Probabilistic load forecasting (PLF) is a key component in the extended tool-chain required for efficient management of smart energy grids. Neural networks are widely considered to achieve improved prediction performances, supporting highly flexible mappings of complex relationships between the target and the conditioning variables set. However, obtaining comprehensive predictive uncertainties from such black-box models is still a challenging and unsolved problem. In this work, we propose a novel PLF approach, framed on Bayesian Mixture Density Networks. Both aleatoric and epistemic uncertainty sources are encompassed within the model predictions, inferring general conditional densities, depending on the input features, within an end-to-end training framework. To achieve reliable and computationally scalable estimators of the posterior distributions, both Mean Field variational inference and deep ensembles are integrated. Experiments have been performed on household short-term load forecasting tasks, showing the capability of the proposed method to achieve robust performances in different operating conditions.


翻译:智能能源网网的高效管理所需的扩展工具链中,概率负载预测(PLF)是一个关键组成部分。神经网络被广泛认为是为了提高预测性能,支持高度灵活地绘制目标与调节变数组合之间的复杂关系图。然而,从这种黑箱模型中获得全面的预测不确定性仍然是一个具有挑战性和未解的问题。在这项工作中,我们提议了一种新型的PLF方法,该方法以Bayesian Mixture Density 网络为框架。模型预测包括了疏通性和感知性不确定性来源,根据输入特点,在终端到终端培训框架内推断出一般有条件密度。要取得可靠和可计算可测量的远地点分布的估量,就地差值和深层集合值都是一个具有挑战性的问题。已经对家庭短期负荷预测任务进行了实验,表明拟议方法有能力在不同操作条件下取得稳健的性表现。

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