تجزیه حالت متغیر
در نشریات گروه برق-
نشریه فناوری های نوین مهندسی برق در سیستم انرژی سبز، سال چهارم شماره 3 (پیاپی 15، پاییز 1404)، صص 58 -75
تقاضای انرژی الکتریکی با توسعه صنعت به شدت افزایش یافته است، اما تامین آن از سوخت های فسیلی مشکلاتی مانند گرمایش زمین و آلودگی محیط زیست را به دنبال دارد. با توجه به محدودیت و کاهش منابع فسیلی، یافتن جایگزین های پایدار ضروری است. در این میان، انرژی باد به دلیل هزینه کم و عدم تولید آلودگی، به عنوان یک منبع تجدیدپذیر مناسب برای تامین انرژی الکتریکی مطرح می شود. با این حال، برای دستیابی به توان پایدار از نیروگاه های بادی، لازم است اطلاعات دقیقی از سرعت باد در آینده در دسترس باشد. پیش بینی سرعت باد به دلیل ماهیت تصادفی و متناوب آن بسیار دشوار است، در این مقاله، برای مقابله با این چالش و دستیابی به پیش بینی دقیق، از مدل ترکیبی شامل شبکه عصبی کانولوشنال موقتی و بازگشتی دوطرفه (TCN-BiLSTM) استفاده شده است. ابتدا، هایپرپارامترهای الگوریتم تجزیه حالت متغیر ، با استفاده از روش قدرتمند Optuna بهینه سازی شده اند. در مرحله بعد، داده های اصلی سرعت باد برای بهبود عملکرد مدل ترکیبی (TCN_BiLSTM) نرمالیزه شده و به الگوریتم تجزیه حالت متغیر داده شده اند تا به توابع مد ذاتی(IMF) تجزیه شوند. سپس هر IMFبه صورت جداگانه به مدل ترکیبی برای پیش بینی داده می شود. درآخر در نهایت، خروجی ها از حالت نرمال سازی خارج و ترکیب شده اند تا نتیجه نهایی به دست آید. با توجه به ارزیابی مدل ترکیبی با معیارهای آماری، نتایج نشان می دهد که مدل پیشنهادی دقت بالایی دارد. در این ارزیابی، ضریب تعیین برابر با 99.1٪، میانگین خطای مطلق برابر با 0.36 و ریشه میانگین مربعات خطا برابر با 0.48 به دست آمده است.
کلید واژگان: پیش بینی سرعت باد، تجزیه حالت متغیر، شبکه های عصبی مصنوعیJournal of Technovations of Electrical Engineering in Green Energy System, Volume:4 Issue: 3, 2024, PP 58 -75The demand for electrical energy has sharply increased with the development of industry. However, supplying this demand through fossil fuels leads to problems such as global warming and environmental pollution. Considering the limitations and depletion of fossil fuel resources, finding sustainable alternatives has become essential. Among these alternatives, wind energy stands out as a viable renewable source for electricity generation due to its low cost and lack of pollution. However, to achieve stable power generation from wind farms, accurate information about future wind speed is essential. Predicting wind speed is highly challenging due to its random and intermittent nature. In this paper, a hybrid model combining a Temporal Convolutional Network and Bidirectional Long Short-Term Memory (TCN-BiLSTM) is employed to address this challenge and achieve accurate predictions. First, the hyperparameters of the Variational Mode Decomposition (VMD) algorithm were optimized using the powerful Optuna method. Next, the original wind speed data were normalized to enhance the performance of the hybrid model (TCN-BiLSTM) and then fed into the VMD algorithm to be decomposed into Intrinsic Mode Functions (IMFs). Each IMF is then individually fed into the hybrid model for prediction. Finally, the outputs are denormalized and combined to obtain the final result. Based on the evaluation of the hybrid model using statistical metrics, the results indicate that the proposed model achieves high accuracy. In this evaluation, the coefficient of determination (R²), mean absolute error (MAE), and root mean square error (RMSE) were found to be 99.1%, 0.36, and 0.48, respectively.
Keywords: Wind Speed Prediction, Variational Mode Decomposition, Artificial Neural Networks
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.