Бул изилдөө, ар түрдүү менентишим кечигүүлөрине сахип микротармактардын ортак бир энергия башкаруу саясаты өгренмесини сторламак үчүн эскирүү ве физикалык коопсуздук фаркындалыклы асинхрондук федеративдик бекемдөөчү үйрөнүү алкакси SPA-AFRL’йи гелиштирмиштир. Йөнтем, гежикерек улашан жергиликтүү модель жаңыртуулеринин еткисини үстел катары азалтан бир федератиф топлулаштырма меканизмасыны, жасалма интеллектнын үреттиги аракетлери батарея ве гүч системаи сынырлары үчүне йансытан коопсуздук операторуйле бириктирүүктедир. Лос Ангелес бөлгесиндеки алты имарат түрүнү темсил еден симуляцияларда SPA-AFRL дагы ылдам жакындашуу, йүзде 10-90 батарея долулук сынырларынын корунмасы ве үлгү 24 саатлик економик йүк дторытымында -3,10 АКШ доллары таза чыгым, башка бир ифадейле 3,10 АКШ доллары гелир билдирмиштир. Ошентсе да натыйжалар герчек микротармак саха тажрыйбаи дегил, симуляция чыктжылуулукдыр ве теориялык жакындашуу иддиасы саясат тармагынын кыскаруу касиети менен физикалык системаин киргизүү-абал туруктуулугу гиби варсайымлара бторлыдыр.

SPA-AFRL’нин пайдубал маселеи, федеративдик үйрөнүүде ар түрдүү ылдамдыкларда чалышан микротармактарден гелен модель жаңыртуулеринин ошол эле мааниде кабул едилмесидир. Бир микротармакнин жаңыртууси меркези сунужуйа геч улаштыгында, жаңыртуунин дайандыгы күресел модель абдантан дегишмиш олабилир. Изилдөө бу дуруму модель эскирүүсү вейа кечиккен жаңыртуу маселеи катары еле алмакта ве кечигүү арттыкча жаңыртуунин торырлыгыны азалтмактадыр.

Икинжи маселе физикалык коопсуздуктир. Пекиштирмели өгренме агенты окутуу тартипсында батареянын вакцинары долмасына, вакцинары бошалмасына вейа изин маалыматлен тармак алыш-сатыш гүжүнүн вакциналмасына йол ачабмененжек бир аракет өнеребилир. SPA-AFRL, өнермененн аракети догрудан колдонмок йерине ен йагымн физикалык жактан ишке ашырыла турган аракете издүшүрмектедир. Бөйлеже коопсуздук йалнызжа сыйлык функциясындаки жезалара бырагымлмамакта, карар уйгуланмадан мурун математиксел бир уйгунлук контролүнден гечирилмектедир.

Түркия жагынан изилдөө; уюшкан өнөр жай аймактары, кампуслер, хасданалар, коммерциялык имараттар ве йенмененнебилир энергия ичерен локалдык энергия топлулукларында маалымат меркезмененштирилмеден жалпы энергия башкаруу саясаты гелиштирилмеси үчүн араштырылабмененжек бир йаклвакцинам сунмактадыр. Бирок колдонулган йүк, хава дуруму, тариф ве күн өндүрүшү шарттары Лос Ангелес бөлгесине аиттир. Түркиядаки електрик тарифлери, дторытым системаи кураллары, батарея текник сынырлары, иклим бөлгелери ве маалымат хаберлешме алттүзүмүйла йениден модельленмеден Түркия үчүн економик казанч вейа саха ишенимлиги сонужу чыкарыламаз.

Изилдөөнүн пайдубал суроосу недир?

Изилдөөнүн пайдубал суроосу шудур: Фарклы менентишим кечигүүлөрине ве жергиликтүү изилдөө шарттарына сахип дторытык микротармактар, маалыматтарини меркези бир сунужуда топламадан ортак бир энергия башкаруу саясаты өгрениркен хем модель жакындашуусы хем де физикалык жихаз ишенимлиги насыл корунабилир?

Федератиф бекемдөөчү үйрөнүүде хер микротармак кенди жергиликтүү маалыматси ве ортамыйла бир саясат модели егитир. Меркезî сунужу хам йүк, өндүрүш вейа кулланыжы маалыматсини алмак йерине модель параметрелерини бирлештирир. Бирок микротармактардын ишлем гүжү, тор шилтемесы ве жергиликтүү окутуу мөөнөтү ар түрдүү олдугунда бүтүн жаңыртуулер ошол эле анда гелмез. Геч гелен бир жаңыртуунин догрудан күресел моделье екленмеси, гүнжел саясатйы ески билги йөнүнде бозабилир.

Ошондой эле бекемдөөчү үйрөнүү агентынын йүксек сыйлык араркен физикалык сынырлары ихлал етмеси мүмкүндүр. Өрнегин агент, кыса вадели чыгыми азалтмак амажыйла батареяйы изин маалыматлен долулук сынырынын дышына чыкаран вейа жихаз гүжүнү ашан бир аракет өнеребилир. Изилдөө, менентишим катмарындаки байат модель маселеийле физикалык катмардаки коопсуздук маселеини ошол эле жабык контур үчүнде еле алмактадыр.

SPA-AFRL не анлама гелмектедир?

SPA-AFRL, Сталенесс-анд Пхйсижс-Аwаре Асйнжхроноус Федератед Реинфоржемент Леарнинг ифадесинин кысалтмасыдыр. Түркче катары “Байатлык ве Физиксел Гүвенлик Фаркындалыклы Асинхрондук Федеративдик бекемдөөчү үйрөнүү” шеклинде ачыкланабилир.

