Prediction of Wind Turbine Blades Icing Based on CJBM With Imbalanced Data

结冰 聚类分析 Boosting(机器学习) 过采样 人工智能 算法 风洞 SCADA系统 机器学习 计算机科学 数学 数据挖掘 工程类 物理 航空航天工程 气象学 计算机网络 带宽(计算) 电气工程
作者
Sai Li,Yanfeng Peng,Guangfu Bin
出处
期刊:IEEE Sensors Journal [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:23 (17): 19726-19736 被引量:17
标识
DOI:10.1109/jsen.2023.3296086
摘要

Supervisory control and data acquisition (SCADA) is widely used in wind farms as an effective data acquisition system for wind turbines (WTs). However, in practical engineering applications, it is difficult for us to have adequate conditions to collect enough WT blade icing data, which leads to data imbalance and uneven distribution in the feature space. Using the classical synthetic minority oversampling technique (SMOTE) to balance the data may increase the overlap of positive and negative samples, or produce some redundant samples without useful information. A center jumping boosting machine (CJBM) method is proposed that combines an improved clustering-based oversampling (γ mini density peaks clustering SMOTE, γMiniDPC-SMOTE) and light gradient boosting machine (LightGBM) for blade icing prediction. First, to solve the problem of imbalanced and uneven distribution of WT data, a ${\gamma }$ MiniDPC-SMOTE method is proposed, which divides icing samples into multiple clusters, then increases icing samples, and alleviates uneven distribution in feature space. Second, calculating the intercept distance ${d}_{c}$ based on the binary search method and the adaptive selection of DPC parameters based on the step phenomenon of $\gamma $ parameters and verified by $\gamma $ -step of two WT icing data are proposed. Then, for the problem of low operating efficiency of the model under a large amount of imbalanced data, LightGBM is used for model training and icing prediction. Finally, validation was performed on two SCADA datasets. The results showed that the accuracy, precision, recall, F1-measure, and running times increased significantly, proving the superiority of the CJBM.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
JamesPei应助爱听歌尔蓝采纳,获得10
1秒前
某云完成签到,获得积分10
1秒前
lin完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
WW完成签到,获得积分10
2秒前
薄荷发布了新的文献求助20
2秒前
王士钰完成签到,获得积分10
2秒前
Kenzonvay发布了新的文献求助10
2秒前
婷子发布了新的文献求助10
3秒前
北斗发布了新的文献求助10
3秒前
小于完成签到,获得积分10
4秒前
star应助jing采纳,获得50
4秒前
5秒前
嘘小声点应助HAPPY采纳,获得10
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
CodeCraft应助粱乘风采纳,获得10
5秒前
科研小白发布了新的文献求助10
5秒前
shadow完成签到 ,获得积分10
6秒前
ywq完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
琉璃完成签到,获得积分20
7秒前
科研公主完成签到,获得积分10
7秒前
星辰大海应助12等等采纳,获得10
8秒前
一尾鱼完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
qiukeyingying发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
zhang发布了新的文献求助30
10秒前
雀鸠四起完成签到,获得积分10
10秒前
淡定天磊发布了新的文献求助10
10秒前
ke发布了新的文献求助10
10秒前
烟花应助yuan0317采纳,获得10
10秒前
张博发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
奋斗的珍发布了新的文献求助10
12秒前
木谦发布了新的文献求助20
12秒前
赘婿应助哈哈哈采纳,获得10
12秒前
英勇皮卡丘完成签到,获得积分10
12秒前
高分求助中
Encyclopedia of Quaternary Science Third edition 2025 12000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
HIGH DYNAMIC RANGE CMOS IMAGE SENSORS FOR LOW LIGHT APPLICATIONS 1500
Constitutional and Administrative Law 1000
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.). Frederic G. Reamer 800
Holistic Discourse Analysis 600
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5349204
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4483133
关于积分的说明 13954078
捐赠科研通 4382021
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2407682
邀请新用户注册赠送积分活动 1400323
关于科研通互助平台的介绍 1373537