基于时间序列预测的组合模型,CNN-LSTM-Attention、CNN-GRU-Attention的深度学习神经网络的多特征用电负荷预测。 关于模型算法预测值和真实值对比效果如下图所示,同时利用R2、MAPE、RMSE等评价指标进行模型性能评价。 关于数据:利用的是30分钟一采样的电力负荷单特征数据,其中还包含对应的其他影响特征如温度、湿度、电价、等影响影响因素;具体如图详情图中所示。 个人编码习惯很好,基本做到逐行逐句进行注释;项目的文件截图具体如图详情所示。 时间序列预测是一种通过分析历史数据点来预测未来数据点的方法,尤其在电力系统中,准确预测用电负荷对于电力调度和电网管理至关重要。随着深度学习技术的发展,研究者们开始尝试将复杂的神经网络结构应用于时间序列预测,以提升预测的准确度和效率。在本次研究中,提出了一种基于深度学习的组合模型,该模型结合了卷积神经网络(CNN)、长短期记忆网络(LSTM)、门控循环单元(GRU)和注意力机制(Attention),以实现对多特征用电负荷的预测。 CNN是一种深度学习模型,它能够在数据中自动学习到层次化的特征表示,特别适合处理具有空间特征的数据。在电力负荷预测中,CNN能够提取和学习电力数据中的时序特征,例如日周期性和周周期性等。 LSTM是一种特殊的循环神经网络(RNN),它通过引入门机制解决了传统RNN的长期依赖问题,能够有效捕捉时间序列中的长期依赖关系。而GRU作为LSTM的一种变体,它通过减少门的数量来简化模型结构,同样能够学习到时间序列数据中的长期依赖关系,但计算复杂度相对较低。 注意力机制是一种让模型能够聚焦于输入数据中重要部分的技术,它可以使模型在处理序列数据时动态地分配计算资源,提高模型对重要特征的识别能力。 在本研究中,通过结合CNN、LSTM/GRU以及Attention机制,构建了一个强大的组合模型来预测用电负荷。该模型能够利用CNN提取时间序列数据中的特征,通过LSTM/GRU学习长期依赖关系,并通过Attention机制进一步强化对关键信息的捕捉。 在数据方面,研究者使用了30分钟一采样的电力负荷单特征数据,并加入了温度、湿度、电价等多个影响因素,这些都是影响用电负荷的重要因素。通过整合这些多特征数据,模型能够更全面地捕捉影响用电负荷的多维度信息,从而提高预测的准确性。 为了评估模型性能,研究者采用了多种评价指标,包括R2(决定系数)、MAPE(平均绝对百分比误差)和RMSE(均方根误差)。这些指标能够从不同角度反映模型预测值与真实值的接近程度,帮助研究者对模型的性能进行综合评价。 研究者在文章中详细展示了模型算法预测值和真实值的对比效果,并对结果进行了深入分析。此外,项目文件中还有大量代码截图和注释,体现了研究者良好的编程习惯和对项目的认真态度。 本研究提出了一种结合CNN、LSTM/GRU和Attention机制的深度学习组合模型,该模型在多特征用电负荷预测方面展现出较好的性能。通过对历史电力负荷数据及相关影响因素的学习,模型能够准确预测未来用电负荷的变化趋势,对于电力系统的运营和管理具有重要的应用价值。
2025-05-30 13:51:55 425KB 数据仓库
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内容概要:本文详细介绍了两种用于多特征用电负荷预测的深度学习组合模型——CNN-LSTM-Attention和CNN-GRU-Attention。通过对30分钟粒度的真实电力数据进行处理,包括数据预处理、滑动窗口生成、归一化等步骤,作者构建并优化了这两种模型。模型结构中,CNN用于提取局部特征,LSTM/GRU处理时序依赖,Attention机制赋予关键时间点更高的权重。实验结果显示,CNN-GRU-Attention模型在RMSE和MAPE指标上略优于CNN-LSTM-Attention,但在电价波动剧烈时段,LSTM版本更为稳定。此外,文中还讨论了模型部署时遇到的问题及其解决方案,如累积误差增长过快、显存占用高等。 适合人群:从事电力系统数据分析、机器学习建模的研究人员和技术人员,尤其是对深度学习应用于时序预测感兴趣的读者。 使用场景及目标:适用于需要精确预测电力负荷的场景,如电网调度、能源管理和智能电网建设。目标是提高预测精度,降低预测误差,从而优化电力资源配置。 其他说明:文中提供了详细的代码片段和模型架构图,帮助读者更好地理解和复现实验。同时,强调了数据预处理和特征选择的重要性,并分享了一些实用的经验技巧,如特征归一化、Attention层位置的选择等。
2025-05-29 18:16:10 675KB
