論文の概要: Privacy-preserving Spatiotemporal Scenario Generation of Renewable
Energies: A Federated Deep Generative Learning Approach
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.07738v1
- Date: Fri, 16 Jul 2021 07:18:22 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-07-19 14:26:58.804790
- Title: Privacy-preserving Spatiotemporal Scenario Generation of Renewable
Energies: A Federated Deep Generative Learning Approach
- Title(参考訳): プライバシ保存時空間シナリオ生成による再生可能エネルギー:深層学習アプローチ
- Authors: Yang Li, Jiazheng Li and Yi Wang
- Abstract要約: Fed-LSGANは、再生可能シナリオ生成のために、フェデレーション学習と最小2乗生成対向ネットワーク(LSGAN)を統合することで提案される。
Fed-LSGANは、ネットワークエッジの再生可能サイトから中央サーバで共有グローバルモデルを学ぶ。
LSGANsに基づく深層生成モデルは、歴史的データの分布に適合するシナリオを生成する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 8.55072302629971
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Scenario generation is a fundamental and crucial tool for decision-making in
power systems with high-penetration renewables. Based on big historical data, a
novel federated deep generative learning framework, called Fed-LSGAN, is
proposed by integrating federated learning and least square generative
adversarial networks (LSGANs) for renewable scenario generation. Specifically,
federated learning learns a shared global model in a central server from
renewable sites at network edges, which enables the Fed-LSGAN to generate
scenarios in a privacy-preserving manner without sacrificing the generation
quality by transferring model parameters, rather than all data. Meanwhile, the
LSGANs-based deep generative model generates scenarios that conform to the
distribution of historical data through fully capturing the spatial-temporal
characteristics of renewable powers, which leverages the least squares loss
function to improve the training stability and generation quality. The
simulation results demonstrate that the proposal manages to generate
high-quality renewable scenarios and outperforms the state-of-the-art
centralized methods. Besides, an experiment with different federated learning
settings is designed and conducted to verify the robustness of our method.
- Abstract(参考訳): シナリオ生成は、高ペネレーションの再生可能エネルギーを用いた電力システムにおける決定のための基本的で重要なツールである。
ビッグデータに基づいて,フェデレーション学習と最小2乗逆数ネットワーク(LSGAN)を統合して,再生可能シナリオ生成を実現することにより,フェデレーション付き深層学習フレームワークFed-LSGANを提案する。
具体的には、フェデレーション学習は、ネットワークエッジにおける再生可能サイトから中央サーバ内の共有グローバルモデルを学び、すべてのデータではなくモデルパラメータを転送することで、生成品質を犠牲にすることなく、プライバシ保存形式でシナリオを生成することができる。
一方、LSGANsに基づく深層生成モデルでは、再生可能電力の時空間特性を完全に把握することにより、履歴データの分布に適合するシナリオを生成し、最小二乗損失関数を利用してトレーニング安定性と生成品質を向上させる。
シミュレーションの結果,提案手法は高品質な再生可能シナリオを生成し,最先端の集中型手法よりも優れていた。
さらに,本手法の堅牢性を検証するために,異なるフェデレート学習環境を用いた実験を設計・実施した。
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