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Enregistrement W4405008951 · doi:10.1016/j.rineng.2024.103607

A designed predictive modelling strategy based on data decomposition and machine learning to forecast solar radiation

2024· article· en· W4405008951 sur OpenAlexaff
Mumtaz Ali, Ramendra Prasad, Salman Alamery, Aitazaz A. Farooque

Notice bibliographique

RevueResults in Engineering · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueSolar Radiation and Photovoltaics
Établissements canadiensUniversity of Prince Edward Island
Organismes subventionnairesKing Saud University
Mots-clésDecompositionComputer scienceRadiationMachine learningArtificial intelligencePhysicsOpticsChemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Consistent with the United Nations Sustainable Development Goal 7, the design and optimization of clean energy resources (e.g., solar energy) is a highly motivating task for all researchers globally who continue to build research synergies that can tackle the future likelihood of energy crises due to socioeconomic and strategic environmental policy. In this paper, a weekly solar radiation (SR) forecasting model is designed using a robust local mean decomposition (RLMD) technique unified with a random forest (RF) algorithm to generate a fully optimised hybridized RLD-RF model that has a promising capability to forecast the SR values. In the first stage of model design, the RLMD, a frequency resolution method, is applied to decompose the original SR time series into amplitude modulation subseries (AMs), frequency modulation subseries (FMs), and the low-frequency product functions (PFs) to reveal the internal structure of the model construction data to incrementally optimize the RLD-RF model where only PFs were used. Subsequently, the statistically significant lagged subseries at a week ahead forecasting horizon (t – 1) of the low-frequency PFs with residual components are extracted individually, via partial autocorrelation function (PACF), to capture the historical behaviour of frequency-resolved SR component in order to build a robust modelling framework. Consequently, the random forest (RF) algorithm is employed to forecast each of the subseries using PACF-based lagged inputs to construct a fully optimised hybrid RLMD-RF predictive model. RLMD-RF is benchmarked against a baseline RF, M5tree, and multiple linear regression (MLR), Artificial neural network (ANN) and Gaussian process regression (GPR) algorithms, including their hybridized counterparts (i.e., RLMD-M5tree, RLMD-MLR, RLMD-ANN, and RLMD-GPR) using statistical score metrics in the independent testing phase. The results generated at test sites in Queensland State, Australia that have high solar energy potential confirm that the RLMD-RF method can produce quality predictions of weekly solar radiation against the benchmarking comparison models. For instance, RLMD-RF for Barcaldine are higher in terms (EWI= 0.938, ENS= 0.878) against RLMD-MLR (EWI = 0.845, ENS = 0.705), the RLMD-M5tree (EWI = 0.836, ENS = 0.684), RLMD-ANN (EWI = 0.836, ENS = 0.715), RLMD-GPR (EWI = 0.839, ENS = 0.716), the RF (EWI = 0.720, ENS = 0.564), the M5tree (EWI = 0.692, ENS = 0.522), the MLR (EWI = 0.683, ENS = 0.508), the ANN (EWI = 0.708, ENS = 0.519) and the GPR (EWI = 0.708, ENS = 0.520). Similarly, the RLMD-RF also outperformed in Rockhampton, Clermont, and Lockyer Valley stations as compared to other models. This research establishes the practical usefulness of hybridised RLMD-RF modelling framework for accurate SR forecasting and advocates its possible consideration in renewable and sustainable energy production and monitoring systems that can aid in decision-making by energy utilities and stakeholders (e.g., climate and energy policy experts).

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)0,001
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 seuil0,018

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
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 Opus0,031
Tête enseignante GPT0,259
Écart entre enseignants0,228 · 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

Citations7
Publié2024
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Résumé présentoui

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