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Enregistrement W2986649614 · doi:10.22215/etd/2019-13501

Smart Grid Data Communication and Analytics

2019· dissertation· en· W2986649614 sur OpenAlexaboutno aff
Arslan Ahmed

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typedissertation
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueSmart Grid Energy Management
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésSmart gridEnergy management systemComputer scienceGridEnergy consumptionEnergy managementEngineeringDatabaseTelecommunicationsElectrical engineeringEnergy (signal processing)

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

With the popularity of smart electrical appliances and home energy management systems, there have been a massive amount of data generated about the electricity consumption. This data can be beneficial for the utility companies as it provides the behaviour patterns of customers, and thus useful decisions can be made to optimize the load on the grid. In this work, we propose and implement a two-way communication system between the transformer agent (TA), attached to a neighbourhood’s electric transformer, and its customer agents (CAs), attached to each house in that neighbourhood. Once data is collected at the TA, it is communicated to the utility which can control and suggest any changes in consumption behaviours. In our system, CAs form a self-healing mesh network with the TA using IP-based Wi-Fi, while TAs communicate with the utility headquarters using the LTE network. Our system is implemented in compliance with the IEEE 2030.5 standard requirements, also known as smart energy profile 2.0. We have performed several tests across the Carleton University campus. We have also tested and implemented this system in real neighbourhoods in Ottawa, including Sandcherry and Viewmount sites to prove the system’s operation and reliability.The data obtained from the communication system is stored in a database hosted by IBM Cloud services. Our aim in this work is not only to communicate the data but ii to further process it and help the utility companies design better demand side management (DSM) programs to ensure efficient transmission and distribution of energy. This solves the problem of balancing electric demand and supply at the grid and also reduces peak demands, which helps lower the electricity bills for the consumers. In this context, we analyze the household electricity consumption data to forecast energy consumption for short-term (hours/days ahead) and long-term (weeks/months ahead). To this end, we use and compare seven different machine learning models predicting the energy consumption: linear regression, polynomial regression, support vector regression (SVR) using linear kernel, SVR using Gaussian kernel(SVR-G), SVR using the polynomial kernel, feed-forward neural networks (FFNN), and recurrent neural networks (RNN) using long-short-term memory (LSTM) neurons. To measure the accuracy of these models, we compute three different error metrics: the normalized mean absolute percentage error (NMAPE), the normalized root mean square error (NRMSE), and R2also known as the coefficient of determination. We then propose a novel approach for short-term load forecasting by combining the power of multiple models and evaluate its performance on a real energy consumption dataset that is publicly available by Massachusetts Institute of Technology (MIT). Results show that our proposed model performs better than existing models for time series energy forecasting.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,005
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Autre · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,009
Score d'incertitude au seuil0,032

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,005
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0020,003
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0040,003
Science ouverte0,0010,002
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0090,008

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,024
Tête enseignante GPT0,246
Écart entre enseignants0,221 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreAutre

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations1
Publié2019
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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