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Enregistrement W7056389450

Energy Management Strategies for Residential Distribution System Using Smart Meter Data

2023· dissertation· en· W7056389450 sur OpenAlexaboutno aff

Notice bibliographique

RevueUWSpace (University of Waterloo) · 2023
Typedissertation
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueParticle accelerators and beam dynamics
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésSmart meterSmart gridDistribution transformerDistribution management systemEnergy managementPhotovoltaic systemMetreElectric power systemTransformerLoad management
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Energy management (EM) strategies for a power distribution system have attracted attention in the past few decades. EM within smart residential distribution systems is a long-standing challenge that involves effective scheduling of electric vehicle charging and discharging while utilizing available photovoltaic resources and efficiently drawing power from the electric grid to meet household energy demands. This dissertation introduces four important research problems that provide the power distribution system operator with crucial cybersecurity insights. These insights facilitate real-time monitoring of the Distribution Transformer (DT) kVA load, prediction of its end of remaining-useful life, and disaggregation of behind-the-meter solar generation — all using just smart meter data from residential customers processed at the electric utility’s server. \n \nThe first research proposes a novel non-intrusive approach based on the Universal Adaptive Stabilization (UAS) algorithm for real-time assessment of behind-the-meter (BTM) solar generation using smart meter data from residential customers. This approach is characterized by its simplicity, robustness, and unsupervised operation, eliminating the need for complex system dynamics. The accuracy and convergence of the proposed method are mathematically justified and evaluated against advanced algorithms using publicly available datasets. \n \nThe second research presents a hardware-free strategy for DT kVA load estimation using smart meter data from residential customers. The proposed DT kVA load estimation algorithm operates at the utility server level without requiring a fixed power factor assumption or reactive power load information across residential customers. The proposed strategy provides a simple, effective fixed-point iteration-based formulation for a balanced secondary distribution network, that is extended for an unbalanced three-phase underground secondary distribution network. Theoretical analysis on convergence and stability \nof the proposed DT kVA load estimation method is also provided. \n \nBuilding up on the second research work, the third research proposes a four-layer framework that utilizes the DT kVA load estimation algorithm for assessing the remaining useful life (RUL) of a DT. The first layer stores residential smart meter data used for DT kVA load estimation in the second layer. In the third layer, two powerful forecasting tools, Time Series Decomposition and Hidden Markov Model, are compared. The historical and forecast data, along with the DT’s thermal parameters, are employed to assess its RUL. Numerical validation is conducted using real-world data from fifteen households in London, Ontario, Canada. \n \nThe three aforementioned research problems are seamlessly integrated into the fourth, presenting a fuzzy logic-based real-time energy management control system, from the perspective of an electric utility. The primary objectives of the fourth research work are to utilize available energy resources in a smart residential distribution system, optimize grid power consumption, minimize electricity costs for both the utility and customers, ensure reliable power grid operation, and mitigate DT overloading. \nThis dissertation aims to propose a fast, efficient, and real-time energy management strategy for smart residential distribution systems. The three integrated research problems offer precise estimation of real-time BTM solar generation, ensuring system reliability while providing accurate DT kVA load estimation to mitigate DT overloading. As a result, the proposed real-time energy management control strategy with its integrated parts makes a valuable contribution to the advancement of smart grid technologies and various distribution automation applications.

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)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
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 seuil0,008

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
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 Opus0,024
Tête enseignante GPT0,223
Écart entre enseignants0,199 · 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
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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