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Enregistrement W7015800643

Uncertainty Quantification and Control in Power System Security and Operation Via Data-Driven Polynomial Chaos Expansion Based Methods

2024· dissertation· en· W7015800643 sur OpenAlexaff

Notice bibliographique

RevueeScholarship@McGill (McGill) · 2024
Typedissertation
Langueen
DomaineEngineering
ThématiquePower System Optimization and Stability
Établissements canadiensMcGill University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésPolynomial chaosUncertainty quantificationControl theory (sociology)PolynomialCHAOS (operating system)Control systemControl (management)Electric power system
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The global energy situation is shifting towards renewable energy sources (RESs) to promote sustainability and reduce fossil fuel reliance.This shift brings uncertainties from volatile RESs and new forms of loads (e.g., electric vehicles), challenging power system operation and security.Addressing these challenges, this thesis aims to leverage a surrogate modeling method, namely the polynomial chaos expansion method, to systematically investigate and mitigate the impacts of uncertainties on power system transfer capability and economic dispatch (ED).The overarching goal is to offer vital guidance for ensuring and enhancing the security of power systems while maximizing the utilization of transmission assets and economic benefits, considering the high uncertainty level of current and future power grids.The thesis first studies the impacts of uncertainties brought by volatile RESs, random loads, and unforeseen equipment outages on power system available transfer capability (ATC), a crucial index in power system security analysis.By exploiting polynomial chaos theory and moment-based methods, a data-driven sparse polynomial chaos expansion (DDSPCE) method is developed for probabilistic total transfer capability (PTTC) and ATC assessment.Notably, without requiring preassumed probability distributions of random inputs, the proposed DDSPCE directly exploits data for estimating the probabilistic characteristics of PTTC (e.g., mean, variance, probability density function (PDF), and cumulative distribution function (CDF)), based on which the ATC with a certain confidence level can be readily calculated.An integrated sparse framework further enhances its computational efficiency and accuracy.Simulations on the modified IEEE 118-bus system and the modified PEGASE 1354-bus system validate the DDSPCE method's efficacy in PTTC evaluation.Furthermore, the results underscore the significance of incorporating discrete uncertainties, like equipment outages, in both PTTC and ATC assessments.The thesis then delves into the impacts of uncertainties, especially from wind power, on ED, a critical aspect of the power system daily operation.A DDSPCE-based surrogate modeling method is developed to estimate the probabilistic characteristics of ED solutions, including their mean, variance, and distribution functions.The developed method can handle extensive random inputs without their predefined probability distributions.Extensive simulation results on an integrated electricity and gas system (IEGS) using real-life wind power data validate the efficiency and effectiveness of the proposed method in quantifying the impacts of uncertainties on the ED solutions, even when the ED solutions are multimodal.These results highlight the DDSPCE method's efficacy and efficiency in addressing general and complex scenarios.First and foremost, I would like to convey my profound appreciation to my supervisors, Professor Xiaozhe Wang and Professor Franc ¸ois Bouffard, for their unwavering support and guidance throughout my Ph.D. studies.In particular, I am profoundly thankful to my primary supervisor, Professor Xiaozhe Wang.She provided me with invaluable professional guidance and valuable suggestions as well as financial support for my Ph.D. studies and personal development.Also, I would like to express my great thanks for her encouragement to be confident, whether during exams, research seminars, public speaking occasions, or job searching.

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)0,004
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 enseignants0,004
Score d'incertitude au seuil0,009

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,004
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
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 recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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 Opus0,016
Tête enseignante GPT0,271
Écart entre enseignants0,255 · 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

Citations0
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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