MétaCan
Menu
Retour à la cohorte
Enregistrement W4409170517 · doi:10.1016/j.apenergy.2025.125812

Improved surrogate modeling for multi-energy system design: Model architecture, sampling and scaling choices

2025· article· en· W4409170517 sur OpenAlexafffund
François Lédée, Curran Crawford, Ralph Evins

Notice bibliographique

RevueApplied Energy · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueIntegrated Energy Systems Optimization
Établissements canadiensUniversity of Victoria
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésSurrogate modelScalingArchitectureSampling (signal processing)Computer scienceReliability engineeringEngineeringMathematicsMachine learning

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Multi-energy systems (MES) are a key concept for developing more sustainable energy systems, but optimizing their design is computationally burdensome. This paper explores the development of machine-learning (ML) based surrogate models for the optimal design of MES. Surrogates are simple models, often ML-based, used to approximate detailed simulations, in this case MES design optimizations. These models provide instant responses, enabling fast comparisons and explorations of trade-offs between design variables. No related work proposes an ML procedure tailored to properties of the MES design application. Most related works use surrogates to predict system cost and other objectives. However, few works have used them to directly predict the optimal system design, and those that do show poor performance. This paper provides an extensive methodology tailored to properties of MES design problems to improve surrogate performance on small datasets. Four components were found to significantly improve surrogate performance: a careful and objective-oriented selection of samples, the use of upsampling to balance datasets, the use of non-linear rescaling methods, and a specific neural-network architecture called Mixture-of-Experts. These work together to turn the original design variable distribution (i.e., of the output) into a Gaussian-like data distribution, that can be more easily learned by the neural-network. The resulting surrogate model almost instantly predicts optimal energy system designs with high precision. This was tested across a wide variety of different climates, building types and decarbonization goals. Such surrogate models will make it much easier to explore different MES design options. • Energy system design shows irregularities and sudden changes in design variables. • Irregularities and splits reduce the learnability via neural-network. • A large exploration of modeling parameters is tested over a large pool of cases. • A simple mixture-of-experts architecture often addresses the issue. • Upsampling and a novel sampling strategy support the surrogate model’s training.

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)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,010
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: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,018

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,010
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

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 Opus0,025
Tête enseignante GPT0,233
Écart entre enseignants0,208 · 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
GenreEmpirique

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

En bref

Citations8
Publié2025
Routes d'admission2
Résumé présentoui

Explorer davantage

Même revueApplied EnergyMême sujetIntegrated Energy Systems OptimizationTravaux en français237 207