Черчеве ики пайдубал меканизма ичерир:

• Байатлык фаркындалыклы асинхрондук топлулаштырма: Меркези сунужу, геч гелен жаңыртуулерин күресел модель үстүндөки еткисини азалтыр.
• Физиксел коопсуздук проекциясы: Йерел жасалма интеллект саясатсынын өнердиги аракет, микротармакнин ишенимли ве ишке ашырыла турган аракет күмесине йансытылыр.

Федератиф бекемдөөчү үйрөнүүнин иш агымшы насылдыр?

Федератиф өгренменин пайдубал убакытжи дөрт адымдан олушмактадыр:

1. Меркезî сунужу гүнжел күресел модель параметрелерини жергиликтүү микротармак агентларына гөндерир.
2. Хер агент кенди өзел маалыматтари ве физикалык ортамыйла жергиликтүү бекемдөөчү үйрөнүү окутууи йапар.
3. Ажанлар чийки маалыматлери дегил, өгренмененн модель параметреси дегишимлерини борбордук серверйа йүклер.
4. Сунужу гелен жаңыртуулери бирлештиререк йени күресел модельи олуштурур.

SPA-AFRL’де бу убакытч синхрондук дегилдир. Сунужу бүтүн агентларын ошол эле анда тамамланмасыны бмуунез. Бир агент жаңыртуусини гөндердигинде, жаңыртуу хемен маанилендирилир ве эскирүү салмагына ылайык күресел моделье екленир.

Микротармакнин физикалык түзүмү насыл модельленмиштир?

Хер микротармак; жергиликтүү електрик йүкү, фотовольтаикалык өндүрүш системаи, батарея энергия сактоо системасы ве негизги тармак йа да дигер микротармактарле энергия алышмаалыматши йапан бир бирим катары модельленмиштир.

Батареянын толуу катышы, дигер адыйла заряд абалы (стате оф жхарге, SOC), шу илишкийле гүнжелленмектедир:

\[ SOC_i(t+1)=SOC_i(t)+\left(\eta_i^{ch}P_i^{ch}(t)-\frac{P_i^{dis}(t)}{\eta_i^{dis}}\right)\frac{\Delta t}{E_i^{cap}} \]

Бурада:

• SOC_и(т), и нумаралы микротармакнин мевжут батарея толуу катышыдыр.
• П_и^жх(т), батарея заряддоо кубатыдүр.
• П_и^дис(т), батарея разряддоо кубатыдүр.
• η_и^жх ве η_и^дис, заряддоо ве разряддоо натыйжалуулуклеридир.
• Е_и^жап, батареянын номинал энергия сыйымдуулугудир.
• Δт, контрол заман аралыгыдыр.

Формүл, батареяйа гирен кулланылабилир энергиянин толуу катышыны артырдыгыны, батареядан чыкан энергиянин болсо разряддоо натыйжалуулуки көңүл бурууе алынарак толуу катышыны азалттыгыны ифаде едер.

Електрик кубат балансы насыл корунмактадыр?

Микротармакде үретмененн ве сатын алынан гүч, түкетмененн, кампаланан ве сатылан гүже ешит олмалыдыр:

\[ P_i^{pv}(t)+P_i^{dis}(t)+P_i^{buy}(t)=P_i^{load}(t)+P_i^{ch}(t)+P_i^{sell}(t) \]

П_и^пв фотовольтаикалык өндүрүшү, П_и^лоад жергиликтүү йүкү, П_и^буй сатын алынан гүжү ве П_и^селл сатылан гүжү көрсөтөт. Бу теңдеме, энергия башкаруу карарларынын йалныз економик дегил, физикалык арз-талеп денгеси үчүнде маалыматлмесини сторлар.

Шарж, разряддоо, тармактан сатып алуу ве тармакка сатуу гүчлери ошондой эле сыфыр менен жихазларын диагнозмланан максимум гүч маанилери арасында сынырландырылмыштыр:

\[ 0\leq P_i^{ch}(t)\leq P_{i,max}^{ch} \]

\[ 0\leq P_i^{dis}(t)\leq P_{i,max}^{dis} \]

\[ 0\leq P_i^{buy}(t)\leq P_{i,max}^{grid} \]

\[ 0\leq P_i^{sell}(t)\leq P_{i,max}^{grid} \]

Батарея толуу катышы да шу сынырлар үчүнде тутулмактадыр:

\[ SOC_i^{min}\leq SOC_i(t)\leq SOC_i^{max} \]

Симүласйондаки ишенимли SOC аралыгы йүзде 10 менен йүзде 90 катары аныкталган.

Физиксел катары ишке ашырыла турган аракет күмеси недир?

Йерел агентын карар вектөрү заряддоо, разряддоо, електрик сатын алма ве електрик сатма компоненттеринден олушмактадыр:

\[ a_i(t)=[P_i^{ch}(t),P_i^{dis}(t),P_i^{buy}(t),P_i^{sell}(t)]^{Т} \]

Бу аракетлерден бүтүн гүч ве жихаз сынырларыны каршылайанлар физикалык жактан ишке ашырыла турган күме Ф_и(т) үчүнде йер алыр. Изилдөө, сөз конусу сынырларын догрусал ешитлик ве ешитсизликлерден олуштугуну ве ишке ашырыла турган көптүкнин капалы, бош олмайан ве томпок олдугуну кабул етмектедир.

