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为提高水电站入库径流多步预测精度,精准调控发电用水量,基于小波包变换(WPT)数据分解方法,菲克定律优化(FLA)算法、正则化极限学习机(RELM),提出WPT-FLA-RELM预测模型,并将其应用于云南省马鹿塘水电站入库日径流多步预测。首先利用WPT将水电站入库日径流时间序列分解为1个周期项分量和3个波动项分量;然后利用FLA及遗传算法(GA)、粒子群优化(PSO)算法优化RELM输入层权值和隐含层偏差(超参数);最后利用优化获得的最佳超参数建立WPT-FLA-RELM及WPTGA-RELM、WPT-PSO-RELM模型对入库日径流周期项及波动项分量进行预测,重构后得到最终预测结果,并构建WPT-FLA-极限学习机(ELM)、WPT-FLA-BP模型和未经优化的WPT-RELM模型作对比分析模型。
Abstract:In order to improve the accuracy of multi-step prediction of inflow runoff of hydropower stations and accurately regulate the water consumption for power generation, a WPT-FLA-RELM prediction model is proposed based on WPT data decomposition method, FLA algorithm, and RELM, and applied to multi-step prediction of inflow daily runoff of Malutang Hydropower Station in Yunnan Province. Firstly, WPT is used to decompose the daily runoff time series of hydropower stations into one periodic component and three fluctuation components. Then, FLA, GA, and PSO algorithms are used to optimize the input layer weights and hidden layer deviations(hyperparameters) of RELM. Finally, the optimal hyperparameters obtained through optimization were used to establish WPT-FLA-RELM, WPT-GA-RELM, and WPT-PSO-RELM models to predict the periodic and fluctuating components of daily inflow runoff. After reconstruction, the final prediction results were obtained, and WPT-FLA ELM, WPT-FLA-BP model, and unoptimized WPT-RELM model were constructed for comparative analysis.
[1]段勇,任磊.基于BP神经网络的黄河中游日径流预测研究[J].人民黄河,2020, 42(S2):5-8.
[2]胡庆芳,曹士圯,杨辉斌,等.汉江流域安康站日径流预测的LSTM模型初步研究[J].地理科学进展,2020, 39(4):636-642.
[3]郑勇,马炳焱,成静清,等.基于多种学习方案LSTM的信江流域径流预测[J].水力发电,2022, 48(7):22-27.
[4]孙望良,周建中,彭利鸿,等. DFA_VMD_LSTM组合日径流预测模型研究[J].水电能源科学,2021, 39(3):12-15.
[5]马乐宽,邱瑀,赵越,等.基于改进的神经网络与支持向量机的小流域日径流量预测研究[J].水资源与水工程学报,2016, 27(5):23-27.
[6]黄景光,吴巍,程璐瑶,等.基于小波支持向量机特征分类的日径流组合预测:以宜昌三峡水库为例[J].中国农村水利水电,2018,(6):33-39.
[7]黄巧玲,粟晓玲,杨家田.基于小波分解的日径流支持向量机回归预测模型[J].西北农林科技大学学报:自然科学版,2016,44(4):211-217.
[8]任化准,陈琼,何有良,等.WPSO-SVR耦合日径流预测模型研究及应用[J].人民长江,2017, 48(10):40-43.
[9]钱立鹏,刘长征,陈翠忠,等.一种基于深度信念网络的径流量预测方法[J].石河子大学学报:自然科学版,2021, 39(2):259-264.
[10]王秀杰,乔鸿飞,曾勇红,等.基于TVF-EMD、GRA和LightGBM的日径流预报模型应用研究[J/OL].水资源保护:1-15[2022-12-21].
[11]李新华,崔东文.基于小波包分解的EHO-ELM与EHO-DELM日径流多步预报模型研究[J/OL].中国农村水利水电:1-12[2022-08-25].
[12]Deng W Y, Zheng Q H, Chen L. Regularizedextreme learning machine//IEEE Symposium on Computational Intelligence&Data Mining. Nashville, 2009:389
[13]郭博臻,白一鸣,赵永生.基于PSO-RELM的绞吸挖泥船产量预测及其可视化辅助决策[J].水运工程,2021,(9):147-151+193.
[14]张壮,曹玲玲,林文辉,等.基于IPSO-RELM转炉冶炼终点锰含量预测模型[J].工程科学学报,2019, 41(8):1052-1060.
[15]王振东,刘尧迪,杨书新,等.基于天牛群优化与改进正则化极限学习机的网络入侵检测[J/OL].自动化学报:1-20[2022-12-05].
[16]金秀章,刘岳,赵文杰,等.基于mRMR和MA-RELM的火电厂出口SO_2质量浓度预测[J].动力工程学报,2022, 42(7):664-670+676.
[17]李新华,崔东文.基于WPD-TSO-ELM模型的月径流时间序列预测[J].水力发电,2022, 48(9):9-15+44.
[18]李新华,崔东文.基于WPD-RSA-ELM模型的水文时间序列多步预测[J].水利水电技术:中英文,2022, 53(11):69-77.
[19]崔东文,袁树堂.基于WPD-AHA-ELM模型的水质时间序列多步预测[J].三峡大学学报:自然科学版,2023, 45(1):6-13.
[20]Hashim F A, Mostafa R R, Hussien A G, et al. Fick's Law Algorithm:A physical law-based algorithm for numerical optimization[J].Knowledge-Based Systems, 2022:110146.
[21]许建伟,崔东文.战争策略算法与变色龙算法优化极限学习机的输沙量时间序列预测[J].水力发电,2022, 48(11):36-42.
[22]程国森,崔东文.黑猩猩优化算法-极限学习机模型在富水性分级判定中的应用[J].人民黄河,2021, 43(7):62-66.
[23]吴忠强,尚梦瑶,申丹丹,等.基于BSA-RELM的纯电动汽车锂离子电池SOC估计[J].计量学报,2019, 40(4):693-699.
[24]刘鑫,任海莉.基于QPSO正则化极限学习机的轴承故障诊断[J].组合机床与自动化加工技术,2021,(3):36-40.
基本信息:
DOI:
中图分类号:TV74;TV121
引用信息:
[1]高雪梅,崔东文.WPT-FLA-RELM模型的马鹿塘水电站入库日径流多步预测[J].云南水力发电,2023,39(11):56-62.
基金信息:
国家自然科学基金项目(41702278); 中国地质调查局地质调查项目(DD20221758、DD20190326); 广西重点研发计划项目(桂科AB21196026)