Author/Authors :
Imani, M. Faculty of Electrical and Computer Engineering - Tarbiat Modares University - Tehran, Iran
Abstract :
Electricity demand forecasting is an important task in power grids. Most of researches on electrical load forecasting have been done in the time domain. But, the electrical time series has a non-stationary inherence that makes hard load prediction. Moreover, valuable information is hidden in the electrical load sequence which is not open in the time domain. To deal with these difficulties, a new electricity demand forecasting framework is proposed in this work. In the proposed framework, at first, a new feature space of electrical load sequence is composed. The provided domain involves complementary information about shape and variations of electrical load sequence. Then, the obtained load features are integrated with the original load values in time domain to allow a rich input for predictor. Finally, a powerful deep learning technique from the family of recurrent neural networks, named long-short term memory, is used to learn electricity demand from the provided features in single and hybrid domains. The following domains are investigated in this work: frequency, cepstrum, spectral centroid, spectral roll-off, spectral flux, energy, time difference, frequency difference, Gabor and collaborative representation. The experiments show that the use of time difference domain decreases the mean absolute percent error from 0.0332 to 0.0056.
Farsi abstract :
پيش بيني تقاضاي برق يك كار مهم در شبكه هاي برق است. بيشتر تحقيقات مربوط به پيش بيني بار الكتريكي در حوزه زمان انجام شده است. اما، سري زماني الكتريكي داراي القاي غيرثابت است كه باعث پيش بيني بار سخت مي شود. علاوه بر اين، اطلاعات ارزشمند در توالي بار الكتريكي پنهان است كه در حوزه زمان باز نيست. براي مقابله با اين مشكلات، چارچوب جديد پيش بيني تقاضاي برق در اين كار پيشنهاد شده است. در چارچوب پيشنهادي، ابتدا فضاي جديد ويژگي
دنباله بار الكتريكي تشكيل شده است. دامنه ارائه شده شامل اطلاعات تكميلي در مورد شكل و تغييرات توالي بار الكتريكي است. سپس، ويژگيهاي بار بدست آمده با مقادير بار اصلي در دامنه زما ني يكپارچه ميشوند تا يك منبع غني براي پيش بيني كننده فراهم شود. سرانجام، يك تكنيك قدرتمند يادگيري عميق از خانواده شبكه هاي عصبي مكرر، با نام حافظه بلند مدت كوتاه، براي يادگيري تقاضاي برق از ويژگي هاي ارائه شده در حوزه هاي منفرد و هيبريدي استفاده ميشود. دامنه هاي زير در اين كار مورد بررسي قرار گرفته است: فركانس، سرم، استرو ئيد طيفي، غلتيدن طيفي، شار طيفي، انرژي، اختلاف زمان، اختلاف فركانس، گابور و بازنمايي مشترك. آزمايشات نشان ميدهد كه استفاده از دامنه اختلاف زمان ميانگين خطاي درصد مطلق را از 0332 / 0 به 0056 / 0 كاهش مي دهد
Keywords :
Frequency Domain , Load Forecasting , Long-Short Term Memory , Time Domain