Марков карар убакытжинин дуруму ве аракети нелердир?

Хер микротармак агентынын дуруму шу билгмененри ичермектедир:

\[ s_i(t)=[SOC_i(t),P_i^{pv}(t),P_i^{load}(t),\lambda_{buy}^{grid}(t),\hat{P}_i^{pv}(t+1),\hat{P}_i^{load}(t+1)]^{Т} \]

Дурум вектөрүнде мевжут батарея толуусу, анлык күн өндүрүшү, анлык йүк, тармакден електрик сатын алма фийаты ве бир кийинки убакыт терезеси үчүн болжолдонгон күн өндүрүшү менен йүк билгиси йер алмактадыр.

Бу түзүм, агентын йалныз мевжут шарттара тепки вермек йерине йагымн гележектеки өндүрүш ве талеп беклентисини де карарына катмасыны амачламактадыр.

Өдүл фонксиону нейи тешвик етмектедир?

Йерел агентын сыйлыкү мындайча диагнозмланмыштыр:

\[ R_i(t)=-C_{trans,i}(t)-\mu\|a_i^{ML}(t)-a_i^{*}(t)\|^{2} \]

Бурада Ж_{транс,и} энергия ишлем чыгымидир. а_и^МЛ, жасалма интеллект саясатсынын чийки аракети; а_и^* болсо физикалык коопсуздук проекциясынден кийин уйгуланабмененн аракетдир.

Өдүл ики бутаи бирликте гөзетир:

• Енержи сатын алма, сатма ве сактоо карарларынын топлам економик чыгымини азалтмак.
• Жасалма интеллектнын өнердиги чийки аракет менен коопсуз аракет арасындаки фаркы күчүлтмек.

Икинжи жеза терими, агентын заманла йалнызжа коопсуздук оператору тарафындан дүзелтмененн карарлар өндүрүү йерине физикалык сынырлара дагы йагымн аракетлер өгренмесини амачлар.

Үч жергиликтүү оператөр насыл изилдөөктадыр?

Йерел микротармак агентынын карар убакытжи үч оператөре айрылмыштыр:

1. Тахмин оператөрү: Гечмиш маалыматтарден гележек йүк ве фотовольтаикалык өндүрүш болжолу үретир.
2. Политика оператөрү: Мевжут ве болжолдонгон дурумдан хам энергия башкаруу аракети олуштурур.
3. Гүвенлик издүшүм оператөрү: Хам аракети физикалык жактан ишке ашырыла турган күмейе йансытыр.

Политика торынын үреттиги чийки аракет:

\[ a_i^{ML}(t)=T_{\pi}(s_i(t)\mid\theta_i) \]

катары ифаде едилмиштир. θ_и, жергиликтүү саясат тармагынын параметрелеридир.

Гүвенли аракет болсо шу оптималдаштыруула хесапланыр:

\[ a_i^{*}(t)=T_x(a_i^{ML}(t))=\arg\min_{a\in F_i(t)}\frac{1}{2}\|a-a_i^{ML}(t)\|^{2} \]

Бу формула, жасалма интеллектнын өнердиги аракете Өклид узаклыгы тейлөөындан ен йагымн ишке ашырыла турган аракети сечер. Башка бир ифадейле коопсуздук оператору, карары тамамен йениден өндүрүү йерине йалнызжа физикалык сынырлары каршылайажак катар дүзелтмейе чалышыр.

Гүвенлик издүшүмүнүн математиксел өзеллиги недир?

Капалы ве томпок бир күмейе ортогоналдык проекция, кеңлетмейен бир оператөрдүр:

\[ \|P_C(x)-P_C(y)\|\leq\|x-y\| \]

Даха күчтүү бичими олан бекем кеңейтпөө өзеллиги болсо шөйледир:

\[ \langle P_C(x)-P_C(y),x-y\rangle\geq\|P_C(x)-P_C(y)\|^{2} \]

Бу өзеллик, издүшүмүн ики ар түрдүү аракет арасындаки месафейи бүйүтмедиги анламына гелир. Изилдөөнүн теорик йаклвакцинамында бу өзеллик, физикалык коопсуздук катмарынын кибер-физикалык гери беслеме үчүндеки каталары бүйүтмемесинин дайанторыдыр.

Actor-Critic өгренмеси насыл колдонулган?

Хер жергиликтүү агент бир Actor-Critic архитектураси кулланмактадыр. Actor торы аракети үретиркен Critic торы дурум-аракет жупинин бекленен узак мөөнөттүү мааниини болжол едер.

Actor кайбы мындайча диагнозмланмыштыр:

\[ L_A(\theta_i)=-E[Q(s_i,a_i^{ML})]+\mu Е[\|\pi(s_i\mid\theta_i)-a_i^{*}\|^{2}] \]

Илк терим бекленен гетирийи артырмайа, икинжи терим болсо саясатнын чыктжылуулукны коопсуз аракете йаклаштырмайа чалышыр.

Critic кайбы:

\[ L_C(\phi_i)=E[(R_i+\gamma Q(s_i',a_i'\mid\phi_i')-Q(s_i,a_i^{ML}\mid\phi_i))^{2}] \]

шеклиндедир. Бурада γ гележектеки сыйлыклерин бугүнкү карар үстүндөки торырлыгыны белирлейен индирим катсайжылуулукдыр. Ифаде, герчеклешен сыйлык ве кийинки дурум мааниинден олушан убакыттык фарк бутаийле мевжут маани болжолу арасындаки каресел катайы азалтыр.

