一种多区间预测结果的加权整合方法
【专利摘要】本发明公开了一种多区间预测结果的加权整合方法，具体包括以下几个步骤：(1)获取同一预测对象的多套区间预测结果，各区间预测结果中包含预测期望及其方差；(2)对不同区间预测结果设置不同权重；(3)计算考虑权重的综合预测结果的期望与方差；(4)根据步骤(3)中所述综合预测结果的期望与方差，计算新的加权区间预测结果，计算结束。本发明针对通过不同途径、不同预测方法获得的多套区间预测结果，在根据现有保留的多套预测结果的概率分布信息或根据用户倾向性的条件下，形成了一套新的区间预测结果，从而避免单一预测算法区间预测结果的局限性，大大提高预测工作的实用化水平。
【专利说明】一种多区间预测结果的加权整合方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多区间预测结果的加权整合方法，属于预测分析【技术领域】。
【背景技术】
[0002]传统预测往往基于确定数值进行分析建模，获得的预测结果也是确定数值，随着预测方法不断增多，有学者提出了对多套确定预测结果进行组合的方法进行求解，用来获得一套相对更好的最终的确定数值的预测结果。
[0003]但确定数值的预测不利于后续应用考虑预测结果误差的风险，譬如电力行业为了保证发电用电平衡，编制发电计划时不仅考虑满足确定的负荷预测，还同时要保证用电负荷在一定波动条件下依然具有调节能力。因此研究学者提出多种区间预测方法，不仅提供预测结果确定的期望，同时提供预测结果在一定置信水平下的波动区间，使得预测结果的信息更加全面。
[0004]随着新的区间预测方法不断提出，将形成多套区间预测结果，迫切将这些结果整合一套新的，能综合反映多套预测结果信息的区间预测结果。
【发明内容】
[0005]针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种多区间预测结果的加权整合方法，针对通过不同途径、不同预测方法获得的多套区间预测结果，在保留多套预测结果的概率分布信息或考虑整合倾向性的条件下，形成了一套新的区间预测结果，从而避免单一预测算法区间预测结果的局限性，大大提高预测工作的实用化水平。
[0006]为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现:
[0007]本发明的一种多区间预测结果的加权整合方法，具体包括以下几个步骤:
[0008](I)获取同一预测对象的多套区间预测结果，各区间预测结果中包含预测期望及其方差；
[0009](2)对不同区间预测结果设置不同权重；
[0010](3)计算考虑权重的综合预测结果的期望与方差；
[0011](4)根据步骤(3)中所述综合预测结果的期望与方差，计算新的加权区间预测结果，计算结束。
[0012]步骤(I)中，通过统计、回归分析方法获取多套区间预测结果。
[0013]步骤(2)中，根据多套预测结果的概率分布信息或者根据用户的倾向性，对不同区间预测结果设置不同权重。
[0014]步骤(3)中，所述考虑权重的综合预测结果的期望与方差的计算方法如下:
N
Σα>^
[0015]——
Σ^./=1
Σ(α;σ:) Σ(0/Σ(4(Μ?-Μ )))
_6] σ=?——+ ^~^-1 Σ?；.(Σαι?
