دانلود مقاله تحلیل و مدیریت داده ها برای استفاده بهینه از الگوریتم پیشرفته خطا یابی در شبکه
ترجمه نشده

دانلود مقاله تحلیل و مدیریت داده ها برای استفاده بهینه از الگوریتم پیشرفته خطا یابی در شبکه

عنوان فارسی مقاله: تجزیه و تحلیل و مدیریت داده ها برای استفاده بهینه از یک الگوریتم پیشرفته مکان یابی خطا مبتنی بر ML برای شبکه های ولتاژ پایین
عنوان انگلیسی مقاله: Data analysis and management for optimal application of an advanced ML-based fault location algorithm for low voltage grids
مجله/کنفرانس: مجله بین المللی برق و سیستم های انرژی- International Journal of Electrical Power & Energy Systems
رشته های تحصیلی مرتبط: مهندسی کامپیوتر - مهندسی برق
گرایش های تحصیلی مرتبط: هوش مصنوعی - مهندسی الگوریتم و محاسبات - تولید، انتقال و توزیع - برق قدرت
کلمات کلیدی فارسی: تجزیه و تحلیل داده ها - کاهش ابعاد - محل خطا - شبکه ولتاژ پایین - یادگیری ماشین
کلمات کلیدی انگلیسی: Data analysis - Dimensionality reduction - Fault location - Low voltage grid - Machine learning
نوع نگارش مقاله: مقاله پژوهشی (Research Article)
شناسه دیجیتال (DOI): https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2022.108303
نویسندگان: P. Stefanidou-Voziki - D. Cardoner-Valbuena - R. Villafafila-Robles - Dominguez-Garcia
دانشگاه: Institut de Recerca en Energia de Catalunya (IREC), Spain
صفحات مقاله انگلیسی: 14
ناشر: الزویر - Elsevier
نوع ارائه مقاله: ژورنال
نوع مقاله: ISI
سال انتشار مقاله: 2022
ایمپکت فاکتور: 6.063 در سال 2020
شاخص H_index: 142 در سال 2022
شاخص SJR: 1.544 در سال 2020
شناسه ISSN: 0142-0615
شاخص Quartile (چارک): Q1 در سال 2020
فرمت مقاله انگلیسی: PDF
وضعیت ترجمه: ترجمه نشده است
قیمت مقاله انگلیسی: رایگان
آیا این مقاله بیس است: بله
آیا این مقاله مدل مفهومی دارد: دارد
آیا این مقاله پرسشنامه دارد: ندارد
آیا این مقاله متغیر دارد: دارد
آیا این مقاله فرضیه دارد: ندارد
کد محصول: e17063
رفرنس: دارای رفرنس در داخل متن و انتهای مقاله
نوع رفرنس دهی: vancouver
فهرست مطالب (ترجمه)

چکیده

مقدمه

روش مکان یابی خطا

مطالعه موردی

تجزیه و تحلیل میزان حساسیت

نتیجه گیری

منابع

فهرست مطالب (انگلیسی)

Abstract

Introduction

Fault location method

Case study

Sensitivity analysis

Conclusions

References

بخشی از مقاله (ترجمه ماشینی)

چکیده

     از آنجایی که نیاز به خودکارسازی طرح های تشخیص عیب شبکه برق در حال افزایش است، استفاده از فناوری هایی مانند هوش مصنوعی (AI) می تواند راه حل های عملی برای مشکل ارائه دهد. هوش مصنوعی می‌تواند بر چالش‌هایی که توپولوژی‌های پیچیده مانند شبکه‌های هوشمند ولتاژ پایین (LV) ایجاد می‌کنند غلبه کند و ثابت کند که ابزار قدرتمندی در توسعه روش‌های پیشرفته تشخیص عیب است. یک پارامتر مهم برای موفقیت هر روش مبتنی بر هوش مصنوعی، کیفیت داده است. بنابراین، در این مقاله تجزیه و تحلیل داده‌ها به منظور ارزیابی نوع داده‌های تولید شده توسط یک شبکه LV کوچک و پاسخ الگوریتم هوش مصنوعی به آن‌ها انجام می‌شود. در چارچوب این تحلیل، مهمترین ویژگی ها و مترها شناسایی شدند. علاوه بر این، به عنوان پاسخ به حجم زیاد داده های موجود، یک استراتژی مدیریت داده پیشنهاد شده است. استراتژی ترکیبی از ویژگی های اصلی و تغییر شکل یافته است. برای این منظور، پنج روش کاهش بعد آزمایش و مقایسه شده است. Truncated-SVD   مناسب‌ترین تلقی می‌شود و متعاقباً برای شکل‌دهی مجدد مجموعه داده‌ای که به مدل مکان خطای XGBoost معرفی می‌شود، استفاده می‌شود. ادغام تکنیک کاهش ابعاد در الگوریتم منجر به کاهش زمان محاسباتی و اندازه مجموعه داده و تعمیم پذیری بیشتر الگوریتم می شود. بنابراین، کاربرد روش پیشنهادی محدود به توپولوژی شبکه نیست. استحکام روش در برابر پارامترهای تأثیرگذار مختلف مانند مقاومت خطا، اندازه مجموعه داده، از دست دادن داده ها و سطح نفوذ فتوولتائیک تأیید شد. الگوریتم کلی در هنگام آزمایش بر روی شبکه معیار CIGRE LV به میانگین مربع خطای 13.26 و دقت آموزش و آزمون بیش از 99 درصد دست یافت.

