Powered by OpenAIRE graph
Found an issue? Give us feedback
image/svg+xml art designer at PLoS, modified by Wikipedia users Nina, Beao, JakobVoss, and AnonMoos Open Access logo, converted into svg, designed by PLoS. This version with transparent background. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Open_Access_logo_PLoS_white.svg art designer at PLoS, modified by Wikipedia users Nina, Beao, JakobVoss, and AnonMoos http://www.plos.org/ European Scientific ...arrow_drop_down
image/svg+xml art designer at PLoS, modified by Wikipedia users Nina, Beao, JakobVoss, and AnonMoos Open Access logo, converted into svg, designed by PLoS. This version with transparent background. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Open_Access_logo_PLoS_white.svg art designer at PLoS, modified by Wikipedia users Nina, Beao, JakobVoss, and AnonMoos http://www.plos.org/
European Scientific e-Journal
Article . 2023 . Peer-reviewed
Data sources: Crossref
image/svg+xml art designer at PLoS, modified by Wikipedia users Nina, Beao, JakobVoss, and AnonMoos Open Access logo, converted into svg, designed by PLoS. This version with transparent background. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Open_Access_logo_PLoS_white.svg art designer at PLoS, modified by Wikipedia users Nina, Beao, JakobVoss, and AnonMoos http://www.plos.org/
ZENODO
Article . 2023
License: CC BY
Data sources: ZENODO
versions View all 2 versions
addClaim

This Research product is the result of merged Research products in OpenAIRE.

You have already added 0 works in your ORCID record related to the merged Research product.

Methods of applying neural network algorithms in forecasting of energy consumption level at systems of automated electricity distribution

Authors: Bunke, Oleksandr S.;

Methods of applying neural network algorithms in forecasting of energy consumption level at systems of automated electricity distribution

Abstract

An analysis of modern methods of automated control of the level of electricity consumption at the level of households, industrial facilities, as well as critical infrastructure facilities, based on software algorithms and neural network architectures, was carried out. The exponential growth of the demand for electricity on a global scale and the globalization of the infrastructure of electricity networks indicate the urgency of the task of accurately forecasting the level of consumption, on the basis of which the optimal scheme for distributing electricity to consumers can be determined in real time. It is noted that when organizing a complex methodology for forecasting the level of electricity consumption and automated control of electricity distribution, it is necessary to establish statistical indicators that make it possible to estimate the volume of the input data array processed by the system, limitations on the calculation resource of the hardware and software complex of the platform, and requirements for the accuracy of machine analysis in accordance with financial risks and the probability of emergency situations. The high efficiency of the application of neural network infrastructures in the construction of systems of machine analysis, forecasting and automated control of the power grid infrastructure is shown. Such approaches to the organization of neural network architecture as a recurrent neural network, models based on long short-term memory and recurrent valve nodes, as well as time series models based on defined autoregressive integrated moving averages, according to which algorithms characterized by high accuracy of forecasting in real time under the conditions of minimal load on the computing resource. The importance of the preparation of the training selection and appropriate setting of neural network algorithms for the distribution of input data in accordance with the seasonal characteristics of electricity consumption is shown. The task of organizing, tuning and further optimizing the neural network algorithm was thus carried out according to the extrema of the objective functions, which were based on the statistical indicators of the prediction accuracy (mean absolute percentage error, root mean square error and mean absolute error) that were obtained from the results of the studies that were cited in open scientific publications. Проведено аналіз сучасних методів автоматизованого контролю споживання електроенергії на рівні домашніх господарств, промислових об’єктів, а також об’єктів критичної інфраструктури, що базуються на програмних алгоритмах та нейромережевих архітектурах. Екпоненційний ріст попиту на електроенергію у світовому масштабі та глобалізація інфраструктури електромереж вказує на актуальність задачі точного прогнозування рівня споживання на основі якого може бути у реальному часі визначена оптимальна схема розподілу електроенергії споживачам. Зазначено, що при організації комплексної методики прогнозування рівня електроспоживання та автоматизованого контролю розподілу електроенергії необхідно визначити статистичні показники, що надають можливість оцінити об’єм масиву вхідних даних, які обробляються системою, обмеження на обчислювальний ресурс апаратно-програмної платформи комплексу та вимоги до точності машинного аналізу відповідно до фінансових ризиків та вірогідності виникнення аварійних ситуацій. Показано високу ефективність застосування нейромережевих архітектур при побудові системи машинного аналізу, прогнозування та автоматизованого контролю інфраструктури електромережі. Зокрема було розглянуто такі підходи організації нейромережевої архітектури як рекурентна нейромережа, моделі на основі довгої короткочасної пам'яті і рекурентних вентильних вузлів, а також моделі часових рядів, що базуються на визначенні авторегресійного інтегрованого ковзного середнього, відповідно до яких можна побудувати алгоритми, що характеризуються високою точністю прогнозування у режимі реального часу за умов мінімального навантаження на обчислювальний ресурс. Показано важливість при підготовці навчальної вибірки та відповідного налаштування нейромережевих алгоритмів поділення вхідних даних у відповідності до сезонних особливостей електроспоживання. Задача організації, налаштування та подальшої оптимізації нейромережевого алгоритму, таким чином, була проведена відповідно до екстремумів цільових функцій, що базувались на статистичних показниках точності прогнозування (середня абсолютна процентна похибка, середньоквадратична похибка і середня абсолютна похибка), що були отримані на основі результатів досліджень, наведених у відкритих наукових публікаціях.

Keywords

нейромережеві алгоритми, neural network algorithms, automated forecasting systems, системи автоматизованого прогнозування, gated recurrent units, statistical accuracy indicators, моделі на основі довгої короткочасної пам'яті, electricity consumption level, рівень споживання електроенергії, статистичні показники точності, long short-term memory models, рекурентні нейромережі, recurrent neural networks, рекурентні вентильні вузли

  • BIP!
    Impact byBIP!
    citations
    This is an alternative to the "Influence" indicator, which also reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically).
    0
    popularity
    This indicator reflects the "current" impact/attention (the "hype") of an article in the research community at large, based on the underlying citation network.
    Average
    influence
    This indicator reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically).
    Average
    impulse
    This indicator reflects the initial momentum of an article directly after its publication, based on the underlying citation network.
    Average
    OpenAIRE UsageCounts
    Usage byUsageCounts
    visibility views 11
    download downloads 12
  • 11
    views
    12
    downloads
    Powered byOpenAIRE UsageCounts
Powered by OpenAIRE graph
Found an issue? Give us feedback
visibility
download
citations
This is an alternative to the "Influence" indicator, which also reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically).
BIP!Citations provided by BIP!
popularity
This indicator reflects the "current" impact/attention (the "hype") of an article in the research community at large, based on the underlying citation network.
BIP!Popularity provided by BIP!
influence
This indicator reflects the overall/total impact of an article in the research community at large, based on the underlying citation network (diachronically).
BIP!Influence provided by BIP!
impulse
This indicator reflects the initial momentum of an article directly after its publication, based on the underlying citation network.
BIP!Impulse provided by BIP!
views
OpenAIRE UsageCountsViews provided by UsageCounts
downloads
OpenAIRE UsageCountsDownloads provided by UsageCounts
0
Average
Average
Average
11
12
Green
gold