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基于TCN-BiLSTM-Attention模型的超短期光伏发电量预测方法
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作者 刘凯伦 孙广玲 陆小锋 《工业控制计算机》 2026年第1期122-124,共3页
随着光伏发电在全球能源体系中占比不断提升,超短期光伏发电量预测对电力系统调度与安全运行至关重要。然而,光伏发电量受多因素影响,具有显著随机性与波动性。为此,提出了一种基于TCN-BiLSTM-Attention模型的超短期光伏发电量预测方法... 随着光伏发电在全球能源体系中占比不断提升,超短期光伏发电量预测对电力系统调度与安全运行至关重要。然而,光伏发电量受多因素影响,具有显著随机性与波动性。为此,提出了一种基于TCN-BiLSTM-Attention模型的超短期光伏发电量预测方法。首先通过皮尔逊相关分析筛选关键特征,并利用孤立森林算法检测异常值,结合线性插值法和标准化完成数据预处理。随后,通过时间卷积网络(Temporal Convolutional Network,TCN)提取时序特征,再利用双向长短期记忆网络(Bidirectional Long Short-Term Memory,BiLSTM)网络捕获前后向时间依赖关系,并在输出端引入注意力机制聚焦关键时间步特征。最后,在Desert Knowledge Australia Solar Centre(DKASC)数据集上的对比实验表明,与传统LSTM、BiLSTM模型相比,提出的TCN-BiLSTM-Attention模型在预测精度、稳定性等方面均表现出一定优势。 展开更多
关键词 TCN BiLSTM ATTENTION 发电量超短期预测
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基于VMD-TCN-BiLSTM-Attention的短期电力负荷预测 被引量:2
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作者 刘义艳 李国良 代杰 《智慧电力》 北大核心 2025年第10期87-94,共8页
针对短期电力负荷数据具有非线性和波动性等特点而导致的预测精度不足问题,提出一种基于变分模态分解(VMD)、时间卷积网络(TCN)、双向长短期记忆网络(BiLSTM)与注意力机制(Attention)相结合的新型预测模型。首先,采用VMD方法将电力负荷... 针对短期电力负荷数据具有非线性和波动性等特点而导致的预测精度不足问题,提出一种基于变分模态分解(VMD)、时间卷积网络(TCN)、双向长短期记忆网络(BiLSTM)与注意力机制(Attention)相结合的新型预测模型。首先,采用VMD方法将电力负荷数据分解成多个不同频率的模态分量,利用TCN模型提取模态分量中的时序特征;其次,通过BiLSTM网络进一步挖掘序列依赖关系;最后,引入注意力机制对BiLSTM输出的特征进行加权处理。实验结果表明,所提模型与其他传统模型相比预测精度显著提升,在短期电力负荷预测中具有较高的应用价值。 展开更多
关键词 短期电力负荷 变分模态分解 时间卷积网络 双向长短期记忆网络 注意力机制
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融合多元时间序列与TCN-BiLSTM的分布式光伏功率超短期预测研究
3
作者 高任龙 李峰 +1 位作者 马天东 吴骥 《山东电力技术》 2025年第12期38-49,共12页
气候条件对分布式光伏发电功率的影响显著,导致功率输出呈现波动性、间歇性和周期性等特性。同时,不同的气象因素对光伏发电输出的影响程度存在差异。提出了一种融合多元时间序列和时序卷积神经网络-双向长短期记忆神经网络(temporal co... 气候条件对分布式光伏发电功率的影响显著,导致功率输出呈现波动性、间歇性和周期性等特性。同时,不同的气象因素对光伏发电输出的影响程度存在差异。提出了一种融合多元时间序列和时序卷积神经网络-双向长短期记忆神经网络(temporal convolutional neural network-Bi-directional long short-term memory,TCN-BiLSTM)的分布式光伏功率超短期预测方法。基于分布式光伏功率与多元气象要素的相关性分析,构建光伏功率输出强相关的多元时间序列数据集,利用提出的TCN-BiLSTM模型获取多元时间序列输入数据与输出功率的映射关系,实现分布式光伏功率超短期预测。利用实际运行数据对提出的TCN-BiLSTM模型进行单步和多步时间序列功率预测,并将其预测结果与多种预测模型结果进行对比,结果验证了提出模型的准确性和有效性。 展开更多