I i=/=ι
[0017]其中,N为预测结果的套数,Bi为第i套结果的权重系数，Ui^oi分别为第i套区间预测结果的期望和方差，Bj为第j套结果的权重系数，μ j, σ j分别为第j套结果的期望和方差，μ、σ分别为综合预测结果的期望和方差。
[0018]步骤(4)中，所述新的加权区间预测结果的计算方法如下:
[0019]根据整合结果区间的置信水平α，查标准正态分布表获得ta/2，则新的预测区间为[y-ta/2o，μ +ta/2o ]。
[0020]上述置信水平a取0.90或者0.95。
[0021]本发明的有益效果如下:
[0022]I)本发明能够将多套区间预测结果整合为一套新的区间预测结果，后续应用不需要再面对多套预测结果，同时由于综合使用了多套预测结果的整合，降低了单一预测方法的预测风险。
[0023]2)本发明在整合过程中可以对不同预测算法获得的预测区间设置不同的权重，该权重可以根据历史上该算法的预测精度(概率分布)来确定，精度高(概率大)的预测方法使用更大的权重，使得最终预测精度会有所提高；该权重还可以根据预测人员的对不同算法的倾向性来确定。
[0024]3)本发明是基于多预测结果概率密度加权叠加的原理设计的，针对正态分布假设条件下获得的计算方法，其有效性已经过工程验证，计算过程可推广到其他领域，针对多套区间结果进行加权整合。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本发明的一种多区间预测结果的加权整合方法原理示意图。
【具体实施方式】
[0026]为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本发明。
[0027]本实施例包含了采用本发明方法在电力系统日前96时段负荷(15分钟间隔)多套预测区间结果的整合计算过程，它的特征、目的和优点可以从实施例的说明中看出。
[0028]电网调度部门每日对次日电网用电负荷进行预测，通过统计、回归分析等方法获得了多套区间预测结果，基于预测结果进行电网发用电的平衡工作，编制发电计划。
[0029]在计划编制过程中，使用是单套负荷预测区间结果，而不是多个区间，为此需要将多区间预测结果进行整合。
[0030]参见图1，一种多区间预测结果的加权整合方法，具体包括以下几个步骤:
[0031](I)获取多套区间预测结果，结果中包含各预测结果的期望及方差信息。
[0032](2)根据用户的倾向性，对每种预测区间设置权重比例。96时段可以相同比重，也可以有所区别。
[0033](3)针对96时段区间预测结果，根据公式逐点加权获得综合的期望与方差信息。
[0034]其中，考虑权重的综合预测结果的期望与方差的计算方法如下:
N
[0035]μ =气-
/=1
Σ(?Σ(α?Σ(β;(?-Μ/)2))
[0036]σ= ——+ -~-1 Σω/ (Σα--
f /=1 i=l
[0037]其中,N为预测结果的套数,Bi为第i套结果的权重系数，Ui^oi分别为第i套区间预测结果的期望和方差，Bj为第j套结果的权重系数，μ j, O J分别为第j套结果的期望和方差，μ、σ分别为综合预测结果的期望和方差。
[0038](4)根据综合的期望、方差，计算新的综合区间，计算结束。
[0039]其中，新的加权区间预测结果的计算方法如下:
[0040]根据整合结果区间的置信水平α (为已知量，置信水平α取0.90或者0.95)，查标准正态分布表获得ta/2，则新的预测区间为[μ-?α/2σ，μ+?α/2σ]。
[0041]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种多区间预测结果的加权整合方法，其特征在于，具体包括以下几个步骤: (1)获取同一预测对象的多套区间预测结果，各区间预测结果中包含预测期望及其方差; (2)对不同区间预测结果设置不同权重； (3)计算考虑权重的综合预测结果的期望与方差； (4)根据步骤(3)中所述综合预测结果的期望与方差，计算新的加权区间预测结果，计算结束。
2.根据权利要求1所述的多区间预测结果的加权整合方法，其特征在于， 步骤(I)中，通过统计、回归分析方法获取多套区间预测结果。
3.根据权利要求1所述的多区间预测结果的加权整合方法，其特征在于， 步骤(2)中，根据多套预测结果的概率分布信息或者根据用户的倾向性，对不同区间预测结果设置不同权重。
4.根据权利要求1所述的多区间预测结果的加权整合方法，其特征在于， 步骤(3)中，所述考虑权重的综合预测结果的期望与方差的计算方法如下:
N
Σα
/=1 NNN 。^σ=+ M_ UN丁N
I Σ?/ (Σ^/)5 I /=1/=1 其中，N为预测结果的套数，ai为第i套结果的权重系数，Ui^oi分别为第i套区间预测结果的期望和方差，Bj为第j套结果的权重系数，μ j, O J分别为第^套结果的期望和方差，μ、σ分别为综合预测结果的期望和方差。
5.根据权利要求4所述的多区间预测结果的加权整合方法，其特征在于， 步骤(4)中，所述新的加权区间预测结果的计算方法如下: 根据整合结果区间的置信水平α，查标准正态分布表获得ta/2，则新的预测区间为[μ _ta/2 σ，μ +ta/2 σ ]。
6.根据权利要求5所述的多区间预测结果的加权整合方法，其特征在于， 所述置信水平a取0.90或者0.95。
【文档编号】G06F19/00GK104298859SQ201410486376
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2014年9月22日
【发明者】丁恰, 王丹平, 沈茂亚 申请人:国电南瑞科技股份有限公司