توجه! این متن ترجمه ماشینی بوده و توسط مترجمین ای ترجمه، ترجمه نشده است.

بخشی از مقاله (انگلیسی)

Abstract

     As the need for automatization of the electricity grid’s fault diagnosis schemes is rising, the application of technologies such as the artificial intelligence (AI) can provide practical solutions to the problem. AI can overcome the challenges that complex topologies like those of the low voltage (LV) smart grids pose and prove to be a powerful tool in the development of advanced fault diagnosis methods. An important parameter for the success of any AI-based method is the quality of data. Therefore, in this paper a data analysis is performed in order to evaluate the type of data produced by a small LV grid and an representative AI algorithm’s response to those. In the context of this analysis, the most important features and meters were identified. Furthermore, as a response to the large volume of available data, a data management strategy is proposed. The strategy combines original and reshaped features. For this purpose, five dimensionality reduction methods are tested and compared. Truncated-SVD is deemed the most appropriate and is subsequently utilized for the reshaping of the dataset that is introduced to the XGBoost fault location model. The integration of the dimensionality reduction technique in the algorithm results in the decrease of the computational time and the dataset’s size and in a higher generalizability of the algorithm. Thus, the application of the proposed method is not limited by the grid’s topology. The method’s robustness was verified against various influencing parameters such as the fault resistance, the size of the dataset, the loss of data and the photovoltaics’ penetration level. The overall algorithm achieved a mean squared error of 13.26 and a training and test accuracy of more than 99% when tested on the CIGRE LV benchmark grid.

Introduction

     The transformation of the traditional electricity grids into smart grids is well underway, mandating the redefinition of the grid operation principles. One of the vital operating parts of the grid requiring redesign is the protection system and more specifically the fault diagnosis schemes, since the bidirectionality of power flows and the intermittency of generation sources pose additional challenges. Fault diagnosis refers to the detection, classification and location of a fault. Rapid and automatized fault diagnosis leads to increased reliability of the electricity grid, aligned with the needs of the modern society. With the vast changes in the grid’s topology, the traditional fault diagnosis methods have become outdated and inefficient. Therefore, the necessity for novel accurate and fast fault diagnosis methods has soared.

Conclusions

     In this study a novel artificial intelligence (AI) – based fault location method for low voltage grids is presented. The transformation of traditional electricity grids to smart grids has rendered most of the conventional fault location methods obsolete, however, it has also offered opportunities for innovation due to the increased observability over the The proposed algorithm aims at solving these problems by optimizing the application of AI in a fault location method. This is achieved by evaluating the collected data and developing a data management strategy. More specifically, first, the data analysis results point to the form with which the recorded variables should be included in the dataset. The dataset is then processed following the data management strategy proposed. This part of the algorithm reduces the data volume, and thus the CT of the method, by transforming the least informative features with the use of the Truncated-SVD technique while keeping the 10 most informative features in their original form. This step results in the efficient exploitation of all the available data and, at the same time, the generalization of the algorithm. The reduced dataset is used as an input for the training of an XGBoost model, which combines low overfitting with high computational speed and accuracy. The final algorithm is characterized by superior performance, with a mean squared error of 13.26 and a training and testing accuracy above 99% when evaluated with data generated from the simulation of the CIGRE European LV benchmark.