线性回归之电力预测

本文探讨了如何利用线性回归模型进行电力需求预测。通过详细解释线性回归的基本原理,包括假设、参数估计和模型评估,阐述了其在电力预测领域的应用。文章还介绍了如何处理预测中的挑战,如非线性关系和异常值,以及如何优化模型以提高预测准确性。

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import pandas as pd
# pandas 读取数据
data = pd.read_csv("C:/Users/Administrator/Desktop/data/ccpp.csv")
data.head()

X = data[["AT","V","AP","RH"]]
print(X.shape)
y = data[["PE"]]
print (y.shape)

"""
sklearn.cross_validation是sklearn老版本的模块,新版本都迁移到了model_selection
"""
from sklearn.model_selection import train_test_split
# 划分训练集和测试集
X_train,X_test,y_train,y_test = train_test_split(X,y,random_state=1)
print (X_train.shape)
print (y_train.shape)
print (X_test.shape)
print (y_test.shape)


from sklearn.linear_model import LinearRegression
linreg = LinearRegression()
linreg.fit(X_train,y_train)
# 训练模型完毕,查看结果
print (linreg.intercept_)# 截距
print (linreg.coef_)  #系数


y_pred = linreg.predict(X_test)
from sklearn import metrics
import numpy as np
# 使用sklearn来计算mse和Rmse
print ("MSE:",metrics.mean_squared_error(y_test, y_pred))
print ("RMSE:",np.sqrt(metrics.mean_squared_error(y_test, y_pred)))


# 交叉验证
from sklearn.model_selection import cross_val_predi
### 实现线性回归模型预测电力消耗 为了使用 Python 进行线性回归预测电力消耗,Scikit-Learn 库提供了简便的方法来构建和评估模型。通过该库中的 `LinearRegression` 类,能够快速建立一个多元线性回归模型[^2]。 下面是一个完整的例子,展示如何加载数据集、预处理数据、创建模型以及利用此模型对未来电力消耗做出预测: #### 数据准备与探索 假设有一个 CSV 文件包含了历史电力消耗记录和其他可能影响因素的数据列(比如温度、湿度等)。首先要做的是读取这些数据,并做一些初步分析了解其分布情况。 ```python import pandas as pd # 加载数据集 data = pd.read_csv('electricity_consumption.csv') # 查看前几条记录以熟悉数据结构 print(data.head()) ``` #### 特征工程与目标设定 定义哪些特征将作为输入变量X (即自变量),而哪一列为因变量y(即要预测的目标——电力消耗量)。 ```python # 假设 'temperature', 'humidity' 是两个重要的自变量, 而 'consumption' 则是我们想要预测的结果. features = ['temperature', 'humidity'] target = 'consumption' X = data[features] y = data[target] from sklearn.model_selection import train_test_split # 将数据分为训练集和测试集 X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42) ``` #### 构建与拟合模型 现在有了干净整齐的数据之后就可以着手于实际的建模工作了。这里会用到 Scikit-Learn 的 LinearRegression 来完成这一步骤。 ```python from sklearn.linear_model import LinearRegression model = LinearRegression() model.fit(X_train, y_train) # 输出模型参数 print(f"Coefficients: {model.coef_}") print(f"Intercept: {model.intercept_}") ``` #### 预测新样本 一旦完成了上述过程,则可以根据已知条件下的其他观测值来进行未来趋势或特定时刻下电力需求水平的估计。 ```python predictions = model.predict(X_test) # 对比真实值与预测值之间的差异 for actual, predicted in zip(y_test[:5], predictions[:5]): print(f"Actual: {actual:.2f}, Predicted: {predicted:.2f}") ``` 以上就是基于给定资料所描述的过程,在实践中还需要考虑更多细节如异常检测、缺失值填补等问题;另外也建议尝试不同的算法组合寻找最适合当前场景的最佳方案[^3]。
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