关键词 分布式光伏功率预测 多元时间序列 tcn-bilstm 多步预测
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基于PSO调优的TCN-BiLSTM-Attention水质预测模型
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作者 李元汉 李艳 +2 位作者 崔鑫 李晓亮 刘明 《环境保护与循环经济》 2025年第12期71-75,共5页
针对污水处理厂出水水质预测中存在的长时序依赖、变量强耦合与噪声并存,以及混合深度模型缺乏系统性对比的问题,提出由PSO自动调优的TCN,BiLSTM与注意力机制混合架构。方法以实际运行数据为基础,经缺失与异常处理和标准化,并融合小波... 针对污水处理厂出水水质预测中存在的长时序依赖、变量强耦合与噪声并存,以及混合深度模型缺乏系统性对比的问题,提出由PSO自动调优的TCN,BiLSTM与注意力机制混合架构。方法以实际运行数据为基础,经缺失与异常处理和标准化,并融合小波与统计特征形成多尺度表示;TCN提取局部至长程模式,BiLSTM编码窗口内双向依赖,注意力自适应关注关键时刻与变量,PSO全局寻优超参数并端到端训练。通过消融实验与多种SOTA方法公平对比,整体R2达到0.932 8,较次优模型提升10.38%;在出水氨氮等难预测指标上取得显著优势,TCN与层标准化贡献突出。结果表明,该框架在复杂非线性时序建模、鲁棒性与可部署性方面实现实质性进步,可为污水处理过程的智能预测与运行优化提供有效工具。 展开更多
关键词 水质预测 超参数优化 TCN BiLSTM 注意力机制
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基于多头注意力机制和TCN-BiLSTM的IGBT剩余寿命预测方法 被引量:3
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作者 田源 高树国 +2 位作者 邢超 朱瑞敏 姜士哲 《电气工程学报》 北大核心 2025年第3期69-77,共9页
针对电力电子设备精准运维和半导体功率器件的态势感知需求,提出一种基于多头注意力机制(Multi-head attention mechanism,MA)和时域卷积网络(Temporal convolutional network,TCN)-双向长短时记忆(Bidirectional long short-term memor... 针对电力电子设备精准运维和半导体功率器件的态势感知需求,提出一种基于多头注意力机制(Multi-head attention mechanism,MA)和时域卷积网络(Temporal convolutional network,TCN)-双向长短时记忆(Bidirectional long short-term memory,BiLSTM)网络融合的IGBT剩余寿命预测方法。首先,基于IGBT封装模块老化机理的深入分析,设计并搭建加速老化试验平台,通过控制功率循环过程中的结温波动,施加电流加速IGBT模块的老化进程,采用高精度数据采集系统获取特征参量集-射极饱和压降Vce(sat)老化数据。其次,以TCN模型为基础,引入MA和BiLSTM神经网络构建预测模型,对IGBT劣化特征序列进行预测验证。结果表明,在相同条件下,所提模型相对于传统时序预测模型,在不显著增加模型复杂度和计算负担的情况下,具有更高的精度,充分验证了该模型在工程实践中应用于IGBT剩余寿命在线预测的可行性与高效性。 展开更多
关键词 IGBT 时域卷积网络 双向长短时记忆网络 多头注意力机制 老化预测
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基于序列成分重组与时序自注意力机制改进TCN-BiLSTM的短期电力负荷预测
6
作者 易雅雯 娄素华 《电力系统及其自动化学报》 北大核心 2025年第4期78-87,共10页
