5.6 负荷预测

1、案例概况

本案例介绍利用MEMS实现负荷预测，包括从scada数据源获取负荷功率量测数据、Onnx神经网络计算、预测结果写入scada数据源。

负荷预测是基于历史用电数据与相关影响因素，对电力系统未来特定时段的负荷需求进行科学估计的技术。本案例中，MEMS首先通过数据源节点接入过去一天共96个采样点的历史负荷数据，然后在计算链路中调用已训练好的Onnx模型节点执行推理，最后输出未来一天96个点的负荷预测功率。

负荷预测案例中，需要配置量测信息：历史数据测点（100001-100096）用于记录过去一天共96个采样点的，以及预测测点（200001-200096）用于保存计算后的未来一天96个点的负荷预测功率。

注：本案例中采用从量测值的方式获取历史负荷数据，若有其他需求可采用其他数据输入方式，如读表格等。

在设置项-报表配置实现负荷预测计算的DataFrame流，包括获取历史负荷功率数据、onnx计算、预测结果输出等，以下说明具体配置步骤。

报表配置文件中，在节点1中获取历史负荷功率数据（即value量测值），如下所示:

DFF ID	节点ID	名称	节点类型	参数1	参数2
50001	1	input_value	Source_Meas		select value from meas where id between 100001 and 100096 order by id asc

节点1类型为Source_Meas，表示获取量测表信息。参数2中的sql语句含义：获取量测表中测点ID为100001至100096的测点的量测值，并按ID大小进行排序。

获取历史负荷功率数据后，在边1（节点1→节点2）中对数据进行预处理，以匹配onnx文件的输入数据格式，如下所示:

DFF ID	首尾节点	边名称	描述	边类型	参数
50001	1;2	预处理		Eval	Select(alias(cast(col(value),f32),value_1_1_96));

边1类型为Eval，表示将名为value的数据进行强制类型转换为f32类型，并改名为value_1_1_96。

数据预处理后，在边2（节点2→节点3）中执行神经网络计算动作，如下所示:

DFF ID	首尾节点	边名称	描述	边类型	参数
50001	2;3	负荷预测		Onnx	http://127.0.0.1:80/forecast/model_96_96.onnx

边2类型为Onnx，将节点2输入的数据作为神经网络的输入，经过model.onnx后输出数据至节点3。注意，需在mems的www文件下创建forecast文件夹，并将model_96_96.onnx放入其中。

Onnx计算后的输出数据是名为mat_1_1_96的1*1*96大小的DataFrame，而写入scada数据源的DataFrame需包含“point”和“analog”两列信息，因此需要数据处理，具体如下：

测点配置中，已配置ID为200001-200096的测点用于保存计算后的未来一天96个点的负荷预测功率，用Source_Meas节点类型获取其ID，如下所示:

DFF ID	节点ID	名称	节点类型	参数1	参数2
50001	4	input_poindID	Source_Meas		select id from meas where id between 200001 and 200096 order by id asc

节点4类型为Source_Meas，表示获取量测表信息。参数2中的sql语句含义：获取量测表中测点ID为200001至200096的测点的ID，并按ID大小进行排序。

然后，通过类型为Eval的边3（节点4→节点5）对获取的张量改名，如下所示:

DFF ID	首尾节点	边名称	描述	边类型	参数
50001	4;5	output_pointID		Eval	select(alias(col(`id`), `point`));

DFF ID	首尾节点	边名称	描述	边类型	参数
50001	3;5	prediction_value		Eval	select(alias(col(`mat_1_1_96`), `analog`));

边4（节点3→节点5）类型为Eval，表示将名为mat_1_1_96的张量改名为analog。

DFF ID	节点ID	名称	节点类型	参数1	参数2
50001	5	准备输出预测结果	TensorEval	prediction_meas = concat(horizontal, output_pointID,prediction_value);	4

节点5类型为TensorEval，通过concat函数将output_pointID、prediction_value两个张量拼接为一个张量。

DFF ID	首尾节点	边名称	描述	边类型	参数
50001	5;6	结果写入scada数据源		WriteFile	meas://0

边5（节点5→节点6）类型为WriteFile，表示将结果写入scada数据源的指点测点中。

运行负荷预测的DataFrame流，在仪表盘-报表页面可查询计算结果，选择表格展示形式，如下图所示：

负荷预测结果

也可在事件-量测页面中选择scada数据源。可查询测点量测值，如下图所示：

负荷预测结果

以下附件中提供了上述负荷预测的DataFrame流的配置文件，可参考使用。