شماره ركورد
34647
پديد آورنده
محمدحسين نوائي سرشكه
عنوان
مديريت انرژي بلادرنگ در سيستمهاي چند ريزشبكهاي با استفاده از يادگيري تقويتي عميق
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي برق
سال تحصيل
1402
تاريخ دفاع
1404/11/20
استاد راهنما
شهرام جديد
استاد مشاور
/
دانشكده
مهندسي برق
چكيده
استفاده گسترده از منابع انرژي تجديدپذير و واحدهاي توليد پراكنده، سيستمهاي چند ريزشبكهاي را به يكي از گزينههاي اصلي براي بهرهبرداري اقتصادي و پايدار شبكههاي توزيع تبديل كرده است و همزمان نياز به مديريت انرژي بلادرنگ مبتني بر تصميمگيري داده محور را پررنگتر كرده است. در سالهاي اخير، الگوريتم يادگيري تقويتي عميق به دليل توانايي آن در تصميمگيري بلادرنگ براي حل مسئله مديريت انرژي ريزشبكهها مورد توجه قرار گرفته است اما آموزش اين الگوريتم نيازمند حجم عظيمي از دادههاي بهرهبرداري بوده و گردآوري اين دادهها ميتواند حريم خصوصي و امنيت ريزشبكهها را تهديد نمايد. در پاسخ به اين چالش، اين پژوهش يك ساختار مديريت انرژي سلسلهمراتبي فدرال براي سيستم چند ريزشبكهاي در چارچوب محاسباتي ابر-مه-لبه پيشنهاد ميكند كه در آن تنها دانش حاصل از تجربه بهرهبرداري ريزشبكهها ميان آنها به اشتراك گذاشته شده و از تبادل مستقيم دادههاي عملياتي خام جلوگيري ميشود. در گام نخست، هر ريزشبكه به صورت مستقل و صرفاً بر پايه دادههاي عملياتي محلي، عامل يادگيري تقويتي خود را آموزش ميدهد. سپس پارامترهاي بهروز شده عاملهاي محلي به صورت دورهاي به سرور مركزي ارسال ميشوند و با تجميع وزندار آنها، يك مدل سراسري توليد ميشود. اين مدل سراسري مجدداً ميان ريزشبكهها توزيع شده و مبناي بهروزرساني عاملهاي محلي قرار ميگيرد. با اين روش، دادههاي عملياتي و جزئيات توليد و مصرف در همان سطح محلي باقي مانده و محرمانگي و امنيت اطلاعات تقويت ميشود. نتايج شبيهسازي نشان ميدهد كه ساختار سلسلهمراتبي فدرال در مقايسه با ساختار سلسلهمراتبي متداول، ضمن حفظ كيفيت تصميمگيري و هزينههاي بهرهبرداري، بهبود چشمگيري در سطح حريم خصوصي ايجاد كرده و به واسطه كاهش حجم دادههاي تبادلي، مصرف پهناي باند ارتباطي به طور محسوسي كاهش يافته و مقياسپذيري سيستم ارتقا مييابد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/11/26
عنوان به انگليسي
Real-time Energy Management in Multi-microgrids Using Deep Reinforcement Learning
تاريخ بهره برداري
2/9/2027 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
محمد حسين نوائي سرشكه
چكيده به لاتين
The widespread use of renewable energy resources and distributed generation units has established multi-microgrid systems as a primary solution for achieving economic and sustainable operation in distribution networks, while simultaneously underscoring the need for real-time, data-driven energy management. In recent years, deep reinforcement learning (DRL) algorithms have attracted considerable attention due to their capability to make real-time decisions for microgrid energy management problems; however, training these algorithms requires a large volume of operational data, and collecting such data can compromise the privacy and security of individual microgrids. To address this issue, this study proposes a federated hierarchical energy management framework for a multi-microgrid system within a cloud–fog–edge computing architecture, in which only the knowledge derived from operational experience is shared among microgrids, thereby avoiding the direct exchange of raw operational data. First, each microgrid independently trains its own reinforcement learning agent using only local operational data. Then, the updated parameters of the local agents are periodically transmitted to a central server, where a global model is obtained through weighted aggregation and subsequently sent back to the microgrids to update their local agents. In this way, operational data and detailed information on generation and consumption remain at the local level, which helps protect confidentiality and enhances information security. Simulation results show that, compared with a conventional hierarchical structure, the proposed federated hierarchical framework preserves decision-making quality and operational costs, while achieving a significant improvement in privacy protection. Furthermore, by reducing the amount of exchanged data, the proposed method decreases communication bandwidth consumption and improves the scalability of the system.
كليدواژه هاي فارسي
سيستم مديريت انرژي , شبكه هوشمند , سيستم چند ريزشبكهاي , يادگيري تقويتي عميق , يادگيري فدرال
كليدواژه هاي لاتين
Energy Management System , Smart Grid , Multi-Microgrid System , Deep Reinforcement Learning , Federated Learning
Author
Mohammad Hosein Navaei Sereshkeh
SuperVisor
Dr.Shahram Jadid