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采用CNN和Bidirectional GRU的时间序列分类研究 被引量:27
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作者 张国豪 刘波 《计算机科学与探索》 CSCD 北大核心 2019年第6期916-927,共12页
时间序列数据具有非离散性、数据之间的时序相关性、特征空间维度大等特点,当前大多数分类方法需要经过复杂的数据处理或特征工程,未考虑到时间序列具有不同时间尺度特征以及序列数据之间的时序依赖。通过结合卷积神经网络和循环神经网... 时间序列数据具有非离散性、数据之间的时序相关性、特征空间维度大等特点,当前大多数分类方法需要经过复杂的数据处理或特征工程,未考虑到时间序列具有不同时间尺度特征以及序列数据之间的时序依赖。通过结合卷积神经网络和循环神经网络中的双向门控循环单元,提出了一个新的端对端深度学习神经网络模型BiGRU-FCN,不需要对数据进行复杂的预处理,并且通过不同的网络运算来获取多种特征信息,如卷积神经网络在时序信息上的空间特征以及双向循环神经网络在序列上的双向时序依赖特征,对单维时间序列进行分类。在大量的基准数据集上对模型进行实验与评估,实验结果表明,与现有的多种方法相比,所提出的模型具有更高的准确率,具有很好的分类效果。 展开更多
关键词 时间序列分类 深度学习 卷积神经网络 循环神经网络 双向门控循环单元
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融合注意力机制的GCN-BiGRU剩余油预测方法
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作者 王梅 娄金香 +1 位作者 郭军辉 董驰 《当代化工》 2026年第1期128-133,共6页
剩余油分布影响因素复杂,注采井不仅受自身历史开发的影响,还受周围注采井的影响。针对上述问题,构建了一个融合注意力机制的自适应GCN-BiGRU剩余油预测模型,利用自适应图卷积神经网络(GCN)模块提取每层注采井与周围注采井的空间依赖关... 剩余油分布影响因素复杂,注采井不仅受自身历史开发的影响,还受周围注采井的影响。针对上述问题,构建了一个融合注意力机制的自适应GCN-BiGRU剩余油预测模型,利用自适应图卷积神经网络(GCN)模块提取每层注采井与周围注采井的空间依赖关系,在此基础上融入注意力机制的双向门控循环神经网络(BiGRU),可以更好地学习目标注采井的时序依赖关系。实验结果表明,该模型与CNN-LSTM、GCN-LSTM、CNN-GRU等相比性能均有显著提升。通过该模型得到每层各井点预测的含水饱和度,结合克里金插值法得到每层含水饱和度场,能有效预测剩余油有利区域。 展开更多
关键词 剩余油预测 图卷积神经网络 双向门控循环神经网络 克里金插值法
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基于多尺度卷积-双向门控混合注意力的滚动轴承故障诊断
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作者 贺颖 张旭岐 +1 位作者 李孟龙 浩泽 《微特电机》 2026年第2期89-96,共8页
针对传统滚动轴承故障诊断方法自适应特征提取能力弱和诊断准确率低的问题,提出一种融合混合注意力机制的多尺度卷积神经网络与双向门控循环单元相结合的深度学习故障诊断方法。该方法使用不同尺寸的卷积核捕捉振动信号的多尺度特征,采... 针对传统滚动轴承故障诊断方法自适应特征提取能力弱和诊断准确率低的问题,提出一种融合混合注意力机制的多尺度卷积神经网络与双向门控循环单元相结合的深度学习故障诊断方法。该方法使用不同尺寸的卷积核捕捉振动信号的多尺度特征,采用混合注意力机制分配特征序列中各部分的权重,以增强特征表示能力,由双向门控循环单元提取特征的前后关系,实现信息的逐层传递。通过不同的轴承数据集对该方法进行实验验证。结果表明,该方法的准确率达到了99.86%,验证了本文提出的轴承故障诊断方法具有显著的可行性和优越性。 展开更多
关键词 滚动轴承 故障诊断 多尺度卷积神经网络 混合注意力机制 双向门控循环单元
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基于BiGRU-CCT的混合图像化轴承故障诊断方法
4
作者 任义 韩佳昕 +1 位作者 栾方军 袁帅 《航空发动机》 北大核心 2026年第1期38-47,共10页