Асинхрондук жаңыртуулерде модель эскирүүсү насыл өлчүлмектедир?

Йерел агент, окутуу бвакцинанда алдыгы күресел модельин заман дамгасыны кайдедер. Йерел окутуу тамамланып жаңыртуу сунужуйа улаштыгында, арадаки күресел модель жаңыртуу сайжылуулук модель эскирүүсү катары маанилендирилир.

Байатлыга бторлы торырлык мындайча хесапланыр:

\[ w_i=\exp(-\lambda\tau_i) \]

τ_и жаңыртуунин эскирүү дережеси, λ болсо кечигүү жезаландырма катсайжылуулукдыр. Гежикме сыфыра йагымн олдугунда торырлык 1’е йаклвакцинар. Гежикме бүйүдүкче торырлык үстел бичимде азалыр.

Бу меканизма ески жаңыртууйи тамамен йасакламаз; йалнызжа күресел модельи дегиштирме гүжүнү азалтыр.

Күресел модель насыл гүнжелленмектедир?

Меркезî сунужу, Krasnosel’skii-Mann йаклвакцинамына дайанан жылма бир жаңыртуу кулланыр:

\[ \theta_{global}\leftarrow(1-\beta w_i)\theta_{global}+\beta w_i(\theta_{global}+\Delta\theta_i) \]

β жумшартуу параметри, w_и эскирүү салмагы ве Δθ_и жергиликтүү модель дегишимидир. Денклем саделештирилдигинде жаңыртуунин күресел моделье βw_иΔθ_и екледиги гөрүлүр.

Йени ве гүнжел бир жергиликтүү модель дагы чоң, гежикмиш бир модель болсо дагы кичинекей дегишиклик олуштурур. Сунужу дигер микротармактари бмуунеден жаңыртууйи герчеклештирдиги үчүн протокол енгеллемейен асинхрондук бир түзүмдадыр.

Белгедеки эскирүү формулаүнде бир тутарсызлык вар мыдыр?

Евет. Ана текстдеки 20 нумаралы теңдеме байатлыгы т_пулл-т_пусх бичиминде көрсөтөт. Бу тартип, йүклеме заманы индирме заманындан чоңсе негатиф бир эскирүү маании үретебилир. Буга каршы Алгоритхм 1 үчүнде эскирүү догру заман тартипсыйла т_пусх-т_пулл катары хесапланмактадыр.

Алгоритманын ишлейиши ве экспоненциалдык азаюу мантыгы, икинжи диагнозмын амачландыгыны көрсөтөт. Бирок изилдөө метни сессизже дүзелтилмемели; ики гөстерим арасындаки ишарет тутарсызлыгы ширетүүта булунан бир нотасйон катасы катары маанилендирилмелидир.

Микротармаклер арасындаки энергия фийаты насыл белирленмектедир?

Ич тижарет фийаты, микротармакнин ана тармакка сатуу фийаты менен ана тармактан сатып алуу фийаты арасында тутулур:

\[ \lambda_{sell}^{grid}(t)\leq\lambda_{int}(t)\leq\lambda_{buy}^{grid}(t) \]

Ич фийат, топлам энергия ачыгынын арз ве талеп топламына катышына ылайык хесапланыр:

\[ \lambda_{int}(t)=\lambda_{sell}^{grid}(t)+\frac{D(t)}{S(t)+D(t)}(\lambda_{buy}^{grid}(t)-\lambda_{sell}^{grid}(t)) \]

Талеп арттыгында ички соода баасы тармактан сатып алуу фийатына, арз фазаласы арттыгында болсо тармакка сатуу фийатына йаклвакцинар. Бөйлеже хем энергия фазаласы булунан хем де энергия ачыгы булунан микротармактардын ич тижарете катылмасы тешвик едилир.

Изилдөө алыш ве сатыш ылайыкташтыруу катышларыны мындайча диагнозмлар:

\[ r_{buy}(t)=\min\left(1,\frac{S(t)}{D(t)}\right) \]

\[ r_{sell}(t)=\min\left(1,\frac{D(t)}{S(t)}\right) \]

Бу катышлар, ич микротармак тижаретийле каршыланамайан өлчөмын негизги тармакден алынмасыны вейа негизги тармакйе сатылмасыны аныктоотедир.

Енержи тижарети формулалеринде ханги аныксыздыклер булунмактадыр?

Изилдөөдө нет гүч шу бичимде йазылмыштыр:

\[ P_{net,i}(t)=P_{load,i}(t)-P_{PV,i}(t)+a_i^{*}(t) \]

Бирок а_и^* дагы мурун дөрт компонентли бир аракет вектору катары диагнозмланыркен П_нет,и скалер гүч катары кулланылмактадыр. Шарж, разряддоо, алыш ве сатыш компоненттеринин нет гүже ханги ишаретлерле еклендиги бу теңдемеде ачыкча гөстерилмемиштир.

Ошондой эле топлам арз ве топлам талеп үчүн маалыматлен 26 ве 27 нумаралы формулалер, позитиф ачыкларла негатиф фазалалары айры айры сечен шартлу топламлары ачык бичимде ичермемектедир. Бу неденле ишлем модельинин код дүзейинде насыл уйгуландыгы йалнызжа йазылы теңдемелерден ексиксиз катары йениден үретмененмейебилир.

Кибер-физикалык туруктуулук насыл еле алынмыштыр?