针对区域级电力负荷预测精度较低的问题,提出一种基于序列成分重组与时序自注意力机制改进时间卷积网络-双向长短期记忆网络(TCN-BiLSTM)的短期负荷预测方法。首先,通过中心频率法确定最佳初始分解数目,进而采用变分模态分解算法将原始... 针对区域级电力负荷预测精度较低的问题,提出一种基于序列成分重组与时序自注意力机制改进时间卷积网络-双向长短期记忆网络(TCN-BiLSTM)的短期负荷预测方法。首先,通过中心频率法确定最佳初始分解数目,进而采用变分模态分解算法将原始负荷序列分解为多个不同频率的成分序列;其次,基于各成分序列的样本熵对多个成分序列进行K均值聚类,以获得最佳聚类数量的重组负荷序列分量;接着,将各重组分量输入所提出的负荷预测模型,获得各重组分量预测结果;最终,线性叠加各重组成分序列预测结果以获得最终负荷预测结果。算例分析表明,该方法与其他相关对比模型相比,预测均方根误差降低46.37%、模型拟合效果平均提升3.24%,表明该方法负荷预测精度高、模型拟合效果好,适用于区域级电力负荷预测。 展开更多
关键词 负荷预测 变分模态分解 样本熵 K均值聚类 时序自注意力机制 时间卷积网络 双向长短期记忆网络
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基于TCN-BiLSTM与LSTM模型对比预测北洛河径流 被引量:13
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作者 张梦凡 丁兵兵 +1 位作者 贾国栋 余新晓 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期141-148,共8页
【目的】本研究旨在探究TCN-BiLSTM耦合模型与传统LSTM模型在径流模拟预测中的性能,为洪水风险管理和区域水资源规划提供准确有效的径流预测模型。【方法】以北洛河流域为研究区,基于双向长短期记忆网络(BiLSTM)和时域卷积网络(TCN)建... 【目的】本研究旨在探究TCN-BiLSTM耦合模型与传统LSTM模型在径流模拟预测中的性能,为洪水风险管理和区域水资源规划提供准确有效的径流预测模型。【方法】以北洛河流域为研究区,基于双向长短期记忆网络(BiLSTM)和时域卷积网络(TCN)建立一种新的径流预测耦合模型TCN-BiLSTM。利用相关性分析,筛选预测径流的输入因子,确定4种不同的输入方案应用于TCN-BiLSTM耦合模型和传统LSTM模型,每个模型分别预测1、2、3 d的径流量。采用平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)和拟合优度(R^(2))来评估模型的预测性能。【结果】(1)TCN-BiLSTM耦合模型整体预测性能优于LSTM模型,TCN-BiLSTM模型R^(2)达到0.91,高于LSTM的0.89。相比于LSTM,TCN-BiLSTM对于峰值和突变点的捕捉能力更强,对于波动大的复杂数据预测效果更优;(2)在针对未来1~3 d径流量预测中,随着预见期的延长,4种方案下TCN-BiLSTM和LSTM模型的预测效果均有所下降,相较于预测1 d,预测3 d的TCNBiLSTM和LSTM模型的R^(2)分别平均下降了0.17和0.14,RMSE分别平均增大了4.59和4.40,MAE分别平均增大了1.26和1.31;(3)在4种输入方案里,日累积降水量和日径流量作为输入变量时,模型的预测效果最好。降水数据的加入使得TCN-BiLSTM和LSTM模型相较于单一日径流数据作为输入变量时,1、2、3 d径流量预测的R^(2)分别提高15%、14%、6%和18%、14%和1%。【结论】TCN-BiLSTM耦合模型和LSTM模型R^(2)均能达到0.85以上,TCN-BiLSTM模型R^(2)较LSTM提高了2%。对比来看,TCN-BiLSTM模型在拟合洪水过程中表现更为优异,对于汛期的预测性能优于非汛期。输入变量对模型的影响较大,有效且高质量的气象数据能够提高模型的预测性能。 展开更多
关键词 水文模拟 tcn-bilstm 日径流预测 北洛河流域
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基于模态分解和TCN-BiLSTM的风电功率预测 被引量:4
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作者 冯俊磊 吕卫东 +1 位作者 段雪艳 张幽迪 《电子测量技术》 北大核心 2024年第14期49-56,共8页
