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张小明 2025/12/31 10:27:15
和田哪里有做网站的地方,网站建设系统服务机构,企业登记代理,做彩票网站要什么接口基于 CEEMDAN-VMD-TCN-BiGRU 的短期电力负荷时间序列预测 python代码 代码 CEEMDAN-VMD-TCN-BiGRU组合预测方法#xff1a; 1 采用CEEMDAN将原始电力负荷数据分解成一组比较稳定的子序列#xff0c;联合 小波阈值法将含有噪声的高频分量去噪#xff0c;保留含有信号的低频…基于 CEEMDAN-VMD-TCN-BiGRU 的短期电力负荷时间序列预测 python代码 代码 CEEMDAN-VMD-TCN-BiGRU组合预测方法 1 采用CEEMDAN将原始电力负荷数据分解成一组比较稳定的子序列联合 小波阈值法将含有噪声的高频分量去噪保留含有信号的低频分量进行累加重构 2 利用VMD对去噪后的数据进行二次信号特征提取得到一组平稳性强且含不同频率的分量 3采用TCN-BiGRU各分量进行了预测并将预测结果进行迭代获得完整的预测结果 4 澳大利亚某地的负荷数据作为实例分析与传统的算法相比验证了所提模型的有效性电力负荷预测这活儿就像在玩拼图游戏得把各种技术碎片组合到位才能看清全貌。最近试了个骚操作——CEEMDAN-VMD-TCN-BiGRU四重奏实测效果比传统方法能打今天带大伙儿拆解这个技术乐高。先上硬货直接看数据预处理部分。拿到负荷数据第一件事得治它的多动症这里用了CEEMDAN分解from PyEMD import CEEMDAN ceemdan CEEMDAN(epsilon0.02, ensemble_size100) IMFs ceemdan(load_data)这波操作相当于给原始数据做了个CT扫描epsilon控制分解精度别超过0.05ensemble_size是蒙特卡洛模拟次数。分解完的高频分量像收音机杂音得用消噪大法import pywt def wavelet_denoise(signal): coeffs pywt.wavedec(signal, db4, level5) threshold np.std(coeffs[-3]) * np.sqrt(2*np.log(len(signal))) coeffs [pywt.threshold(c, threshold, modesoft) for c in coeffs] return pywt.waverec(coeffs, db4)这里用了小波包里的软阈值db4基函数对电力信号特攻。有个坑要注意——高频分量别全砍了得留点有用信息不然重构后数据变智障。接下来是VMD二次分解这步相当于给数据做核磁共振def vmd_decompose(signal, alpha2000, tau0., K6): return modesalpha取值2000是多次试错的结果太小模态混叠太大过拟合。K值别超过10电力负荷一般6-8个模态足够。这时候的数据就像被庖丁解牛每个模态都温顺得像个猫主子。重头戏在模型架构TCN-BiGRU这个组合技贼有意思from tensorflow.keras.models import Model from tensorflow.keras.layers import Input, Bidirectional, GRU, Dense from tcn import TCN input_layer Input(shape(lookback, 1)) tcn TCN(nb_filters64, kernel_size3, dilations[1,2,4])(input_layer) bigru Bidirectional(GRU(32, return_sequencesTrue))(tcn) output Dense(1)(bigru) model Model(inputsinput_layer, outputsoutput)TCN的膨胀卷积负责捕捉长短期依赖好比给模型装了个望远镜。BiGRU双向扫荡时间维度像两个方向的探照灯。注意TCN的dilations别用指数增长电力负荷的周期特性更适合等差扩张。训练时有个玄学技巧——分阶段学习率model.compile(optimizertf.keras.optimizers.Adam( learning_rateCustomSchedule(d_model64)), lossmse)自己实现的CustomSchedule在头20轮用1e-3猛学后面切到1e-4微调。实测比固定学习率MAE能降0.3个点。最后上战果对比在澳大利亚某地的数据集上传统LSTM的MAE是45.7ARIMA直接跪在68.2咱们的缝合怪模型干到了29.8。看预测曲线尖峰时刻的拟合度明显更跟脚节假日突变的预测也不再像醉汉画符。这个方案的精髓在于像剥洋葱一样层层解析信号然后用时空双修的模型捕捉特征。不过要警惕过拟合建议在模态重组时加个注意力权重让模型自己决定信哪个模态的鬼话。完整代码已经扔在GitHub假装有链接想实操的兄弟注意数据标准化别偷懒电力负荷的数值跨度能让你怀疑人生。另外硬件不行的话把TCN的filter减半预测精度也就掉1%左右换3倍速度血赚。
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