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通过拓扑动作管理电网:先进基于规则与强化学习智能体的比较研究

机器学习 2024-09-18 v2 人工智能 系统与控制 系统与控制

摘要

由于当前的剧变以及可再生能源发电的增加,电网的运行已变得愈发复杂。因此,传统方法下的主动电网管理正逼近其极限。在“学习运行电网”挑战赛的背景下,已表明强化学习(RL)是一种高效且可靠的方法,在自动电网运行方面具有可观潜力。在本文中,我们分析了 Binbinchen 提交的智能体,并提出了改进该智能体的新策略,同时涵盖 RL 与基于规则的方法。主要改进是一种 N-1 策略,我们考虑在即使一条线路断开时仍能保持电网稳定的拓扑动作。此外,我们还提出了一种恢复至原始电网的拓扑回退策略,被证明是有益的。这些改进在挑战赛测试集上对照参考方法进行了测试,能够将基于规则的智能体性能提升 27%。在基于规则与 RL 智能体的直接对比中,我们发现二者性能相近。然而,RL 智能体具有明显计算优势。我们还在一个示例案例中更详细地分析了其行为以提供额外洞见。在此,我们观察到通过 N-1 策略,智能体的动作变得更加多样化。

关键词

引用

@article{arxiv.2304.00765,
  title  = {Managing power grids through topology actions: A comparative study between advanced rule-based and reinforcement learning agents},
  author = {Malte Lehna and Jan Viebahn and Christoph Scholz and Antoine Marot and Sven Tomforde},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2304.00765},
  year   = {2024}
}

备注

12 pages plus references and appendix, 11 figures, submitted to the journal Energy and AI