为了解决轴承故障诊断任务中故障信息利用不充分的问题,提出了一种基于双向门控循环单元(BiGRU)和紧凑型卷积Transformer(CCT)的混合图像化轴承故障诊断方法。利用BiGRU的双向结构学习轴承振动数据隐含的时间关联性,通过格拉姆角场(GAF... 为了解决轴承故障诊断任务中故障信息利用不充分的问题,提出了一种基于双向门控循环单元(BiGRU)和紧凑型卷积Transformer(CCT)的混合图像化轴承故障诊断方法。利用BiGRU的双向结构学习轴承振动数据隐含的时间关联性,通过格拉姆角场(GAF)、马尔科夫转移场(MTF)和递归图(RP)合成3通道图像获取信号的多维度特征;采用CCT模型的卷积块提取局部特征并减少模型参数;将BiGRU与卷积块融合后的特征输入到Transformer及序列池化模块进行故障诊断,可更全面监测轴承的工作状态。为了更好地解释提出的轴承故障诊断方法,通过混淆矩阵和t-分布领域嵌入算法对结果进行了可视化展示。结果表明:与采用混合图像化方法的2DCNN和ViT等模型相比,结合BiGRU和CCT的故障诊断方法能够融合不同空间特征,有利于提取故障信号中的时序信息,F1值和效率都得到了提高。 展开更多
关键词 轴承 故障诊断 双向门控循环单元 紧凑型卷积Transformer 混合图像化方法
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基于聚合模态分解和TCN-BiGRU的光伏功率预测模型
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作者 李梦阳 陈柳 +1 位作者 史蒙 赵玉娇 《太阳能学报》 北大核心 2026年第2期91-99,共9页
针对光伏发电功率随机性强、波动性高导致预测精度低的问题,提出一种基于聚合模态分解(AMD)、时间卷积网络(TCN)和双向门控循环单元(BiGRU)的光伏功率组合预测模型。该模型使用完全自适应噪声集合经验模态分解(CEEMDAN)对原始光伏序列... 针对光伏发电功率随机性强、波动性高导致预测精度低的问题,提出一种基于聚合模态分解(AMD)、时间卷积网络(TCN)和双向门控循环单元(BiGRU)的光伏功率组合预测模型。该模型使用完全自适应噪声集合经验模态分解(CEEMDAN)对原始光伏序列进行处理,得到多个频率不同的子序列,通过样本熵(SE)对子序列进行区分,保留含信号的低频、中频分量。将CEEMDAN分解得到的高频分量用逐次变分模态分解(SVMD)进行二次分解,降低序列不平稳度。最后,构建不同分量的TCN-BiGRU网络模型,得到各分量的预测值进行加和后输出最终预测结果。通过算例分析进行实验表明,对比其他模型,所提出的组合预测模型在光伏发电功率预测中具有较高的预测精度和稳定性。 展开更多
关键词 光伏功率 预测模型 信号处理 聚合模态分解 时间卷积网络 双向门控循环单元
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基于多层次特征融合的不平衡网络流量异常检测方法
6
作者 申明娜 王佩雪 +1 位作者 孟永伟 户佳乐 《电子测量技术》 北大核心 2026年第3期44-52,共9页
针对现有网络流量异常检测方法因数据不平衡和特征提取能力不足导致准确率低的问题,提出一种基于多层次特征融合的不平衡网络流量异常检测方法。通过CGAN-SMOTE算法平衡数据分布;在特征提取阶段,利用门控循环单元捕捉时间序列数据中的... 针对现有网络流量异常检测方法因数据不平衡和特征提取能力不足导致准确率低的问题,提出一种基于多层次特征融合的不平衡网络流量异常检测方法。通过CGAN-SMOTE算法平衡数据分布;在特征提取阶段,利用门控循环单元捕捉时间序列数据中的长期依赖关系,并结合注意力机制自适应分配权重,提取关键时间局部特征;同时,采用双向长短时记忆神经网络和平均池化,提取数据时间全局特征;最后,将提取的时间局部与全局特征融合,利用改进的卷积神经网络提取空间维度特征,从而增强模型对异常数据的识别能力。在公开数据集上的实验结果表明,本文提出的异常检测模型相比现有多种方法具有更优的检测性能。 展开更多
关键词 异常检测 特征提取 双向长短期记忆网络 自注意力 门控循环单元 卷积神经网络
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一种多层卷积双向门控复合模型的4D航迹预测方法
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作者 严皓 马昕 李子璇 《计算机应用与软件》 北大核心 2026年第2期331-339,共9页
