Нова студија открива најбоље АИ моделе за оптимизацију електричне мреже

Табела веза

Апстракт и 1. Увод

2. Евалуиране методе

3. Преглед постојећих експеримената

4. Уопштавање и евалуације применљивости и 4.1. Генерализабилност предиктора и одговора

4.2. Применљивост на случајеве са мултиколинеарношћу и 4.3. Применљивост нула предиктора

4.4. Применљивост константног предиктора и 4.5. Применљивост нормализације

5. Нумеричке процене и 5.1. Подешавања експеримента

5.2. Преглед евалуације

5.3. Фаилуре Евалуатион

5.4. Евалуација тачности

5.5. Евалуација ефикасности

6. Отворена питања

7. Закључак

Додатак А и Литература

АПСТРАКТ

Надовезујући се на теоријске увиде из првог дела, овај рад, као други део туторијала, зарања дубље у линеаризацију протока снаге вођену подацима (ДПФЛ), фокусирајући се на свеобухватно нумеричко тестирање. Неопходност ових симулација произилази из инхерентних ограничења теоријске анализе, посебно изазова идентификовања разлика у перформансама у стварном свету међу ДПФЛ методама са преклапајућим теоријским могућностима и/или ограничењима. Одсуство свеобухватног нумеричког поређења ДПФЛ приступа у литератури такође мотивише овај рад, посебно имајући у виду чињеницу да преко 95% постојећих ДПФЛ студија није обезбедило ниједан опен-соурце код. Да би се премостио јаз, овај рад прво даје преглед постојећих ДПФЛ експеримената, испитујући усвојене тестне сценарије, поставке флуктуације оптерећења, изворе података, разматрање шумова података/одбојности и до сада направљено поређење. Након тога, овај рад процењује укупно 44 методе, које садрже преко 30 постојећих ДПФЛ приступа, неке иновативне ДПФЛ технике и неколико класичних метода линеаризације тока снаге заснованих на физици за бенцхмаркинг. Евалуација обухвата различите димензије, укључујући генерализацију, применљивост, тачност и рачунарску ефикасност, користећи бројне различите тестне случајеве који се скалирају од система са 9 магистрала до 1354 магистрала. Нумеричка анализа у овом раду идентификује и испитује значајне трендове и конзистентне налазе у свим методама у различитим тест случајевима. У међувремену, нуди теоретски увид у феномене као што су недовољне перформансе, неуспех, прекомерно време рачунања, итд. Све у свему, овај рад идентификује разлике у перформансама широког спектра ДПФЛ метода, открива недостатке које нису евидентне из теоретских дискусија, помаже у избору метода за примене у стварном свету и пружа детаљна питања у вези са потенцијалним истраживањима у будућности у оквиру ФЛ-а. (Број речи: 9668).

1. Увод

Модели линеарног тока снаге су од критичне важности у прорачунима електроенергетских система, подложни опсежним истраживањима и широкој примени у академским круговима и индустрији, откључавајући тржишта вредна трилионе и утичу на сваког глобалног потрошача [1, 2, 3, 4]. Прецизност и рачунарска ефикасност ових линеаризационих метода су од кључне важности за рад и планирање електроенергетских система, посебно система са високим продором обновљиве енергије због брзо променљиве природе резултујућих токова енергије. Повећање тачности и ефикасности модела линеарног тока снаге стога није само техничко побољшање које је лепо имати већ значајан напредак ка одрживој енергетској будућности.

Линеаризација протока снаге вођена подацима (ДПФЛ) се појавила као обећавајући метод за добијање високо прецизних линеарних модела у веома опуштеним условима, на пример, нема потребе за познавањем физичког модела електроенергетског система. Стога привлачи широку пажњу [5]. Упркос томе што је у фази развоја, ДПФЛ је већ неговао значајну базу знања. Овај водич из два дела има за циљ да пружи свеобухватно испитивање ДПФЛ приступа.

Први део овог туторијала [6] понудио је темељну класификацију и теоријску анализу свих постојећих ДПФЛ метода, укључујући њихове математичке основе, аналитичка решења и критичке процене могућности, ограничења и применљивости сваке методе. Овај рад служи као темељни водич, који служи и почетницима и стручњацима ОРЦИД(и): 0000-0002-2027-5314 (М. Јиа) у овој области, као и професионалцима из других дисциплина који једноставно траже поуздане технике линеаризације.

