基于改进长短期记忆网络的电力负荷预测研究

针对用户用能分析中电力负荷预测模型的变量冗余和收敛困难问题，提出一种基于改进长短期记忆网络(long short-term memory, LSTM)的短期负荷预测模型。首先利用FP-tree对复杂的负荷数据和气象数据进行分析，筛选负荷强关联因素，构建出训练数据集；其次建立LSTM负荷预测模型，并使用关联性分析得到的强关联因素训练负荷预测模型；最后，选取美国Homestead地区的历史数据进行仿真分析。通过对比遗传算法优化反向传递神经网络算法和鲁棒性损失函数的人工神经网络型的预测结果，预测模型的精度和稳定性满足要求，在实际中具有一定的应用价值。     

基于长短期记忆神经网络的配电网负荷预测方法研究

高渗透率分布式光伏接入配电网后,将削减配电网负荷。由于光伏出力与配电网负荷均具有强随机性,且与温度、太阳辐照等相关气象因素耦合特性不同,导致配电网净负荷随机性提高、预测难度增加。为满足强波动性配电网净负荷短时预测需要,提出基于长短期记忆(long short term memory,LSTM)神经网络短期预测模型构建新方法。采用LSTM分别构建小时前配电网负荷预测模型和短期光伏出力预测模型,并分别使用交叉验证方法优化各个LSTM预测器结构超参数;最后,以两者预测结果相减,获得配电网净负荷。实测数据实验表明,相较于支持向量回归(SVR)等方法,采用LSTM的新方法能够自适应挖掘历史负荷、光伏出力特征与预测对象间的相关性,避免了复杂的特征选择环节,且预测精度优于SVR预测方法。     

基于TCN-LSTM和气象相似日集的电网短期负荷预测方法

为充分挖掘不同气象因素的相似日信息和输入特征蕴含的信息以提升负荷预测精度,提出一种基于时间卷积网络和长短期记忆网络组合（TCN-LSTM）和气象相似日集的电网短期负荷预测方法。首先通过Pearson系数和最大信息系数,选出与负荷强相关的气象因素;然后根据该气象因素,选取最佳相似日组成气象相似日集,以气象相似日集负荷、历史负荷、气象因素和时间因素作为预测模型的输入特征;最后,搭建TCN-LSTM预测模型,用TCN进行特征提取后,再用LSTM网络完成短期负荷预测。以中国某地区的实际历史数据进行仿真验证,结果表明所提预测方法可有效提升负荷预测精度。     

基于CNN-LSTM混合神经网络模型的短期负荷预测方法

为了更好地挖掘海量数据中蕴含的有效信息,提高短期负荷预测精度,针对负荷数据时序性和非线性的特点,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)和长短期记忆(LSTM)网络的混合模型短期负荷预测方法,将海量的历史负荷数据、气象数据、日期信息以及峰谷电价数据按时间滑动窗口构造连续特征图作为输入,先采用CNN提取特征向量,将特征向量以时序序列方式构造并作为LSTM网络输入数据,再采用LSTM网络进行短期负荷预测。使用所提方法对江苏省某地区电力负荷数据进行预测实验,实验结果表明,文中所提出的预测方法比传统负荷预测方法、随机森林模型负荷预测模型方法和标准LSTM网络负荷预测方法具有更高的预测精度。     

基于TCA-CNN-LSTM的短期负荷预测研究

为有效地挖掘历史数据信息,提高短期负荷预测准确性,文章针对电力负荷时序性和非线性的特点,在原有一维卷积神经网络(Convolutional Neural Network, CNN)-长短期记忆网络(long short term memory,LSTM)模型的基础上,分别在CNN和LSTM侧嵌入通道注意力机制(Channel Attention,CA)和时序注意力机制(Temporal Attention,TA),构建CA-CNN和TA-LSTM模块,然后结合CA-CNN和TA-LSTM模块构建TCA-CNN-LSTM的层级注意力机制短期负荷预测模型。同时,为提高训练数据的质量并加快模型训练速度,运用K-means和决策树模型选取相似日数据, 构建基于相似日数据的向量特征时序图,最后将时序图输入TCA-CNN-LSTM负荷预测模型完成预测。以澳大利亚某地真实数据集和2016电工杯数学建模竞赛电力负荷数据为算例,分别应用TCA-CNN-LSTM模型与支持向量机、多层感知机(Multilayer perceptron, MLP)、LSTM、CNN-LSTM和CNN-Attention-LSTM模型的预测结果进行对比,实验结果表明所提方法具有更高的预测精度。     

