优化BP神经网络的线损预测方法,其特征在于:所述的Step1的具体步骤如下:Step1.1、配电网线路将结构相似、运行状况相似的配电线路进行分类后,然后在每...
【专利技术属性】
技术研发人员:李英娜,刘亚丽,李川,
申请(专利权)人:昆明理工大学,
类型:发明
国别省市:云南,53
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