因4D航迹数据存在体量较大和时空特征丰富等特点,导致大部分预测模型存在预测维度缺失、时空特征提取不充分、预测长度较短等问题。为解决上述问题,以卷积神经网络(CNN)和双向门控循环单元(BIGRU)为基础,引入多层神经网络策略以及航迹... 因4D航迹数据存在体量较大和时空特征丰富等特点,导致大部分预测模型存在预测维度缺失、时空特征提取不充分、预测长度较短等问题。为解决上述问题,以卷积神经网络(CNN)和双向门控循环单元(BIGRU)为基础,引入多层神经网络策略以及航迹数据适应性的预处理算法,建立一种多层卷积双向门控复合模型(Multi-layer Convolutional Bidirectional Gated Composite,MCBAC),实现航迹数据时空特征的同时处理,提高4D航迹预测精度。实验结果表明:MCBAC模型在处理民用航空4D航迹预测问题时,其预测结果在预测精度、偏差范围、可预测时长等方面均存在明显优势,此外,其误差值在任何维度上都小于对比预测模型,预测结果拟合度以及模型性能较优。 展开更多
关键词 多层卷积双向门控 长航程4D航迹预测 航迹长时特征 航迹序列特征
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基于动态特征演化与门控注意力机制的IGBT剩余寿命预测
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作者 史尚贤 李小波 +1 位作者 刘心怡 吴浩 《半导体技术》 北大核心 2026年第3期289-297,共9页
针对绝缘栅双极型晶体管(IGBT)退化过程中难以精准获取特征重要性(FI)的动态演化,以及静态FI与动态时间步的重要性维度失配导致剩余使用寿命(RUL)预测精度不足的问题,提出一种门控引导注意力机制的卷积神经网络-双向长短期记忆(CNN-BiLS... 针对绝缘栅双极型晶体管(IGBT)退化过程中难以精准获取特征重要性(FI)的动态演化,以及静态FI与动态时间步的重要性维度失配导致剩余使用寿命(RUL)预测精度不足的问题,提出一种门控引导注意力机制的卷积神经网络-双向长短期记忆(CNN-BiLSTM)模型用于RUL预测。构建了多维度随机森林FI评估框架,动态评估退化阶段的FI;设计了多模态输入解耦架构,构建了加权物理特征分支;提出了同步映射机制,以状态偏离度为桥梁,将静态FI投影至时间轴进行维度匹配;进而构建了FI引导的门控注意力机制,实现数据驱动与先验知识引导注意力的自适应融合。最后,基于NASA研究中心提供的数据集开展算法验证实验,结果表明,该方法的预测精度显著提高,相较于多特征模型、CNN-BiLSTM和BiLSTM分别提高了27.67%、18.68%和9.11%。 展开更多
关键词 绝缘栅双极型晶体管(IGBT) 特征重要性(FI)动态演化 门控引导注意力机制 卷积神经网络-双向长短期记忆(CNN-BiLSTM)网络 剩余使用寿命(RUL)预测
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基于自注意力机制和COA优化的CNN-BiGRU日前电价预测
9
作者 李志飞 张玮 王辉 《齐鲁工业大学学报》 2026年第1期1-8,共8页
日前电价预测结果作为电力市场中的关键信号,对电力系统的正常运行起到重要的作用,对此提出一种基于自注意力机制与长鼻浣熊优化算法(Coati Optimization Algorithm,COA)的卷积神经网络和双向门控循环单元网络的日前电价预测模型。模型... 日前电价预测结果作为电力市场中的关键信号,对电力系统的正常运行起到重要的作用,对此提出一种基于自注意力机制与长鼻浣熊优化算法(Coati Optimization Algorithm,COA)的卷积神经网络和双向门控循环单元网络的日前电价预测模型。模型充分考虑了影响电价的电力市场边界条件和外部环境等诸多因素,首先使用皮尔逊相关性系数法对山东省电力市场的披露数据进行相关性分析,得出了影响电价的关键因素。然后将数据输入到基于自注意力机制和长鼻浣熊优化算法的CNN-BiGRU模型中进行训练。通过实验结果表明,该模型的平均绝对误差(Mean Absolute Error,δ_(MAE))、平均绝对百分比误差(Mean Absolute Percentage Error,δ_(MAPE))、确定系数(R-Square,R^(2))3个评价指标分别为10.481、3.23%、0.954,3项指标明显优于其他模型,具有更高的预测精度和稳定性,充分验证了该模型在日前出清电价预测中的可行性。 展开更多
关键词 电价预测 自注意力机制 卷积神经网络 双向门控循环单元网络 长鼻浣熊优化算法
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融合改进蛇鹭优化算法与深度学习耦合模型的径流预测方法
10
