This paper proposes a generalised and robust multi-factor Gated Recurrent Unit (GRU) based Deep Learning (DL) model to forecast electricity load in distribution networks during wildfire seasons. The flexible modelling methods consider data input structure, calendar effects and correlation-based leading temperature conditions. Compared to the regular use of instantaneous temperature, the Mean Absolute Percentage Error (MAPE) is decreased by 30.73% by using the proposed input feature selection and leading temperature relationships. Our model is generalised and applied to eight real distribution networks in Victoria, Australia, during the wildfire seasons of 2015-2020. We demonstrate that the GRU-based model consistently outperforms another DL model, Long Short-Term Memory (LSTM), at every step, giving average improvements in Mean Squared Error (MSE) and MAPE of 10.06% and 12.86%, respectively. The sensitivity to large-scale climate variability in training data sets, e.g. El Ni\~no or La Ni\~na years, is considered to understand the possible consequences for load forecasting performance stability, showing minimal impact. Other factors such as regional poverty rate and large-scale off-peak electricity use are potential factors to further improve forecast performance. The proposed method achieves an average forecast MAPE of around 3%, giving a potential annual energy saving of AU\$80.46 million for the state of Victoria.


翻译:本文提出了一种通用的、健壮的多因子门控循环单元(GRU)深度学习模型,用于预测野火季节分布网络的电力负荷。灵活的建模方法考虑了数据输入结构、日历效应和基于相关性的主要温度条件。与正常使用瞬时温度相比,采用所提出的输入特征选择和领先温度关系,平均绝对百分比误差(MAPE)降低了30.73%。我们的模型是通用的,并应用于2015-2020年澳大利亚维多利亚州的八个真实配电网,在野火季节中。我们展示了基于GRU的模型在每一步上始终优于另一个深度学习模型,即长短期记忆(LSTM),在平均均方误差(MSE)和平均绝对百分比误差(MAPE)方面分别提高了10.06%和12.86%。考虑到训练数据集中的大规模气候变异性,例如厄尔尼诺或拉尼娜年份,以了解可能对负荷预测性能稳定性的影响,显示出最小的影响。其他因素,如地区贫困率和大规模的零点电力使用,是进一步提高预测绩效的潜在因素。所提出的方法实现了平均预测MAPE约为3%,为维多利亚州潜在的年度节能约AU$80.46百万。

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