Упркос темељности теоријске анализе у [6], она има ограничења: када многе методе линеаризације имају сличне предности и/или слабости, скоро је немогуће предвидети њихове разлике у смислу практичних перформанси. Стога, са само [6], идентификација најпогодније методе за специфичне потребе и даље остаје тешка. Што је још важније, постојећа нумеричка поређења у литератури не показују у потпуности целу слику у вези са стварним перформансама ДПФЛ приступа. Недостатак јасног разумевања стварних разлика у перформансама између постојећих ДПФЛ метода могао би да прикрије проблеме који нису очигледни из теоријске анализе могућности и ограничења, замагли судове истраживача унутар ДПФЛ заједнице и закомпликује избор одговарајућих метода линеаризације за потенцијалне кориснике из других истраживачких области.

Заиста, спровођење свеобухватног поређења захтева значајне напоре, због недостатка кодова отвореног кода за преко 95% повезане литературе. Ипак, да би се разјасниле нејасноће, скицирали будући истраживачки путеви и користили заједници, овај рад, као други део туторијала, намерава да попуни ову празнину. Конкретно, овај рад спроводи исцрпне симулације за све ДПФЛ методе, неке новоуведене ДПФЛ методе да би се приказала модуларна природа ДПФЛ-а и неколико класичних приступа линеаризацији тока снаге вођених физиком (ППФЛ) као мерила, укупно 44 методе. Главни фокус овог рада је темељна процена ових метода у смислу генерализације, применљивости, тачности и рачунарске ефикасности. Резултати евалуације такође подржавају идентификацију потенцијалних будућих праваца. Стога су доприноси овог рада троструки:

(и) Представљен је свеобухватан преглед постојећих ДПФЛ експеримената, испитујући усвојене тестне сценарије, поставке флуктуације оптерећења, изворе података и разматрање шумова података/одступања. Преглед такође даје преглед постојећих поређења између ДПФЛ приступа, истиче могућности и ограничења претходних експеримената и показује критичну потребу за свеобухватним нумеричким поређењем свих ДПФЛ приступа.

(ии) Спроведена је исцрпна нумеричка симулација 44 методе линеаризације, укључујући 36 постојећих ДПФЛ приступа, четири новоразвијене ДПФЛ методе и четири класична ППФЛ алгоритма. Представљена је детаљна компаративна анализа ове 44 методе, која говори о њиховој генерализацији, применљивости, тачности и рачунарској ефикасности, чиме се појашњавају стварне перформансе свих евалуираних приступа.

(иии) Обезбеђена је детаљна дискусија у вези са отвореним истраживачким питањима, са приказом десет обећавајућих, али изазовних будућих праваца за ДПФЛ истраживања, заснована на нумеричким налазима добијеним овде и теоријским закључцима извученим из првог дела туторијала [6].

Остатак овог рада организован је на следећи начин: Одељак ИИ уводи 44 методе. Одељак ИИИ даје преглед постојећих експеримената у ДПФЛ-у. Одељак ИВ оцењује методе у погледу њихове генерализације и применљивости. Одељак В детаљно описује нумеричке процене у смислу тачности и рачунарске ефикасности. Поглавље ВИ разматра отворена питања у областима ДПФЛ-а, сумирајући могуће будуће правце. Одељак ВИИ закључује рад.

Напомена : Уложили смо све напоре да тачно поновимо методе описане у оригиналним истраживачким радовима. Међутим, због фактора као што су одсуство отвореног кода (са врло малим изузецима) и често непотпуни детаљи у литератури, не можемо да гарантујемо да наше имплементације савршено одражавају намере оригиналних аутора, иако смо, када су детаљи били посебно нејасни, чак развили више верзија метода, као што је приказано у табели 1 у следећем одељку. Ипак, признајемо да је немогуће створити тачне реплике метода које су замислили њихови творци. Поред тога, важно је напоменути да ниједна метода није без недостатака. Анализа ограничења у овом раду није замишљена као критика, већ као део темељне евалуације у одређеним случајевима са датим хиперпараметрима.