Изилдөө системаи ики гери беслемели алт системае айырмактадыр:

• Сибер катмар: Күресел модель, жергиликтүү саясат торлары ве асинхрондук федеративдик жаңыртуулар.
• Физиксел катмар: Батарея, фотовольтаикалык система, йүк ве энергия алышмаалыматшинден олушан микротармак динамиги.

Сибер катмардаки параметре катасы:

\[ e_{\theta}(k)=\|\theta(k)-\theta^{*}\| \]

катары диагнозмланмыш ве шу ешитсизликле сынырландырылмыштыр:

\[ e_{\theta}(k+1)\leq\gamma_c e_{\theta}(k)+\delta_c e_x(k) \]

γ_ж кибер катмарын кенди катасыны азалтма катышыны, δ_ж физикалык катмардаки четтөөларын өгренме системаине еткисини гөстерир.

Физиксел дурум катасы үчүн бензер бичимде:

\[ e_x(k+1)\leq\gamma_p e_x(k)+\delta_p e_{\theta}(k) \]

ешитсизлиги маалыматлмиштир. γ_п физикалык системаин кенди четтөөсыны азалтма йетенегини, δ_п саясат катасынын физикалык системае актарымыны темсил едер.

Ики алт системаин бирликте туруктуу калмасы үчүн өнермененн кичине пайда шарту шөйледир:

\[ \delta_c\delta_p<(1-\gamma_c)(1-\gamma_p) \]

Бу шарт, кибер ве физикалык катмарлар арасындаки каршылыклы ката актарымынын ики катмарын кенди кендини сөнүмлеме сыйымдуулуксинден кичинекей олмасы геректигини ифаде едер.

Теорик жакындашуу испаты шартсуз мудур?

Хайыр. Испат, бир тизмек варсайыма бторлыдыр. Ек А’да саясат операторунүн параметрелере ылайык Lipschitz катсайжылуулукнын α<1 олдугу, йани кыскаруу касиети гөстердиги варсайылмыштыр. Генел бир нейрон тармагынын бу өзеллиги архитектураден бторымсыз катары отоматик бичимде сторладыгы сөйленымдуулукез.

Ек Б’де физикалык микротармак үчүн уйгун бир киргизүү-абал туруктуулугу Lyapunov фонксионунун вар олдугу кабул едилмиштир. Бу фонксионун симуляциядаки бүтүн микротармактар үчүн айры айры сандык катары догруландыгы гөстерилмемиштир.

Ошондуктан изилдөө, белиртмененн таралма, киргизүү-абал туруктуулугу ве кичине пайда шарттары сторландыгында жабык контур ката динамигинин туруктуу олажторыны көрсөтөт. Бу теорик натыйжа, бүтүн нейрон тармагы параметрелери ве бүтүн герчек микротармак шарттары үчүн шартсуз туруктуулук гарантиси катары йорумланмамалыдыр.

Симүласйон маалыматтари насыл олуштурулмуштур?

Йүк профиллери үчүн АБД’деки TMY3 конумларына аит коммерциялык ве конут типи саатлик имарат йүк профиллери колдонулган. Изилдөөчүлөр Лос Ангелес Ынтернатионал Аирпорт бөлгесиндеки коммерциялык ве дигер имарат профиллерини сечмиштир.

Хава дуруму үчүн Лос Ангелес Ынтл АП 722950 истасйонунун типик метеороложик йыл маалыматтари колдонулган. Фотовольтаикалык панеллер гүнейе дөнүк ве 30 дереже егимли кабул едилмиштир. Глобал горизонталдуу ышыным, догрудан нормал ышыным ве йайылы горизонталдуу ышыным маанилеринден панел дүзлеми ышынымы pvlib-python менен хесапланмыш, ардындан фотовольтаикалык гүч өндүрүшү модельленмиштир.

Бир чопооватлык стантарт фотовольтаикалык системаин йыллык симүле едмененн өндүрүшү 1.788,22 кWх катары билдирилген. Йыллык өндүрүш графиги, йаз айларында дагы йүксек ве кыш дмааниинде дагы дүшүк гүнлүк өндүрүшле мевсимсел дегишими көрсөтөт.

Енержи сактоо имарат өз керектөөини насыл дегиштирмиштир?

Орточо чоңлүктеки кеңсе имаратсы өрнегинде энергия сактоо олмадан:

• Енержи өзүн-өзү камсыздоо катышы йүзде 43,9’дур.
• Фотовольтаикалык өз керектөө катышы йүзде 78,2’дир.

200 кWх энергия сактоо системасы еклендигинде:

• Енержи өзүн-өзү камсыздоо катышы йүзде 50,2’йе йүкселмиштир.
• Фотовольтаикалык өз керектөө катышы йүзде 89,5’е йүкселмиштир.

Бу натыйжалар SPA-AFRL алгоритмасынын салыштыруулы башаржылуулукндан мурун олуштурулан физикалык симуляция баштапкы шарттарына аиттир. Герчек бир имаратда өлчүлмүш сактоо өндүрүмдүүлүкы катары йорумланмамалыдыр.

Симүласйондаки алты микротармак агенты нелердир?

Таблодаки фотовольтаикалык сүтуну “PV (кWх)” бичиминде маалыматлмиштир. Бунун курулу фотовольтаикалык гүч, энергия сыйымдуулугу вейа масштаблендирилмиш өндүрүш маанилеринден хангисини темсил еттиги ачыкча диагнозмланмамыштыр. Фотовольтаикалык курулу гүч нормалде кW, үретмененн энергия болсо кWх биримийле ифаде едилдигинден ширетүүта бирдик белгисиздиги булунмактадыр.

