Sustainability requires increased energy efficiency with minimal waste. The future power systems should thus provide high levels of flexibility iin controling energy consumption. Precise projections of future energy demand/load at the aggregate and on the individual site levels are of great importance for decision makers and professionals in the energy industry. Forecasting energy loads has become more advantageous for energy providers and customers, allowing them to establish an efficient production strategy to satisfy demand. This study introduces two hybrid cascaded models for forecasting multistep household power consumption in different resolutions. The first model integrates Stationary Wavelet Transform (SWT), as an efficient signal preprocessing technique, with Convolutional Neural Networks and Long Short Term Memory (LSTM). The second hybrid model combines SWT with a self-attention based neural network architecture named transformer. The major constraint of using time-frequency analysis methods such as SWT in multistep energy forecasting problems is that they require sequential signals, making signal reconstruction problematic in multistep forecasting applications.The cascaded models can efficiently address this problem through using the recursive outputs. Experimental results show that the proposed hybrid models achieve superior prediction performance compared to the existing multistep power consumption prediction methods. The results will pave the way for more accurate and reliable forecasting of household power consumption.


翻译:因此,未来的电力系统应提供高水平的灵活性,以便控制能源消耗。 准确预测能源总和和单个站点水平的未来能源需求/负荷对于能源工业的决策者和专业人员非常重要。 预测能源负荷对能源提供者和消费者更加有利,使他们能制定高效生产战略以满足需求。本研究报告介绍了两种混合级联模式,用于在不同分辨率中预测多步家庭电力消费。第一个模型将固定式波列变(SWT)作为高效的信号预处理技术,与 Convolual Neal网络和长期短期内存(LSTM)相结合。第二个混合模型将SWT与一个以自我注意为基础的神经网络结构(称为变压器)结合起来。在多步能源预测问题中使用SWT等时间频率分析方法的主要制约因素是,它们需要顺序信号,使多步预测应用中的信号重建有问题。 级联式模型可以通过累进产出有效地解决这一问题。实验结果显示,拟议的混合模型比现有的多步消费预测方法更精确。

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