【电力预测】基于蜣螂算法优化时间卷积神经网络DBO-TCN实现电力负荷预测附matlab代码...

原创已于 2024-12-23 22:37:44 修改 · 106 阅读

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#算法 #cnn #matlab #人工智能 #神经网络

于 2023-11-01 22:41:05 首次发布

本文介绍了利用蜣螂算法优化的时间卷积神经网络DBO-TCN在电力负荷预测中的详细流程，包括数据预处理、模型构建、模型训练和预测，以提高预测精度和准确性。

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🔥 内容介绍

随着电力行业的不断发展和电力负荷的不断增加，对于电力负荷预测的精度和准确性要求也越来越高。因此，如何有效地预测电力负荷成为了一个热门的研究方向。时间卷积神经网络(TCN)是一种新型的神经网络模型，它能够有效地处理时间序列数据，因此在电力负荷预测中具有广泛的应用前景。本文基于蜣螂算法优化时间卷积神经网络DBO-TCN实现电力负荷预测算法流程，旨在提高电力负荷预测的精度和准确性。

一、蜣螂算法

蜣螂算法是一种基于蚁群算法的优化算法，它通过模拟蜣螂在食物和巢穴之间的搜索行为来寻找最优解。蜣螂算法具有全局寻优能力和局部寻优能力，能够有效地避免陷入局部最优解。因此，蜣螂算法在优化问题中具有广泛的应用。

二、时间卷积神经网络

时间卷积神经网络是一种新型的神经网络模型，它采用了一种新的卷积方式，能够有效地处理时间序列数据。时间卷积神经网络具有多层卷积层和残差网络结构，能够有效地提取时间序列数据中的特征，从而实现对时间序列数据的精确预测。

三、电力负荷预测算法流程

电力负荷预测算法流程主要分为数据预处理、模型构建、模型训练和模型预测四个步骤。

(一)数据预处理

数据预处理是电力负荷预测的第一步，它包括数据清洗、数据归一化和数据分割三个步骤。数据清洗是指对原始数据进行处理，去除异常值和缺失值等不合理的数据。数据归一化是指将原始数据进行归一化处理，使得数据在同一量纲下。数据分割是指将数据集划分为训练集和测试集两部分，其中训练集用于模型的训练，测试集用于模型的测试和评估。

(二)模型构建

模型构建是电力负荷预测的第二步，它包括模型选择和模型参数设置两个步骤。模型选择是指选择适合电力负荷预测的模型，本文选择时间卷积神经网络模型。模型参数设置是指设置模型的超参数，包括卷积核大小、卷积层数、残差网络结构等。

(三)模型训练

模型训练是电力负荷预测的第三步，它包括模型初始化、损失函数设置和优化算法选择三个步骤。模型初始化是指对模型的参数进行初始化，损失函数设置是指设置模型的损失函数，本文选择均方误差作为损失函数。优化算法选择是指选择优化算法对模型进行训练，本文选择蜣螂算法作为优化算法。

(四)模型预测

模型预测是电力负荷预测的最后一步，它包括模型测试和预测结果展示两个步骤。模型测试是指使用测试集对模型进行测试和评估，预测结果展示是指将模型预测结果进行可视化展示，以便于用户进行分析和决策。

四、总结

本文基于蜣螂算法优化时间卷积神经网络DBO-TCN实现电力负荷预测算法流程，通过数据预处理、模型构建、模型训练和模型预测四个步骤，实现了对电力负荷的精确预测。该算法具有全局寻优能力和局部寻优能力，能够有效地提高电力负荷预测的精度和准确性。

📣 部分代码

%%  清空环境变量
warning off             % 关闭报警信息
close all               % 关闭开启的图窗
clear                   % 清空变量
clc                     % 清空命令行

%%  导入数据
res = xlsread('数据集.xlsx');

%%  划分训练集和测试集
temp = randperm(357);

P_train = res(temp(1: 240), 1: 12)';
T_train = res(temp(1: 240), 13)';
M = size(P_train, 2);

P_test = res(temp(241: end), 1: 12)';
T_test = res(temp(241: end), 13)';
N = size(P_test, 2);

%%  数据归一化
[p_train, ps_input] = mapminmax(P_train, 0, 1);
p_test  = mapminmax('apply', P_test, ps_input);
t_train = ind2vec(T_train);
t_test  = ind2vec(T_test );