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基于 LSTM 的分布式能源发电预测(Matlab代码实现)


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📋📋📋本文目录如下:⛳️⛳️⛳️

目录

​​1 长短期记忆神经网络​​

​​1.1 网络介绍​​

​​1.2 网络训练​​

​​2 基于 LSTM 的分布式能源发电预测matlab仿真结果​​

​​3 参考文献 ​​

​​4 Matlab代码​​

​​5 写在最后 ​​

1 长短期记忆神经网络

1.1 网络介绍


VFAP 系统的供暖负荷数据为非线性数据 ,且具有时间连续性, 处理此类问题首选具有时间


步的循环神经网络 ( Recurrent Neural Network ,RNN), 但随着采集数据量的增加 , RNN 在训练时容易出现梯度消失问题, 这就导致过早的数据在训练时容易丢失。 LSTM 作为 RNN 的一种变体 ,可以解决 RNN 在训练时的梯度消失及梯度爆炸问题, 较多的用于非线性时间按序列的预测中 ,LSTM 的网络结构如图 5 所示 。




基于 LSTM 的分布式能源发电预测(Matlab代码实现)_人工智能_02



                                          LSTM 网络结构



网络采用 3 个门控结构 , 使隐藏层变为具有记忆功能的细胞。 其记忆功能为:

                      

基于 LSTM 的分布式能源发电预测(Matlab代码实现)_能源_03


式中 :ft , i t , o t , c t 分别为遗忘门 、 输入门 、 输出门和记忆细胞状态量; W fx , W ix , W ox 为输入层 x t 和隐含层 h t 在 t 时刻的关联权重 ; W fh , W ih , W oh 为隐含层在 t ~ t -1 时刻的关联权重 ; W fc , W ic , W oc 为细胞在t~ t -1 时刻的关联权重 ; W cx , W ch 分别为细胞与输入及细胞与隐含层之间的关联权重; b f , b i , b o , b c 为各个门控单元和细胞的偏置量; h t -1 为上一单元细胞的输出量, h t 为 t 时刻细胞的输出值 ; σ 为 sigmoid 激活函数。


1.2 网络训练


规定输入层数据为 VFAP 供暖系统的多特征量表示为:

                             

基于 LSTM 的分布式能源发电预测(Matlab代码实现)_matlab_04


LSTM 网络输入层的样本格式 为 ( samples ,steps, features ), samples 为每个训练的批次 , steps为每次滑动的特征步长, features 为输入参数特征量。 其维度计为 m , 设供暖期系统运行数据为 M ,时间步长大小为 t , 特征个数为 f , 则该系统共有M- t 个样本 , 基于 LSTM 神经网络的 VFAP 系统负荷预测具体步骤如下。


             

基于 LSTM 的分布式能源发电预测(Matlab代码实现)_数据_05


 

2 基于 LSTM 的分布式能源发电预测matlab仿真结果

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基于 LSTM 的分布式能源发电预测(Matlab代码实现)_能源_11

 

基于 LSTM 的分布式能源发电预测(Matlab代码实现)_人工智能_12

 

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基于 LSTM 的分布式能源发电预测(Matlab代码实现)_lstm_14

 

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基于 LSTM 的分布式能源发电预测(Matlab代码实现)_能源_18

 

基于 LSTM 的分布式能源发电预测(Matlab代码实现)_matlab_19

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基于 LSTM 的分布式能源发电预测(Matlab代码实现)_matlab_22

 

基于 LSTM 的分布式能源发电预测(Matlab代码实现)_能源_23

基于 LSTM 的分布式能源发电预测(Matlab代码实现)_数据_24

 

基于 LSTM 的分布式能源发电预测(Matlab代码实现)_matlab_25

 

基于 LSTM 的分布式能源发电预测(Matlab代码实现)_数据_26

 

基于 LSTM 的分布式能源发电预测(Matlab代码实现)_数据_27

3 参考文献 

[1]胡洋,程志江,崔澜.基于LSTM的变频太阳能-空气源热泵系统逐时负荷预测研究[J].可再生能源,2022,40(07):866-873.DOI:10.13941/j.cnki.21-1469/tk.2022.07.017.

[2]毕贵红,赵鑫,李璐,陈仕龙,陈臣鹏.双模式分解CNN-LSTM集成的短期风速预测模型[J/OL].太阳能学报:1-10[2022-08-09].DOI:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2021-1307.

[3]赵鑫,陈臣鹏,毕贵红,陈仕龙.基于PAM-SSD-LSTM的短期风速预测[J/OL].太阳能学报:1-7[2022-08-09].DOI:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2021-0900.

4 Matlab代码

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基于 LSTM 的分布式能源发电预测(Matlab代码实现)_数据_28

5 写在最后 

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