从不完美信号到可信结构:来自异构且可靠性不同的效用数据的置信感知推断
机器学习
2025-08-11 v1 人工智能
摘要
准确的配电网拓扑结构对可靠的现代电网运营至关重要。然而,真实世界的效用数据来源于多个具有不同特征和质量水平的数据源。本文提出了一个可扩展框架,通过系统性地整合异构数据来重建可信的网格拓扑结构。我们观察到,配电拓扑结构根本上由两个互补维度决定:物理基础设施的空间布局(例如 GIS 和资产元数据)和系统在信号域中的动态行为(例如电压时间序列)。当这两个维度联合使用时,可支持网络连接的完整且物理连贯的重建。为解决数据质量不均而不损害可观测性的挑战,我们引入一种置信感知推断机制,既保留结构信息丰富又不完美的输入,又为每条推断连接量化其可靠性,以供操作员解读。这种对不确定性的柔性处理与硬性物理可行性约束紧密耦合:我们直接将操作约束(如变压器容量限制和径向拓扑要求)嵌入学习过程中。总体而言,这些组件确保推断既是不确定性感知的,又是结构上有效的,使其在现实部署条件下能够快速收敛到可操作、可信的拓扑结构。该框架使用来自 Oncor 服务区域 3 条配电网中 8000 多台电表的数据进行验证,显示在拓扑重建准确率超过 95%,在置信度校准和计算效率方面相对于基线方法实现了显著提升。
引用
@article{arxiv.2508.05791,
title = {From Imperfect Signals to Trustworthy Structure: Confidence-Aware Inference from Heterogeneous and Reliability-Varying Utility Data},
author = {Haoran Li and Lihao Mai and Muhao Guo and Jiaqi Wu and Yang Weng and Yannan Sun and Ce Jimmy Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.05791},
year = {2025}
}
备注
10 pages