基于相空间重构和随机配置网络的电力负荷短期预测

针对配电网负荷随时间空间变化的非线性特征导致短期负荷预测精度低和模型训练时间成本高的问题,设计了一种基于相空间重构(phase space reconstruction, PSR)和随机配置网络(stochastic configuration networks, SCN)的电力负荷短期预测模型。首先将配电网数据中与负荷相关的气象数据通过主元分析法(principal component analysis, PCA)进行数据降维,并与负荷序列组合成多变量的时间序列,运用混沌时间序列理论,通过互信息法和虚假近邻法求取参数并重构相空间,最后使用随机配置网络预测电力负荷。采用欧洲电网公开数据集的历史负荷和气象数据验证所提方法,结果表明,与网格搜索法优化的支持向量机(support vector machines, SVM)、反向传播神经网络(back propagation neural networks, BP)、长短期记忆网络(long short-term memory network, LSTM)和整合移动平均自回归(autoregressive integrated moving average, ARIMA)相比,所设计方法具有智能化水平高、运算高效的特点,有一定的实用价值。     

基于长短期记忆网络和LightGBM组合模型的短期负荷预测

短期负荷预测是电网安全调度与平稳运行的基础,为进一步提升负荷预测的精度,提出了基于长短期记忆(LSTM)网络和轻梯度提升机(LightGBM)的组合预测模型.首先,根据LSTM网络和LightGBM模型的输入结构,将预处理后的负荷数据、温度数据、日期数据以及节假日信息分别输入2个模型中,通过训练得出各自的预测结果.然后...     

基于多策略改进金豺算法优化LSTM的短期电力负荷预测

针对长短期记忆(long short term memory, LSTM)神经网络存在短期负荷预测精度低和稳定性差的问题,提出一种基于多策略改进金豺(improved golden jackal optimization, IGJO)算法优化LSTM的短期电力负荷预测模型。首先融合凸透镜成像反向学习策略,探索更好的初始解位置;引入Sigmoid函数改变逃逸能量,平衡探索和开发阶段;融合鲸鱼优化算法的螺旋包围机制,增强探索能力,提高收敛精度。然后,引入LSTM神经网络,利用IGJO算法优化LSTM的超参数,并建立IGJO-LSTM短期电力负荷预测模型。最后,使用河南某地区的实际电力负荷数据验证IGJO-LSTM短期负荷预测模型。实验结果表明,所提预测模型在工作日和周末不同时刻的电力系统短期负荷预测结果与实际负荷较接近。相比于传统预测方法,所提预测模型具有更高的精确度和稳定性,并具有一定的实际应用潜力。     

基于Prophet-LSTM组合模型的短期负荷预测方法

针对短期负荷预测精度问题,提出一种基于Prophet加法模型和长短期记忆LSTM(long-short term memo?ry)网络的组合模型的短期负荷预测方法.首先分别建立Prophet预测模型和LSTM预测模型,然后采用最小二乘法对两种方法取不同的权重组合,得到新的模型并进行预测.以2014年全球能源预测竞赛(GEFCom2014)的电力负荷数据作为算例验证.实验结果表明,与ARIMA模型预测方法、随机森林模型负荷预测模型方法和标准Prophet和LSTM负荷预测方法相比,所提负荷预测方法所得结果具有更高的预测精度.     

基于虚拟相似日与DA-LSTPNet的地区电网短期负荷预测

针对短期负荷预测精细化的需求,提出一种基于虚拟相似日与双阶段注意力机制的长短期时序神经网络(DA-LSTPNet)的地区级短期负荷预测方法.为获得与负荷相匹配的细粒度实时气象数据,首先基于粗粒度的气象数据,利用灰色关联度和关联度加权法获取含细粒度气象数据的气象虚拟相似日.然后,采用最大信息系数(MIC)对气象特征信息与负荷进行非线性关联性分析,构建MIC加权下的负荷虚拟相似日选取算法,解决选取历史日作为传统负荷相似日而导致的过分局部相似乃至非相似的问题.最后,针对过往预测模型缺乏考虑特征因素与局部负荷细粒度变化之间联系特性的问题,构建能够有效挖掘负荷特征数据长期宏观以及短期局部变化特性的DA-LSTPNet进行日前短期负荷预测.以中国南方某地区电网实际负荷数据为例,采用多种形式的仿真验证了所提预测方法具有更高的预测精度和普适性.     

