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BiGTA-Net: Un modelo híbrido basado en aprendizaje profundo para la previsión de energía eléctrica en sistemas de gestión de energía de edificios

Autores: So, Dayeong; Oh, Jinyeong; Jeon, Insu; Moon, Jihoon; Lee, Miyoung; Rho, Seungmin

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería de Sistemas

Palabras clave

Crecimiento
áreas urbanas
Recursos energéticos
Pronóstico de carga a corto plazo
Modelos de aprendizaje profundo
BiGTA-net

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 25

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El crecimiento de las áreas urbanas y la gestión de los recursos energéticos destacan la necesidad de una previsión de carga a corto plazo (STLF) precisa en los sistemas de gestión de energía para mejorar las ganancias económicas y reducir el uso máximo de energía. Los modelos tradicionales de aprendizaje profundo para STLF presentan desafíos para abordar estas demandas de manera eficiente debido a sus limitaciones en la modelización de dependencias temporales complejas y en el procesamiento de grandes cantidades de datos. Este estudio presenta un modelo híbrido de aprendizaje profundo innovador, BiGTA-net, que integra una unidad recurrente de compuerta bidireccional (Bi-GRU), una red convolucional temporal (TCN) y un mecanismo de atención. Diseñado explícitamente para la previsión del consumo eléctrico de edificios a 24 horas vista y a múltiples pasos, BiGTA-net se somete a pruebas rigurosas frente a diversas redes neuronales y funciones de activación. Su rendimiento se caracteriza por el menor error porcentual absoluto medio (MAPE) de 5.37 y un error cuadrático medio (RMSE) de 171.3 en un conjunto de datos de edificios educativos. Además, exhibe flexibilidad y precisión competitiva en el conjunto de datos de Predicción de Energía de Aparatos (AEP). En comparación con los modelos tradicionales de aprendizaje profundo, BiGTA-net reporta una notable mejora promedio de aproximadamente 36.9% en MAPE. Este avance enfatiza la contribución significativa del modelo a la gestión de energía y la previsión de carga, acentuando la eficacia del enfoque híbrido propuesto en las optimizaciones de sistemas de energía y las mejoras energéticas en ciudades inteligentes.

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