风电功率的准确预测对于能源系统的稳定运行和电力调度方面具有重要作用。由于风电功率序列具有随机性,间歇性和非线性的特点,使用传统预测以及单一预测模型往往会存在预测精度较低的问题,且容易受到噪声干扰。为了提升风电功率预测的... 风电功率的准确预测对于能源系统的稳定运行和电力调度方面具有重要作用。由于风电功率序列具有随机性,间歇性和非线性的特点,使用传统预测以及单一预测模型往往会存在预测精度较低的问题,且容易受到噪声干扰。为了提升风电功率预测的准确性,本文提出了一种CEEMDAN分解技术与神经网络模型相结合的方法。首先将风电功率序列用CEEMDAN方法分解为若干数量的本征模态分量,通过样本熵值来计算每个模态分量的复杂度,根据样本熵值大小将不同的模态分量重组为重构的子序列。将中高频序列数据使用BiLSTM模型来进行预测,而中低频序列数据则采用TCN模型来预测。最后,将不同模型的预测值叠加得到最终的预测值。通过仿真实验,结果表明本文模型在评价指标RMSE、MAE、SMAPE取值均最低,R方值最高,这几个指标的取值均值分别为91.4132 MW、53.5173 MW、22.2638 MW、0.9807,均优于对比模型,说明本文模型具有较高的预测精度。 展开更多
关键词 风电功率预测 TCN 模态分解 BiLSTM 组合模型
原文传递
基于TCN-BiLSTM-AM的居民住宅短期电力负荷预测 被引量:5
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作者 郭渊 张雪成 +1 位作者 董振标 李俊杰 《现代电子技术》 北大核心 2024年第19期100-108,共9页
针对当前住宅短期电力负荷预测模型存在预测精度低和特征提取困难等问题,提出一种基于TCN-BiLSTMAM的住宅电力负荷预测模型。该模型主要由TCN模型和引入注意力机制层改进的BiLSTM模型组成。首先,通过在历史数据中使用负荷曲线技术计算... 针对当前住宅短期电力负荷预测模型存在预测精度低和特征提取困难等问题,提出一种基于TCN-BiLSTMAM的住宅电力负荷预测模型。该模型主要由TCN模型和引入注意力机制层改进的BiLSTM模型组成。首先,通过在历史数据中使用负荷曲线技术计算特征变量的输入权重,以提高数据输入的准确度和关联性;然后,采用权重匹配的方法将数据序列化输入到TCN模型进行采样训练,提取更多不同时间尺度的特征并加快训练速度,同时,构建改进的BiLSTM模型,引入AM层以提高BiLSTM网络结构的运算速度和处理长序列数据的能力,从而提高模型的泛化能力和运算速度;接着,通过对训练好的TCN模型和改进的BiLSTM模型进行加权输出初始预测值,并利用遗传算法对预测值与真实值的偏差进行偏置寻优,得到优化权重并输出最终预测结果。最后,在同一公开数据集上与RNN、LSTM、BiLSTM和TCN等模型进行对比验证,结果表明,相比较其中较好的模型,文中提出的TCN-BiLSTM-AM模型在MAE和RMSE上分别降低了40.43%和35.59%,同时R2指标为0.9957,具有更高的预测精度和更好的稳定性。 展开更多
关键词 短期负荷 电力预测 TCN BiLSTM 注意力机制 权重匹配
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基于TCN-BiLSTM的网络安全态势预测 被引量:23
10
作者 孙隽丰 李成海 曹波 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期3671-3679,共9页
针对现有网络安全态势预测模型预测精确度低和收敛速度慢的问题,提出一种基于时域卷积网络(temporal convolution network,TCN)和双向长短期记忆(bi-directional long short-term memory,BiLSTM)网络的预测方法。首先,将TCN处理时间序... 针对现有网络安全态势预测模型预测精确度低和收敛速度慢的问题,提出一种基于时域卷积网络(temporal convolution network,TCN)和双向长短期记忆(bi-directional long short-term memory,BiLSTM)网络的预测方法。首先,将TCN处理时间序列问题的优势应用到态势预测上学习态势值的序列特征;随后,引入注意力机制动态调整属性的权值;然后,利用BiLSTM模型学习态势值的前后状况,以提取序列中更多的信息进行预测;利用粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法进行超参数寻优,提升预测能力。实验结果表明,所提预测方法的拟合度可达0.9995,其拟合效果和收敛速度均优于其他模型。 展开更多
