基于改进回声状态网络的网络热点话题预测

网络热点话题具有时变性和非线性,灰色、负面热点话题对社会稳定产生不利影响。为了提高网络热点话题的预测精度,提出一种基于改进回声状态网络的热点话题预测模型(MESN)。首先构建网络热点话题的学习样本,然后采用回声状态网络建立网络热点话题预测模型,并利用改进粒子群优化算法对回声状态网络参数进行优化,建立最优网络热点话题预测模型,最后应用具体网络热点话题数据进行仿真实验。结果表明,该模型不仅提高了网络热点话题预测精度,而且加快了网络热点话题的建模速度,可以满足网络热点话题在线预测。     

基于相似日与EPSO LS-SVM的光伏发电功率预测

针对光伏电站发电功率随机性和不稳定性导致的预测难的问题,提出一种基于相似日与进化粒子群优化(EPSO)最小二乘支持向量机(LS-SVM)的发电功率预测模型。考虑到不同天气类型下气象因素和发电功率差异大,提出加权灰色关联投影法,进行相似日的选取;基于LS-SVM算法较强的泛化能力以及小样本问题处理能力,建立预测模型,并用EPSO模型的惩罚参数和核函数参数,提高预测精度。根据国外光伏电站实测数据建立模型并评估。结果表明:提出的模型具有较高的预测精度和更好的适用性。     

改进粒子群算法优化回声状态网络的电力需求预测研究

首先引入自适应算子对标准粒子群优化算法PSO的惯性权重和学习因子进行改进,以提高其探索当前空间和开发未知空间之间的平衡性。同时,采用非线性函数来构建回声状态网络ESN储备池内部状态之间的非线性关系。接着利用改进的粒子群优化算法APSO对非线性回声状态网络NESN的关键参数进行优化,以构建APSO-NESN组合预测模型。最后运用该模型进行电力需求预测。实验结果表明,相比自回归移动平均模型、多元线性回归、标准ESN及其他预测模型,APSO-NESN模型具有更高的预测精度。     

基于CS-SVR模型的短期风电功率预测

为了提高短期风电功率预测精度,提出一种布谷鸟搜索算法(Cuckoo Search Algorithm, CS)优化支持向量回归(Support Vector Regression, SVR)机的预测方法,该方法首先根据上截断点和下截断点对输入数据进行预处理,剔除异常数据,之后以输入数据中的风速、平均风速、风机状态等属性数据作为SVR算法模型的输入,以风电功率数据作为SVR算法模型的输出,建立短期风电功率的SVR预测模型,针对SVR算法存在难以选择最优参数的缺点,提出采用布谷鸟算法优化SVR参数的方法,建立短期风电功率的CS-SVR预测模型。通过与SVR、PSO-SVR预测模型进行了对比仿真实验,实验结果表明,CS-SVR预测模型具有较高的预测精度。     

改进果蝇算法优化回声状态网络的旅游需求预测研究

首先对标准果蝇优化算法FOA进行改进,自适应调整果蝇种群数量和搜索步长,同时优化初始迭代位置,改善算法局部搜索能力和搜索效率。接着将改进的FOA算法AFOA与回声状态网络ESN相结合,构建一个两阶段组合预测模型(AFOA-ESN),通过AFOA优化ESN获取其关键参数,将优化后的参数输入ESN,形成最终的组合预测模型。最后利用该模型进行旅游需求预测。实验结果表明,AFOA-ESN模型较自回归移动平均模型、支持向量机模型、BP神经网络、标准ESN网络以及其他预测模型具有更高的预测精度。     

考虑气象因素的短期电力负荷预测研究

针对如何提高短期电力负荷预测精度的问题,提出基于核主成分分析法(Kernel principal component analysis,KPCA)和改进的回声状态网络(Echo state network,ESN)算法相结合的方法对短期电力负荷进行预测研究。通过卡尔曼滤波(Kalman filtering,KF)方法训练回声状态网络的输出权值,引入修正因子对卡尔曼滤波的协方差矩阵进行修正,从而实现回声状态网络结构参数的调整,获得理想的网络结构模型。采用Lyapunov理论验证了改进回声状态网络算法的收敛性。采用核主成分分析法对气象因素进行降维处理,获得能够体现数据信息的主元信息。通过UCI(University of California Irvine)数据集仿真对比,验证了该算法相比于ESN、SVM(Support vector machine)、BP(Back propagation)、GA(Genetic algorithm)等算法具有更高的预测精度。在考虑气象因素的前提下,对短期负荷预测进行仿真实验,实验结果显示在正常天气和存在气象突变的情况下,改进的回声状态网络算法较GA-ESN和GA-BP算法有更高的预测精度,验证了该方法的实用性。     

课程推荐预测模型优化方案及数据离散化算法

本研究基于k-NN算法建立了课程推荐预测模型.由于原始样本数据的局部不均衡和数据叠交性,预测模型在不进行任何参数调整和数据优化的情况下,模型预测评分并不理想.针对上述问题,本研究设计了一套预测模型参数优化方案和样本数据优化方案,包括最优k值选择算法设计、距离公式优化、数据离散化算法设计.本研究提出的“数据离散化算法”驱使kd树的分类空间排序按照我们期望的特征向量的权重排序,该算法对提升模型预测评分起到了积极作用.上述优化方案和算法设计使课程推荐预测模型的评分从0.67提升到0.85,预测结果的准确度提高了27个百分点,学生对课程推荐的满意度得到显著提升.     

