dirbtinio intelekto pritaikymas · dirbtinio intelekto pritaikymas hibridinėje energetikos...
TRANSCRIPT
![Page 1: Dirbtinio intelekto pritaikymas · Dirbtinio intelekto pritaikymas hibridinėje energetikos sistemoje Aivaras Slivikas Jonas Vaičys Elektros energetikos sistemų katedra 2020-02-20](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050402/5f7fbc8115f5dd698a3d14cb/html5/thumbnails/1.jpg)
Dirbtinio intelekto pritaikymas
hibridinėje energetikos sistemoje
Aivaras Slivikas
Jonas Vaičys
Elektros energetikos sistemų katedra
2020-02-20
![Page 2: Dirbtinio intelekto pritaikymas · Dirbtinio intelekto pritaikymas hibridinėje energetikos sistemoje Aivaras Slivikas Jonas Vaičys Elektros energetikos sistemų katedra 2020-02-20](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050402/5f7fbc8115f5dd698a3d14cb/html5/thumbnails/2.jpg)
• Projekto apimtis
• Problemos aktualumas
• Sprendimas I - prognozavimo modelis
• Sprendimas II - optimizavimo algoritmas
• Pradiniai rezultatai
• Išvados
Turinys
![Page 3: Dirbtinio intelekto pritaikymas · Dirbtinio intelekto pritaikymas hibridinėje energetikos sistemoje Aivaras Slivikas Jonas Vaičys Elektros energetikos sistemų katedra 2020-02-20](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050402/5f7fbc8115f5dd698a3d14cb/html5/thumbnails/3.jpg)
Svarstomi projektai Kruonio HAE
Šaltinis: https://youtu.be/B6NbVpWa87Q
• Plūduriuojanti 200 MW
saulė elektrinė (SE)
• Lankstus 200 MW
penktas agregatas
• Elektrocheminis kaupiklis
(KHE)
• Dirbtinio intelekto (DI)
pritaikymas pajamų
maksimizavimui
![Page 4: Dirbtinio intelekto pritaikymas · Dirbtinio intelekto pritaikymas hibridinėje energetikos sistemoje Aivaras Slivikas Jonas Vaičys Elektros energetikos sistemų katedra 2020-02-20](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050402/5f7fbc8115f5dd698a3d14cb/html5/thumbnails/4.jpg)
K A U N O T E C H N O L O G I J O S U N I V E R S I T E T A S
Problema
ID – „dienos eigos“ rinka (angl. Intraday)DA – „dienos prieš“ rinka (angl. Day-ahead)
• Prognozavimo modelis• Optimizavimo algoritmas
![Page 5: Dirbtinio intelekto pritaikymas · Dirbtinio intelekto pritaikymas hibridinėje energetikos sistemoje Aivaras Slivikas Jonas Vaičys Elektros energetikos sistemų katedra 2020-02-20](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050402/5f7fbc8115f5dd698a3d14cb/html5/thumbnails/5.jpg)
Nuotraukos iš palydovoDA prognostiniam modeliui
IR 3.9
VIS 0.6 WV 6.2
IR 10.8
Šaltinis: https://eumetview.eumetsat.int/mapviewer/?product=EO:EUM:DAT:MSG:HRSEVIRI
![Page 6: Dirbtinio intelekto pritaikymas · Dirbtinio intelekto pritaikymas hibridinėje energetikos sistemoje Aivaras Slivikas Jonas Vaičys Elektros energetikos sistemų katedra 2020-02-20](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050402/5f7fbc8115f5dd698a3d14cb/html5/thumbnails/6.jpg)
Nuotraukos iš All Sky Imager
ID prognozavimo modeliui
• All Sky Imager ir
piranometras sumontuotas
ant KTU informatikos
fakulteto stogo
• Nuotraukos
išsaugomos kas 15
min., saulės apšvieta
ir kiti parametrai –
kas 5 s.
Šaltinis: https://eko-eu.com/products/environmental-science/all-sky-imager
![Page 7: Dirbtinio intelekto pritaikymas · Dirbtinio intelekto pritaikymas hibridinėje energetikos sistemoje Aivaras Slivikas Jonas Vaičys Elektros energetikos sistemų katedra 2020-02-20](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050402/5f7fbc8115f5dd698a3d14cb/html5/thumbnails/7.jpg)
Konvoliucinių (sąsukų) neuroninių tinklų taikymas
Konvoliucija: http://setosa.io/ev/image-kernels/
Šaltinis: “3D-CNN-based feature extraction of
ground-based cloud images for direct normal
irradiance prediction”, Xin Zhaoa et al. 2019,
Solar Energy.
2D
3D
tim
e
![Page 8: Dirbtinio intelekto pritaikymas · Dirbtinio intelekto pritaikymas hibridinėje energetikos sistemoje Aivaras Slivikas Jonas Vaičys Elektros energetikos sistemų katedra 2020-02-20](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050402/5f7fbc8115f5dd698a3d14cb/html5/thumbnails/8.jpg)
Konvoliucinių (sąsukų) neuroninių tinklų taikymas
• Konvoliucijos žingsnio metu naudojamų filtrų pagalba galima išryškinti svarbiausią informaciją nuotraukoje.
• Dimensijos mažinimo žingsnio metu sumažinamas duomenų kiekis, pvz., paliekant tik maksimalią n greta esančių pikselių vertę.
...
C1: 16@128x128
...
S2: 16@64x64
...
C3: 16@32x32
...
