【负荷预测】基于VMD-SSA-LSTM光伏功率预测【可以换数据变为其他负荷等预测】（Matlab代码实现）

2023-07-11 95

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简介： 【负荷预测】基于VMD-SSA-LSTM光伏功率预测【可以换数据变为其他负荷等预测】（Matlab代码实现）

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⛳️座右铭：行百里者，半于九十。

📋📋📋本文目录如下：🎁🎁🎁

💥1 概述

1.1 变分模态分解(VMD)

1.2 麻雀搜索算法(SSA)

1.3 长短期记忆神经网络(LSTM)

1.4 VMD-SSA-LSTM 模型预测流程

📚2 运行结果

🎉3 参考文献

🌈4 Matlab代码、数据、文章讲解

💥1 概述

参考文献：

知识回顾：基于EMD-PCA-LSTM的光伏功率预测模型

摘要：提出了变分模态分解(VMD)和麻雀搜索算法(SSA)与长短期记忆神经网络(LSTM)相耦合，建立了光伏预测模型(VMD-SSA-LSTM)。首先利用VMD对历史负荷数据进行分解，然后依据SSA对LSTM的参数进行寻优，并将分解出的负荷分量输入到LSTM神经网络，最后将每个分量的预测值相加，得到光伏负荷预测值，结果表明，与LSTM、VMD-LSTM模型相比，VMD-SSA-LSTM模型的预测精度更高，为开展月径流预测工作提供了一种新的选择。【换上其他数据，可以预测其他负荷预测等】重点学习方法。

1.1 变分模态分解(VMD)

变分模态分解(VMD)是一个完全非递归分解模型[4],该模型采用一种自适应的变分方法,可自适应确定相关频带,并同时估计相应模态,从而适当平衡它们之间的误差。VMD 的目标是将实值输入信号f(t)分解为离散的子信号(模态)μk ,假设每个模态uk 在频率中心wk 附近大部分均为紧凑的。

VMD将f(t) 分解为k 个子序列具体步骤如下。

步骤1 对于每个模态μk ,通过希尔伯特变换计算相关的解析信号并构造出频谱。

步骤2 通过各自估计的中心频率,将模态的频谱移至到基带。

步骤3 通过解调信号的高斯平滑度,即梯度的L 2 范数来估计带宽。产生的约束变分问题为:

1.2 麻雀搜索算法(SSA)

麻雀搜索算法(SSA)是一种新型的智能优化算法,其思路源于麻雀的觅食行为和反捕行为。

SSA 优化过程具体描述为:① 发现者位置 X t+1 i,j 更新公式为:

SSA 算法步骤如下。

步骤1 初始化种群、捕食者和加入者的比例、迭代次数。

步骤2计算出适应度值﹐再从大到小排序。

步骤3更新发现者位置。

步骤4更新加人者位置。

步骤5更新警戒者位置(意识到危险的麻雀)。

步骤6计算适应度值并更新麻雀位置。

步骤7若满足要求,输出结果;否则,重复步骤2～6。

1.3 长短期记忆神经网络(LSTM)

LSTM内部包括输入层、隐含层、循环层、输出层。为解决循环神经网络(RNN)的梯度消失和梯度爆炸问题,在隐含层中增加记忆单元状态。隐含层中建立了控制单元分别为输入门、遗忘门和输出门。输入门的作用是将新的信息选择性的记录到细胞状态中,遗忘门是将细胞中的信息选择性遗忘,输出门是将储存的信息带到下一个神经元中。