基于FCM-LSSVM-GSA空调负荷预测

准确、快速的空调负荷预测是实现空调系统经济运行的基础。为提高空调负荷预测模型的精度以及稳定性,本文提出了一种基于FCM-LSSVM-GSA空调负荷预测方法。根据数据的相似统计分布特征,利用模糊C均值聚类算法(FCM)将历史负荷数据划分成多个簇类,以降低样本数据中相关噪声对建模精度的影响;并根据每个簇类的训练和测试数据集建立相应的最小二乘支持向量机预测模型(LSSVM);通过引入万有引力搜索算法(GSA)优化LSSVM的模型参数,以避免人为选择的盲目性,从而提高模型的预测精度。基于DeST平台模拟数据,将FCM-LSSVM-GSA模型运用于南方某办公大楼的逐时空调负荷预测。通过对比均方根误差(RMSE)和平均绝对百分误差(MAPE),结果表明该模型的预测精度明显优于传统LSSVM模型和简单FCM-LSSVM模型。     

遗传算法优化回声状态网络的网络流量预测

网络流量预测是网络拥塞控制与网络管理的一个重要问题.网络流量时间序列具有时变、非线性特征,导致传统时间序列预测方法预测精度比较低,无法建立精确的预测模型.回声状态网络(echo state network,ESN)在非线性混沌系统预测与建模方面有着良好的性能,非常适合网络流量的预测.为了提高网络流量的预测精度,提出一种基于遗传算法(genetic algorithm,GA)优化回声状态网络的网络流量非线性预测方法.首先利用回声状态网络对网络流量进行预测;然后利用遗传算法对回声状态网络预测模型中的储备池参数进行优化,提高预测模型的预测精度.通过中国联合网络通信公司辽宁分公司采集的实际网络流量数据进行了仿真验证.与差分自回归滑动平均模型(auto regressive integrated moving average,ARIMA)、Elman神经网络以及最小二乘支持向量机(least square support vector machine,LSSVM)这3种常见预测模型进行了对比,仿真结果表明提出的方法具有更高的预测精度与更小的预测误差,更能刻画网络流量复杂的变化特点.     

基于蚁群算法优化回声状态网络的研究

针对输出权值采用最小二乘法的回声状态网络(ESN),在随机选取输入权值和隐层神经元阈值时,存在收敛速度慢、预测精度不稳定等问题,提出了基于蚁群算法优化回声状态网络(ACO-ESN)的算法。该算法将优化回声状态网络的初始输入权值、隐层神经元阈值问题转化为蚁群算法中蚂蚁寻找最佳路径的问题,输出权值采用最小二乘法计算,通过蚁群算法的更新、变异、遗传等操作训练回声状态网络,选择出使回声状态网络预测误差最小的输入权值和阈值,从而提高其预测性能。将ACO-ESN与ELM、I-ELM、OS-ELM、B-ELM等神经网络的仿真结果进行对比,结果验证经过蚁群算法优化的回声状态网络加快了其收敛速度,改善了其预测性能,并增强了隐层神经元的敏感度。     

基于模块化回声状态神经网络光伏发电量预测

针对光伏发电的不确定性、间歇性给电力系统并网运行带来的安全问题,提出了一种基于模块化回声状态网络模型对发电量进行预测.首先利用模块化神经网络按季节建立预测子模型,再将子模型按相同日类型进行数据划分后,与平均气温一同作为样本,利用回声状态网络对子模型进行训练和发电量预测,最后集成输出结果.结果表明:此预测模型在日类型相同时预测误差较小,而在日类型不同时预测误差较大,但与ESN和BP预测模型相比均具有更高的预测精度和更快的预测速度.     

基于相似日理论和IPSO-Elman模型的短期光伏发电功率预测

为提高光伏发电功率预测精度，提出一种基于相似日理论和改进的IPSO-Elman神经网络模型的短期光伏发电功率预测方法。将历史数据细分为不同季节不同天气类型的多个子集，通过灰色关联度和余弦相似度组合而成的综合关联度指标筛选相似日。针对标准粒子群算法的缺陷，提出一种改进的自适应混沌变异粒子群算法(IPSO)来优化Elman神经网络，将优化得出的最优权值和阈值作为初始值建立IPSO-Elman神经网络模型，对3种不同季节和天气类型条件下的光伏发电功率分别预测。选用甘肃省某光伏电站2014年数据进行实例分析，结果表明，IPSO-Elman模型在不同天气类型条件下的功率预测效果都有明显提高。     

基于大数据的分布式光伏接入配电网影响分析与功率预测研究

为提高分布式光伏发电功率预测的精度,满足电网调度和规划的高精度要求,本文利用光伏运行、电能量采集、电网调度等业务系统的海量数据,利用大数据分析方法研究大量分布式光伏接入对配电网负荷特性的影响,并提出基于气象相似日和粒子群算法优化BP神经网络的光伏电站功率预测方法.通过分析光伏发电功率随天气类型、温度、光照强度等气象因素...     