作者 杨小鹏 周千涵 +4 位作者 侯添甜 王心怡 胡可意 纪徐洋 朱非林 《水力发电》 2026年第4期9-18,68,共11页
为解决径流预测中高维非线性特征捕捉困难与模型参数优化复杂的问题,提出了融合Circle混沌映射与高斯变异策略的改进蛇鹭优化算法(ISBOA),并以此对构建的CNN-BiGRU-Attention深度学习耦合模型进行超参数智能寻优。利用黄河上游唐乃亥水... 为解决径流预测中高维非线性特征捕捉困难与模型参数优化复杂的问题,提出了融合Circle混沌映射与高斯变异策略的改进蛇鹭优化算法(ISBOA),并以此对构建的CNN-BiGRU-Attention深度学习耦合模型进行超参数智能寻优。利用黄河上游唐乃亥水文站径流数据,在月、半月、旬尺度及1~3步长预见期下进行模拟验证,并与CNN、GRU、CNN-BiGRU等多种基准模型进行对比。结果表明:经ISBOA优化后的CNN-BiGRU-Attention模型预测精度最高、稳定性最好,显著优于优化前的模型及其他对比模型,充分验证了所提ISBOA算法在多时间尺度径流预测模型优化中的有效性与优越性。 展开更多
关键词 径流预测 卷积神经网络 双向门控循环单元 注意力机制 改进的蛇鹭优化算法
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基于注意力特征融合与知识增强的中文新闻标题分类研究
11
作者 张之欣 李莉 王小龙 《计算机与数字工程》 2026年第1期167-172,267,共7页
针对新闻标题分类研究中存在的特征提取和特征融合问题,论文通过对注意力机制、知识增强以及特征融合进行深入研究,提出了一种基于深度融合技术的新闻标题分类模型。该模型首先利用知识增强语义表示模型(ERNIE)将新闻标题转化为文本向量... 针对新闻标题分类研究中存在的特征提取和特征融合问题,论文通过对注意力机制、知识增强以及特征融合进行深入研究,提出了一种基于深度融合技术的新闻标题分类模型。该模型首先利用知识增强语义表示模型(ERNIE)将新闻标题转化为文本向量,再通过改进的BiGRU和DPCNN同时提取全局和局部特征。最终,融合注意力机制和Softmax分类方法得到最终结果。经实验证明:该模型在分类精确率、召回率和F1值等指标上表现优异,具有较广阔的应用前景。值得一提的是,改进后的BiGRU模型可更好地结合上下文语境,从而提高获取文本信息的准确率。 展开更多
关键词 注意力机制 特征融合 知识增强语义表示模型 文本分类 深度金字塔卷积神经网络 深度学习 双向门控循环单元
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基于CEEMDAN-DBO-VMD-TCN-BiGRU的短期风电功率预测
12
作者 陈旭东 卞礼杰 +3 位作者 马刚 陈浩 詹孝升 彭乐瑶 《综合智慧能源》 2026年第1期13-22,共10页
提升风电功率预测的准确性对于保障电网安全与稳定运行至关重要。然而,风电具有高度的随机性和波动性,传统预测方法在特征提取和建模能力方面存在不足。为此,提出一种融合完全自适应噪声集合经验模态分解(CEEMDAN)、蜣螂优化(DBO)算法... 提升风电功率预测的准确性对于保障电网安全与稳定运行至关重要。然而,风电具有高度的随机性和波动性,传统预测方法在特征提取和建模能力方面存在不足。为此,提出一种融合完全自适应噪声集合经验模态分解(CEEMDAN)、蜣螂优化(DBO)算法、变分模态分解(VMD)、时间卷积网络(TCN)与双向门控循环单元(BiGRU)的短期风电功率预测模型CEEMDAN-DBO-VMD-TCN-BiGRU。利用CEEMDAN对原始风电功率数据进行分解,提取内在模态函数(IMF)以捕捉时间序列的关键特征;通过样本熵与K-means聚类将IMF划分为高频、中频和低频分量,选取高频分量采用DBO优化的VMD进行二次分解,以提高特征提取效果并降低计算复杂度;所有分量经归一化处理后输入TCN-BiGRU组合模型进行预测,各分量预测结果经叠加与反归一化处理获得最终预测值。试验结果显示,相较于对比模型,该模型的预测精度最优,验证了所提模型的有效性、稳定性和应用潜力。 展开更多
关键词 风电功率预测 完全自适应噪声集合经验模态分解 蜣螂优化算法 变分模态分解 样本熵 K-MEANS聚类 时间卷积网络 双向门控循环单元
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基于DGJO-TCN-BiGRU的微电网集群优化调度
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作者 王延峰 赵家学 +1 位作者 曹育晗 孙军伟 《电力系统保护与控制》 北大核心 2026年第6期104-113,共10页
