Predicción de carga federada y agrupada diferencialmente privada basada en el algoritmo de Louvain
Autores: Pan, Tingzhe; Hou, Jue; Jin, Xin; Li, Chao; Cai, Xinlei; Zhou, Xiaodong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Predicción de carga federada y agrupada diferencialmente privada basada en el algoritmo de Louvain
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Software
Palabras clave
Pronóstico de carga
Sistema eléctrico
Redes inteligentes
Heterogeneidad de datos
Problemas de seguridad
Aprendizaje federado
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 39
Citaciones: Sin citaciones
El pronóstico de carga desempeña un papel fundamental en el nuevo tipo de sistema de energía. Para abordar la heterogeneidad de datos y problemas de seguridad encontrados en el pronóstico de carga para redes inteligentes, este documento propone un marco de pronóstico de carga adecuado para usuarios de energía residencial, que permite a los usuarios entrenar modelos de pronóstico personalizados sin compartir datos de carga. Primero, se calcula la similitud de los patrones de carga del usuario bajo protección de privacidad. En segundo lugar, se construye una red compleja y se desarrolla un método de agrupación de usuarios federados basado en el algoritmo de Louvain, que divide a los usuarios en múltiples grupos basados en la similitud de patrones de carga. Finalmente, se desarrolla un modelo de aprendizaje federado privado y adaptativo de memoria a largo plazo (LSTM) para el pronóstico de carga. Un análisis de estudio de caso muestra que el método propuesto puede proteger efectivamente la privacidad del usuario y mejorar la precisión de predicción del modelo al tratar con datos heterogéneos. El marco puede entrenar modelos de pronóstico de carga con una rápida tasa de convergencia y un mejor rendimiento de predicción que los algoritmos de aprendizaje federado actuales.
Descripción
El pronóstico de carga desempeña un papel fundamental en el nuevo tipo de sistema de energía. Para abordar la heterogeneidad de datos y problemas de seguridad encontrados en el pronóstico de carga para redes inteligentes, este documento propone un marco de pronóstico de carga adecuado para usuarios de energía residencial, que permite a los usuarios entrenar modelos de pronóstico personalizados sin compartir datos de carga. Primero, se calcula la similitud de los patrones de carga del usuario bajo protección de privacidad. En segundo lugar, se construye una red compleja y se desarrolla un método de agrupación de usuarios federados basado en el algoritmo de Louvain, que divide a los usuarios en múltiples grupos basados en la similitud de patrones de carga. Finalmente, se desarrolla un modelo de aprendizaje federado privado y adaptativo de memoria a largo plazo (LSTM) para el pronóstico de carga. Un análisis de estudio de caso muestra que el método propuesto puede proteger efectivamente la privacidad del usuario y mejorar la precisión de predicción del modelo al tratar con datos heterogéneos. El marco puede entrenar modelos de pronóstico de carga con una rápida tasa de convergencia y un mejor rendimiento de predicción que los algoritmos de aprendizaje federado actuales.