本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種海上油田電力負(fù)荷超短期預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)，其中方法包括如下步驟：實(shí)時(shí)獲取海上油田相關(guān)數(shù)據(jù)；對(duì)海上油田相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；按照預(yù)設(shè)滑動(dòng)窗口，將預(yù)處理后的海上油田相關(guān)數(shù)據(jù)劃分為多段時(shí)序數(shù)據(jù)；基于多段時(shí)序數(shù)據(jù)，構(gòu)建時(shí)序圖；將時(shí)序圖輸入至移動(dòng)池化圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，輸出海上油田電力負(fù)荷預(yù)測(cè)值。該方法提取海上油田相關(guān)數(shù)據(jù)的時(shí)間特征，通過(guò)圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)則捕捉不同變量之間的空間依賴(lài)性，這種多層次的特征提取方法顯著提升了模型的預(yù)測(cè)性能，能夠更好地應(yīng)對(duì)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)變化。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，更具體的說(shuō)是涉及一種海上油田電力負(fù)荷超短期預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、海上油田電力負(fù)荷預(yù)測(cè)是保障海上平臺(tái)安全高效運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。準(zhǔn)確的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)可以?xún)?yōu)化電力資源配置，減少能源浪費(fèi)，并預(yù)防潛在的設(shè)備故障。然而，海上平臺(tái)的電力負(fù)荷受多種因素影響，包括環(huán)境條件(如氣象和海況)、平臺(tái)的生產(chǎn)活動(dòng)(如鉆井和注水操作)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和維護(hù)策略等。這些因素不僅在時(shí)間上具有復(fù)雜的動(dòng)態(tài)變化，還在空間上表現(xiàn)出顯著的關(guān)聯(lián)性。因此，如何綜合考慮這些多變量在不同時(shí)間點(diǎn)上的影響，成為提高海上油田電力負(fù)荷預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。
2、目前的海上平臺(tái)電力負(fù)荷預(yù)測(cè)方法存在以下主要問(wèn)題和缺點(diǎn)：
3、單一因素考慮：許多現(xiàn)有方法往往僅考慮少數(shù)關(guān)鍵因素(如歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)或某個(gè)特定的環(huán)境變量)，而忽略了其他重要的影響因素，導(dǎo)致預(yù)測(cè)結(jié)果不夠全面和準(zhǔn)確。
4、時(shí)空依賴(lài)性的忽視：現(xiàn)有的方法通常未能有效地捕捉多變量時(shí)間序列數(shù)據(jù)中的時(shí)空依賴(lài)性。傳統(tǒng)時(shí)間序列分析方法(如arima和簡(jiǎn)單的回歸模型)主要關(guān)注時(shí)間維度上的變化，而忽略了變量之間在不同時(shí)間點(diǎn)上的相互關(guān)系。
5、數(shù)據(jù)融合能力不足：多變量數(shù)據(jù)的融合和綜合處理是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題。現(xiàn)有技術(shù)在處理和融合多種類(lèi)型的數(shù)據(jù)時(shí)，往往缺乏有效的方法，導(dǎo)致信息利用不充分，影響預(yù)測(cè)性能。
6、因此，如何解決海上平臺(tái)電力負(fù)荷預(yù)測(cè)中無(wú)法綜合考慮多種因素在不同時(shí)間點(diǎn)上的影響的問(wèn)題，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、鑒于上述問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)提供一種海上油田電力負(fù)荷超短期預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)，以至少解決上述
技術(shù)介紹
中提到的部分技術(shù)問(wèn)題。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：
3、一方面，本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種海上油田電力負(fù)荷超短期預(yù)測(cè)方法，包括如下步驟：
4、s1、實(shí)時(shí)獲取海上油田相關(guān)數(shù)據(jù)；
5、s2、對(duì)所述海上油田相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；
6、s3、按照預(yù)設(shè)滑動(dòng)窗口，將預(yù)處理后的海上油田相關(guān)數(shù)據(jù)劃分為多段時(shí)序數(shù)據(jù)；
7、s4、基于所述多段時(shí)序數(shù)據(jù)，構(gòu)建時(shí)序圖；
8、s5、將所述時(shí)序圖輸入至移動(dòng)池化圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，輸出海上油田電力負(fù)荷預(yù)測(cè)值。
9、進(jìn)一步地，所述海上油田相關(guān)數(shù)據(jù)包括環(huán)境數(shù)據(jù)、生產(chǎn)活動(dòng)數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)。
10、進(jìn)一步地，所述預(yù)處理包括清洗異常值、歸一化處理和填補(bǔ)缺失數(shù)據(jù)。
11、進(jìn)一步地，所述步驟s3具體包括：
12、s31、對(duì)每段時(shí)序數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理，獲得變量節(jié)點(diǎn)特征；
13、s32、基于所述變量節(jié)點(diǎn)特征，通過(guò)位置嵌入為每段時(shí)序數(shù)據(jù)之間的變量添加相對(duì)位置信息，獲得更新后的變量節(jié)點(diǎn)特征；
14、s33、基于更新后的變量節(jié)點(diǎn)特征，構(gòu)建時(shí)序圖。
15、進(jìn)一步地，所述時(shí)序圖中各個(gè)時(shí)序特征通過(guò)遞減矩陣實(shí)現(xiàn)連接；所述遞減矩陣表示為：
16、
17、其中，c表示遞減矩陣；t表示第t段時(shí)序數(shù)據(jù)；r表示第r段時(shí)序數(shù)據(jù)；ctr,ij表示遞減矩陣c中第i行第j列的元素；d表示時(shí)序數(shù)據(jù)的維度；k表示共有k段時(shí)序數(shù)據(jù)；i表示第i維度；j表示第j維度。
18、進(jìn)一步地，所述移動(dòng)池化圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括移動(dòng)窗口層和時(shí)間池化層；
19、所述移動(dòng)窗口層對(duì)所述時(shí)序圖進(jìn)行處理，獲得鄰近節(jié)點(diǎn)信息被傳播到中心節(jié)點(diǎn)過(guò)程中的傳播特征；
20、對(duì)所述傳播特征進(jìn)行更新，獲得更新傳播特征；
21、通過(guò)所述時(shí)間池化層對(duì)所述更新傳播特征進(jìn)行處理，獲得每個(gè)窗口對(duì)應(yīng)的傳感器特征；