针对微电网集群在复杂约束下发电成本偏高和经济效益不足的问题,提出一种基于双种群金豺优化(dual population golden jackal optimization,DGJO)算法的微电网集群优化调度模型。首先,以综合成本最小化为目标,构建涵盖运行、储能、电力... 针对微电网集群在复杂约束下发电成本偏高和经济效益不足的问题,提出一种基于双种群金豺优化(dual population golden jackal optimization,DGJO)算法的微电网集群优化调度模型。首先,以综合成本最小化为目标,构建涵盖运行、储能、电力交易及环境等多项成本的微电网集群优化调度模型。其次,提出DGJO算法,利用莱维飞行实现自适应收敛,以双种群策略平衡探索与开发,引入哈里斯鹰围攻和缓存猎取算子提升寻优精度。然后,采用DGJO对时间卷积网络(temporal convolutional network,TCN)和双向门控循环单元(bidirectional gated recurrent unit,BiGRU)的超参数进行优化,提升收敛速度和模型的泛化能力。最后算例结果表明,所提模型在复杂约束与扰动情景下有较好的鲁棒性,并有效降低了系统的综合成本。 展开更多
关键词 微电网集群 时间卷积网络 双向门控递归单元 优化调度 金豺优化算法
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基于CSBD-XGBoost的入侵检测模型研究
14
作者 李川 韩斌 王树鸿 《成都信息工程大学学报》 2026年第1期47-54,共8页
针对网络入侵检测领域中存在数据不平衡、特征冗余、特征信息提取不全以及检测模型单一导致的多类检测率低、误报率高等问题,提出一种基于CSBD-XGBoost的多融合入侵检测模型。使用RUS和BorderlineSMOTE采样算法对多数类和少数类样本进... 针对网络入侵检测领域中存在数据不平衡、特征冗余、特征信息提取不全以及检测模型单一导致的多类检测率低、误报率高等问题,提出一种基于CSBD-XGBoost的多融合入侵检测模型。使用RUS和BorderlineSMOTE采样算法对多数类和少数类样本进行采样,以平衡数据集。采用主成分分析方法进行数据降维,消除特征冗余。然后分别通过双层卷积神经网络、自注意力机制与双向门控单元模块,提取空间特征和时间特征,并将提取的特征传入深度神经网络,进行初次分类。最后通过极端梯度提升进行分类提升,以提高模型的分类性能。在CIC-IDS2018、CICIDS2017和NSL-KDD数据集上进行实验,准确率可达99.75%、99.55%、98.66%,模型具有较好的泛化性,检测效果优于传统机器学习和深度学习方法。 展开更多
关键词 BorderlineSMOTE 数据降维 卷积神经网络 双向门控单元 极端梯度提升
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融合注意力机制的Res-BiGRU物联网入侵检测方法
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作者 王耀 《智能物联技术》 2026年第3期11-15,共5页
针对物联网(Internet of Things,IoT)入侵检测中样本分布不均衡、时序依赖建模不足及特征表达能力有限等问题,提出一种融合自适应合成少数类过采样技术-单边欠采样(Synthetic Minority Over-sampling Technique-One-Sided Selection,SMO... 针对物联网(Internet of Things,IoT)入侵检测中样本分布不均衡、时序依赖建模不足及特征表达能力有限等问题,提出一种融合自适应合成少数类过采样技术-单边欠采样(Synthetic Minority Over-sampling Technique-One-Sided Selection,SMOTE-OSS)混合采样与残差双向门控循环单元(Residual-Bidirectional Gated Recurrent Unit,Res-BiGRU)并结合卷积块注意力模块(Convolutional Block Attention Module,CBAM)的入侵检测方法。该方法通过动态调节过采样与欠采样比例改善类别失衡,引入Res-BiGRU强化流量时序特征建模,并利用通道-空间双重注意力机制突出关键特征与重要时间步。实验结果表明,在UNSW-NB15等数据集上,所提方法在整体检测性能及少数类攻击识别方面均优于对比模型,验证了其在复杂IoT场景中应用的有效性。 展开更多
