A short-term wind speed prediction method utilizing novel hybrid deep learning algorithms to correct numerical weather forecasting

风速 天气研究与预报模式 希尔伯特-黄变换 数值天气预报 计算机科学 算法 风力发电 卷积神经网络 时间序列 模式(计算机接口) 人工智能 人工神经网络 气象学 机器学习 白噪声 工程类 物理 电气工程 操作系统 电信
作者
Peng Hu,Lihua Mi,Lian Shen,C.S. Cai,Yuchen Liu,Kai Li,Guoji Xu
出处
期刊:Applied Energy [Elsevier BV]
卷期号:312: 118777-118777 被引量:70
标识
DOI:10.1016/j.apenergy.2022.118777
摘要

The accuracy of the wind speed prediction is of crucial significance for the operation and dispatch of the power grid system reasonably. However, wind speed is so random and intermittent that the accuracy of wind speed prediction always remains unsatisfactory. Moreover, the coupling relationship between other meteorological variables and wind speed in the time and frequency domains has rarely been studied. Subsequently, a hybrid wind speed prediction model based on weather research and forecasting (WRF) simulation is proposed according to a multivariate data decomposition method and deep learning algorithm optimized by an attention mechanism and a grid search algorithm. Firstly, the WRF simulation is utilized to obtain the predicted wind speed and other meteorological variables are also extracted from WRF different domains. Furthermore, the pearson correlation coefficient (PCC) method is adopted to select principal meteorological variables as the input series. Additionally, the complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise (CEEMDAN) method decomposes input series and historical data into respective intrinsic mode functions (IMFs). Then, a new hybrid deep learning model, combining a convolutional neural network (CNN) and a bidirectional long short-term memory network (BLSTM) optimized via an attention mechanism (AM) and a grid search method (GS), is proposed to predict the error and correct the wind speed from WRF innermost domain. Finally, the validation case study is conducted to verify the effectiveness of the proposed model. The results indicate that the proposed model outperforms other comparative models in terms of single-step and multi-step wind speed prediction. Specifically, the values of the mean absolute error (MAE), the mean absolute percentage error (MAPE), and the root mean square error (RMSE) are 0.1042 m/s, 4.63% and 0.1309 m/s after correction, decreased by 94.13%, 91.75% and 93.93%, respectively, compared to those without correction.
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
称心采枫完成签到 ,获得积分0
刚刚
hkh发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
刚刚
lmj717完成签到,获得积分10
刚刚
夏天呀完成签到,获得积分10
1秒前
想喝冰美完成签到,获得积分10
1秒前
谁在说话发布了新的文献求助20
1秒前
langbuyu完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
lin完成签到,获得积分10
2秒前
二哈发布了新的文献求助10
2秒前
古卡可可完成签到,获得积分10
2秒前
doin发布了新的文献求助10
3秒前
杀殿完成签到 ,获得积分10
3秒前
believe完成签到,获得积分10
4秒前
路路完成签到,获得积分10
4秒前
lan完成签到,获得积分10
4秒前
Ava应助小超人采纳,获得10
4秒前
ning发布了新的文献求助10
5秒前
Hightowerliu18完成签到,获得积分0
5秒前
PPP完成签到,获得积分10
5秒前
Sun发布了新的文献求助10
6秒前
Carrie完成签到,获得积分10
6秒前
何晨光下凡完成签到,获得积分10
6秒前
nature完成签到 ,获得积分10
6秒前
lgold完成签到,获得积分10
6秒前
英姑应助cqy采纳,获得10
7秒前
科研_小白应助耍酷的梦桃采纳,获得50
7秒前
甜美三娘完成签到,获得积分10
7秒前
声声慢3完成签到,获得积分10
7秒前
爱哭的小女孩完成签到,获得积分10
8秒前
Liu完成签到 ,获得积分10
8秒前
刘可以完成签到,获得积分10
9秒前
yy完成签到,获得积分10
9秒前
hkh发布了新的文献求助10
9秒前
庄冬丽完成签到,获得积分10
10秒前
优雅的沛春完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 500
Coking simulation aids on-stream time 450
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 360
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 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4016068
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3556043
关于积分的说明 11319836
捐赠科研通 3289063
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1812373
邀请新用户注册赠送积分活动 887923
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 812044