Optimal Deep Learning LSTM Model for Electric Load Forecasting using Feature Selection and Genetic Algorithm: Comparison with Machine Learning Approaches †
Notice bibliographique
Résumé
Background: With the development of smart grids, accurate electric load forecasting has become increasingly important as it can help power companies in better load scheduling and reduce excessive electricity production. However, developing and selecting accurate time series models is a challenging task as this requires training several different models for selecting the best amongst them along with substantial feature engineering to derive informative features and finding optimal time lags, a commonly used input features for time series models. Methods: Our approach uses machine learning and a long short-term memory (LSTM)-based neural network with various configurations to construct forecasting models for short to medium term aggregate load forecasting. The research solves above mentioned problems by training several linear and non-linear machine learning algorithms and picking the best as baseline, choosing best features using wrapper and embedded feature selection methods and finally using genetic algorithm (GA) to find optimal time lags and number of layers for LSTM model predictive performance optimization. Results: Using France metropolitan’s electricity consumption data as a case study, obtained results show that LSTM based model has shown high accuracy then machine learning model that is optimized with hyperparameter tuning. Using the best features, optimal lags, layers and training various LSTM configurations further improved forecasting accuracy. Conclusions: A LSTM model using only optimally selected time lagged features captured all the characteristics of complex time series and showed decreased Mean Absolute Error (MAE) and Root Mean Square Error (RMSE) for medium to long range forecasting for a wider metropolitan area.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».