关键词 网络安全 态势预测 时域卷积网络 双向长短期记忆网络 粒子群优化 注意力机制
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中低速磁悬浮列车运行过程智能补偿建模方法
11
作者 周艳丽 吴越 +3 位作者 陆荣秀 崔俊锋 王琦 杨辉 《铁道学报》 北大核心 2025年第7期118-126,共9页
针对中低速磁悬浮列车具有较强非线性且运行环境未知干扰多等问题,提出一种基于机理与数据驱动的中低速磁悬浮列车建模方法。基于实际磁悬浮线路现场获取的数据利用变分模态分解(VMD)进行去噪处理,以获取平稳的时间序列;对列车进行机理... 针对中低速磁悬浮列车具有较强非线性且运行环境未知干扰多等问题,提出一种基于机理与数据驱动的中低速磁悬浮列车建模方法。基于实际磁悬浮线路现场获取的数据利用变分模态分解(VMD)进行去噪处理,以获取平稳的时间序列;对列车进行机理分析建立列车的动态模型,运用带遗忘因子的最小二乘法辨识线性模型参数,同时利用TCN-BiLSTM估计未建模动态部分;设计磁悬浮列车混合智能补偿模型,为评估其性能和泛化能力,将该模型应用于中低速磁悬浮列车的不同工况(牵引、巡航、制动)进行仿真。试验结果表明,该模型不仅能精准描述列车运行过程中的复杂非线性关系及动态变化,同时在各种工况条件下均展现出了精准的拟合能力,具有较好的理论意义和应用价值。 展开更多
关键词 中低速磁悬浮 混合智能补偿模型 未建模动态 tcn-bilstm
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基于TCN的双向LSTM光伏功率概率预测 被引量:2
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作者 盛万兴 李蕊 +2 位作者 赵阳 李鹏丽 张倩 《安徽大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期39-48,共10页
为更好地描述光伏出力不确定性,该文提出了一种基于时序卷积网络(temporal convolutional network,简称TCN)和双向长短期记忆(bidirectional long short term memory,简称BiLSTM)的光伏功率概率预测模型.首先,基于数值天气预报中的云量... 为更好地描述光伏出力不确定性,该文提出了一种基于时序卷积网络(temporal convolutional network,简称TCN)和双向长短期记忆(bidirectional long short term memory,简称BiLSTM)的光伏功率概率预测模型.首先,基于数值天气预报中的云量和降雨量将历史数据集划分为晴天、多云天和阴雨天3种场景,生成具有相似天气类型的测试集和训练样本集:然后,应用TCN进行集成特征维度提取,利用BiLSTM神经网络建模进行输出功率和天气数据时间序列的双向拟合.针对传统区间预测分位数损失函数不可微的缺陷,引入Huber范数近似替代原损失函数,并应用梯度下降进行优化,构建改进的可微分位数回归(quantile regression,简称QR)模型,生成置信区间.最后,采用核密度估计(kerneldensity estimation,简称KDE)给出概率密度预测结果。以我国华东某地区分布式光伏电站作为研究对象,与现有概率预测方法相比,该文所提出的短期预测算法的功率区间各评价指标都有所改进,验证了所提方法的可靠性。 展开更多
关键词 光伏 概率预测 TCN 分位数回归 BiLSTM
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基于多特征提取和多层级迁移学习的电动汽车充电站充电量预测
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作者 李振华 张成浩 +1 位作者 刘奕舟 魏伟 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第6期150-162,共13页
