Local and Long-range Convolutional LSTM Network: A novel multi-step wind speed prediction approach for modeling local and long-range spatial correlations based on ConvLSTM

计算机科学 风速 航程(航空) 风力发电 空间分析 卷积(计算机科学) 残余物 加速 空间相关性 编码器 人工智能 算法 人工神经网络 气象学 电信 统计 数学 材料科学 物理 复合材料 电气工程 工程类 操作系统
作者
Mo Yu,Tao Bai,Xuewei Li,Zhiqiang Liu,Wei Xiong
出处
期刊:Engineering Applications of Artificial Intelligence [Elsevier]
卷期号:130: 107613-107613
标识
DOI:10.1016/j.engappai.2023.107613
摘要

Accurate wind speed prediction is crucial for enhancing the stability and economic efficiency of power system operation, particularly in wind power grid integration. However, existing methods face challenges as they fail to explicitly model local and long-range spatial correlations simultaneously, thereby limiting the performance of wind speed prediction to a certain extent. To overcome these challenges, this study develops a novel method, namely, LLConvLSTM, from the perspective of modeling local and long-range spatial correlations in wind speed, which leverages Deformable Convolution V2 and Coordinate Attention for multi-step spatiotemporal wind speed prediction. A ConvLSTM encoder–decoder architecture is designed for end-to-end spatiotemporal wind speed prediction. The Residual Deformable Convolution Module (RDCM) increases additional offsets and modulation scales in the spatial sampling locations, enhancing the capability to capture local spatial correlations. Dense Coordinate Attention Module (DCAM) embeds spatial positional information into the channel attention. DCAM improves the representability of long-range spatial correlations. Experimental results based on wind speed data from 253 virtual wind turbines demonstrate that the proposed approach significantly outperforms existing methods throughout the entire year and months. Moreover, the proposed method achieves Mean Squared Error (MSE) of 0.1199, 0.3446 and 0.5798 for multi-step wind speed prediction, representing reductions of 22.47% to 40.91% compared with existing methods. These findings highlight the significance of modeling local and long-range spatial correlations in enhancing the accuracy and stability of wind speed prediction. Future research will design a universal method capable of handling turbine data from any location and emphasize long-term forecasting in wind speed prediction.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
SXR完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
枕月听松完成签到,获得积分10
1秒前
wangq完成签到 ,获得积分10
2秒前
等待听安完成签到 ,获得积分10
5秒前
kakakakak完成签到,获得积分10
7秒前
芋圆完成签到,获得积分10
7秒前
单词完成签到 ,获得积分10
7秒前
三层楼高完成签到,获得积分10
7秒前
自渡完成签到,获得积分20
8秒前
flac3d完成签到,获得积分10
8秒前
俞孤风完成签到,获得积分10
9秒前
专注的映之完成签到 ,获得积分10
9秒前
able完成签到 ,获得积分10
9秒前
zyq完成签到 ,获得积分10
9秒前
wang完成签到 ,获得积分10
10秒前
淘宝叮咚完成签到,获得积分10
10秒前
嬴政飞完成签到,获得积分10
11秒前
科研通AI6.3应助自渡采纳,获得10
12秒前
winga完成签到,获得积分10
12秒前
美满的机器猫完成签到,获得积分10
13秒前
xiaoqi666完成签到 ,获得积分10
13秒前
小黄完成签到 ,获得积分10
13秒前
14秒前
可乐不加冰完成签到 ,获得积分10
15秒前
王者299星完成签到,获得积分10
15秒前
负责雨安完成签到 ,获得积分10
16秒前
ttttt发布了新的文献求助10
18秒前
regene完成签到,获得积分10
18秒前
duoduozs完成签到,获得积分10
18秒前
小黑完成签到,获得积分10
18秒前
小冯完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
近代完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
21秒前
xjl0263完成签到,获得积分10
21秒前
KKwang完成签到 ,获得积分10
22秒前
123发布了新的文献求助10
22秒前
23秒前
高分求助中
(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
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
T/SNFSOC 0002—2025 独居石精矿碱法冶炼工艺技术标准 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6043163
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7803575
关于积分的说明 16238186
捐赠科研通 5188699
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2776681
邀请新用户注册赠送积分活动 1759736
关于科研通互助平台的介绍 1643256