پیش بینی کوتاه مدت بار الکتریکی از طریق یادگیری ویژگی‌های بار با استفاده از شبکه‌های عمیق کانولوشن و بازگشتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

پیش‌بینی بار الکتریکی مصرفی برای عملکرد مطمئن سیستم‌های قدرت و همچنین برای برنامه‌ریزی مدیریت تقاضا و ذخیره بار حیاتی است. در این مقاله پیش-بینی بار با استخراج ویژگی‌های تاریخچه بار مصرفی با استفاده از شبکه‌های عصبی عمیق انجام شده است. شبکه‌های عصبی بازگشتی ، به ویژه شبکه‌های عصبی بازگشتی بهبود یافته، مانند LSTM و GRU قادر به نگه‌داشتن حافظه کوتاه مدت و طولانی هستند تا روابط بین مقادیر بار را از سری زمانی استخراج کنند. از طرف دیگر، شبکه‌های عصبی کانولوشنی قادر به یادگیری خودکار ویژگی‌ها هستند و می‌توانند مستقیماً یک بردار را برای پیش‌بینی تولید کنند. روش پیشنهادی این مقاله، استخراج ویژگی‌های بار با استفاده از شبکه‌های عصبی کانولوشن و سپس استخراج اطلاعات توالی زمانی بار با بهره‌گیری از شبکه GRU است. نتایج آزمایش‌ها بر روی سه مجموعه داده Toronto و ISO-NE و North American Utility نشان دهنده کاهش خطای پیش‌بینی روش پیشنهادی در مقایسه با سایر روش‌های رقیب است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Short-Term Load Forecasting By Learning Load Characteristics Using Deep Convolutional and Recurrent Networks

نویسندگان [English]

  • Hosein Eskandari
  • Maryam Imani
  • Mohsen Parsa Moghaddam
Faculty of Electrical and Computer Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Forecasting the consumed electrical load is critical for reliable operation of power systems as well as for management of planning and load storage. In this paper, short-term load forecasting is performed by extracting the characteristics of the load history using deep neural networks. Recurrent neural networks, especially improved recurrent neural networks such as LSTM and GRU, are able to retain short-term and long-term memory to extract the relationships between load values from the time series. On the other hand, convolutional neural networks are able to automatically learn features and can directly generate a vector for prediction. The proposed method is to extract the load characteristics using convolutional neural networks and then extract the load sequence information using the GRU network. The results of experiments on three data sets, Toronto, ISO-NE, and North American Utility, show a decrease in the forecasting error of the proposed method compared to other competitor methods.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Load Forecasting
  • Deep Learning
  • Convolutional Neural Networks
  • Improved Recurrent Neural Networks
  • Forecasting Error