电动汽车充电站充电量预测对于充电站规划、建设、充电管理平台营销等有着实际意义。但新建、改造的充电站可能会面临部分时段数据缺失、历史数据不足和浅层神经网络模型难以捕捉等多变且复杂的输入特征的问题。因此,提出了一种基于多... 电动汽车充电站充电量预测对于充电站规划、建设、充电管理平台营销等有着实际意义。但新建、改造的充电站可能会面临部分时段数据缺失、历史数据不足和浅层神经网络模型难以捕捉等多变且复杂的输入特征的问题。因此,提出了一种基于多特征提取和多层级迁移学习的电动汽车充电站充电量预测方法。首先,使用K-Means算法对所有用户在不同时间段的充电次数进行聚类,得到4类充电行为特征,将其和其他影响特征融合作为模型的输入特征集。其次,设计并行连接的多尺度混合时间卷积网络(temporal convolutional network,TCN)层作为特征提取器,两层BiLSTM层将提取到的特征进行深层学习,Attention层加强个体特征选择。最后,将源充电站数据进行相关性等级划分,按照相关性由弱到强输入到模型中进行多层级迁移学习,保留损失函数最低的训练权重,得到最终的预测结果。算例分析表明,多层级迁移学习可以弥补新建、改造的充电站数据样本不足的缺陷。与直接迁移相比,多层级迁移平均绝对误差(mean absolute error,MAE)降低了10.75%,均方根误差(root mean square error,RMSE)降低了13.73%,拟合优度R2提升了0.4%。 展开更多
关键词 充电量预测 迁移学习 特征提取 时间卷积网络 双向长短期记忆网络 注意力机制
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基于深度学习的香菇菌棒生产成本预测模型研究
14
作者 卢翠红 张峰 吴秋兰 《山东农业科学》 北大核心 2025年第1期174-180,共7页
针对香菇菌棒生产成本管控难、成本预测精度低等问题,本研究在深入剖析香菇菌棒生产成本关键影响因素的基础上,提出了基于时间卷积神经网络(TCN)、双向长短期记忆网络(BiLSTM)和注意力(Attention)机制的香菇菌棒生产成本预测模型。首先... 针对香菇菌棒生产成本管控难、成本预测精度低等问题,本研究在深入剖析香菇菌棒生产成本关键影响因素的基础上,提出了基于时间卷积神经网络(TCN)、双向长短期记忆网络(BiLSTM)和注意力(Attention)机制的香菇菌棒生产成本预测模型。首先利用轻量级梯度提升机(LightGBM)筛选出与香菇菌棒生产成本相关的重要特征,降低预测模型的输入维度;然后构建TCN网络与BiLSTM网络对输入数据进行特征提取,并将提取的特征进行融合;最后在上述基础上添加Attention机制,使用全连接层得到最终的香菇菌棒生产成本预测结果。实验结果表明,该模型的预测均方根误差、平均绝对百分比误差、平均绝对误差分别为0.0841、2.2526、0.0738,香菇菌棒生产成本的预测曲线接近真实的曲线,具有良好的预测效果,可以有效满足香菇菌棒生产企业对成本预测的要求。 展开更多
关键词 香菇菌棒 双向长短期记忆网络 时间卷积神经网络 注意力机制 成本预测 深度学习
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矿用电机车混合储能系统功率分配控制 被引量:1
15
作者 尹昊 祝龙记 《工矿自动化》 北大核心 2025年第5期114-119,154,共7页
单一蓄电池供电的矿用电机车存在续航里程不足、充电时间长、重载启动困难等问题,导致运行效率低,难以满足安全性与稳定性要求。提出在矿用电机车上采用铅酸蓄电池与超级电容的混合储能技术,设计了矿用电机车混合储能系统,以满足重载启... 单一蓄电池供电的矿用电机车存在续航里程不足、充电时间长、重载启动困难等问题,导致运行效率低,难以满足安全性与稳定性要求。提出在矿用电机车上采用铅酸蓄电池与超级电容的混合储能技术,设计了矿用电机车混合储能系统,以满足重载启动时高瞬时功率要求,增加续航时间。针对混合储能系统中储能元件的功率分配问题,通过仿真分析低通滤波与小波分解的优缺点,设计了低通滤波与小波分解相结合的功率分解方法,从矿用电机车总负载功率中分解出高低频分量;再根据储能元件的荷电状态(SOC),引入动态协调机制,对储能元件功率分配进行二次调控,得到蓄电池和超级电容的目标功率。仿真结果表明:应用组合分解方法得到的矿用电机车总负载功率的低频分量与原始功率的吻合度较高,瞬态响应性能优越;基于SOC的二次调控策略可动态调整混合储能系统的功率分配,减少了超级电容放电次数,增加了超级电容有效放电时间,使蓄电池稳定放电。 展开更多
关键词 矿用电机车 混合储能 功率分配 铅酸蓄电池 超级电容
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水闸结构应变高精度估算模型研究
