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基于深度强化学习的微能源网能量管理及优化策略研究(Python实现)关键词:微能源网;能量管理;深度强化学习;Q-learning

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简介:
本研究利用Python开发基于深度强化学习与Q-learning算法的能量管理系统,旨在提升微能源网的能量管理水平和运行效率。通过模拟实验验证了该方法的有效性及优化潜力。 针对含有多种可再生能源接入的微能源网系统,本段落提出了一种基于深度强化学习的能量管理与优化策略。该方法采用深度Q网络(DQN)来处理预测负荷、风能及太阳能等可再生资源功率输出以及分时电价等环境信息,并通过所学得的价值函数对微能源网进行能量调度和控制。 核心代码包括两个主要部分:一是环境模型,二是智能体模型。首先介绍环境模型相关的内容。这里定义了一个名为`NetEnvironment`的类,代表一个能源系统的运行环境。在该类的构造方法中设置了与系统性能相关的参数,例如联合发电单元的效率、余热回收锅炉的工作效能以及换热装置的有效率等变量,并且还包含了光伏功率输出、风机功率生成量、电力需求量、供热需求量和制冷需求量等一系列能源系统的状态信息。此外,还包括了用于模拟实际操作中的电网交互情况的相关参数,比如联合发电单元的出力状况、微网从主网吸收或者馈入的能量以及电池储能装置的工作模式等变量。 在`reset`函数中,则是负责重置环境到初始状态以便于后续训练过程能够顺利进行。

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客服
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  • PythonQ-learning
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    本研究利用Python开发基于深度强化学习与Q-learning算法的能量管理系统,旨在提升微能源网的能量管理水平和运行效率。通过模拟实验验证了该方法的有效性及优化潜力。 针对含有多种可再生能源接入的微能源网系统,本段落提出了一种基于深度强化学习的能量管理与优化策略。该方法采用深度Q网络(DQN)来处理预测负荷、风能及太阳能等可再生资源功率输出以及分时电价等环境信息,并通过所学得的价值函数对微能源网进行能量调度和控制。 核心代码包括两个主要部分:一是环境模型,二是智能体模型。首先介绍环境模型相关的内容。这里定义了一个名为`NetEnvironment`的类,代表一个能源系统的运行环境。在该类的构造方法中设置了与系统性能相关的参数,例如联合发电单元的效率、余热回收锅炉的工作效能以及换热装置的有效率等变量,并且还包含了光伏功率输出、风机功率生成量、电力需求量、供热需求量和制冷需求量等一系列能源系统的状态信息。此外,还包括了用于模拟实际操作中的电网交互情况的相关参数,比如联合发电单元的出力状况、微网从主网吸收或者馈入的能量以及电池储能装置的工作模式等变量。 在`reset`函数中,则是负责重置环境到初始状态以便于后续训练过程能够顺利进行。
  • 混合动力汽车.zip
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    本研究探讨了利用深度强化学习技术优化混合动力电动汽车的能量管理系统,旨在提高车辆燃油效率和减少排放。通过模拟实验验证了所提方法的有效性和先进性。 基于深度强化学习的混合动力汽车能量管理策略的研究探讨了如何利用先进的机器学习技术来优化混合动力电动汽车的能量使用效率。通过采用深度强化学习算法,可以实现对车辆电池与发动机之间能量分配的有效控制,从而达到提高燃油经济性、减少排放的目标。
  • MATLAB仿真算法——结合确定性与迁移,附MATLAB代码: ...
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    本文探讨了在微电网环境下采用MATLAB仿真进行最优调度的研究,重点在于运用深度确定性策略梯度和迁移学习技术优化强化学习算法,并提供了相应的MATLAB代码。关键词包括微电网、强化学习、深度确定性策略梯度及迁移学习等。 本段落研究了一种基于深度确定性策略梯度(DDPG)及传输学习的微电网最优调度强化学习算法,并采用MATLAB 2022a进行仿真验证。该方法旨在通过强化学习来优化微电网的日程安排,以实现成本效益最大化。 具体来说,我们提出的方法利用了PPO模型,将传统的离散动作空间拓展为连续动作空间,在不增加计算复杂度的前提下实现了更为精细的调度策略选择,并且降低了日前调度的成本。研究基于文献《Optimal Scheduling of Microgrid Based on Deep Deterministic Policy Gradient and Transfer Learning》(2021年发表于SCI Energies)进行,旨在完美复现其研究成果。 本项工作的核心在于如何将先进的强化学习技术应用于微电网的优化调度中,在确保算法有效性的前提下探索更高效的解决方案。通过在MATLAB仿真平台上的实验验证,我们证明了该方法的有效性和实用性,并为未来的研究提供了新的思路和方向。
  • 和配电系统双层协同:多智应用仿真,附MATLAB代码:配+双层多智...
    优质
    本研究探讨了基于多微网与配电系统结合的双层协同能源管理模式,并采用多智能体深度强化学习进行仿真优化。文中提供了详细的MATLAB代码实现。 本段落提出了一种基于多微网与配电系统的双层协调最优能源管理(OEM)框架,并应用了数据驱动的多智能体深度强化学习方法进行仿真优化。该框架中,分配系统操作员在上层负责决策制定,而各经理则在下层做出各自的决定。此外,本段落还提出了一种基于领导-多追随者博弈机制的方法来提升双方的利益。通过研究发现,在计算OEM问题的斯塔克尔伯格均衡时,数据驱动的多智能体深度强化学习方法能够提供有效的解决方案。 为了验证该框架的有效性,我们对改进后的IEEE 33测试系统的多个微电网进行了案例分析,并且展示了调度结果中所体现出来的高效性和准确性。这项研究在很大程度上超越了原始文献的程度和难度,为未来的研究提供了新的视角和技术支持。
  • 近端(PPO)-
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    近端策略优化(Proximal Policy Optimization, PPO)是一种在深度强化学习中广泛应用的技术,它通过改进策略梯度方法来提升算法效率与稳定性,在游戏、机器人控制等领域取得了显著成果。 Proximal Policy Optimization (PPO) is a default reinforcement learning algorithm used at OpenAI. It improves upon the policy gradient method by adding constraints.
