AI Summary & Key Takeaways
AI InsightOverall, the CNN-LSTM model provides a reliable and practical forecasting tool for real-time power prediction and grid applications under varying climatic conditions.
📌 3 Key Takeaways
Abstract
This study introduces a medium-term wind power forecasting approach based on hybrid deep learning architectures integrating convolutional and recurrent neural networks with metaheuristic optimization. Three hybrid models CNN-LSTM, ISO-LSTM, and SO-LSTM were trained using 2024 daily meteorological and power data from a 52.80 MW wind farm in the Marmara Region of Turkey. Seasonal performance was evaluated using Mean Absolute Error (MAE), Root Mean Square Error (RMSE), and Mean Absolute Percentage Error (MAPE) metrics. Among the models, CNN-LSTM achieved the highest accuracy, particularly in summer, with significantly lower error values (MAE = 9.02 MW, MAPE = 4.45%, RMSE = 10.52 MW). ISO-LSTM demonstrated moderate accuracy, while SO-LSTM showed higher errors, especially during autumn and winter due to increased meteorological variability. The strong performance of CNN-LSTM is attributed to its efficient spatial feature extraction and ability to capture medium-term temporal dependencies. Overall, the CNN-LSTM model provides a reliable and practical forecasting tool for real-time power prediction and grid applications under varying climatic conditions.
Özet
Bu çalışma, konvolüsyonel ve tekrarlayan sinir ağlarını meta-sezgisel optimizasyon yöntemleriyle birleştiren hibrit derin öğrenme mimarilerine dayalı orta vadeli rüzgar gücü tahmin yaklaşımı sunmaktadır. CNN-LSTM, ISO-LSTM ve SO-LSTM olmak üzere üç hibrit model, Türkiye’nin Marmara Bölgesi’nde bulunan 52,80 MW’lık bir rüzgar santraline ait 2024 yılı günlük meteorolojik ve üretim verileriyle eğitilmiştir. Modellerin mevsimsel performansı Ortalama Mutlak Hata (OMH), Karesel Ortalama Hata (KOH) ve Ortalama Mutlak Yüzdesel Hata (OMYH) ölçütleri kullanılarak değerlendirilmiştir. Sonuçlar, özellikle yaz döneminde en düşük hata değerlerini sağlayan CNN-LSTM modelinin en yüksek doğruluğa ulaştığını göstermiştir (OMH = 9,02 MW, OMYH = %4,45, KOH = 10,52 MW). ISO-LSTM modeli orta düzey doğruluk sunarken, SO-LSTM modeli özellikle sonbahar ve kış aylarında artan meteorolojik değişkenlik nedeniyle daha yüksek hatalar üretmiştir. CNN-LSTM’nin üstün performansı, teknik özellikleri etkili biçimde çıkarması ve orta vadeli zamansal bağımlılıkları yakalayabilmesine bağlanmaktadır. Genel olarak CNN-LSTM modeli, değişken iklim koşullarında güvenilir ve uygulanabilir bir tahmin aracı sunarak gerçek zamanlı güç tahmini ve şebeke uygulamaları için uygun bir çözüm oluşturmaktadır.