基于ADM-DGCN-BiLSTM 的双流网络光伏功率预测
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国家自然科学基金(62372242)


ADM-DGCN-BiLSTM-based Dual-stream Network for Photovoltaic Power Forecasting
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    摘要:

    光伏功率短期预测的精度对电网安全运行与新能源高效消纳具有重要意义. 针对光伏发电序列中频率成分复杂、空间与时间依赖特征难以协同提取的问题, 本文提出一种由自适应分解模块(adaptive decomposition module, ADM)、动态图卷积网络(dynamic graph convolutional network, DGCN)和双向长短时记忆(bidirectional long short-term memory, BiLSTM)网络组成的ADM-DGCN-BiLSTM模型. 首先, 利用ADM模块通过快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)动态分析光伏发电序列的频谱特征, 自适应地将序列分解为周期、趋势和残差这3类关键分量, 分析了主频估计精度对分解效果与模型性能的影响; 其次, 空间流采用DGCN自动学习多维气象要素间的时变空间相关特征, 时间流采用BiLSTM捕捉单站点的功率时序变化特征. 最后, 将两路特征进行融合预测. 实验结果表明, ADM-DGCN-BiLSTM模型能有效提升短期光伏功率预测精度, 性能显著优于传统方法, 为光伏发电的高效预测提供了新的技术途径.

    Abstract:

    The accuracy of short-term photovoltaic (PV) power forecasting is vital for the secure operation of power grids and the efficient integration of renewable energy. To address the complex frequency components in PV power series and the challenge of jointly extracting spatiotemporal dependencies, this study proposes an ADM-DGCN-BiLSTM model that combines an adaptive decomposition module (ADM), a dynamic graph convolutional network (DGCN), and a bidirectional long short-term memory network (BiLSTM). First, the ADM employs a fast Fourier transform (FFT) to dynamically analyze the spectral characteristics of PV power sequences and adaptively decomposes the series into three key components: periodic, trend, and residual components. In addition, the impact of dominant frequency estimation accuracy on decomposition quality and overall forecasting performance is further investigated. Second, the spatial stream employs the DGCN to learn time-varying spatial correlations among multidimensional meteorological variables, while the temporal stream adopts the BiLSTM to capture power time-series variation characteristics at a single site. Finally, the outputs of the two streams are fused to generate the final power forecast. Experimental results demonstrate that the ADM-DGCN-BiLSTM model markedly enhances short-term PV power forecasting precision and significantly outperforms conventional methods, offering a new technical pathway for efficient PV power prediction.

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    引证文献
引用本文

赵英男,黄立,陈浩.基于ADM-DGCN-BiLSTM 的双流网络光伏功率预测.计算机系统应用,2026,35(8):260-269

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  • 收稿日期:2025-12-18
  • 最后修改日期:2026-02-27
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  • 在线发布日期: 2026-06-26
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