基于改进麻雀搜索算法优化长短期记忆网络的短期电力负荷预测研究

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为了进一步完善电力市场化的构建以提高电网公司的市场竞争力,短期电力负荷预测对电网的规划以及检修都具有关键的作用。所以要求对短期电力负荷预测进行更深入的研究与探索。对样本数据进行相应的分析处理,对于异常数据进行修正。进行负荷预测还要将不同影响因素的量纲考虑在其中,量纲的不同对最后的预测结果也存在一定的影响,故对样本数据进行归一化处理,以消除不同量纲对短期电力负荷预测结果的影响。当进行负荷预测时,最小二乘支持向量机(LSSVM)和长短期记忆(LSTM)神经网络模型存在的不足是:关键参数主要是依靠研究人员的经验选取的。为了解决此问题,引入麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)对其关键参数进行寻优,找到最优的模型参数。但SSA在寻优的过程中仍存在易陷入局部最优的不足,以及在迭代的后期种群缺少多样性。故对SSA进行相应的改进,利用Sin混沌映射初始化种群,并且将鸟群搜索算法(Bird Search Algorithm,BSA)中发现者和加入者的位置更新思想应用于SSA中发现者和加入者的位置更新。在前面的基础上,引入柯西变异和反向学习策略对其进行改进得到改进麻雀搜索算法(ISSA)。设计基于基准测试函数的仿真对比实验,对比ISSA和SSA的优化性能,结果表明ISSA的收敛速度以及收敛精度均优于SSA。为提高预测精度,本文提出了ISSA-LSSVM模型,对LSSVM模型的参数进行优化,从而得到该模型中较好的一组参数。通过设计仿真对比实验,将ISSALSSVM与LSSVM和SSA-LSSVM进行对比,以平均绝对百分比误差(MAPE)作为评价标准,结果表明该模型具有较高的预测精度。为了进一步提高预测精度,在前面的基础上,又提出ISSA-LSTM模型,将该模型与LSTM、SSA-LSTM和ISSA-LSSVM这三种模型对比,结果表明ISSA-LSTM模型比其他三种模型具有更高的预测精度。
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