High penetration of renewable energy sources (RES) introduces significant uncertainty and intermittency into microgrid operations, posing challenges to economic and reliable scheduling. To address this, this paper proposes an end-to-end decision-focused framework that jointly optimizes probabilistic forecasting and robust operation for microgrids. A multilayer encoder-decoder (MED) probabilistic forecasting model is integrated with a two-stage robust optimization (TSRO) model involving direct load control (DLC) through a differentiable decision pathway, enabling gradient-based feedback from operational outcomes to improve forecasting performance. Unlike conventional sequential approaches, the proposed method aligns forecasting accuracy with operational objectives by directly minimizing decision regret via a surrogate smart predict-then-optimize (SPO) loss function. This integration ensures that probabilistic forecasts are optimized for downstream decisions, enhancing both economic efficiency and robustness. Case studies on modified IEEE 33-bus and 69-bus systems demonstrate that the proposed framework achieves superior forecasting accuracy and operational performance, reducing total and net operation costs by up to 18% compared with conventional forecasting and optimization combinations. The results verify the effectiveness and scalability of the end-to-end decision-focused approach for resilient and cost-efficient microgrid management under uncertainty.


翻译:可再生能源(RES)的高渗透率给微电网运行带来了显著的不确定性和间歇性,对经济可靠的调度提出了挑战。为此,本文提出了一种端到端的决策聚焦框架,联合优化微电网的概率预测与鲁棒运行。通过可微分的决策路径,将多层编码器-解码器(MED)概率预测模型与涉及直接负荷控制(DLC)的两阶段鲁棒优化(TSRO)模型相集成,实现了从运行结果到预测性能的基于梯度的反馈。与传统顺序方法不同,所提方法通过代理智能预测-优化(SPO)损失函数直接最小化决策遗憾,使预测精度与运行目标保持一致。这种集成确保了概率预测针对下游决策进行优化,从而提高了经济效率和鲁棒性。在改进的IEEE 33节点和69节点系统上的案例研究表明,所提框架实现了更优的预测精度和运行性能,与传统预测与优化组合相比,总运行成本和净运行成本降低了高达18%。结果验证了端到端决策聚焦方法在不确定性下实现弹性且经济高效的微电网管理的有效性和可扩展性。

0
下载
关闭预览

相关内容

【ICML2023】SEGA:结构熵引导的图对比学习锚视图
专知会员服务
22+阅读 · 2023年5月10日
【Reza Yazdanfar】基于递归神经网络的多元缺失值时间序列
专知会员服务
12+阅读 · 2021年6月20日
使用CNN生成图像先验实现场景的盲图像去模糊
统计学习与视觉计算组
10+阅读 · 2018年6月14日
边缘计算应用:传感数据异常实时检测算法
计算机研究与发展
11+阅读 · 2018年4月10日
在TensorFlow中对比两大生成模型:VAE与GAN
机器之心
12+阅读 · 2017年10月23日
国家自然科学基金
8+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关资讯
使用CNN生成图像先验实现场景的盲图像去模糊
统计学习与视觉计算组
10+阅读 · 2018年6月14日
边缘计算应用:传感数据异常实时检测算法
计算机研究与发展
11+阅读 · 2018年4月10日
在TensorFlow中对比两大生成模型:VAE与GAN
机器之心
12+阅读 · 2017年10月23日
相关基金
国家自然科学基金
8+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员