S4: 16@4x4 C5: 10@1x1t-2
t-1
t
3D convolution3x3x3
Subsampling2x2
Subsampling2x2
Convolution3x3
Convolution4x4
Prognozavimomodelis
t-n faktiniai duomenys
t+n parametrai
Apšvietos prognozė
![Page 9: Dirbtinio intelekto pritaikymas · Dirbtinio intelekto pritaikymas hibridinėje energetikos sistemoje Aivaras Slivikas Jonas Vaičys Elektros energetikos sistemų katedra 2020-02-20](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050402/5f7fbc8115f5dd698a3d14cb/html5/thumbnails/9.jpg)
Pirminė duomenų analizė
• 2019-11-02 – 2020-02-11
![Page 10: Dirbtinio intelekto pritaikymas · Dirbtinio intelekto pritaikymas hibridinėje energetikos sistemoje Aivaras Slivikas Jonas Vaičys Elektros energetikos sistemų katedra 2020-02-20](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050402/5f7fbc8115f5dd698a3d14cb/html5/thumbnails/10.jpg)
Generacijos modelių rezultatai.
Regresija
𝑥1- Apšvieta
𝑥21- [Apšvieta, temperatūra]
𝑥22- [Apšvieta, santykinė drėgmė]
𝑥3- [Apšvieta, temperatūra, santykinė drėgmė]
![Page 11: Dirbtinio intelekto pritaikymas · Dirbtinio intelekto pritaikymas hibridinėje energetikos sistemoje Aivaras Slivikas Jonas Vaičys Elektros energetikos sistemų katedra 2020-02-20](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050402/5f7fbc8115f5dd698a3d14cb/html5/thumbnails/11.jpg)
Generacijos modelių rezultatai.
Palyginimas
![Page 12: Dirbtinio intelekto pritaikymas · Dirbtinio intelekto pritaikymas hibridinėje energetikos sistemoje Aivaras Slivikas Jonas Vaičys Elektros energetikos sistemų katedra 2020-02-20](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050402/5f7fbc8115f5dd698a3d14cb/html5/thumbnails/12.jpg)
DA + ID BAL ↑ BAL↓ IMB
𝛽𝑡𝐷𝐴, 𝛽𝑡
𝐼𝐷 - DA, ID kaina
𝑃𝑡𝐷𝐴, 𝑃𝑡
𝐼𝐷 - DA, ID kaina
∆𝑡𝐵𝐴𝐿↑, ∆𝑡
𝐵𝐴𝐿↓ - balansavimo kiekis
𝛾𝑡𝐵𝐴𝐿↑, 𝛾𝑡
𝐵𝐴𝐿↓ - balansavimo kaina
𝛿𝑡𝐼𝑀𝐵- disbalanso kaina
∆𝑡𝐼𝑀𝐵- disbalanso kiekis
Ieškoma kiekvieno hibridinės sistemos elemento optimalaus kiekio kiekvienoje rinkoje.
max
𝑡=1
𝑇
(𝛽𝑡𝐷𝐴∙ 𝑃𝑡
𝐷𝐴 +𝛽𝑡𝐼𝐷 ∙ 𝑃𝑡
𝐼𝐷) +
𝑡=1
𝑇
(𝛾𝑡𝐵𝐴𝐿↑∙ ∆𝑡
𝐵𝐴𝐿↑) −
𝑡=1
𝑇
(𝛾𝑡𝐵𝐴𝐿↓∙ ∆𝑡
𝐵𝐴𝐿↓) +
𝑡=1
𝑇
(𝛿𝑡𝐼𝑀𝐵∙ ∆𝑡
𝐼𝑀𝐵)
Tikslo funkcijaoptimizavimo algoritmui
![Page 13: Dirbtinio intelekto pritaikymas · Dirbtinio intelekto pritaikymas hibridinėje energetikos sistemoje Aivaras Slivikas Jonas Vaičys Elektros energetikos sistemų katedra 2020-02-20](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050402/5f7fbc8115f5dd698a3d14cb/html5/thumbnails/13.jpg)
Pradiniai optimizavimo rezultatai
![Page 14: Dirbtinio intelekto pritaikymas · Dirbtinio intelekto pritaikymas hibridinėje energetikos sistemoje Aivaras Slivikas Jonas Vaičys Elektros energetikos sistemų katedra 2020-02-20](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050402/5f7fbc8115f5dd698a3d14cb/html5/thumbnails/14.jpg)
Išvados
• Prognozių tikslumas daro reikšmingą įtaką optimizavimo rezultatui.
• Naudojant optimizavimą užtikrinamas pajamų augimas.
• SE generacijos prognozės modelio tikslinimas – svarbiausias, daugiausia laiko užimantis ir didžiausią naudą teikiantis procesas.
• Optimizavimo algoritmas tobulintinas ir reikalauja įtraukti daugiau apribojimų, kurie leistų sumodeliuoti realybei artimesnį scenarijų.
• DI modeliai padeda SE generacijos prognozės tikslumui. Ateityje galimas neprižiūrimų (unsupervised) DI modelių kūrimas.
• DI pagalba, galimas optimizavimas su daugybe tiesinių ir netiesinių apribojimų.
![Page 15: Dirbtinio intelekto pritaikymas · Dirbtinio intelekto pritaikymas hibridinėje energetikos sistemoje Aivaras Slivikas Jonas Vaičys Elektros energetikos sistemų katedra 2020-02-20](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050402/5f7fbc8115f5dd698a3d14cb/html5/thumbnails/15.jpg)