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简述 模型的应用数据集为PHM2012轴承数据集,使用原始振动信号作为模型的输入,输出为0~1的轴承剩余使用寿命。每一个预测模型包括:数据预处理、预测模型、训练函数、主程序以及结果输出等五个.py文件。只需更改数据读取路径即可运行。【PS: 也可以改为XJTU-SY轴承退化数据集】 具体使用流程 1.将所有的程序放在同一个文件夹下,修改训练轴承,运行main.py文件,即可完成模型的训练。 2.训练完成后,运行result_out.py文件,即可输出预测模型对测试轴承的预测结果。
2025-05-10 20:35:31 411.94MB 深度学习
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CNN-GRU多变量回归预测(Matlab) 1.卷积门控循环单元多输入单输出回归预测,或多维数据拟合; 2.运行环境Matlab2020b; 3.多输入单输出,数据回归预测; 4.CNN_GRUNN.m为主文件,data为数据; 使用Matlab编写的CNN-GRU多变量回归预测程序,可用于多维数据拟合和预测。该程序的输入为多个变量,输出为单个变量的回归预测结果。主要文件为CNN_GRUNN.m,其中包含了需要处理的数据。 提取的 1. 卷积门控循环单元(Convolutional Gated Recurrent Unit,CNN-GRU):一种深度学习模型,结合了卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)和门控循环单元(Gated Recurrent Unit,GRU)的特性,用于处理时序数据和多维数据的回归预测或拟合任务。 卷积门控循环单元(CNN-GRU)是深度学习中的一种模型,用于处理具有时序关系或多维结构的数据。相比于传统的循环神经网络(Recurrent Neural Network,RNN),CNN-GRU在处理长期依赖关
2024-09-09 14:11:57 493KB matlab
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基于卷积神经网络-门控循环单元结合注意力机制(CNN-GRU-Attention)多变量时间序列预测,CNN-GRU-Attention多维时间序列预测,多列变量输入模型。matlab代码,2020版本及以上。 评价指标包括:R2、MAE、MSE、RMSE和MAPE等,代码质量极高,方便学习和替换数据。
2024-07-08 15:12:17 62KB matlab
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本文深入探讨了如何利用深度学习技术对Python程序进行预测。我们将重点介绍CNN-GRU-Attention模型,这是一种结合了卷积神经网络(CNN)、门控循环单元(GRU)和注意力机制的先进模型。文章将从模型的理论基础出发,逐步引导读者理解其工作原理,并提供实际的代码示例,展示如何在Python中实现这一模型。内容适合对深度学习和自然语言处理有一定了解的开发者,以及对使用机器学习技术进行代码预测感兴趣的研究人员。 适用人群: - 机器学习工程师 - 数据科学家 - Python开发者 - 自然语言处理研究人员 使用场景: - 代码自动补全和预测 - 程序错误检测和调试 - 软件开发中的智能辅助工具 关键词 深度学习
2024-05-03 16:50:27 1.37MB python
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将GRU与CNN的输出整合输出
2022-12-03 16:27:17 2KB 故障诊断
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MATLAB实现CNN-GRU卷积门控循环单元多输入回归预测预测(完整源码和数据) 数据为多输入回归数据,输入12个特征,输出单个变量,程序乱码是由于版本不一致导致,可以用记事本打开复制到你的文件。 运行环境MATLAB2020b及以上,运行主程序即可。
MATLAB实现CNN-GRU卷积门控循环单元时间序列预测(完整源码和数据) 卷积门控循环单元时间序列预测,数据为单变量时间序列数据,程序乱码是由于版本不一致导致,可以用记事本打开复制到你的文件。 运行环境MATLAB2020b及以上,运行主程序即可。
MATLAB实现CNN-GRU卷积门控循环单元多输入时序预测(完整源码和数据) 数据为多变量时间序列数据,多输入单输出 运行环境MATLAB2020b及以上,运行程序即可。