基于Inception和注意力机制的双分支日前电价预测

毕贵红; 孔凡文; 黄泽; 陈冬静; 骆钊; 杨毅

doi:10.7500/AEPS20240423003

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基于Inception和注意力机制的双分支日前电价预测

学术研究 | 更新时间：2025-06-16

- 基于Inception和注意力机制的双分支日前电价预测
- Double-branch Day-ahead Electricity Price Forecasting Based on Inception and Attention Mechanism
- 电力系统自动化 2025年49卷第5期页码：128-144
- 作者机构：
  
  1.昆明理工大学电力工程学院，云南省昆明市 650500
  2.中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，贵州省贵阳市 550081
- 作者简介：
  
  毕贵红(1968—)，男，博士，教授，硕士生导师，主要研究方向：新能源系统建模、优化与智能数据分析。E-mail：KM_BGH@163.com
  孔凡文(1999—)，男，硕士研究生，主要研究方向：人工智能在电力系统中的应用。E-mail：1205118679@qq.com
  黄泽(1999—)，男，硕士，主要研究方向：人工智能在电力系统中的应用。E-mail：1004403104@qq.com
  杨毅(1982—)，男，通信作者，讲师，主要研究方向：电力市场。E-mail：44947434@qq.com
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划资助项目(2022YFB2703500)
- DOI：10.7500/AEPS20240423003
  中图分类号：
- 收稿：2024-04-23，
  
  修回：2024-10-15，
  
  网络出版：2024-12-17，
  
  纸质出版：2025-03-10
- 稿件说明：
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毕贵红,孔凡文,黄泽等.基于Inception和注意力机制的双分支日前电价预测[J].电力系统自动化,2025,49(5):128-144.

BI Guihong,KONG Fanwen,HUANG Ze,et al.Double-branch Day-ahead Electricity Price Forecasting Based on Inception and Attention Mechanism[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(5):128-144.
毕贵红,孔凡文,黄泽等.基于Inception和注意力机制的双分支日前电价预测[J].电力系统自动化,2025,49(5):128-144. DOI： 10.7500/AEPS20240423003.

BI Guihong,KONG Fanwen,HUANG Ze,et al.Double-branch Day-ahead Electricity Price Forecasting Based on Inception and Attention Mechanism[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(5):128-144. DOI： 10.7500/AEPS20240423003.

摘要

在电力市场化的背景下，开放电力市场受需求端负荷、新能源出力和市场间耦合关系等复杂因素影响，其电价波动变得愈发强烈且难以预测。为合理选择影响电价波动的综合因素，降低原始电价序列非稳定性、强波动性对电价预测所产生的负面影响，提出了一种基于双模式分解与Inception、注意力机制组合的双分支日前电价预测方法。首先，将最大信息系数筛选和与日前电价相关性较高的影响因素进行组合，作为模型相关变量特征矩阵输入；然后，通过变分模态分解和群分解将原始电价序列分解为多个更能反映电价波动规律的子序列，将不同分解方法得到的子序列按高频到低频进行排序，再组合构造多尺度电价分量矩阵作为模型电价分支输入，以提高模态分量的规律性和信息的丰富性；最后，将改进的Inception模块与并行多维注意力(PMDA)、自注意力机制分别进行组合，搭建双分支输入的日前电价预测模型，以提取不同分支输入数据的重要特征并进行融合，输出次日电价预测结果。以北欧电力市场历史数据为例进行验证，并与传统注意力机制进行对比，实验结果表明所提PMDA机制能够更有效地提取电价序列重要特征，以提高日前电价预测精度。

Abstract

In the background of electricity marketization

the open electricity market is affected by demand-side load

renewable energy output and coupling relationship between markets

and its electricity price fluctuation becomes more and more intense and difficult to forecast. In order to rationally select the comprehensive factors affecting the fluctuation of electricity price and reduce the negative impact of the instability and strong fluctuation of the original electricity price series on the electricity price forecasting

this paper proposes a double-branch day-ahead electricity price forecasting method based on the combination of dual-mode decomposition

Inception and attention mechanism. First

the maximum information coefficient screening and the influence factors with high correlation with the day-ahead electricity price are combined as the input of the model correlation variable feature matrix. Then

through variational mode decomposition and swarm decomposition

the original electricity price series are decomposed into multiple subseries that can better reflect the electricity price fluctuation law. The subseries obtained by different decomposition methods are sorted from high frequency to low frequency

and then the multi-scale electricity price component matrix is constructed as the input of the electricity price branch of the model to improve the regularity and information richness of the modal components. Finally

the improved Inception module is combined with parallel multidimensional attention (PMDA) and self-attention mechanism respectively to build a double-branch day-ahead electricity price forecasting model to extract and fuse important features of input data from different branches and output the electricity price forcasting results for the next day. By using the historical data of Nordic electricity market as a case for verification

and comparing with the traditional attention mechanism

the experimental results show that the proposed PMDA mechanism can extract important features of electricity price series more effectively

so as to improve the forecasting accuracy of day-ahead electricity price.

关键词

Keywords

references

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