  • 算法
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    本研究提出了一种基于深度强化学习的创新算法,专门用于优化复杂系统中的调度策略。通过模拟和迭代学习过程,该方法能够自动发现并实施高效的资源分配方案,显著提升系统的运行效率与性能稳定性。 深度强化学习的调度策略优化算法可以通过研究项目“walk_the_blocks”来进一步探索。该项目致力于通过深度强化学习技术改进调度策略,并提供了一种新颖的方法来解决复杂系统的资源分配问题。
  • 约束感知系统代码Python应用更新
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    本研究探讨了利用深度强化学习技术进行能源系统的优化调度,特别关注于开发一种能有效集成约束条件的算法。通过更新Python代码库,实现了对复杂能源网络的有效管理和资源分配,旨在提高系统效率和可持续性。 在当前科技发展与全球能源需求持续增长的背景下,优化调度对于提高能源系统效率至关重要,并直接关系到环境保护及可持续发展目标的实现。深度强化学习作为一种先进方法,在解决复杂能源调度问题中展现出独特优势:它能够通过不断的学习和适应来应对不确定性和动态变化的环境因素。 具体而言,强化学习允许机器通过与周围环境互动以优化决策过程,而深度强化学习则结合了深度神经网络的能力,用于处理高维输入数据及复杂的策略选择。当考虑能源系统调度中的各种约束条件时(例如供应限制、设备运行要求和环保规定),基于约束感知的深度强化学习算法能够生成既高效又可行的解决方案。 本研究提供了一系列使用Python语言编写的最新代码实现,这些代码应用了上述提到的方法来优化能源系统的调度。由于其简洁明了且具备强大的科学计算库支持,Python成为此类科研项目的理想选择。通过深入分析和精细调整深度强化学习算法,该研究成果不仅提升了对动态环境的适应性,还在满足各种约束条件的前提下实现了更高的能源使用效率。 这些代码已被国内外学术界广泛认可,并有望在更多专业期刊上发表(如中文核心期刊及EI收录期刊),这进一步证明了它们的研究价值与创新程度。本研究展示了深度强化学习技术在解决复杂调度问题中的潜力,并为实现更高效和环保的能源利用提供了新途径。 综上所述,通过这些基于Python语言最新代码的应用实践,我们有理由相信未来能源系统的管理和运营将变得更加智能化且高效率。
  • <交易>文章代码》
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    本源代码为论文《基于深度强化学习的量化交易策略》提供技术支持,实现了利用深度强化学习算法构建高效金融交易模型的过程。 应粉丝要求,需要提供基于深度强化学习的量化交易策略系列工程的源代码。本人写作是业余爱好,直接发布源码可能较为繁琐。以后考虑建立一个粉丝群,在群里发放会更方便一些。博文地址可以自行查找相关信息。
  • Q-learning应用
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    简介:本文探讨了Q-learning算法在深度强化学习领域的应用,通过结合神经网络,增强了机器自主学习和决策能力,在复杂环境中实现高效探索与优化。 深度强化学习(Deep Reinforcement Learning)结合了深度学习与强化学习的技术,主要用于解决具有高维观测空间和连续动作空间的问题。Q-Learning是一种常见的无模型强化学习算法,其核心在于通过价值函数来评估在给定状态下采取某一行动的期望回报。 首先介绍Q-Learning的概念:它基于值的方法(Value-based),即智能体通过对状态空间及动作空间的学习探索,逐步构建出一个能够最大化累积奖励的最佳策略。这一过程中最关键的是建立并优化所谓的“Q函数”,该函数代表了在特定情况下执行某项行动的预期价值。 接下来讨论一些改进Q-Learning性能的小技巧:例如,在学习初期阶段智能体需要平衡好探索未知动作与利用已知高回报动作之间的关系,这可以通过ε-贪心策略或玻尔兹曼探索等方法来实现。此外,为了提高算法稳定性,目标网络(Target Network)被引入以减少值函数的学习波动。 在处理连续动作空间的问题时,Q-Learning需要进行相应的调整和扩展。传统的离散行动方案不再适用,在这种情况下通常会采用近似技术如神经网络对Q函数进行建模。 关于批评者(Critic),它是强化学习框架中的一个重要角色,负责评估行为的价值并根据智能体所采取的行动动态地更新其价值估计。在连续动作空间中,这种方法可以通过适当的改进来支持更复杂的场景需求。 综上所述: - Q-Learning旨在通过构建Q函数来量化给定状态下执行特定操作后的预期收益。 - 探索与利用之间的策略选择是提高学习效率的关键因素之一。 - 目标网络有助于稳定深度强化学习过程,特别在DQN中扮演着重要角色。 - 针对连续动作空间的处理需要采用如函数逼近等技术手段来改进算法性能。 - 批评者通过时序差分方法提供了一种有效的价值评估机制,在长期序列任务的学习中有明显优势。 这些信息帮助我们深入理解Q-Learning在深度强化学习中的作用及其面临的挑战和解决方案。