Short-Term Solar Irradiance Forecasting Using CNN-1D, LSTM, and CNN-LSTM Deep Neural Networks: A Case Study With the Folsom (USA) Dataset

均方误差 卷积神经网络 人工神经网络 辐照度 计算机科学 期限(时间) 公制(单位) 太阳天顶角 人工智能 深度学习 太阳辐照度 模式识别(心理学) 统计 算法 数学 气象学 遥感 地质学 工程类 地理 物理 量子力学 运营管理
作者
Felipe Pinto Marinho,Paulo Alexandre Costa Rocha,Ajalmar R. Rocha Neto,Francisco Diego Vidal Bezerra
出处
期刊:Journal of Solar Energy Engineering-transactions of The Asme [ASME International]
卷期号:145 (4) 被引量:23
标识
DOI:10.1115/1.4056122
摘要

Abstract In this paper, solar irradiance short-term forecasts were performed considering time horizons ranging from 5 min to 30 min, under a 5 min time-step. Global horizontal irradiance (GHI) and direct normal irradiance (DNI) were computed using deep neural networks with 1-dimensional convolutional neural network (CNN-1D), long short-term memory (LSTM), and CNN-LSTM layers on the benchmarking dataset FOLSOM, which is formed by predictors obtained by recursive functions on the clear sky index time series and statistical attributes extracted from images collected by a camera pointed to the zenith, characterizing endogenous and exogenous variables, respectively. To analyze the endogenous predictors influence on the accuracy of the networks, the performance was evaluated for the cases with and without them. This analysis is motivated, to our best knowledge, by the lack of works that cite the FOLSOM dataset using deep learning models, and it is necessary to verify the impact of the endogenous and exogenous predictors in the forecasts results for this specific approach. The accuracy of the networks was evaluated by the metrics mean absolute error (MAE), mean bias error (MBE), root-mean-squared error (RMSE), relative root mean squared error (rRMSE), determination coefficient (R2), and forecast skill (s). The network architectures using isolated CNN-1D and LSTM layers generally performed better. The best accuracy was obtained by the CNN-1D network for a horizon of 10 min ahead reaching an RMSE of 36.24 W/m2, improving 11.15% on this error metric compared to the persistence model.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
WIK完成签到,获得积分10
1秒前
乐乐应助郝宝真采纳,获得10
1秒前
xiaou完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
Dr W完成签到 ,获得积分10
3秒前
mimi发布了新的文献求助10
3秒前
Pepper发布了新的文献求助20
4秒前
nickel完成签到,获得积分10
4秒前
6秒前
6秒前
shitou完成签到,获得积分10
6秒前
令狐天与完成签到,获得积分10
7秒前
Jimin完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
黄滔发布了新的文献求助30
9秒前
Orange应助jinzhen采纳,获得10
9秒前
凯撒的归凯撒完成签到 ,获得积分10
9秒前
完美世界应助干净问筠采纳,获得10
9秒前
10秒前
大气的念薇完成签到 ,获得积分10
11秒前
mio完成签到,获得积分10
12秒前
mio发布了新的文献求助10
15秒前
李爱国应助yuanshengyouji采纳,获得10
15秒前
袁翰将军完成签到 ,获得积分10
15秒前
Jimin发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
16秒前
研友_GZbV4Z发布了新的文献求助30
17秒前
昕wei完成签到 ,获得积分10
17秒前
Hello应助清爽的元珊采纳,获得10
17秒前
jinzhen完成签到,获得积分10
18秒前
20秒前
研友_VZG7GZ应助黄滔采纳,获得10
20秒前
NJY发布了新的文献求助10
20秒前
李健的小迷弟应助不停采纳,获得10
21秒前
jinzhen发布了新的文献求助10
21秒前
23秒前
24秒前
24秒前
目土土发布了新的文献求助10
25秒前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 2800
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
Rechtsphilosophie 1000
Bayesian Models of Cognition:Reverse Engineering the Mind 888
Handbook of Qualitative Cross-Cultural Research Methods 600
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 568
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3137238
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2788358
关于积分的说明 7785777
捐赠科研通 2444399
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1299897
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 625650
版权声明 601023