一种用于变电站能耗基准修正的多元线性回归建模方法技术

本发明专利技术涉及一种用于变电站能耗基准修正的多元线性回归建模方法，具体步骤为：步骤(1)、建立多元线性回归方程：y＝β0+β1x1+β2x2+…+βpxp+ε；步骤(2)、对多元回归方程中的常数项和回归系数进行估计，具体为：利用最小二乘估计法求取未知参数β0,β1,…,βp的估计值

【技术实现步骤摘要】
一种用于变电站能耗基准修正的多元线性回归建模方法
本专利技术涉及变电站评估
，特别涉及一种用于变电站能耗基准修正的多元线性回归建模方法。
技术介绍
现在常用的基于灰色层次分析法的变电站能效评估，该评估为变电站之间的横向评估，无法针对变电站能效提升改造前后进行纵向的能效评估。在对变电站能效提升过改造过程中，面临的一个重要问题是如何评估改造后的节能效果，改造前后变电站能耗的变化一方面是由实施改造措施造成的，另一方面，变电站的运行因素和环境因素都发生了变化，也造成了变电站能耗的变化。在节能效果评估中，应扣除外界因素变化导致的变电站能耗变化部分。因此，需要对变电站能耗基准进行研究，为变电站能效改造提供节能效果评估的基准参考。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种用于变电站能耗基准修正的多元线性回归建模方法，可以采用多元线性回归法对变电站进行能耗基准修正。本专利技术具体为一种用于变电站能耗基准修正的多元线性回归建模方法，所述多元线性回归建模方法具体步骤为：步骤(1)、建立多元线性回归方程：y＝β0+β1x1+β2x2+…+βpxp+ε，式中，β0,β1,…,βp是p+1个未知参数，β0为回归方程的常数项，β1,…,βp为回归方程的回归系数，y为因变量，x为自变量，ε是回归方程的随机误差，假定得到理论回归方程为E(y)＝β0+β1x1+β2x2+…+βpxp；步骤(2)、对多元回归方程中的常数项和回归系数进行估计，具体为：利用最小二乘估计法求取未知参数β0,β1,…,βp的估计值使得回归方程的离差平方和取值最小，即寻找使式的函数取到最小，上式中，求出的即为回归参数β0,β1,…,βp的最小二乘估计值；步骤(3)、对多元回归方程的显著性进行校验，具体为：(a)F检验：用于检验自变量xi与因变量y的线性关系总体上是否显著，等价于检验自变量回归系数βi(i＝1,2,…,p)是否同时为零，原假设H0:β1＝β2＝…＝βp＝0，则H1:β1,β2,…,βp不全为零，当H0成立时，则表明因变量y与自变量xi之间的线性关系不存在，F检验通过直接考察回归效果对回归方程显著性进行检验，根据平方和分解式：式中，表示总平方和，记为SST，为回归平方和，记为SSR，为残差平方和，记为SSE，SSR与回归方程有关，是由x的波动引起，SSE是无法用自变量解释的波动，受x之外未加控制的因素引起，因此回归方程的回归平方和SSR越大回归效果越好；(b)复判定系数检验：检验方程的总体回归效果，由平方和分解式知，如果回归平方和在总平方和中占比较大，则说明自变量与因变量的线性效果较好，如果残差平方和在总平方和中占比较大，则说明线性回归的效果较差，因此，将复判定系数R2定义为：R2取值范围为[0,1]，取值越大表明拟合效果越好，实际拟合中，R2的值与自变量个数p有关，p的增加会导致R2增大的假象，这种情况下，可加上系数进行调整，使得R2随自变量个数的增大不一定增大，调整后复判定系数为：(c)回归系数的t检验：用于检验回归系数是否显著，即从统计数据上评价自变量对因变量的影响是否显著，假设H0:βi＝0，如果接受原假设H0，则xi对y的影响不显著，反之显著，构造并计算检验的统计量t：其中，为回归系数估计值的标准差，当确定显著性水平为α时，根据t检验查表得到显著性水平P值，若P值小于事先确定的显著性水平α，则拒绝原假设，认为βi≠0，即自变量xi对因变量的影响显著；步骤(4)、采用“逐步回归法”进行自变量的选择，具体为：首先将变量逐个带入回归方程，计算加入各个变量后回归方程的F检验值，选取满足显著性水平α的最大者，则将对应的变量引入回归方程；引入新的变量后，对回归方程进行回归系数的t检验，选取不满足显著性水平α的最不重要变量，将其从回归方程剔除。重复以上过程，直到进行F检验时没有满足显著性水平的自变量引入，且进行t检验时也无不满足显著性水平的自变量剔除为止。附图说明图1是本专利技术能耗基准修正方法的流程图；图2是变电站年供电量与年耗电量散点图；图3是变电站三相负载不平衡度与年耗电量散点图；图4是CDD与变电站年耗电量散点图；图5是回归标准化残差直方图；图6是回归标准化残差散点图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细阐述。如图1所示，所述能耗基准修正方法具体步骤为：步骤(1)：确定样本数据来源和相应变电站的信息数据结构；步骤(2)：确定用于建立变电站能效评估的能耗基准模型的影响因素；步骤(3)：建立多元线性回归模型；步骤(4)：利用样本数据对多元回归方程中的常数项和回归系数进行估计；步骤(5)：对多元回归方程的显著性进行校验；步骤(6)：采用“逐步回归法”进行自变量的选择；步骤(7)：确定变电站能耗基准模型；步骤(8)：对变电站进行能效评估。1、数据来源及基本情况样本数据包括辽宁鞍山、湖南长沙、湖南湘潭、山西朔州、山西长治以及江苏南京范围内变电站共30座，其中220kV变电站13座，110kV变电站13座，35kV变电站4座。数据不仅包括变电站全年的能耗量，也包括了一些与运行和环境有关的变量。样本数据采集表的数据结构见表1。表1变电站能耗和基本信息数据结构由于本专利技术统计的变电站能耗和基本信息数据全部为2014年全数据，因此应根据2014年全年气象参数情况计算实际HDD和CDD值，详细计算结果见表2。其中，HDD的基准温度为室外19℃；CDD基准温度为室外25℃。表22014年相关城市HDD和CDD计算结果2、自变量的筛选在对变电站能耗基准进行拟合回归分析时，自变量的个数并非越多越好。自变量太多则难以满足各自变量之间的独立性，过多的自变量容易造成拟合模型的预测值增大，破坏了模型的简洁性和稳定性。本专利技术对自变量的筛选按照以下由粗到细的顺序进行：(1)通过变电站能耗影响因素的分类分析初步选取自变量；(2)观测各自变量与因变量分布的散点图；(3)各自变量与因变量的相关系数分析；(4)拟合回归分析中采用逐步回归法选取自变量。通过以上筛选标准对自变量进行选取后，保留对变电站能耗贡献较大的自变量，拟合并建立模型。对变电站能耗基准的自变量进行初选，经过分析，排除了变电站设备影响因素和建筑影响因素，保留了运行因素和环境因素。在对初选的自变量进行散点图分析时，首先选择变电站年耗电量作为因变量，由于自变量个数较多，需要将每个自变量与因变量的变化趋势进行比较，通过变化趋势来判断是否具选择此自变量。图2-图4给出了部分自变量与因变量的散点图分布。图2是变电站年供电量与年耗电量散点图；图3是变电站三相负载不平衡度与年耗电量散点图；图4是CDD与变电站年耗电量散点图。从图2中可以看出，各样本变电站年供电量越大，总体上其耗电量越高，两者表现出线性正相关关系，可以选定年供电量作为候选自变量。分析图3的散点图可以得到相似的结果。对于图4所示的CDD和年耗电量散点图，由于样本数据的局限性，只包含了六个地区的变电站数据，从散点图无法看出变量具有线性相关关系，因此予以剔除。表3给出了经过散点图观测后的自变量选择情况。表3自变量的保留和剔除情况对保留的自变量，依次计算其与因变量的皮尔逊相关系数，计算结果如表4所示。分析该表可知，除年负荷形状系数外，所选自变量与因变量之间均具有较高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于变电站能耗基准修正的多元线性回归建模方法，其特征在于，所述多元线性回归建模方法具体步骤为：步骤(1)、建立多元线性回归方程：y＝β0+β1x1+β2x2+…+βpxp+ε，式中，β0,β1,…,βp是p+1个未知参数，β0为回归方程的常数项，β1,…,βp为回归方程的回归系数，y为因变量，x为自变量，ε是回归方程的随机误差，假定

