改进Informer网络的风电功率短期预测

准确预测风电功率对于提高电力系统的效率和安全性具有重要意义, 而风能的间歇性和随机性特点导致风电功率难以准确预测. 因此, 提出一种改进Informer的风电功率预测模型PCI-Informer (PATCH-CNN-IRFFN-Informer). 将序列数据划分为子序列级补丁, 并进行特征提取和整合, 提高模型对序列数据的处理能力和效果; 采用多尺度因果卷积自注意力机制, 实现多尺度局部特征融合, 提高模型对局部信息的理解和建模能力; 引入反向残差前馈网络 (IRFFN), 增强模型对局部结构信息的提取和保留能力. 某风电场数据实验结果表明, 与主流预测模型相比, PCI-Informer模型在不同预测步长下均取得了更好的预测效果, 在MAE指标上相比Informer模型平均降低了11.1%, 有效提高了短期风电功率的预测精度.     

基于VMD-INFORMER-LOF算法的变频器故障提前预警研究

针对风电机组变频器故障时常伴随剧烈温度变化的特点,本文提出一种基于VMD-Informer-LOF算法的故障检测方法。方案综合考虑风机状态变量对变频器的影响,利用变分模态分解(Variational Mode Decomposition, VMD)提取电流电压等电信号的平稳变化分量与高频干扰噪声,并结合Permutation Importance筛选对温度具有高灵敏性的变量。同时,基于故障时温度呈现为过低温,或过高温的特点,将Informer预测温度值和SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统实测值重组为二维序列,结合局部异常因子(Local outlier factor, LOF)算法识别变频器不同状态下的温度模式,进而实现高效的异常识别。经实验验证,本文所提出的VMD-Informer模型的温度预测拟合优度能够达到0.9841,效果优于LSTM(Long Short Term Memory)、XGBoost(Extreme Gradient Boosting)等时序预测方法;同时,结合滑动窗口划分数据,LOF算法能够有效对窗口内异常数据进行识别,在故障率阈值为0.2的情况下,能够实现提前约14小时发现故障,显著提高了故障预警效果。     

基于Informer算法的网联车辆运动轨迹预测模型

自动驾驶汽车可以根据轨迹预测算法计算周边车辆的运动轨迹,并作出反应以降低行车风险,而传统的轨迹预测模型在长时间序列预测的情况下会产生较大的误差。为解决这一问题,提出了一种以Informer算法为基础的轨迹预测模型,并根据公开数据集NGSIM进行实验分析。首先通过对称指数移动平均法(sEMA)对原始数据进行滤波处理,并在原有的Informer编码器中加入了联合归一化层对不同车辆进行特征提取处理,减少了不同车辆之间的运动误差,通过考虑车辆的本身速度信息与周围环境的车辆运动信息,提高了预测精度,最后经过解码器得到未来时刻的车辆轨迹分布。结果表明,模型对车辆的轨迹预测误差在0.5 m以内;通过对轨迹预测的MAE与MSE结果分析可知,预测时间超过0.3 s以后,Informer模型的轨迹预测效果明显优于其他算法,验证了模型和算法的有效性。     

基于多尺度卷积与Informer混合模型的非侵入式负荷监测方法

针对现有非侵入式负荷监测方法存在的负荷分解准确率低、模型泛化性能差的问题,提出一种多尺度卷积与Informer网络相结合的非侵入式负荷监测方法。采用数据分段优化方法对功率信号进行分段,利用多尺度卷积核获取不同时间尺度的特征序列以及自适应提取多维度功率特征,从而形成特征矩阵;基于Informer网络中的概率稀疏自注意力机制在高维空间中充分捕获特性序列的长期依赖关系,从而提高预测准确率;利用分解值修正方法消除功率分解值中的“虚假”激活状态,以进一步提高分解精度。算例结果验证了所提方法的可行性。     

考虑天气特征与多变量相关性的配电网短期负荷预测

针对配电网短期负荷预测受到众多复杂天气特征等随机不确定性因素影响,以及传统预测模型难以有效分析不同特征序列之间的相关性等问题,提出一种考虑天气特征与多变量相关性的配电网短期负荷预测方法。首先,提出多变量快速最大信息系数(multi-variable rapid maximal information coefficient, MVRapidMIC)提取相关性高的天气特征序列。其次,引入探索性因子分析法(exploratory factor analysis, EFA),对高相关性特征序列进行降维处理。最后,将维度分段(dimension-segment-wise, DSW)机制和两阶段注意力(two-stage attention, TSA)机制与Informer模型结合,提高预测模型对不同特征序列相关性的分析能力。通过DTU 7K 47节点实际配电网的历史负荷数据开展仿真测试,验证所提方法的预测精度、鲁棒性和时效性。     

基于DWT-Informer的台区短期负荷预测

电力负荷预测是确保电力系统安全高效运行的关键任务,针对台区短期电力负荷预测这一关键问题,该文章研究了电气特性数据处理和Informer模型优化的新方法。文章通过离散小波变换（DWT）对电流数据进行降噪处理,同时使用Prophet模型提取时序特征优化输入数据;并采用Informer的稀疏自注意力机制和自注意力蒸馏,增强了模型的特征捕捉和预测速度。实例数据验证表明,经过DWT和Prophet特征处理后的模型在各项相同的指标下均优于原始模型,验证了DWT-Informer模型在数据预处理和模型优化方面均取得了显著的性能提升。     

超短期热负荷预测在发电机组厂级供热调度的应用

对于火力发电厂的综合能源应用，存在供热蒸汽调度控制和管道延迟导致的供热蒸汽不能及时满足供热用户需求的问题。根据所延时的时间长度提出采用对供热用户需求的预测值取代实时供热需求值作为供热调度的约束条件，基于Informer建立一个热负荷多步时序预测模型。构建的Informer模型采用的概率稀疏自注意力机制能够有效获取热负荷时序数据中的信息，并建立热负荷与相关气象因素之间的非线性关系，进而提高热负荷预测精确度。通过实际现场数据验证表明，建立的基于Informer的热负荷多步时序预测模型能够与未来一段时间内的热负荷有很强的拟合度，并满足实际调度控制延迟对热负荷的需求。