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🔥 内容介绍
风电功率预测是风电场安全稳定运行和电网调度的重要基础。本文提出了一种基于鹈鹕算法优化卷积神经网络结合注意力机制的长短记忆网络(POA-CNN-LSTM-Attention)的风电功率多输入单输出回归预测模型。该模型利用卷积神经网络提取风电功率时序数据的局部特征,长短记忆网络捕捉序列数据的长期依赖关系,注意力机制增强模型对重要特征的关注。鹈鹕算法优化模型超参数,提高预测精度。
模型结构
POA-CNN-LSTM-Attention模型由以下部分组成:
-
**卷积神经网络(CNN):**提取风电功率时序数据的局部特征。
-
**长短记忆网络(LSTM):**捕捉序列数据的长期依赖关系。
-
**注意力机制:**增强模型对重要特征的关注。
-
**鹈鹕算法优化:**优化模型超参数,包括学习率、层数和节点数。
实验结果
本文在真实风电场数据集上对POA-CNN-LSTM-Attention模型进行评估。实验结果表明,该模型在预测精度、鲁棒性和泛化能力方面均优于其他对比模型。
结论
POA-CNN-LSTM-Attention模型是一种有效的风电功率多输入单输出回归预测模型。该模型利用卷积神经网络、长短记忆网络和注意力机制的优势,提高了预测精度。鹈鹕算法优化模型超参数,进一步提升了模型性能。该模型可为风电场优化运行和电网调度提供可靠的预测结果。在实际风电场数据集上进行实验,POA-CNN-LSTM-Attention 方法与其他预测方法进行比较。结果表明,POA-CNN-LSTM-Attention 方法具有更高的预测精度和鲁棒性。
结论
本文提出的 POA-CNN-LSTM-Attention 方法将鹈鹕算法优化与 CNN-LSTM-Attention 模型相结合,有效提高了风电功率预测精度。该方法为风电场运营和电网调度提供了可靠的预测依据。
📣 部分代码
'gui_OutputFcn', @main_OutputFcn, ...
'gui_LayoutFcn', [], ...
'gui_Callback', []);
if nargin && ischar(varargin{1})
gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1});
end
if nargout
[varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:});
else
gui_mainfcn(gui_State, varargin{:});
end
end
function main_OpeningFcn(hObject, eventdata, handles, varargin)
handles.output = hObject;
% Update handles structure
guidata(hObject, handles);
end
% --- Outputs from this function are returned to the command line.
function varargout = main_OutputFcn(hObject, eventdata, handles)
% Get default command line output from handles structure
varargout{1} = handles.output;
end
% --- Executes during object creation, after setting all properties.
function edit1_CreateFcn(hObject, eventdata, handles)
if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'), get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor'))
set(hObject,'BackgroundColor','white');
end
end
⛳️ 运行结果
平均绝对误差mae为: 0.0059657
均方误差mse为: 7.2141e-05
均方误差根rmse为: 0.0084936
平均绝对百分比误差mape为: 1.6482 %
拟合优度/关联系数R为: 0.91847
平均绝对误差mae为: 0.0025523
均方误差mse为: 1.4406e-05
均方误差根rmse为: 0.0037955
平均绝对百分比误差mape为: 0.70295 %
拟合优度/关联系数R为: 0.98474
🔗 参考文献
[1] 王旭,廖涛,张顺香.基于CNN-LSTM网络的在线多任务销售预测模型[J].阜阳师范学院学报(自然科学版), 2021(002):038.
[2] 赵建利,白格平,李英俊,等.基于CNN-LSTM的短期风电功率预测[J].自动化仪表, 2020, 41(5):5.DOI:CNKI:SUN:ZDYB.0.2020-05-009.
[3] 方巍,庞林,易伟楠,等.一种利用注意力机制改进的卷积长短期记忆网络时空序列预测方法:CN202011464171.1[P].CN112418409B[2024-04-02].
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2 机器学习和深度学习方面
2.1 bp时序、回归预测和分类
2.2 ENS声神经网络时序、回归预测和分类
2.3 SVM/CNN-SVM/LSSVM/RVM支持向量机系列时序、回归预测和分类
2.4 CNN/TCN卷积神经网络系列时序、回归预测和分类
2.5 ELM/KELM/RELM/DELM极限学习机系列时序、回归预测和分类
2.6 GRU/Bi-GRU/CNN-GRU/CNN-BiGRU门控神经网络时序、回归预测和分类
2.7 ELMAN递归神经网络时序、回归\预测和分类
2.8 LSTM/BiLSTM/CNN-LSTM/CNN-BiLSTM/长短记忆神经网络系列时序、回归预测和分类
2.9 RBF径向基神经网络时序、回归预测和分类