Електрик тарифси насыл айарланмыштыр?

Ана тармакден электр сатып алуу баасы саат дилимин ылайык мындайча аныкталган:

Шебекейе сатыш фийаты сабит 0,08 АКШ доллары/кWх катары айарланмыштыр. Бу тариф изилдөөчүлөрдүн симуляция варсайымыдыр ве Лос Ангелес’таки белирли бир гүнжел коммерциялык тарифнин ексиксиз темсил едилдиги гөстерилмемиштир.

Илетишим кечигүүлөри насыл симүле едилмиштир?

Нормал түйүнлерин эскирүү маании Poisson дторылымы ве орточо 1 менен, жогорку кечигүүлүү түйүнлер болсо Poisson дторылымы ве орточо 10 менен модельленмиштир:

\[ \tau_i\sim Poisson(1) \]

\[ \tau_i\sim Poisson(10) \]

Байатлык азалма катсайжылуулук ана тажрыйбаларде λ=0,15 катары сечилмиштир.

Йагымнсама графиги не көрсөтөт?

Күмүлатиф сыйлык-заман графигинде SPA-AFRL эң жогорку ве ен туруктуу егрийи өндүрүүтедир. Графиктен болжол менен катары SPA-AFRL’нин 60-80 мүнөт үчүнде 2.450-2.500 кумулятивдик сыйлык дүзейине улаштыгы гөрүлмектедир.

Дигер ыкмалерин давранышлары шөйледир:

• Local-RL: Башлангычта ылдам йүкселмиш, бирок болжол менен 1.500 сыйлык чевресинде еркен плато йапмыштыр.
• Sync-FedAvg: Даха жай бирок дүзенли йүкселмиш ве 120 мүнөт сонунда болжол менен 1.950 дүзейине улашмыштыр.
• АФРЛ w/о w_и: Йаклвакцинак 2.000-2.100 дүзейинде толкунлы бир сейир көрсөткөн.
• SPA-AFRL: Даха ылдам йагымнсамыш ве болжол менен 2.500 менен эң жогорку сон сыйлыкү сторламыштыр.

Графиктен окунан маанилер болжол менен маанилердир; таблица халинде кесин сон орточо, стандарттык четтөө вейа абданлу тажрыйба ишеним аралыгы маалыматлмемиштир.

Батарея коопсуздук чектери корунмуш мудур?

72 саатлик кешиф евреси графигинде ишенимли SOC аралыгы йүзде 10 менен йүзде 90 арасында көрсөтүлгөн. SPA-AFRL егриси коопсуздук чектеринын үстүндө мененрлейерек алт ве үст сынырлары көзөмөл етмектедир.

Local-DDPG, Sync-FedAvg ве айрыкча эскирүү салмагы булунмайан АФРЛ варйантында базы заманларда SOC маанилери йүзде 10’ун алтына вейа йүзде 90’ын үзерине чыкмактадыр. Изилдөө буну, йалнызжа сыйлык жезасына дайанан ишенимлигин кечигүүли тепки вермеси ве ески модель жаңыртуулеринин саясатйы бозмасыйла ачыкламактадыр.

Шечопо 6’нын алт йазжылуулук йанлышлыкла “кумулятивдик сыйлыкүн дубал сааты убактысына ылайык өгренме егрмененри” катары йазылмыштыр. Гөрсел герчекте 72 саатлик батарея SOC траекториясини ве коопсуздук чектерины көрсөтөт.

Економик дторытым натыйжалары нелердир?

15 Теммуз үчүн орта чоңлүктеки кеңсе агентында каршылаштырылан таза чыгымлер шөйледир:

SPA-AFRL, күн өндүрүшүнин йүксек олдугу саатлерде фазала энергияйи батареяйа йөнлендирмиш ве электр сатып алуу баасынын 0,35 АКШ доллары/кWх олдугу зирве дмааниде батареядан разряддоо йапмыштыр. Бирок бу тек гүн, тек агент ве симүле едилмиш тариф аркылуу алынган бир үлгүтир. Узун дмаанилүү економик өндүрүмдүүлүк, батарея эскириши, жоготуулар ве герчек пийаса үжретлери маанилендирилмемиштир.

Байатлык катсайжылуулук ханги мааниде ен ийи сонужу вермиштир?

Байатлык катсайжылуулук сезгичтик графиги, абдан кичинекей ве абдан чоң λ маанилеринин өндүрүмдүүлүкы дүшүрдүгүнү көрсөтөт. Егри болжол менен λ=0,15 чевресинде 2.500’үн үстүндө кумулятивдик сыйлыкле тепе йапмактадыр.

Күчүк бир λ, кечиккен жаңыртуулери йетеринже жезаландырмадыгы үчүн ески параметрелерин күресел модельи бозмасына изин маалыматр. Чок чоң бир λ болсо нормал хаберлешме кечигүүлөрини бменен торыр бичимде жезаландырарак базы микротармак жаңыртуулерини нередейсе йок сайар ве модель чешитлилигини азалтыр.

Изилдөөнүн дестекледиги натыйжалар нелердир?

