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Enregistrement W2999869395 · doi:10.3390/en13020391

Multi-Sequence LSTM-RNN Deep Learning and Metaheuristics for Electric Load Forecasting

2020· article· en· W2999869395 sur OpenAlexaff
Salah Bouktif, Ali Fiaz, Ali Ouni, Mohamed Adel Serhani

Notice bibliographique

RevueEnergies · 2020
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueEnergy Load and Power Forecasting
Établissements canadiensÉcole de Technologie Supérieure
Organismes subventionnairesUnited Arab Emirates University
Mots-clésComputer scienceHyperparameterArtificial intelligenceMachine learningSmart gridMetaheuristicEnergy consumptionDomain knowledgeMathematical optimizationEngineering

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Short term electric load forecasting plays a crucial role for utility companies, as it allows for the efficient operation and management of power grid networks, optimal balancing between production and demand, as well as reduced production costs. As the volume and variety of energy data provided by building automation systems, smart meters, and other sources are continuously increasing, long short-term memory (LSTM) deep learning models have become an attractive approach for energy load forecasting. These models are characterized by their capabilities of learning long-term dependencies in collected electric data, which lead to accurate prediction results that outperform several alternative statistical and machine learning approaches. Unfortunately, applying LSTM models may not produce acceptable forecasting results, not only because of the noisy electric data but also due to the naive selection of its hyperparameter values. Therefore, an optimal configuration of an LSTM model is necessary to describe the electric consumption patterns and discover the time-series dynamics in the energy domain. Finding such an optimal configuration is, on the one hand, a combinatorial problem where selection is done from a very large space of choices; on the other hand, it is a learning problem where the hyperparameters should reflect the energy consumption domain knowledge, such as the influential time lags, seasonality, periodicity, and other temporal attributes. To handle this problem, we use in this paper metaheuristic-search-based algorithms, known by their ability to alleviate search complexity as well as their capacity to learn from the domain where they are applied, to find optimal or near-optimal values for the set of tunable LSTM hyperparameters in the electrical energy consumption domain. We tailor both a genetic algorithm (GA) and particle swarm optimization (PSO) to learn hyperparameters for load forecasting in the context of energy consumption of big data. The statistical analysis of the obtained result shows that the multi-sequence deep learning model tuned by the metaheuristic search algorithms provides more accurate results than the benchmark machine learning models and the LSTM model whose inputs and hyperparameters were established through limited experience and a discounted number of experimentations.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,009
Score d'incertitude au seuil0,017

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0020,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

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.

Tête enseignante Opus0,040
Tête enseignante GPT0,238
Écart entre enseignants0,198 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations246
Publié2020
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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