16
作者 赵国超 《海河水利》 2025年第S1期98-101,共4页
应变是影响水闸结构稳定的关键因素之一,构建结构应变高精度估算模型对后期安全运行管理十分重要。为获取水闸结构应变的高精度估算模型,本文以多年实测应变数据为基础,采用时间卷积神经网络模型(TCN)和双向长短期记忆神经网络模型(BiLS... 应变是影响水闸结构稳定的关键因素之一,构建结构应变高精度估算模型对后期安全运行管理十分重要。为获取水闸结构应变的高精度估算模型,本文以多年实测应变数据为基础,采用时间卷积神经网络模型(TCN)和双向长短期记忆神经网络模型(BiLSTM)构建组合深度学习模型TB,将人工旅鼠算法(ALA)、龙卷风优化算法(TOC)、麻雀搜索算法(SSA)用于优化TB模型中,构建得出ATB模型、TTB模型、STB模型用于估算结构应变。结果表明:ATB模型估算值与实测值的变化趋势最为接近,拟合方程斜率为0.981,拟合效果好,该模型估算精度误差仅为4.493%和3.322%,一致性超过了0.96,在所有模型中精度最高,可实现水闸结构应变的高精度估算。 展开更多
关键词 应变估算 时间卷积神经网络 双向长短期记忆神经网络 人工旅鼠算法
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基于多模态深度学习的充电硐室锂电池健康状态预测
17
作者 赵应华 陈安碧 +2 位作者 张增誉 李文中 韩宇 《工矿自动化》 北大核心 2025年第5期120-128,共9页
在井下多尘、潮湿且易爆的环境中,锂电池的退化过程往往呈现非线性、多阶段的特点,传统的单一模型难以全面捕捉其动态变化。针对该问题,提出一种基于多模态深度学习的充电硐室锂电池健康状态预测方法。构建了多模态深度学习网络模型TCN−... 在井下多尘、潮湿且易爆的环境中,锂电池的退化过程往往呈现非线性、多阶段的特点,传统的单一模型难以全面捕捉其动态变化。针对该问题,提出一种基于多模态深度学习的充电硐室锂电池健康状态预测方法。构建了多模态深度学习网络模型TCN−BiLSTM−Transformer。该模型通过多层级特征提取机制实现时序信号的高效处理:时间卷积网络(TCN)采用具有指数扩展率的空洞卷积核,在保持时序完整性的同时捕获多尺度局部特征;双向长短期记忆网络(BiLSTM)通过双向门控循环单元(GRU)建立时序双向依赖关系,有效识别电池退化过程中的正反向退化特征;Transformer层则通过多头自注意力机制动态分配特征权重,实现全局退化模式的关键特征聚焦。通过锂电池工作过程中的多源传感数据(电压、电流和温度等)作为健康状态表征指标,通过Pearson相关性分析评估健康指标与电池容量的关联性,确定5个间接健康因子并作为预测模型的输入。实验结果表明,该方法的相关度均在98%以上,且均方误差、均方根误差、平均绝对误差、平均绝对百分比误差均较小。在煤矿防爆锂电池模拟工况应用验证中,该方法的相关度达99.47%,与传统方法的预测结果相比,波动幅度更小,精度更高。 展开更多
关键词 防爆锂电池 健康状态预测 多模态深度学习 时间卷积网络 双向长短期记忆网络 TCN−BiLSTM−Transformer
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数据与模型驱动的高速公路服务区交通自洽能源系统状态估计方法 被引量:3
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作者 石志鹏 金雨哲 +2 位作者 柯吉 王飚 张懿璞 《交通信息与安全》 CSCD 北大核心 2024年第5期173-184,共12页
构建高速公路服务区交通自洽能源系统是实现交通与能源融合的关键技术,而对其进行系统状态估计是近年来的研究重点。考虑到高速公路服务区交通自洽能源系统的复杂性和多样性,单一的数据或模型驱动方法难以全面、准确地估计系统实时状态... 构建高速公路服务区交通自洽能源系统是实现交通与能源融合的关键技术,而对其进行系统状态估计是近年来的研究重点。考虑到高速公路服务区交通自洽能源系统的复杂性和多样性,单一的数据或模型驱动方法难以全面、准确地估计系统实时状态。因此,研究了1种数据与模型驱动的复合方法,旨在实现更高效的系统状态估计。在数据驱动方面,尽管基于深度学习的光伏功率预测模型性能优越,但通常忽视输入特征间的互相依赖机制。为此,建立了基于自注意力机制(self-attention,SA)的时间卷积-双向长短期记忆网络(time convolution-bidirectional long short-term memory network,TCN-BiLSTM-SA),用于预测系统光伏出力情况。