基于改进VMD-TCN-LSTM的电动汽车短期负荷预测
DOI:
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作者:
作者单位:

1.南京信息工程大学电子与信息工程学院 南京 210044; 2.南京信息工程大学江苏省气象探测与 信息处理重点实验室 南京 210044

作者简介:

通讯作者:

中图分类号:

TM715;TN-9

基金项目:

国家自然科学基金项目(41075115)、江苏省重点研发计划社会发展项目(BE2015692)、无锡市社会发展科技示范工程项目(N20191008)资助


Short-term load forecasting of electric vehicles based on improved VMD-TCN-LSTM
Author:
Affiliation:

1.School of Electronics and Information Engineering, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, China; 2.Jiangsu Key Laboratory of Meteorological Observation and Information Processing, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, China

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    摘要:

    针对大规模电动汽车接入电网引发负荷波动的问题,电动汽车充电负荷预测可为电力调度决策提供关键支撑。为进一步保障电网运行的稳定性与可靠性,提出一种电动汽车短期充电负荷预测新方法,旨在提升负荷预测的精准度。首先,运用变分模态分解(VMD)将历史负荷数据拆解为多个子分量,将各子分量连同温度信息输入至多个(TCN-LSTM)分支中进行特征提取与学习,降低电动汽车负荷序列的复杂度。其次,构建双阶段注意力机制改进长短期记忆网络(LSTM)结构,实现负荷特征维度与时序维度的协同融合,从而提升对复杂负荷模式的捕捉能力。最后,提出时间转换预测模块经全连接层对预测结果进行加权整合,进一步提升模型预测精度,降低预测误差。在绍兴某社区实际电动汽车充电桩充电负荷数据集上进行算例分析。实验结果显示,所提方法在均方误差(MSE)、平均绝对误差(MAE)、和R2性能指标上分别提升68%、60%、4%,表明该模型具有较好的预测效果。

    Abstract:

    Electric vehicle charging load forecasting supports power dispatch decisions by addressing load fluctuations from widespread EV grid integration. A new method for predicting short-term EV charging loads is proposed to enhance power grid stability and reliability by improving load forecasting accuracy. First, historical load data is decomposed into subcomponents using VMD, then combined with temperature data and input into multiple TCN-LSTM branches for feature extraction, simplifying EV load sequence complexity. Secondly, a two-stage attention mechanism enhances the LSTM structure, improving load characteristic capture at specific times and feature dimension fusion, boosting complex load pattern recognition. Finally, a time conversion prediction module integrates results via a fully connected layer to enhance prediction accuracy and reduce errors. Case study analyzes real EV charging station load data from a Shaoxing community. Experimental results show the proposed method reduces MSE by 68%, MAE by 60%, and improves the performance index by 4%, demonstrating strong predictive performance.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

花妍,李鹏,闫冬,张翔凯.基于改进VMD-TCN-LSTM的电动汽车短期负荷预测[J].电子测量技术,2026,49(6):67-75

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