【技术特征摘要】
1.一种用于变电站能耗基准修正的多元线性回归建模方法，其特征在于，所述多元线性回归建模方法具体步骤为：步骤(1)、建立多元线性回归方程：y＝β0+β1x1+β2x2+…+βpxp+ε，式中，β0,β1,…,βp是p+1个未知参数，β0为回归方程的常数项，β1,…,βp为回归方程的回归系数，y为因变量，x为自变量，ε是回归方程的随机误差，假定得到理论回归方程为E(y)＝β0+β1x1+β2x2+…+βpxp；步骤(2)、对多元回归方程中的常数项和回归系数进行估计，具体为：利用最小二乘估计法求取未知参数β0,β1,…,βp的估计值使得回归方程的离差平方和取值最小，即寻找使式的函数取到最小，上式中，求出的即为回归参数β0,β1,…,βp的最小二乘估计值；步骤(3)、对多元回归方程的显著性进行校验，具体为：(a)F检验：用于检验自变量xi与因变量y的线性关系总体上是否显著，等价于检验自变量回归系数βi(i＝1,2,…,p)是否同时为零，原假设H0:β1＝β2＝…＝βp＝0，则H1:β1,β2,…,βp不全为零，当H0成立时，则表明因变量y与自变量xi之间的线性关系不存在，F检验通过直接考察回归效果对回归方程显著性进行检验，根据平方和分解式：式中，表示总平方和，记为SST，为回归平方和，记为SSR，为残差平方和，记为SSE，SSR与回归方程有关，是由x的波动引起，SSE是无法用自变量解释的波动，受x之外未加控制的因素引起，因此回归方程的回归...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建华，王淼，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司，国家电网有限公司，国网江苏省电力有限公司响水县供电分公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32