基于Holt-Winters指数平滑和时间卷积网络的短期负荷预测

杨国华; 郑豪丰; 张鸿皓; 贾睿

doi:10.7500/AEPS20210409003

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基于Holt-Winters指数平滑和时间卷积网络的短期负荷预测

学术研究 | 更新时间：2025-06-16

- 基于Holt-Winters指数平滑和时间卷积网络的短期负荷预测
- Short-term Load Forecasting Based on Holt-Winters Exponential Smoothing and Temporal Convolutional Network
- 电力系统自动化 2022年46卷第6期页码：73-82
- 作者机构：
  
  1.宁夏大学物理与电子电气工程学院,宁夏回族自治区银川市 750021
  2.宁夏电力能源安全自治区重点实验室,宁夏回族自治区银川市 750004
- 作者简介：
  
  杨国华(1972—)，男，工学硕士，教授，硕士生导师，主要研究方向：电力系统自动化与负荷预测。Email：ygh@nxu.edu.cn
  郑豪丰(1996—)，男，通信作者，硕士研究生，主要研究方向：电力系统负荷预测。E-mail：zhf026@outlook.com
  张鸿皓(1997—)，男，硕士研究生，主要研究方向：光伏输出功率预测、新能源发电技术。E-mail：zhhgsws@163.com
- 基金信息：
  
  宁夏自然科学基金资助项目(2021AAC03062);国家自然科学基金资助项目(71263043)
- DOI：10.7500/AEPS20210409003
  中图分类号：
- 收稿：2021-04-09，
  
  修回：2021-09-27，
  
  网络出版：2021-12-21，
  
  纸质出版：2022-03-25
- 稿件说明：
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杨国华,郑豪丰,张鸿皓等.基于Holt-Winters指数平滑和时间卷积网络的短期负荷预测[J].电力系统自动化,2022,46(6):73-82.

YANG Guohua,ZHENG Haofeng,ZHANG Honghao,et al.Short-term Load Forecasting Based on Holt-Winters Exponential Smoothing and Temporal Convolutional Network[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(6):73-82.
杨国华,郑豪丰,张鸿皓等.基于Holt-Winters指数平滑和时间卷积网络的短期负荷预测[J].电力系统自动化,2022,46(6):73-82. DOI： 10.7500/AEPS20210409003.

YANG Guohua,ZHENG Haofeng,ZHANG Honghao,et al.Short-term Load Forecasting Based on Holt-Winters Exponential Smoothing and Temporal Convolutional Network[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(6):73-82. DOI： 10.7500/AEPS20210409003.

摘要

为提升短期电力负荷预测的精度，着眼于特征组合的构建，提出了一种基于Holt-Winters指数平滑的特征组合(FCHW)，并结合时间卷积网络(TCN)构建了FCHW-TCN负荷预测框架。首先，应用Holt-Winters指数平滑进行负荷序列预测，得到与负荷序列相关的级别分量和季节性分量。通过将上述分量用作输入特征，并与常规特征(历史负荷、日期)构成特征组合，构建了FCHW；其次，选择TCN作为预测模型，以FCHW作为TCN输入，搭建了FCHW-TCN预测框架；最后，采用2个不同负荷数据集和多个预测模型对FCHW和FCHW-TCN进行验证。结果表明

FCHW有助于模型预测精度的提升；与其他预测模型相比，FCHW-TCN预测框架有着最高的预测精度，具有优越的预测能力。

Abstract

In order to improve the accuracy of short-term load forecasting

focusing on the construction of feature combinations

a feature combination based on Holt-Winters exponential smoothing (FCHW) is proposed. And combined with the temporal convolutional network (TCN)

the FCHW-TCN load forecasting framework is established. Firstly

the Holt-Winters exponential smoothing is applied to the load sequence forecasting

and the level component and seasonal component related to the load sequence are obtained. By using the above components as input features and combining them with conventional features (historical load

date)

the FCHW is constructed. Secondly

the TCN is chosen as the forecasting model

and the FCHW acts as the input of the TCN to build the FCHW-TCN forecasting framework. Finally

two different load data sets and multiple forecasting models are used to verify the FCHW and the FCHW-TCN. The results show that the FCHW contributes to the improvement of the forecasting accuracy for models. Compared with other forecasting models

FCHW-TCN forecasting framework has the highest forecasting accuracy and superior forecasting ability.

关键词

Keywords

references

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