关键词 物联网(IoT) 自适应采样 残差双向门控循环单元(Res-BiGRU) 卷积块注意力模块(CBAM)
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基于CNN-GRU-BiLSTM-AM的超短期光伏功率预测
16
作者 袁媛媛 陈继强 +1 位作者 王旭 马丽涛 《河北工程大学学报(自然科学版)》 2026年第1期72-80,共9页
为提升超短期光伏功率预测精度,提出了一种基于卷积神经网络-门控循环单元-双向长短期记忆神经网络-注意力机制(CNN-GRU-BiLSTM-AM)的组合预测模型。首先,为提升数据质量,对数据的异常值进行处理,采用Spearman相关系数、灰色关联分析提... 为提升超短期光伏功率预测精度,提出了一种基于卷积神经网络-门控循环单元-双向长短期记忆神经网络-注意力机制(CNN-GRU-BiLSTM-AM)的组合预测模型。首先,为提升数据质量,对数据的异常值进行处理,采用Spearman相关系数、灰色关联分析提取影响光伏功率的关键特征;其次,为获取光伏功率数据的时空特征,分别利用CNN和GRU提取空间和时间维度上的局部特征,利用BiLSTM捕捉时间序列中的长期依赖关系;再次,为获取关键历史时间点的重要信息,引入AM,构建了CNN-GRU-BiLSTM-AM预测模型。最后,结合公开的光伏功率数据集进行对比实验。结果显示,构建的预测模型决定系数为99.1%,均方根误差为0.0325,平均绝对误差为0.0266,表明该方法有效提高了光伏功率的预测精度。 展开更多
关键词 超短期光伏功率预测 卷积神经网络 门控循环网络 双向长短期记忆网络 注意力机制
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基于评价因子重构与DECN-BiGRU的海岛微电网负荷预测
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作者 梁富光 马忠强 《综合智慧能源》 2026年第1期85-97,共13页
针对海岛微电网负荷的强非线性、非平稳性及多源耦合特性,提出一种基于评价因子重构的鲁棒经验模态分解(REMD)结合细节增强卷积网络(DECN)与双向门控循环单元(BiGRU)的负荷预测方法。通过REMD与评价因子重构,实现多尺度特征解耦;构建DEC... 针对海岛微电网负荷的强非线性、非平稳性及多源耦合特性,提出一种基于评价因子重构的鲁棒经验模态分解(REMD)结合细节增强卷积网络(DECN)与双向门控循环单元(BiGRU)的负荷预测方法。通过REMD与评价因子重构,实现多尺度特征解耦;构建DECN-BiGRU混合架构,融合局部差异与全局依赖特征;引入多任务学习优化分量耦合关系。试验表明,模型较传统方法的平均绝对百分比误差降低68.78%,较深度学习模型的平均绝对误差降低68.97%,验证了多模态特征融合与双向建模的有效性。研究结果为海岛微电网的电力调度与储能配置提供了参考。 展开更多
关键词 海岛微电网 负荷预测 鲁棒经验模态分解 细节增强卷积网络 双向门控循环单元 评价因子重构 多任务学习 储能
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基于图卷积网络和双向门控循环单元的电力系统主导失稳模式辨识 被引量:3
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作者 王长江 张千龙 +2 位作者 姜涛 陈厚合 陶宇轩 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第16期6326-6339,I0016,共15页
为快速准确辨识电力系统主导失稳模式,该文提出一种基于图卷积神经网络(graph convolutional network,GCN)和双向门控循环单元(bi-directional gated recurrent unit,Bi-GRU)的电力系统主导失稳模式辨识方法。首先,根据系统故障前后暂... 为快速准确辨识电力系统主导失稳模式,该文提出一种基于图卷积神经网络(graph convolutional network,GCN)和双向门控循环单元(bi-directional gated recurrent unit,Bi-GRU)的电力系统主导失稳模式辨识方法。首先,根据系统故障前后暂态电气量时序演变规律及空间分布特性,构建表征电力系统运行状态的特征矩阵;然后,建立GCN与Bi-GRU相结合的深度学习模型,利用GCN整合拓扑空间信息提高模型泛化性,同时利用Bi-GRU自适应感知输入特征的全局时间序列信息,以深度挖掘特征矩阵的空间特性和时序特性,进而明晰暂态过程中各暂态电气量间的深层联系及交互影响,实现电力系统主导失稳模式的精确辨识;最后,通过修改后IEEE-39节点系统和某地区实际电网的实验结果表明,所提方法具备一定可解释性,相比其他深度学习方法在有效性、准确性和适应性方面存在一定的优势。 展开更多
