基于精细化气象大数据的人工智能 短期负荷预测技术及其应用系统
2025-06-05 15:57:47
行业：大数据、人工智能
载体：网站
技术：Python、React、MySQL、Redis
业务和功能介绍
1.1 调度负荷预测：多因素动态响应滞后
传统负荷预测模型对节假⽇、极端天⽓等突发因素响应滞后，且难以量化天⽓累积效应（如连续⾼温
导致空调负荷逐⽇攀升）和 政策调整（如分时电价引发⽤⼾⾏为迁移）的耦合影响，调度负荷预测精
度偏低。
1.2 ⺟线负荷预测：分布式电源与负荷耦合复杂
当前电⽹中光伏装机占⽐超40%的⺟线，其净负荷呈现“发电-⽤电”双向波动特性，单⽇波动幅度达
±30%，导致⺟线负荷预测误差偏⾼。
1.3 异常数据修复：诊断及修复效率低下
因设备故障、通信⼲扰、⼈为操作错误、环境突变，调度电⼒电量相关数据存在异常，传统异常数据
处理⽅法存在检测滞后、修复粗糙、⼈⼯依赖度⾼等缺陷。
1、数据仓库：
a)相关因素指标管理
b)数据管理(相关因素数据关联)
2、预测指标管理
a)预测指标管理
• 添加指标
• 删除指标
• 查询指标数据
• 修改预测指标
3、人工智能负荷预测
a) 智能预测
• 负荷指标选择
• 预测时间选择
• 预测算法选择
b) 全景回测
• 负荷指标选择
• 预测时间选择
• 预测算法选择
c) 数据显示
• 预测精度
• 实际值
• 预测值
4、自适应改进
传统负荷预测模型对节假⽇、极端天⽓等突发因素响应滞后，且难以量化天⽓累积效应（如连续⾼温
导致空调负荷逐⽇攀升）和 政策调整（如分时电价引发⽤⼾⾏为迁移）的耦合影响，调度负荷预测精
度偏低。
1.2 ⺟线负荷预测：分布式电源与负荷耦合复杂
当前电⽹中光伏装机占⽐超40%的⺟线，其净负荷呈现“发电-⽤电”双向波动特性，单⽇波动幅度达
±30%，导致⺟线负荷预测误差偏⾼。
1.3 异常数据修复：诊断及修复效率低下
因设备故障、通信⼲扰、⼈为操作错误、环境突变，调度电⼒电量相关数据存在异常，传统异常数据
处理⽅法存在检测滞后、修复粗糙、⼈⼯依赖度⾼等缺陷。
1、数据仓库：
a)相关因素指标管理
b)数据管理(相关因素数据关联)
2、预测指标管理
a)预测指标管理
• 添加指标
• 删除指标
• 查询指标数据
• 修改预测指标
3、人工智能负荷预测
a) 智能预测
• 负荷指标选择
• 预测时间选择
• 预测算法选择
b) 全景回测
• 负荷指标选择
• 预测时间选择
• 预测算法选择
c) 数据显示
• 预测精度
• 实际值
• 预测值
4、自适应改进
项目实现
1）智能算法库
采⽤的智能算法模型库具备以下优势：
• 更强：⾃主研发当前世界领先的电⼒数据预测专⽤模型
• 更多：提供40种以上融合传统与智能⽅法的数据预测算法包
• 更优：⽀持最优预测策略，实现多⽅法预测结果的最优综合
• 更准确：基于全时域历史数据真实数据训练
• 更灵活：基于AI⾃进化技术，灵活辨识⽤电规律拐点，持续优化预测模型
2）AI⾃进化技术
⾃研⾯向⾼维复杂场景的优化引擎，有效解决传统优化⽅法在计算成本⾼与⾼维场景收敛效率低的问
题，实现AI预测模型参数动态优化与⾃主进化。
3.3 考虑负荷特性的异常数据辨识与修复技术
提出考虑负荷特性的两阶段异常数据辨识与修复技术，基于特征提取进⾏精细辨识与修复。
3.4 技术优势总结
AI⾃进化技术通过 精准建模、动态优化、物理-数据双驱动 实现多维突破：
1. 效率跃迁：参数优化耗时从⼈⼯3⼩时→AI 0.3⼩时，动态响应能⼒提升10倍，异常修复效率提升45
倍；
2. 精度突破：极端天⽓场景预测误差降低40%，整体预测精度98%，稳定性⼤幅提升；
3. 泛化增强：跨区域迁移误差稳定≤5%，⼩样本训练周期压缩90%。
核⼼价值：为新型电⼒系统构建“感知-学习-决策”全链条智能底座，⽀撑“双碳”⽬标与能源互联⽹
战略落地。
采⽤的智能算法模型库具备以下优势：
