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6和表 7所示。从表格中可以分析得出:SWLSTM 模型在 4个数据集上的确定性预报指标和概率预报
指标是 8个对比模型中最优的,说明 SWLSTM在 4个数据集上的确定性预报精度最高、概率预报综合
性能是最好的,验证了本研究提出预报框架在时间序列变量预报上的优势。
表 5 SWLSTM模型在 4个数据集最优特征组合上的前三最优超参数
数据集 R 2 小批次大小 T dropout比例 dr 隐藏层节点数 n h 隐藏层数 N h 正则化比例 λ
0.938 64 2.755 × 10 - 4 8 2 1.017 × 10 - 4
官地径流
0.936 16 4.939 × 10 - 4 64 1 2.423 × 10 - 4
数据集
0.915 32 1.501 × 10 - 4 16 3 1.967 × 10 - 4
0.911 8 3.495 × 10 - 4 32 2 6.086 × 10 - 4
W1风速
0.910 8 7.520 × 10 - 4 32 3 1.737 × 10 - 4
数据集
0.909 32 1.912 × 10 - 4 32 3 2.495 × 10 - 4
0.970 8 2.772 × 10 - 4 64 1 1.860 × 10 - 4
S1光伏
0.969 16 1.393 × 10 - 4 64 1 1.427 × 10 - 4
数据集
0.967 8 1.199 × 10 - 4 32 2 8.481 × 10 - 4
0.933 32 1.573 × 10 - 4 8 2 1.829 × 10 - 4
四川负荷
0.928 8 1.969 × 10 - 4 16 3 3.524 × 10 - 4
数据集
0.927 32 1.399 × 10 - 4 32 2 2.428 × 10 - 4
表 6 不同模型在 4个数据集上的确定性预报指标
指标 官地径流数据集 W1风速数据集 S1光伏数据集 四川负荷数据集
2
3
模型 R 2 RMSE?(m ?s) R 2 RMSE?(m?s) R 2 RMSE?(W?m ) R 2 RMSE?MW
SWLSTM 0.938 252.409 0.911 0.625 0.970 41.704 0.933 461.050
LSTM 0.932 263.140 0.908 0.637 0.947 55.945 0.925 487.531
GRU 0.936 256.201 0.905 0.646 0.969 42.906 0.924 491.282
CNN 0.918 289.736 0.894 0.682 0.967 43.692 0.932 462.422
ANN 0.918 290.514 0.906 0.644 0.970 41.972 0.927 479.433
SVR 0.833 414.018 0.897 0.675 0.969 42.718 0.933 462.065
GPR 0.909 304.400 0.724 1.102 0.952 53.100 0.900 563.781
XGB 0.888 338.105 0.824 0.880 0.952 53.249 0.932 463.596
4.5 验证结果展示 SWLSTM- GPR预报模型在 4个数据集上的验证结果如图 8所示,图中蓝色的预
测值曲线紧贴红色的真实值曲线,说明确定性预测精度较高;红色的真实值曲线绝大部分均位于灰色
的 90%预测区间内,对于验证集中未出现在灰色区间中的样本点采用绿色点标出,同时灰色预测区间
宽度没有过大,说明预测的区间整体较合适,能为预报、调度决策人员提供较准确的参考信息。本研
究提出的预测框架为单步预测框架,图 8中验证结果呈现出 “序列” 的感觉是因为验证集本身有多个
时序样本而不是完成的多步预测。
SWLSTM- GPR模型在 4个数据集上典型时段的概率验证结果如图 9所示,图中蓝色的概率密度函
数(PDF)线都比较饱满,曲线形状没有过高过低、也没有过宽过窄,说明 SWLSTM- GPR获取的 PDF
比较合适。图中有些时段的真实值靠近 PDF均值线,有些则离均值线较远,正好说明概率预报结果是
可靠的。如果真实值都远离均值线或都位于均值线上,则概率预报结果是不可信的。
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