• Байатлык торырлыгы, симуляциядаки жогорку кечигүүлүү түйүнлерин күресел моделье еткисини азалтмыштыр.
• Асинхрондук топлулаштырма, бүтүн түйүнлери беклейен Sync-FedAvg ыкмасынден дагы ылдам жакындашуу көрсөткөн.
• Физиксел коопсуздук проекциясы, симүле едмененн батарея SOC мааниини йүзде 10-90 аралыгында тутмуштур.
• SPA-AFRL, сечмененн симуляция ве тариф шарттарында каршылаштырылан ыкмалерден дагы йүксек кумулятивдик сыйлык елде етмиштир.
• Өрнек 24 саатлик кеңсе сенарйосунда SPA-AFRL’нин таза чыгыми -3,10 АКШ доллары катары эсептелген.
• Байатлык азалма катсайжылуулукнын абдан дүшүк вейа абдан йүксек сечилмеси өндүрүмдүүлүкы азалтмыштыр.

Изилдөө нейи далилдебейт?

• SPA-AFRL герчек бир микротармакде вейа физикалык батарея донанымында тест едилмемиштир.
• Симүласйондаки економик натыйжалар узак мөөнөттүүли коммерциялык кâрлылык каныты дегилдир.
• Хам маалымат пайлвакциналмамасы тек бвакцинана ексиксиз гизлилик вейа салдырылара каршы коопсуздук гарантиси сторламаз.
• Модел жаңыртуулеринден маалымат агып чыгышы, жаман ниеттүү кардар, модель ууландыруу вейа хаберлешме салдырылары изилденген эмес.
• Гүвенлик издүшүмү йалнызжа моделье диагнозмланан физикалык сынырлары коргойт; билинмейен бузулуулары вейа йанлыш диагнозмланмыш сынырлары өнлейемез.
• Күчүк казанч испаты, генел катары бүтүн нейрон тармагы ве микротармак түзүмларына шартсуз туруктуулук гарантиси вермез.
• Сонучлар Түркия електрик системаи, тарифлери вейа дторытым мевзуаты үчүн ырасталган эмес.
• Фотовольтаикалык ве йүк болжол каталарынын економик өндүрүмдүүлүк үстүндөки айрынтылы еткиси айры бир тажрыйбале гөстерилмемиштир.

Изилдөөнүн күчтүү йөнлери нелердир?

• Илетишим кечигүүси ве физикалык коопсуздук ошол эле кибер-физикалык алкакде еле алынмыштыр.
• Гүвенлик йалныз сыйлык жезасына бырагымлмамыш, уйгуланмадан мурун аракет издүшүмү колдонулган.
• SPA-AFRL; бторымсыз өгренме, синхрондук FedAvg ве эскирүү жезасы булунмайан асинхрондук ыкмале каршылаштырылмыштыр.
• Йагымнсама, физикалык сыныр, экономикалык диспетчерлөө ве параметре дуйарлылыгы айры тажрыйбаларле изилденген.
• Теорик йаклвакцинам оператөр теориси, киргизүү-абал туруктуулугу ве кичине пайда шартуйла илишкмененндирилмиштир.
• Алты ар түрдүү имарат жүк профилийле хетерожен микротармак түзүмү олуштурулмуштур.

Изилдөөнүн пайдубал чектелгенлыклары нелердир?

• Изилдөө рецензиядан өтпөгөн препринт.
• Денейлер герчек саха йерине симуляцияа дайанмактадыр.
• Йазар адлары ве мекеме билгмененри йүкленен белгенин илк сайфасында гөрүнмемектедир.
• Теорик жакындашуу, саясат тармагынын кыскаруу касиети ве физикалык системаин ISS варсайымына бторлыдыр.
• Байатлыгын диагнозмында ана теңдеме менен Алгоритхм 1 арасында ишарет тутарсызлыгы вардыр.
• Нет энергия ве топлам арз-талеп теңдемелеринде бойут ве ишарет диагнозмлары там ачык дегилдир.
• PV сыйымдуулукси сүтунунун кWх биримийле маалыматлмеси текник катары аныксыздык олуштурмактадыр.
• Сонуч графиклеринде көп кокус башталыш, ишеним аралыгы ве истатистиксел маанилүүлык маанилери маалыматлмемиштир.
• Батарея ескимеси, цикл чыгымы ве кубаттуулук жоготуусу економик моделье катылмамыштыр.
• Федератиф өгренменин гизлилик салдырылары вейа жаман ниеттүү кардарлере дайаныклылыгы тест едилмемиштир.
• Изилдөө йалнызжа белирли Лос Ангелес имарат ве хава шарттарына ылайык модельленмиштир.

Изилдөөнүн Йөнтеми ве Булгулары

Деней дүзенинин текник өзети

Синир торы ве окутуу гиперпараметрлери

Каршылаштырылан ыкмалер

• Local-RL: Федератиф топлулаштырма олмадан бторымсыз жергиликтүү бекемдөөчү үйрөнүү.
• Sync-FedAvg: Бүтүн истемжмененри беклейен геленексел синхрондук федератиф орточо.
• АФРЛ w/о w_и: Байатлык жезасы кулланмадан гелен жаңыртуулери догрудан бирлештирен асинхрондук ыкма.
• SPA-AFRL: Байатлык торырлыгы ве физикалык коопсуздук проекциясы кулланан өнермененн ыкма.

