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光伏发电技术
★ 5.0
基于领域对抗时序网络的跨区域分布式光伏系统功率预测可迁移框架
A Transferable Framework of PV Power Forecasting for Cross-Regional Distributed PV Systems Using Domain Adversarial Temporal Network
| 作者 | Jiaqi Qu · Qiang Sun · Zheng Qian · Hamidreza Zareipour · Zhao Yang Dong |
| 期刊 | IEEE Transactions on Industrial Informatics |
| 出版日期 | 2025年7月 |
| 技术分类 | 光伏发电技术 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 分布式光伏系统 输出功率预测 迁移学习 领域对抗时间网络 跨区域实验 |
语言:
中文摘要
气象预报数据的缺失增加了分布式光伏系统输出功率预测的不准确性。特别是对于跨地区新建的分布式站点而言,基于数据驱动方法的建模受到历史数据不足的限制。因此,本文提出了一种基于迁移学习(TL)的领域对抗性时间网络(DATN)框架,该框架包含两个主要模块,即功率时间预测器和领域分类器。其中,考虑长短期记忆网络隐藏层权重的领域分类器旨在减少源领域和目标领域之间的分布差异。DATN采用了跨领域对抗性预训练与特定目标预测调整的迁移学习策略。在四项跨区域迁移实验中,对领域自适应方法和迁移策略的效果进行了比较。本研究的突破点在于首次分析了不同目标数据量下的迁移效果。结果证明,所提出的可迁移框架DATN始终表现最优。
English Abstract
The lack of meteorological forecast data has increased the inaccuracy of output power forecasting in distributed photovoltaic systems. Especially, for newly built distributed sites across regions, modeling based on data-driven methods is limited by insufficient historical data. Therefore, a domain adversarial temporal network (DATN) based transfer learning (TL) framework is proposed, which contains two main modules, power temporal forecaster and domain classifier. Among them, the domain classifier considering the hidden layer weights of long short-term memory network is designed to reduce the distribution mismatch between source and target domains. The DATN employs a TL strategy of cross-domain adversarial pretraining with target-specific prediction tuning. In four cross-regional transfer experiments, the effects of domain adaptation methods and transfer strategies are compared. The breakthrough is that the transfer effect on different target data volumes is analyzed for the first time. The results prove that the proposed transferable framework DATN consistently performs best.
S
SunView 深度解读
从阳光电源的业务视角来看,这项基于域对抗时序网络的跨区域光伏功率预测技术具有显著的战略价值。该技术通过迁移学习框架解决了分布式光伏系统中气象数据缺失和新建站点历史数据不足的核心痛点,这与我司在全球范围内快速部署分布式光伏解决方案的业务需求高度契合。
对于我司的智能光伏逆变器和iSolarCloud云平台而言,该技术可显著提升功率预测精度,尤其在新兴市场和偏远地区的项目中,能够在缺乏完整气象站数据的情况下,通过跨区域知识迁移快速建立可靠的预测模型。这将直接增强我司储能系统的能量管理能力,优化充放电策略,提高系统整体经济性。论文中提出的域分类器设计和跨域对抗预训练策略,为不同气候区域间的模型复用提供了技术路径,可大幅降低每个新项目的调试成本和时间周期。
技术成熟度方面,该方法已在四组跨区域实验中验证有效性,且首次分析了不同目标数据量下的迁移效果,显示出较强的工程应用潜力。然而实际部署仍面临挑战:一是需要建立标准化的源域数据库以支持迁移学习;二是LSTM网络的计算复杂度可能限制其在边缘侧逆变器的实时应用;三是不同地理环境下的域适应效果需要更广泛验证。
建议我司技术团队重点关注该框架与现有iSolarCloud平台的集成可行性,探索将其嵌入智能逆变器固件或云端预测服务的路径,特别是在"一带一路"沿线国家的分布式项目中进行试点应用,这将为我司构建差异化的智能运维竞争优势。