Método de clasificación de tipo de falla adaptativa en sistemas de potencia de baja inercia a granel basado en aprendizaje automático y datos de unidades de medición de fasores
Autores: Senyuk, Mihail; Beryozkina, Svetlana; Zicmane, Inga; Safaraliev, Murodbek; Klassen, Viktor; Kamalov, Firuz
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Método de clasificación de tipo de falla adaptativa en sistemas de potencia de baja inercia a granel basado en aprendizaje automático y datos de unidades de medición de fasores
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Investigación
Perturbaciones
Sistemas de energía
Algoritmos de aprendizaje automático
Unidad de medición fasorial
XGBoost
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
Esta investigación se centra en desarrollar y probar un método para clasificar las perturbaciones en los sistemas de energía utilizando algoritmos de aprendizaje automático y datos de unidades de medición de fasores (PMU). Para mejorar la velocidad y precisión de la clasificación de perturbaciones, empleamos una variedad de técnicas de aprendizaje automático en conjunto, incluyendo Bosque Aleatorio, AdaBoost, Extreme Gradient Boosting (XGBoost) y LightGBM. El método de clasificación fue evaluado utilizando tanto datos sintéticos, generados a partir de simulaciones transitorias del sistema de prueba IEEE24, como datos del mundo real de eventos transitorios reales en sistemas de energía. Entre los algoritmos probados, XGBoost logró la mayor precisión de clasificación, con un 96.8% para datos sintéticos y un 85.2% para datos físicos. Además, este estudio investiga el impacto de la frecuencia de muestreo de datos y el tamaño de la ventana de cálculo en el rendimiento de la clasificación. A través de experimentos numéricos, encontramos que aumentar la tasa de muestreo de la señal más allá de 5 kHz y extender la ventana de cálculo más allá de 5 ms no mejoró significativamente la precisión de la clasificación.
Descripción
Esta investigación se centra en desarrollar y probar un método para clasificar las perturbaciones en los sistemas de energía utilizando algoritmos de aprendizaje automático y datos de unidades de medición de fasores (PMU). Para mejorar la velocidad y precisión de la clasificación de perturbaciones, empleamos una variedad de técnicas de aprendizaje automático en conjunto, incluyendo Bosque Aleatorio, AdaBoost, Extreme Gradient Boosting (XGBoost) y LightGBM. El método de clasificación fue evaluado utilizando tanto datos sintéticos, generados a partir de simulaciones transitorias del sistema de prueba IEEE24, como datos del mundo real de eventos transitorios reales en sistemas de energía. Entre los algoritmos probados, XGBoost logró la mayor precisión de clasificación, con un 96.8% para datos sintéticos y un 85.2% para datos físicos. Además, este estudio investiga el impacto de la frecuencia de muestreo de datos y el tamaño de la ventana de cálculo en el rendimiento de la clasificación. A través de experimentos numéricos, encontramos que aumentar la tasa de muestreo de la señal más allá de 5 kHz y extender la ventana de cálculo más allá de 5 ms no mejoró significativamente la precisión de la clasificación.