ハイブリッド機械学習フレームワークによる電力系統安定性予測とモデル評価
- 10,000件の観測データからなる分散型4ノードスター型電力システムのシミュレーションを用い、6種の従来型機械学習モデルと4種の深層学習アーキテクチャを層化5分割交差検証で比較評価した。
- ブースティングモデルの相補的表現を線形メタ学習器で統合するハイブリッドスタッキングアンサンブルを開発し、精度96.85%、加重F1 0.9685、ROC-AUC 0.9953、MCC 0.9319を達成した。
- 元の12系統パラメータから7つの物理情報ベース特徴量を追加し19次元特徴空間を構築、SHAP分析でτ−P相互作用や電力バランス特性が識別情報を提供することを示した。
FIFrontiers in Artificial Intelligence · CC BY 4.0
マルチタスク短期電圧安定性評価のためのマルチスケール異種グラフ・トランスフォーマー
現代の電力システムにおけるオンラインセキュリティ監視と予防制御に不可欠な短期電圧安定性(STVS)評価において、既存のデータ駆動型手法は電力網を均質な構造として単純化しがちで、故障後の電圧ダイナミクスにおける異なるバスおよびブランチタイプの役割を区別することが困難である。また、電圧不安定性は局所的な電圧低下と広域的な擾乱伝播の両方に関わる可能性があり、マルチスケール時空間依存性の効果的なモデリングが必要とされる。これらの課題に対処するため、マルチタスクSTVS評価のための関係認識型マルチスケール異種グラフ・トランスフォーマー(MSHGT)が提案された。電力システムは、バスタイプとブランチ関係…
FIFrontiers in Energy Research · CC BY 4.0
電力システムにおける連鎖故障進化経路予測のための物理制約付きLSTM
- 物理制約付きLSTMによる電力システム連鎖故障進化経路予測手法を提案し、IEEE 39バスAC/DCハイブリッドシステムでのシミュレーションで単一ステップTop-1精度97.0%、全体Top-1精度89.8%、Top-3精度98.2%を達成
- 平均単一推論時間は約9.6ミリ秒で、従来の時間領域シミュレーションと比較して4700倍以上の高速化を実現
MEEnergies · MDPI · CC BY 4.0
MATERIALS素材・マテリアルインフォマティクス MIに基づく蒸気タービン発電機故障予測手法
本研究は、電力用蒸気タービンの故障予測精度向上と、高次元・非線形監視データおよび煩雑なハイパーパラメータチューニングの課題に対応するため、インテリジェントな故障予測手法を提案する。提案手法「BO-CNN-BiLSTM」は、MI(相互情報量)ベースの適応的特徴量選択と、CNN-BiLSTMネットワークのハイパーパラメータチューニングのためのベイズ最適化(BO)を統合した自動パイプラインである。まず、MIとK-meansクラスタリングを組み合わせて故障状態と強く関連する主要特徴量を自動的に特定・保持し、入力次元数を効果的に削減する。次に、BOフレームワークを用いて最適なハイパーパラメータ構成を自…
MEEnergies · MDPI · CC BY 4.0
電力潮流制約に基づく配電網のデータ駆動型状態推定法
複数の計測ソースにまたがる精度のばらつきや、従来のデータ駆動型モデルのトポロジー変化への適応不足に対処するため、電力潮流制約に基づく配電網の状態推定法が提案された。まず、過去の事前情報を用いて欠損データを補完し、完全な計測データセットを構築し、異なるソースからの計測の信頼性を評価する信頼性指標を設定する。次に、配電網の物理的なトポロジーマップ構造に従い、状態推定を実現するために改良されたグラフニューラルネットワークアルゴリズムを提案する。バス電力バランスの関係をソフト制約として損失関数に埋め込み、推定結果と物理法則との一貫性を強化する。さらに、転移学習に基づくトポロジー変化の適応的方法を提案…
MEEnergies · MDPI · CC BY 4.0