提出了一种基于 Attention 机制的CNN -BiGRU(卷积神经网络+双向GRU+注意力机制)短期电力负荷预测方法,该方法将历史负荷数据作为输入,搭建由一维卷 积层和池化层等组成的 CNN 架构,提取反映负荷复杂动态变化的高维特征;将所提特征向量构造为时间序列形式作为 BiGRU 网络的输入,建模学习特征内部动态变化规律,并引入 Attention 机制通过映射加权和学习参数矩阵赋予 BiGRU 隐含 状态不同的权重,减少历史信息的丢失并加强重要信息的影响,最后完成短期负荷预测。最后与BP、BiGRU、BiGRU-Attention进行对比,验证方法有效性。相关原理可以看下面这个老哥的文章,我们和他的区别在于采用的BiGRU.




gru神经网络模型用来干嘛的 bigru神经网络_深度学习


1、原理

CNN原理,自查。采用的是1维CNN

gru神经网络模型用来干嘛的 bigru神经网络_时间序列_02

BiGRU原理,自查

gru神经网络模型用来干嘛的 bigru神经网络_时间序列_03

注意力机制原理:

gru神经网络模型用来干嘛的 bigru神经网络_建模_04

2,基于CNN-BiGRU-Attention的预测模型

gru神经网络模型用来干嘛的 bigru神经网络_神经网络_05

3.实验结果

采用如图所示的负荷预测,基于滚动建模,采用前n时刻的值为输入,来预测n+1个时刻的负荷值,程序中n为96。基于tensorflow1.x框架搭建此网络

gru神经网络模型用来干嘛的 bigru神经网络_深度学习_06

3.1 BP网络

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3.2 BiGRU

gru神经网络模型用来干嘛的 bigru神经网络_tensorflow_08

3.3 BiGRU-Attention

gru神经网络模型用来干嘛的 bigru神经网络_tensorflow_09

3.4 CNN_BiGRU_Attention

gru神经网络模型用来干嘛的 bigru神经网络_神经网络_10

3.5 对比

gru神经网络模型用来干嘛的 bigru神经网络_时间序列_11

可见,本博客提出的方法精度最高

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