基于LSTM网络的时间多尺度电采暖负荷预测

电采暖负荷的准确预测对配电网安全稳定运行具有重要作用.为提高电采暖负荷预测精度,提出基于长短期记忆网络的时间多尺度电采暖负荷预测方法.该方法首先确定负荷预测网络模型参数,通过分析不同时间尺度下的电采暖负荷数据特征,在不同训练步长下,建立基于长短期记忆网络的电采暖负荷预测模型,实现电采暖负荷的准确预测.采用北京某地的电采...     

基于条件生成对抗网络的短期负荷预测

精准的短期负荷预测对电力系统制定合理生产计划、提高经济效益、保证电网安全运行具有重要意义.为学习非线性负荷数据中隐含的深层关系,提高短期负荷预测精度,文中提出一种基于条件生成对抗网络的短期负荷预测模型.所提模型使用卷积神经网络构建生成模型和判别模型,以负荷影响因素作为条件,并引入特征损失函数作为判别模型部分隐藏层的损失...     

基于长短期记忆神经网络组合算法的短期电力负荷预测

短期电力负荷具有不平稳、随机性强等特点,传统的负荷预测方法在建模中常表现出一定的局限性。为提高预测精度,提出了一种基于互补集合经验模态分解(complement-ary ensemble empirical mode decomposition, CEEMD)、长短期记忆(long short-term memory, LSTM)神经网络和多元线性回归(multiple linear regression, MLR)方法组合而成的CEEMD-LSTM-MLR短期电力负荷预测方法。首先将电力负荷数据通过CEEMD分解为高频分量和低频分量;将复杂的高频分量通过经贝叶斯优化的LSTM神经网络进行预测,周期性的低频分量通过MLR方法进行预测,最后将各分量叠加重构得到最终预测结果。通过算例分析,一方面将不同分解方法进行对比,一方面将不同模型进行对比并探究贝叶斯调参对结果的影响,验证了所提模型更具可靠性与准确性。     

基于改进灰色关联分析与蝙蝠优化神经网络的短期负荷预测

针对短期负荷预测的精度问题,文中提出基于改进灰色关联与蝙蝠优化神经网络的短期负荷预测方法。在传统的灰色关联分析方法基础上,引入以距离相似性和形状相近性相关联的综合灰色关联度选取更高相似度的相似日。为缩小训练样本的差异程度,提高预测精度,利用相似日集合中的样本来训练蝙蝠优化的反向传播(BP)神经网络预测模型。以中国南方某城市的历史数据作为实际算例,将文中提出的基于改进灰色关联与蝙蝠优化神经网络的短期负荷预测方法与单纯的BP神经网络法、蝙蝠优化BP神经网络法、传统灰色关联与蝙蝠优化的BP神经网络组合法的预测结果相比,结果表明文中方法的预测精度较高。     

基于变分模态分解和深度学习的短期电力负荷预测模型

提升负荷预测的准确性对于指导电力系统的生产计划、经济调度以及稳定运行至关重要。提出一种基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition, VMD)和长短期记忆(Long Short Term Memory, LSTM)神经网络的短期负荷预测模型。利用VMD算法将负荷序列分解成不同的本征模态函数(Intrinsic Mode Functions, IMF),每个IMF结合LSTM进行预测,将各部分预测结果叠加得到VMD-LSTM模型的预测结果。分析实验结果,相比单一LSTM和经验模态分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)组合LSTM预测方法,该方法能有效的提升负荷预测的准确性。     

基于改进BP神经网络的短期电力负荷预测方法研究

针对短期负荷预测精度低、准确性差等问题,将猫群算法CSO和BP神经网络相结合用于短期负荷预测,模型的输入因子是负荷数据和气象信息等,利用猫群算法对BP神经网络的权值和阈值进行优化,得到BP神经网络预测模型的最优解,建立了短期预测模型。通过实例验证了预测模型的有效性和有效性,结果表明,改进模型能够有效降低BP神经网络模型的预测误差,提高预测精度,为我国电力系统短期负荷预测的发展提供了参考和借鉴。