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Adaptive Online-Learning Volt-Var Control for Smart Inverters Using Deep Reinforcement Learning

Beyer, Kirstin und Beckmann, Robert und Geißendörfer, Stefan und von Maydell, Karsten und Agert, Carsten (2021) Adaptive Online-Learning Volt-Var Control for Smart Inverters Using Deep Reinforcement Learning. Energies, 14 (7), Seite 1991. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/en14071991. ISSN 1996-1073.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
2MB

Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.3390/en14071991

Kurzfassung

The increasing penetration of the power grid with renewable distributed generation causes significant voltage fluctuations. Providing reactive power helps balancing the voltage in the grid. This paper proposes a novel adaptive volt-var control algorithm on the basis of Deep reinforcement learning. The learning agent is an online-learning deep deterministic policy gradient that is applicable under real-time conditions in smart inverters for reactive power management. The algorithm only uses input data from the grid connection point of the inverter itself; thus, no additional communication devices are needed and it can be applied individually to any inverter in the grid. The proposed volt-var control is successfully simulated at various grid connection points in a 21-bus low-voltage distribution test feeder. The resulting voltage behavior is analyzed and a systematic voltage reduction is observed both in a static grid environment and a dynamic environment. The proposed algorithm enables flexible adaption to changing environments through continuous exploration during the learning process and, thus, contributes to a decentralized, automated voltage control in future power grids.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/142116/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Adaptive Online-Learning Volt-Var Control for Smart Inverters Using Deep Reinforcement Learning
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Beyer, KirstinKirstin.Beyer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3733-5790NICHT SPEZIFIZIERT
Beckmann, RobertRobert.Beckmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9331-8170NICHT SPEZIFIZIERT
Geißendörfer, StefanStefan.geissendoerfer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7496-8191NICHT SPEZIFIZIERT
von Maydell, KarstenKarsten.Maydell (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0966-5810NICHT SPEZIFIZIERT
Agert, CarstenCarsten.Agert (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4733-5257NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:3 April 2021
Erschienen in:Energies
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:14
DOI:10.3390/en14071991
Seitenbereich:Seite 1991
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
ISSN:1996-1073
Status:veröffentlicht
Stichwörter:deep reinforcement learning; low-voltage grid; reactive power; smart inverter; voltage control; volt-var-optimization
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Energiesystemdesign
HGF - Programmthema:Digitalisierung und Systemtechnologie
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SY - Energiesystemtechnologie und -analyse
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Energiesystemtechnologie
Standort: Oldenburg
Institute & Einrichtungen:Institut für Vernetzte Energiesysteme > Energiesystemtechnologie
Hinterlegt von: Geißendörfer, Dr. Stefan
Hinterlegt am:06 Mai 2021 09:06
Letzte Änderung:24 Mai 2022 23:47

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