跨尺度循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在電力負(fù)荷預(yù)測(cè)中的應(yīng)用
資料介紹
通過(guò)精確的電力負(fù)荷預(yù)測(cè),智能電網(wǎng)可以提供比傳統(tǒng)電網(wǎng)更高效、可靠和環(huán)保的電力服務(wù)。現(xiàn)實(shí)生活中,電力負(fù)荷數(shù)據(jù)往往存在著與歷史數(shù)據(jù)較高的時(shí)間相關(guān)性,而傳統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)卻很少關(guān)注它。近年來(lái),循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)( Recurrent Neural network,RNN)由于可以很妤地捕獲在時(shí)間上距離很遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性,因此在電力負(fù)荷預(yù)測(cè)中受到越來(lái)越多的關(guān)注。但是,由于RNN特有的自循環(huán)結(jié)構(gòu),當(dāng)采用隨時(shí)間的反向傳播算法( Back-propagation Through Time,BPTT)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練時(shí),隨著網(wǎng)絡(luò)層數(shù)的増加,很容易發(fā)生梯度消失等問(wèn)題,從而導(dǎo)致預(yù)測(cè)精度下降。目前已有多種解決梯度消失問(wèn)題的RNN架構(gòu),如長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)( Long Short-term Memory,LSTM)和門控制單元( Gated Recurrent Unit,GRU),但其復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)增訓(xùn)練時(shí)長(zhǎng)。為了解決上述問(wèn)題,文中首先對(duì)目前流行的各種RNN架構(gòu)進(jìn)行了研究和分析,其次結(jié)合最新提出的 Zoneout技術(shù),設(shè)計(jì)了一種跨時(shí)間尺度的分模抉循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架枃,重點(diǎn)硏究了隱藏層模玦的隨杋更新策略,不僅有效解決了梯度消失問(wèn)題,而且大幅度減少了待訓(xùn)練的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。基于基準(zhǔn)數(shù)據(jù)集和實(shí)際負(fù)載數(shù)據(jù)集的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該結(jié)構(gòu)可以獲得比目前流行的RNN架構(gòu)更好的性能。
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