SA重新分配TCN-BiLSTM输入特征的权重,从而提升时空信息提取的有效性。在模型驱动方面,考虑高速公路路网车流量分布,建立了高速公路电动汽车出行轨迹概率模型;基于蒙特卡洛模拟法抽取初始和充电时电池容量,综合考虑车主用车习惯、环境温度等多种不确定性因素,来预测电动汽车充电负荷时空分布。通过利用新疆某高速公路服务区交通自洽能源系统的实际数据进行仿真验证,结果表明:在光伏预测上,所提模型在平均绝对误差、均方根误差和决定系数这3个指标上,相较于最佳模型分别提高了25.3%、16.7%、0.7%;在负荷预测上,所提模型有效预测高速公路电动汽车的充电负荷时空分布;在系统状态估计上,所提方法的精度达到了89.1%。 展开更多
关键词 交通与能源融合 系统状态估计 tcn-bilstm-SA模型 数据与模型驱动 蒙特卡洛法
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融合TCN与BiLSTM+Attention模型的疫情期间文本情感分析 被引量:10
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作者 贵向泉 高祯 李立 《西安理工大学学报》 CAS 北大核心 2021年第1期113-121,共9页
鉴于目前主流的文本情感分析方法存在难以解决长期依赖和对上下文信息使用不足的缺陷,本文首次提出将时序卷积网络(TCN)和BiLSTM+Attention模型融合的文本情感分析模型。该模型利用TCN的因果卷积和扩张卷积结构获取更高层次的文本序列特... 鉴于目前主流的文本情感分析方法存在难以解决长期依赖和对上下文信息使用不足的缺陷,本文首次提出将时序卷积网络(TCN)和BiLSTM+Attention模型融合的文本情感分析模型。该模型利用TCN的因果卷积和扩张卷积结构获取更高层次的文本序列特征,并通过双向长短期记忆网络(BiLSTM)进一步学习上下文相关信息的情感特征;最后,引入自注意力机制(Self-Attention)帮助模型优化特征向量,提高情感分类的准确度。在新型冠状病毒疫情期间的微博文本数据集上进行对比实验,结果表明该模型的性能相较于其它模型有明显的提升。 展开更多
关键词 文本情感分析 时序卷积网络 双向长短期记忆网络 自注意力机制 疫情期间微博文本
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基于误差修正的极端天气下风速预测 被引量:7
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作者 刘善峰 李哲 +2 位作者 陈锦鹏 卢明 向玲 《南京信息工程大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2023年第5期574-584,共11页
精确地预测极端天气下的风速能为配电网防灾抗灾提供重要的指导作用.本文提出基于时间卷积网络(Temporal Convolutional Network,TCN)与双向长短期记忆网络(Bi-directional Long Short-Term Memory,BiLSTM)和误差修正的组合模型对极端... 精确地预测极端天气下的风速能为配电网防灾抗灾提供重要的指导作用.本文提出基于时间卷积网络(Temporal Convolutional Network,TCN)与双向长短期记忆网络(Bi-directional Long Short-Term Memory,BiLSTM)和误差修正的组合模型对极端天气下的风速进行预测.首先对天气数据进行预处理,用TCN提取多特征数据的时间序列特性,将提取信息输入到BiLSTM中进行风速预测.为进一步提高预测精度,引入变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)对误差序列进行分解,分别对分解后的误差子序列构建BiLSTM模型进行误差预测,用误差预测值对风速预测值进行误差修正.结合河南省某地实测天气数据进行实验,仿真结果验证了所提方法能有效预测风速,并在极端天气发生时,对风速具有较高的预测精度. 展开更多
关键词 风速 时间卷积网络 双向长短期记忆网络 误差修正 变分模态分解 预测
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