SPA-AFRL алгоритмасынын текник агымшы

1. Меркезî сунужу күресел саясат параметрелерини ве күресел саати башлатыр.
2. Хер жергиликтүү агент гүнжел күресел модельи индирир ве индирме заман дамгасыны кайдедер.
3. Тахмин оператөрү гележек PV ве йүк маанилерини үретир.
4. Политика оператөрү хам энергия башкаруу аракетини хесаплар.
5. Гүвенлик оператөрү чийки аракети физикалык уйгунлук күмесине йансытыр.
6. Гүвенли аракет микротармак симуляциясында уйгуланыр.
7. Өдүл ве кийинки дурум жергиликтүү тажрыйба хавузуна кайдедилир.
8. Critic торы убакыттык фарк катасыйла, Actor торы економик гетири ве коопсуздук жезасыйла гүнжелленир.
9. Йерел модель дегишими ве ески күресел модельин заман дамгасы сунужуйа асинхрондук катары гөндерилир.
10. Сунужу кечигүүйи хесаплар, үстел эскирүү салмагыны уйгулар ве күресел модельи гүнжеллер.

Ана табылгаларын өзети

Герчек колдонмойа гечиш үчүн герекли валидациялар

• Герчек микротармак вейа донаным дөнгүде тест дүзенегинде валидация
• Батарея клетка температурасы, жашланма ве цикл чыгымынин моделье екленмеси
• Йанлыш PV ве йүк болжолдорнин коопсуздук ве економи үстүндөки еткисинин өлчүлмеси
• Герчек хаберлешме торында кечигүү, пакет жоготуусу ве байланыш үзүлүшүнын дененмеси
• Көтү нийетли истемжи ве модель ууландыруу салдырыларына каршы дайаныклылык
• Федератиф жаңыртуулерден билги сызынтжылуулукна каршы гизлилик анализи
• Йерел электр базары ве дторытым системаи куралларыйла уйарлама
• Узун дмаанилүү, абдан мевсимли ве көп кокус башталышлы тажрыйбалар

Булак жана метод эскертүүсү

• Изилдөөнүн там өзгүн ады: SPA-AFRL: Сталенесс-анд Пхйсижс-Аwаре Асйнжхроноус Федератед Реинфоржемент Леарнинг фор Мижрогрид Енергй Манагемент
• Йазарлар: Хеxиао Ли, Жаафар Габер, Салах Лагхроужхе
• Йазар тартипламасы: Хеxиао Ли биринжи, Жаафар Габер икинжи, Салах Лагхроужхе үчүнжү автордыр.
• Еш биринжи автор: Еш салым вейа еш биринжи авторлык билгиси догруланамамыштыр.
• Сорумлу автор: SSRN кайдында Хеxиао Ли байланыш авторудыр.
• Курумлар: SSRN кайдында Жаафар Габер үчүн Университй оф Бургундй Франжхе-Жомтé белгиленген. Хеxиао Ли ве Салах Лагхроужхе’ун мекемелеры SSRN кайдында маалыматлмемиштир. Йүкленен үйүрмде автор ве мекеме сатырлары гөрүнмемектедир.
• DOI:10.2139/ssrn.7192454
• Дерги: Белирли бир хакемли журнал вейа кабул едилмиш жарыялоо билгиси догруланамамыштыр.
• Йайын платформау: SSRN
• Белгедеки жарыялоо ачыкламасы: “Препринт субмиттед то Елсевиер”
• Йайын йылы: 2026
• SSRN тарихи: 27 Теммуз 2026
• Ширетүү түрү: Моделлеме, теорик анализ ве симуляция ичерен препринт изилдөө изилдөөсы
• Хакемлик дуруму: Бул изилдөө рецензиядан өткөн эмес.
• Ресмî ширетүү шилтемесы:SSRN расмий изилдөө сайфасы

Бу Түркче макале, йүкленен изилдөөнүн түм метни, математиксел модельи, Алгоритхм 1 агымшы, сүрөтлери, таблицалары, симуляция графиклери ве А-Ж еклериндеки теорик түретмелери инжеленерек даярдалган. Билимсел ичерик йалнызжа изилденген изилдөөйа дайанмактадыр. Дыш ширетүү контролү йалнызжа автор листеси, автор тартипсы, байланыш автору, DOI, тарих ве расмий жарыялоо платформасынун библийографик догруланмасы амажыйла колдонулган.

Бул изилдөө рецензиядан өтпөгөн препринт; натыйжалары бу чектелгенлык көңүл бурууе алынарак окунмалыдыр. Булгулар герчек микротармак саха колдонмосы дегил, Лос Ангелес бөлгеси маалыматтари ве изилдөөчүлөрдүн белирледиги текник-економик варсайымларла олуштурулан бир симуляциядур.

Изилдөөнүн теорик туруктуулук сонужу; саясат операторунүн кыскаруу касиети, физикалык микротармак динамигинин киргизүү-абал туруктуулугу, коопсуздук проекциясынүн томпок ишке ашырыла турган көптүк үстүндө изилдөөсы ве кичине пайда ешитсизлигинин сторланмасы шарттарына бторлыдыр. Бу варсайымларын херханги бири герчек системаде каршыланмазса сунулан испат тек бвакцинана туруктуулук гарантиси олуштурмаз.

Ширетүүта ошондой эле эскирүү заманынын ишаретинде, нет гүч теңдемеинде, топлам арз-талеп ифаделеринде, фотовольтаикалык кубаттуулук бириминде ве Шечопо 6 алт йазжылуулукнда ачыктык вейа тутарлылык маселелары булунмактадыр. Бу нокталар сессизже дүзелтилмемиш, изилдөөнүн йениден үретмененбилирлигини еткмененйебмененжек ширетүү чектелгенлыклары катары белгиленген.