論文の概要: Bridging Artificial Intelligence and Power Systems Education Using a Hands-On Executable Framework
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.02599v1
- Date: Mon, 03 Aug 2026 17:59:09 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-04 15:07:25.751705
- Title: Bridging Artificial Intelligence and Power Systems Education Using a Hands-On Executable Framework
- Title（参考訳）: ハンズオン実行型フレームワークによる人工知能と電力システム教育のブリッジ
- Abstract要約: 本稿では、電力システムにおけるAIの参入障壁を低くするオープンで実行可能なモジュールライブラリからなるフレームワークを提案する。
モジュールは、コアAI概念を代表的なパワーシステムタスクにマップする、進歩的な難易度はしごに従っている。
すべてのモジュールは、ローカルまたはGoogle Colab上で動作するJupyterノートブックとしてリリースされている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.315766151337659
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Artificial intelligence (AI) is increasingly central to power and energy systems, supporting modeling, forecasting, optimization, and control. Yet most existing works emphasize specialized applications and offer little reusable material for newcomers or interdisciplinary learners, who increasingly rely on large language models rather than building their own. This gap points to a need for engineering-grounded AI (EGAI), in which AI workflows follow established engineering and power-system domain rules rather than acting as task-agnostic black boxes. Motivated by a community survey of researchers and practitioners, which shows 92% report at least one barrier before running an AI model and 94% want a power-specific hands-on course. This paper presents a framework consisting of open, executable module library that lowers the entry barrier for AI in power systems. The modules follow a progressive difficulty ladder that maps core AI concepts onto representative power-system tasks: (i) foundational deep neural network (DNN) templates for function approximation and load-curve fitting; (ii) a domain-coupled convolutional neural network (CNN) power-flow surrogate for a 5-bus system; and (iii) frontier modules on DNN-assisted optimization, deep reinforcement learning (DRL) for battery storage control, and physics-informed neural networks (PINNs) for the swing equation. All modules are released as Jupyter notebooks that run locally or on Google Colab and are delivered through an IEEE online course and IEEE Power & Energy Society (PES) webinar series. The webinar drew more than 590 live attendees, which is among the ten most-attended IEEE PES webinars, and over 344 repository visits within two weeks, reinforcing the survey-based motivation.
- Abstract（参考訳）: 人工知能(AI)は、モデリング、予測、最適化、制御をサポートし、電力とエネルギーシステムの中心的存在になりつつある。
しかし、既存のほとんどの研究は、専門的な応用に重点を置いており、新参者や学際的な学習者にとって再利用可能な資料をほとんど提供していない。
このギャップは、タスクに依存しないブラックボックスとして振る舞うのではなく、AIワークフローが確立したエンジニアリングとパワーシステムドメインルールに従う、エンジニアリングベースAI(EGAI)の必要性を示している。
92%がAIモデルを実行する前に少なくとも1つの障壁を報告し、94%がパワー固有のハンズオンコースを求めている。
本稿では、電力システムにおけるAIの参入障壁を低くするオープンで実行可能なモジュールライブラリからなるフレームワークを提案する。
モジュールは、コアAI概念を代表的なパワーシステムタスクにマップする、進歩的な難易度はしごに従っている。
(i)機能近似と負荷曲線整合のための基礎的ディープニューラルネットワーク(DNN)テンプレート
(II)5バスシステムのためのドメイン結合畳み込みニューラルネットワーク(CNN)のパワーフローサロゲート
3) DNN支援最適化におけるフロンティアモジュール, 蓄電池制御のための深部強化学習(DRL), 揺動方程式のための物理インフォームドニューラルネットワーク(PINN)について検討した。
すべてのモジュールは、ローカルまたはGoogle Colab上で実行されるJupyterノートブックとしてリリースされ、IEEEオンラインコースとIEEE Power & Energy Society(PES)ウェビナーシリーズを通じて配信される。
このウェビナーには590人以上のライブ参加者が参加し、IEEE PESのウェビナーとして最も注目されており、2週間以内に344人以上のレポジトリが訪問され、調査ベースのモチベーションが強化された。
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