(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111295352.0 (22)申请日 2021.11.03 (71)申请人 国网浙江省电力有限公司瑞安市供 电公司 地址 325200 浙江省温州市瑞安市安阳街 道万松东路15 0号 (72)发明人 周述庆　王德胜　徐永强　胡云皓　 周健华　张理淳　黄光敢　江小军　 候邦广　郑哲　高佳　田奇　 赵巍巍　 (74)专利代理 机构 杭州华鼎知识产权代理事务 所(普通合伙) 33217 代理人 黄丽 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01)G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06K 9/62(2022.01) G06F 30/27(2020.01) G06F 16/9537(2019.01) (54)发明名称 基于Prophet模型的配电线路电流预测与重 过载预警及系统 (57)摘要 本申请提出了基于Proph et模型的配电线路 电流预测与重过载预警及系统， 包括获取配电线 路历史数据以及实时采集各配电线路的实时负 荷数据， 对采集到的各类数据进行清洗处理； 基 于Prophet模型分别构建对应季节项、 趋势项、 剩 余项、 节假日项的时间序列模型； 将清洗后的各 类数据分别代入 各时间序列模型中进行训练， 当 满足收敛条件后结束模型训练； 基于训练后的各 时间序列模 型进行负荷预测与重过载预警。 通过 将预测值分解成趋势分量、 周期分量和数据突变 项分量， 充分考虑了电力数据的周期性、 季节性、 以及节假日等影响因素， 有效提升了预测准确 率。 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 CN 114169568 A 2022.03.11 CN 114169568 A 1.基于Prophet模型的配电线路电流预测与重过载预警及系统， 其特征在于， 所述方法 包括： S1， 获取配电线路历史数据以及实时采集各配电线路的实时负荷数据， 对采集到的各 类数据进行清洗处 理； S2， 基于Prophet模型分别构建对应季节项、 趋势项、 剩余项、 节假日项的时间序列模 型； S3， 将清洗后的各类数据分别代入各时间序列模型中进行训练， 当满足收敛条件后结 束模型训练； S4， 基于训练后的各时间序列模型进行负荷预测与重过 载预警。 2.根据权利 要求1所述的基于Prophet模型的配电线路电流预测与重过载预警及系统， 其特征在于， 所述 步骤S1中的清洗处 理包括： 对于数据中的无效值/缺失值xt， 使用前5个有效值[xt‑1， ...， xt‑5]的平均值 填充； 关于异常值， 计算xt前一天数据的均值μ， 标准差σ， 若xt不在区间[ μ ‑2σ， u+2σ ]内， 则判 定xt为异常值， 并按照其大小将其修改为区间的上下界之一， 即大于上界取上界， 小于下界 取下界。 3.根据权利 要求1所述的基于Prophet模型的配电线路电流预测与重过载预警及系统， 其特征在于， 所述 步骤S2包括： 季节项St， 趋势项Tt， 剩余项Rt； 因此Prophet算法将要预测的值yt分解成了四项， 具体如下： y(t)＝g(t)+s(t)+h(t)+∈t， 其中g(t)表示趋势项代表时间序列在非周期上的变化趋势； s(t)表示周期项， 以周或 年为单位； h(t)表示节假日项代表节假日影响； ∈t表示误差项， Prophet算法通过拟合这几 项累加得到时间序列预测值。 4.根据权利 要求3所述的基于Prophet模型的配电线路电流预测与重过载预警及系统， 其特征在于， 所述 步骤S2包括： S21， 构建 分段函数表示的趋势项模型； 分段线性函数指的是在每一个子区间上， 函数都是线性函数， 基于分段线性函数的模 型如下所示： g(t)＝(k+a(t)δ ) ·t+(m+a(t)Tγ) 其中δ表示增长率 的变化量， m表示偏置量， 在γ＝(γ1， ...， γs)T序列中γj＝‑sjδj， a (t)是一个二 值函数， 若当前时间点大于等于变点sj位置取1， 否则为0 。 5.根据权利 要求3所述的基于Prophet模型的配电线路电流预测与重过载预警及系统， 其特征在于， 所述 步骤S2包括： S21， 构建季节项模型； 在Prophet算法中假设P为时间序列的周期， 那么季节项用下式表示： 通常以年为周期的时间序列即P＝365.25， 取N＝10； 以周为周期的序列取N＝3， 这里的权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114169568 A 2参数向量记为： β ＝(a1， b1， ...， aN， bN)T， 当N＝10有 当N＝3时， 因此时间序列的季节项记为s (t)＝X(t)β， 其中β ～N ormal(0， σ2)。 6.根据权利 要求3所述的基于Prophet模型的配电线路电流预测与重过载预警及系统， 其特征在于， 所述 步骤S2包括： S23， 构建节假日项模型； 不同的节假日看成相互独立的模型， 为不同的节假日设置不同的前后 窗口值， 表示该 节假日会影响前后一段时间的时间序列； 对第i个节假日Di表示该节假日的前后一段时间； 假设有L个节假日， ki表示第i个节假日的影响范围， 有如下函数： 其中k～Nomal(0， v2)， 标准差 υ的默认值是10， 同样预先设定， 当标准差的值越大时， 表 示节假日对 模型的影响越大； 当值越小时， 表示节假日对 模型的影响越小。 7.根据权利 要求1所述的基于Prophet模型的配电线路电流预测与重过载预警及系统， 其特征在于， 所述 步骤S4包括： 所得模型结果结合GIS技 术， 实现对重过 载设备及时定位； 基于预测模型对未来 三天可能发生重过 载的配变预测。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114169568 A 3