关键词 主导失稳模式 电压稳定 功角稳定 图卷积神经网络 双向门控循环单元
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基于BWO优化VMD和TCN-BiGRU的短期风电功率预测 被引量:2
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作者 逯静 张燕茹 王瑞 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第3期31-41,共11页
针对风力发电过程中出现的不平稳、波动性大等特点,为了更好地提高风力发电的预测精度,提出一种基于白鲸优化算法(BWO)的变分模态分解(VMD)和时序卷积网络(TCN)-双向门控循环单元(BiGRU)联合构建的短期风力发电功率预测模型。首先,由于... 针对风力发电过程中出现的不平稳、波动性大等特点,为了更好地提高风力发电的预测精度,提出一种基于白鲸优化算法(BWO)的变分模态分解(VMD)和时序卷积网络(TCN)-双向门控循环单元(BiGRU)联合构建的短期风力发电功率预测模型。首先,由于风电功率受多方面气象因素的共同影响,采用随机森林(RF)方法来确定气象因素特征的重要性,对特征进行排序并提取出最优的特征。其次,利用VMD将原始功率数据由不平稳序列分解成较平稳的子序列,为解决VMD的两个参数即模态数和惩罚因子难以人工确定的问题,使用BWO对VMD的参数进行寻优,利用优化后的VMD对非平稳电力信号进行有效分解。然后,将分解后的各平稳子序列加上提取出的最优特征进行TCN-BiGRU组合模型预测。最后,将各子序列的预测值进行叠加得到最终的结果。以中国的某风电场的实际数据为例,通过多种单一模型与组合模型对所提出的预测模型进行了仿真对比。仿真结果表明,所提出的基于BWO优化VMD和TCN-BiGRU联合预测方法具有较高的预测精度,其均方根误差、平均绝对误差及平均百分比误差的指标精度均比其他模型有所提高。本文方法在风电功率预测中具有显著优势。 展开更多
关键词 短期风功率预测 变分模态分解 随机森林 时序卷积网络 双向门控循环单元 白鲸优化算法
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基于CPO的IFMD-BiTCN-BiGRU-AT断路器寿命预测方法研究
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作者 李斌 王幸之 王志鹏 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第10期255-268,共14页
为提高断路器寿命预测效率并制定合理的维修方案,基于断路器非周期振动信号可以充分表征剩余寿命的特性,提出一种基于冠豪猪优化算法(CPO)的改进特征模态分解-双向时间卷积网络-双向门控循环单元-注意力机制(IFMD-BiTCN-BiGRU-AT)预测... 为提高断路器寿命预测效率并制定合理的维修方案,基于断路器非周期振动信号可以充分表征剩余寿命的特性,提出一种基于冠豪猪优化算法(CPO)的改进特征模态分解-双向时间卷积网络-双向门控循环单元-注意力机制(IFMD-BiTCN-BiGRU-AT)预测模型。首先通过融合适应度函数和新周期估计方法改进特征模态分解法,弥补其处理非周期信号能力差的缺陷,并利用CPO实现IFMD自适应分解。其次,引入双向并行结构及注意力机制,构建BiTCN-BiGRU-AT预测模型来充分提取时间-空间重要特征,同时利用CPO搜索最优超参组合。最后,搭建断路器信号采集处理实验平台进行实验验证,用该方法进行预测并设计消融实验及多模型对比实验。最终,该方法得到的拟合度、平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)指标分别为99.28%、80.33、98.17。相较于其他3种信号处理方法,经IFMD处理后,预测拟合度平均提高19.7%,且有最高的预测效率;相较于其他模型,该模型的预测拟合度平均提高18.3%,MAE、RMSE平均降低60.9%、61.6%。实验结果表明了该方法的有效性与性能优势。 展开更多
关键词 改进特征模态分解 冠豪猪优化算法 双向时间卷积网络 双向门控循环单元 剩余寿命预测
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