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Modeling and Monitoring Social Media Dynamics to predict Electricity Demand Peaks

Grieser, Isabella Nunes und Gebhard, Tobias und Tundis, Andrea und Kersten, Jens und Elßner, Tobias und Steinke, Florian (2025) Modeling and Monitoring Social Media Dynamics to predict Electricity Demand Peaks. Energy Reports (13), Seiten 1548-1557. Elsevier. doi: 10.1016/j.egyr.2024.12.065. ISSN 2352-4847.

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Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352484724008825

Kurzfassung

Information spread on social media can lead to sudden, synchronized actions. If this affects electricity demands, it could result in critical consequences for the power grid. With the rise of social media and fake news and the increasing adoption of power-intensive devices, the risk of misinformation attacks by manipulating consumer behavior becomes more relevant. This paper presents a novel approach for modeling the potential impact of social media dynamics on power systems. We present a conceptual monitoring framework for the real-time detection of critical information propagation and the short-term prediction of electricity demand peaks. Based on a social network graph, a stochastic epidemiological model, the Susceptible-Infectious-Recovered (SIR) model, is employed to simulate the "viral" spread of information. To estimate model parameters from real data, an optimization algorithm is developed. Twitter data of a past disaster event is acquired and used to create a generalized propagation dynamics model, which can then be used to analyze the impact of altered power demands. Specifically, we simulate a demand response attack, where households receive misinformation about reduced electricity prices, encouraging them to activate appliances. The results demonstrate that the synchronized behavior of a minority of affected consumers can lead to sudden increases in the aggregated demand, significantly surpassing usual demand levels. Furthermore, we examine the peak demand for electric vehicle (EV) charging at different adoption rates, showing that the consequences of synchronized behavior are amplified. Our innovative approach opens up new possibilities for power grid nowcasting and enhancing critical infrastructure resilience in a proactive manner, which can avoid load shedding.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/210840/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Modeling and Monitoring Social Media Dynamics to predict Electricity Demand Peaks
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Grieser, Isabella NunesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gebhard, Tobiastobias.gebhard (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0004-4351-4068176694653
Tundis, AndreaAndrea.Tundis (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7729-2780176694654
Kersten, Jensjens.kersten (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4735-7360NICHT SPEZIFIZIERT
Elßner, Tobiastobias.elssner (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Steinke, FlorianTechnische Universität DarmstadtNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:18 Januar 2025
Erschienen in:Energy Reports
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.egyr.2024.12.065
Seitenbereich:Seiten 1548-1557
Verlag:Elsevier
ISSN:2352-4847
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Power Grid Monitoring, Power System Resilience, Misinformation Attack, Demand Response, SIR Model, Social Media Data
HGF - Forschungsbereich:keine Zuordnung
HGF - Programm:keine Zuordnung
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:Digitalisierung
DLR - Forschungsgebiet:D CPE - Cyberphysisches Engineering
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):D - urbanModel
Standort: andere
Institute & Einrichtungen:Institut für den Schutz terrestrischer Infrastrukturen
Institut für den Schutz terrestrischer Infrastrukturen > Digitale Zwillinge von Infrastrukturen
Institut für Datenwissenschaften
Institut für Datenwissenschaften > Datengewinnung und -mobilisierung
Hinterlegt von: Gebhard, Tobias
Hinterlegt am:27 Jan 2025 07:43
Letzte Änderung:29 Jan 2025 09:56

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