22、將每個(gè)窗口對(duì)應(yīng)的傳感器特征堆疊后輸出海上油田電力負(fù)荷預(yù)測(cè)值。
23、進(jìn)一步地，還包括：
24、s6、將所述海上油田電力負(fù)荷預(yù)測(cè)值通過(guò)可視化工具進(jìn)行展示。
25、另一方面，本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種海上油田電力負(fù)荷超短期預(yù)測(cè)系統(tǒng)，應(yīng)用上述的方法，該系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、時(shí)序圖構(gòu)建模塊和預(yù)測(cè)模塊；
26、所述數(shù)據(jù)采集模塊，用于實(shí)時(shí)獲取海上油田相關(guān)數(shù)據(jù)；
27、所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于對(duì)所述海上油田相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；并按照預(yù)設(shè)滑動(dòng)窗口，將預(yù)處理后的海上油田相關(guān)數(shù)據(jù)劃分為多段時(shí)序數(shù)據(jù)；
28、所述時(shí)序圖構(gòu)建模塊，用于基于所述多段時(shí)序數(shù)據(jù)，構(gòu)建時(shí)序圖；
29、所述預(yù)測(cè)模塊，用于將所述時(shí)序圖輸入至訓(xùn)練好的圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，輸出海上油田電力負(fù)荷預(yù)測(cè)值。
30、進(jìn)一步地，還包括：展示模塊；
31、所述展示模塊，用于將所述海上油田電力負(fù)荷預(yù)測(cè)值通過(guò)可視化工具進(jìn)行展示。
32、經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)提供了一種海上油田電力負(fù)荷超短期預(yù)測(cè)方法，具有如下有益效果：
33、本專(zhuān)利技術(shù)提取海上油田相關(guān)數(shù)據(jù)的時(shí)間特征，通過(guò)圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)則捕捉不同變量之間的空間依賴(lài)性，這種多層次的特征提取方法顯著提升了模型的預(yù)測(cè)性能，能夠更好地應(yīng)對(duì)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)變化。
34、本專(zhuān)利技術(shù)在處理和融合多種類(lèi)型的數(shù)據(jù)時(shí)，采用了構(gòu)建時(shí)空?qǐng)D的數(shù)據(jù)處理方法，能夠充分利用多變量信息；通過(guò)構(gòu)建變量之前完全連接的時(shí)序圖，實(shí)現(xiàn)了不同時(shí)間點(diǎn)和不同變量之間的全面互連，提高了數(shù)據(jù)融合的效率和效果。
35、本專(zhuān)利技術(shù)的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本專(zhuān)利技術(shù)而了解。
36、下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種海上油田電力負(fù)荷超短期預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上油田電力負(fù)荷超短期預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述海上油田相關(guān)數(shù)據(jù)包括環(huán)境數(shù)據(jù)、生產(chǎn)活動(dòng)數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上油田電力負(fù)荷超短期預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述預(yù)處理包括清洗異常值、歸一化處理和填補(bǔ)缺失數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上油田電力負(fù)荷超短期預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上油田電力負(fù)荷超短期預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述時(shí)序圖中各個(gè)時(shí)序特征通過(guò)遞減矩陣實(shí)現(xiàn)連接；所述遞減矩陣表示為：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上油田電力負(fù)荷超短期預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述移動(dòng)池化圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括移動(dòng)窗口層和時(shí)間池化層；
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上油田電力負(fù)荷超短期預(yù)測(cè)方法，其特征在于，還包括：
8.一種海上油田電力負(fù)荷超短期預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，應(yīng)用上述權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的方法，該系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、時(shí)序圖構(gòu)建模塊和預(yù)測(cè)模塊；
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種海上油田電力負(fù)荷超短期預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，還包括：展示模塊；
...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種海上油田電力負(fù)荷超短期預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上油田電力負(fù)荷超短期預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述海上油田相關(guān)數(shù)據(jù)包括環(huán)境數(shù)據(jù)、生產(chǎn)活動(dòng)數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上油田電力負(fù)荷超短期預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述預(yù)處理包括清洗異常值、歸一化處理和填補(bǔ)缺失數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上油田電力負(fù)荷超短期預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟s3具體包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上油田電力負(fù)荷超短期預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述時(shí)序圖中各...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：汪敏，秦力，張安安，鄧江湖，王子涵，余佳鑫，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：西南石油大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
還沒(méi)有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。