基于改进回声状态神经网络的个股股价预测

当今社会股价预测是研究的热门问题,人们越来越关注对股价预测模型的建立,提高股价预测的精度对股票投资者有实际的应用价值.目前股价的预测方法层出不穷,其中较为典型的有传统的技术分析和ARMA模型等.为了提升预测的精度,同时考虑到股市的非线性,本文提出一种改进的回声状态神经网络的个股股价预测模型,针对回声状态神经网络(ESN)泛化能力不强的特点,应用改进的粒子群算法(GTPSO)对回声状态神经网络(ESN)的输出连接权进行搜索,最终得到最优解,即ESN的最优输出连接权,GTPSO算法概括来说就是在传统粒子群算法(PSO)的基础上引入禁忌搜索算法(TS)中禁忌的思想和遗传算法(GA)中变异的思想,从而降低PSO在学习过程中陷入局部最小值的状况,同时提高PSO搜寻全局的能力.将预测模型用于个股每日收盘价预测中,使用每10天的收盘价预测第11天的收盘价.通过实验验证了模型的正确性,实验证实,该模型拥有较好的预测效果.     

基于LightGBM-TextCNN-XGBoost的超短期光伏功率预测研究

针对超短期光伏功率预测的传统方法存在的限制,本文提出了一种基于LightGBM-TextCNN-XGBoost算法的预测模型。首先,本文对原始数据进行了预处理,并使用CEEMDAN对数据进行模态分解。然后,该文将模态分解后的数据归一化,并基于GWO-FCM聚类算法将数据聚类为三种天气类型。接着,该文将数据划分为训练集和测试集,分别对LightGBM和TextCNN算法进行训练。最后,文章基于Stacking思想建立了基于LightGBM-TextCNN-XGBoost算法的模型进行预测,并使用R²等评价指标对预测模型进行了综合评价。实验结果显示,文中模型的预测效果非常优秀。这种模型能够精确地预测光伏发电的功率,有助于光伏电站降低损失,从而确保微电网的安全稳健运行。     

Recursive Bayesian echo state network with an adaptive inflation factor for temperature prediction

Temperature prediction is a challenging problem and a concern in energy, environment, industry and agriculture etc. Climate models and statistical time-series forecasting methods are the ineffective forecasting tools of the long-range temperature prediction. A recurrent neural network (RNN) can model complex system with high accuracy. As a type of RNN design approach, echo state network (ESN) is used for temperature forecasting in this study. Based on analysis of monthly maximum, mean and minimum temperatures data sets, a novel recursive Bayesian linear regression (RBLR) algorithm based on ESN is presented in this study. The algorithm consists of two main components: an ESN and a RBLR algorithm with an adaptive inflation factor that changes the confidence level of the prior data. Our proposed method improves the prediction accuracy of the long-range temperature forecasting. Experimental investigations using Central England temperature time series show that the proposed method can forecast monthly maximum, mean and minimum temperatures for the next 12 months and produce good prediction.

     

基于优化BP神经网络光伏出力短期预测研究

太阳能拥有丰富的资源,而且分布广泛,现已被广泛应用到各种应用中,光伏发电已是一种可靠可行、可扩展的重要可再生能源利用的方式,因此对光伏出力进行精准的预测意义重大;从宁夏市某光伏发电站获得了一年的光伏发电数据与气象等因素,选取四月至五月的数据进行研究预测;针对BP神经网络的收敛时间长,容易陷入局部极小值等缺点;建立单一BP神经网络预测模型,基于遗传算法(GA)优化BP神经网络的GA-BP预测模型与基于狼群算法(WPA)优化的BP神经网络的WPA-BP预测模型;选择平均相对误差作为误差评估指标,结果表明,3种预测模型均能对光伏电站的发电功率进行预测,但是单一的BP神经网络模型误差较大,晴天时,误差为5.1%,经遗传算法改进后的预测误差为4.9%,较单一模型提高了0.2%的精度,而WPA-BP预测模型误差为4.4%,预测精度高于前者;同时多云天和雨天的时候,均为WPA-BP模型的预测误差小,稳定性高,具有一定的研究价值。     

基于Adaboost算法的回声状态网络预报器

把单个回声状态网络(echo state network,ESN)的预测模型作改进,对整体ESN预测精度的提高是有限的.针对以上问题,本文考虑整体ESN.首先利用Adaboost算法提升单个ESN的泛化性能及预测精度,并且根据Adaboost算法的结果,建立一种ESN预报器(Adaboost ESN,ABESN).这个ESN预报器根据拟合误差不断修正训练样本的权重,拟合误差越大,训练样本权重值就越大;因此,它在下一次迭代时,就会侧重在难以学习的样本.把单个ESN的预测模型经过加权,然后按照加法组合在一起,形成最终的ESN预测模型.将该预测模型应用于太阳黑子、Mackey-Glass时间序列的预测研究,仿真结果表明所提出的预测模型在实际时间序列预测领域的有效性.