• 更强：⾃主研发当前世界领先的电⼒数据预测专⽤模型
• 更多：提供40种以上融合传统与智能⽅法的数据预测算法包
• 更优：⽀持最优预测策略，实现多⽅法预测结果的最优综合
• 更准确：基于全时域历史数据真实数据训练
• 更灵活：基于AI⾃进化技术，灵活辨识⽤电规律拐点，持续优化预测模型
2）AI⾃进化技术
⾃研⾯向⾼维复杂场景的优化引擎，有效解决传统优化⽅法在计算成本⾼与⾼维场景收敛效率低的问
题，实现AI预测模型参数动态优化与⾃主进化。
3.3 考虑负荷特性的异常数据辨识与修复技术
提出考虑负荷特性的两阶段异常数据辨识与修复技术，基于特征提取进⾏精细辨识与修复。
3.4 技术优势总结
AI⾃进化技术通过 精准建模、动态优化、物理-数据双驱动 实现多维突破：
1. 效率跃迁：参数优化耗时从⼈⼯3⼩时→AI 0.3⼩时，动态响应能⼒提升10倍，异常修复效率提升45
倍；
2. 精度突破：极端天⽓场景预测误差降低40%，整体预测精度98%，稳定性⼤幅提升；
3. 泛化增强：跨区域迁移误差稳定≤5%，⼩样本训练周期压缩90%。
核⼼价值：为新型电⼒系统构建“感知-学习-决策”全链条智能底座，⽀撑“双碳”⽬标与能源互联⽹
战略落地。
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节能平台
1.系统设置
用户账号、角色、权限（菜单/操作级）管理，行政区划维护，基础档案信息维护，登录验证码、操作日志、登录日志。
2.基站业务
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3.后面模块为横向扩展业务
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独居老人智能监护
业务和功能介绍
一、立项背景和目标
面向独居老人居家安全监护需求，本项目建设“守望·独居老人智能监护”系统，由 ESP32-S3 边缘采集终端与局域网上位机协同工作。目标是实时掌握老人生命体征与居家环境风险，支持语音控制家电与降噪，并在跌倒、气体异常、火焰、心率偏离及到点吃药等场景及时告警提醒，降低家属与社区护理人员的巡查压力，提升独居场景下的响应时效与照护质量。
二、软件功能与核心模块
健康监测：MAX30102 红外接触式心率检测，手指在位后输出 BPM，异常可持续告警。
环境安全：GY-SHT31 温湿度、TVOC-301 气体（CO₂/VOC/甲醛）、火焰传感器联动监测。
跌倒预警：MPU6500 加速度识别“失重—冲击”过程，触发板端蜂鸣与网页横幅。
语音与家电：板载麦克风采集，上位机离线语音识别，支持打开/关闭空调、开灯/关灯、打开/关闭降噪。
吃药提醒：可配置每日多时段提醒，到点蜂鸣；说“吃药了”或网页确认后关闭。
AI 研判与报告：可选接入 DeepSeek，生成实时建议及日报/周报，供家属查阅。
上位机看板：局域网 Web 页面展示设备在线状态、遥测曲线、告警时间线与控制按钮；支持打包为免安装 exe 分发。
三、业务流程与功能路径
板端上电接入 2.4G WiFi，按配置连接上位机 IP；传感器周期采样，经 UDP 上报遥测，命令经 UDP 下发。语音口令由板端截取音频上传上位机识别后回传指令，控制继电器与降噪开关；跌倒、火焰、气体、心率等告警在本地蜂鸣的同时推送网页；吃药提醒由上位机按时刻触发并驱动蜂鸣，确认后停止。家属通过浏览器查看总览、环境、跌倒、语音家电、告警中心与 AI 报告，形成“感知—告警—处置—复盘”的完整监护路径。
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该项目覆盖传感器、摄像头、蜂窝通信与嵌入式任务协同，适合展示智能硬件固件开发、现有设备功能扩展及物联网终端联调能力。
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