توسعه‌ی مدل پیش‌بینی قطعی برق مبتنی بر یادگیری عمیق برای بهبود تاب‌آوری در سیستم‌های قدرت

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه علوم داده، دانشکده مهندسی کامپیوتر، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

2 نویسنده مسئول: استادیار، گروه مهندسی کامپیوتر، مرکز آموزش عالی شهرضا، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

doi
10.22034/sep.2026.2076246.1420
چکیده

قطعی‌های ناگهانی برق، نه‌تنها پایداری شبکه را تحت تأثیر قرار می‌دهند، بلکه موجب افزایش چشمگیر هزینه‌های عملیاتی نیز می‌شوند؛ مسئله‌ای که چالشی اساسی برای بهره‌وری سیستم‌های برقی به شمار می‌رود. در این پژوهش، مدلی کارآمد مبتنی بر یادگیری عمیق برای پیش‌بینی قطعی برق ارائه می‌شود که تلفیقی از یک ویژگی‌یاب مبتنی بر خودرمزگذار و یک طبقه‌بند چندلایه با ساختار باقی‌مانده است. آنچه این مدل را از روش‌های مرسوم متمایز می‌سازد، توانایی آن در حفظ دقت بالای پیش‌بینی بدون اتکا به ویژگی‌های مکانی نظیر عرض و طول جغرافیایی است، عواملی که اغلب در مدل‌های سنتی نقش کلیدی داشتند. در مرحله نخست روش پیشنهادی، یک خودرمزگذار بر روی مجموعه داده‌ای غنی، فاقد برچسب، شامل اطلاعات آب‌وهوایی و تقاضای انرژی در بازه زمانی بیست‌وچهارساله (2000 تا 2024) از ایالت مریلند ایالات‌متحده آموزش داده می‌شود. نمایش‌های نهفته به‌دست‌آمده از این مدل، به‌عنوان ویژگی‌های استخراج‌شده، به مدل طبقه‌بندی آموزش‌دیده بر داده‌های برچسب‌دار قطعی‌های برق افزوده می‌شوند. مدل نهایی، حتی بدون استفاده از داده‌های مکانی، موفق به کسب امتیاز F1 معادل ۸۱% شده است؛ درحالی‌که عملکرد آن با بهره‌گیری از تمامی ویژگی‌ها (شامل مختصات جغرافیایی) به ۹۰% می‌رسد. این سطح از قابلیت تعمیم‌پذیری، امکان استقرار مدل در مناطق فاقد داده‌های مکانی را فراهم کرده و درنهایت، به ارتقاء انعطاف‌پذیری، قابلیت اطمینان و بهره‌وری سیستم قدرت منجر می‌شود.

کلیدواژه‌ها