Dergiler / Bilişim Teknolojileri Dergisi / 2019 / Cilt: 12 - Sayı: 2

Fotovoltaik Sistemlerde Topluluk Öğrenmesi Temelli Hata Tespiti

Photovoltaic System Fault Detection Based On Ensemble Learning

Sayfa
83–91
Yayın Tarihi
2019-04-30
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Sonuçlar, optimize edilmiş bir topluluk öğrenmesi modeliyle, önerilen yöntemin yalnızca sınıflandırma doğruluğunu geliştirmediğini, aynı zamanda fotovoltaik sistem hata tespiti için güçlü bir genelleme yeteneğine de sahip olduğunu göstermektedir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Fotovoltaik (FV) sistemler için doğru bir hata tespit yeteneği, işletme maliyetlerini ve bir arıza nedeniyle oluşabilecek devre dışı kalma sürelerini azaltarak FV sistemin verimliliğini artırabilir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Topluluk öğrenmesi yöntemi, tek bir öğrenme algoritmasının genelleme yeteneğinin ve sağlamlığının üstüne çıkabilmek için farklı algoritmaların tahminlerini birleştirir.
💡
Sonuç & Katkı:Sonuçlar, optimize edilmiş bir topluluk öğrenmesi modeliyle, önerilen yöntemin yalnızca sınıflandırma doğruluğunu geliştirmediğini, aynı zamanda fotovoltaik sistem hata tespiti için güçlü bir genelleme yeteneğine de sahip olduğunu göstermektedir.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:fault detection · classification · ensemble learning

Özet

Fotovoltaik (FV) sistemler için doğru bir hata tespit yeteneği, işletme maliyetlerini ve bir arıza nedeniyle oluşabilecek devre dışı kalma sürelerini azaltarak FV sistemin verimliliğini artırabilir. Bu çalışmada, FV sistemler için bir hata tespit yöntemi önerilmiştir. Önerilen yöntem, topluluk öğrenmesi temelli bir modelin FV sistemlerdeki hataları sınıflandırmak amacıyla kullanılmasına dayanmaktadır. Topluluk öğrenmesi yöntemi, tek bir öğrenme algoritmasının genelleme yeteneğinin ve sağlamlığının üstüne çıkabilmek için farklı algoritmaların tahminlerini birleştirir. Bu çalışmada, sınıflandırma problemlerinde yaygın olarak kullanılan bazı öğrenme algoritmalarından bir topluluk öğrenmesi modeli oluşturulmuştur. Topluluk modeli, daha sonra parametre optimizasyonu uygulanarak geliştirilmiştir. Öğrenme algoritmalarının her biri ve bunları birleştiren topluluk modeli tahmin doğrulukları açısından karşılaştırılmıştır. Önerilen yöntem, Scikit-learn makine öğrenme kütüphanesi ile Python kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Yöntemin deneysel geçerliliği Muğla'da (Türkiye) kurulu bir konut tipi FV sistemden elektriksel ve meteorolojik ölçüm verileri kullanılarak yapılmıştır. Sonuçlar, optimize edilmiş bir topluluk öğrenmesi modeliyle, önerilen yöntemin yalnızca sınıflandırma doğruluğunu geliştirmediğini, aynı zamanda fotovoltaik sistem hata tespiti için güçlü bir genelleme yeteneğine de sahip olduğunu göstermektedir.

Abstract

An accurate fault detection capability for photovoltaic (PV) systems can improve PV system productivity by reducing operational costs and possible downtimes caused by a failure. In this paper, a fault detection method for PV systems is proposed. The proposed method is based on the use of an ensemble learning based model for classifying faults in PV systems. Ensemble learning combines the predictions of different algorithms in order to improve generalizability and robustness over a single learning algorithm. In this study, an ensemble learning model is built from some learning algorithms that commonly used in the classification problems. The ensemble model is then improved via parameter optimization. Each learning algorithms and the ensemble model that combines them are compared in terms of their prediction accuracy. The proposed method was implemented using Python with Scikit-learn machine learning library. The experimental validation of the method has been performed using electrical and meteorological measurements data from a residential PV system installed in Muğla (Turkey). Results show that, with an optimized ensemble learning model, the proposed method not only improves the classification accuracy but also has a strong generalization ability for PV system fault diagnosis.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

KAPUCU, C., ÇUBUKÇU, M. (2019). Fotovoltaik Sistemlerde Topluluk Öğrenmesi Temelli Hata Tespiti. Bilişim Teknolojileri Dergisi, Cilt: 12 - Sayı: 2, 83–91. https://ajindex.com/articles/251774

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (12)

  1. A. Woyte, M. Richter, D. Moser, S. Mau, N. H. Reich, U. Jahn, “Monitoring of Photovoltaic Systems: Good Practices and Systematic Analyes”, 28th European PV Solar Energy Conference and Exhibition, Paris, France, 2013
  2. P. Guerriero, V. D’Alessandro, L. Petrazzuoli, G. Vallone, and S. Daliento, “Effective real-time performance monitoring and diagnostics of individual panels in PV plants”, 4th International Conference on Clean Electrical Power: Renewable Energy Resources Impact, ICCEP 2013, Hamburg, Germany, 14–19, 2013
  3. B. Ando, S. Baglio, A. Pistorio, G. M. Tina, and C. Ventura, “Sentinella: Smart Monitoring of Photovoltaic Systems at Panel Level”, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 64(8), 2188–2199, 2015
  4. W. Chine, a. Mellit, V. Lughi, a. Malek, G. Sulligoi, and a. Massi Pavan, “A novel fault diagnosis technique for photovoltaic systems based on artificial neural networks”, Renewable Energy, 90, 501– 512, 2016
  5. H. Mekki, A. Mellit, and H. Salhi, “Artificial neural network-based modelling and fault detection of partial shaded photovoltaic modules”, Simulation Modelling Practice and Theory, 67, 1–13, 2016
  6. Y. Zhao, R. Ball, J. Mosesian, J.-F. de Palma, and B. Lehman, “Graph-Based Semi-supervised Learning for Fault Detection and Classification in Solar Photovoltaic Arrays”, IEEE Transactions on Power Electronics, 30(5), 2848–2858, 2015
  7. L. Bonsignore, M. Davarifar, A. Rabhi, G. M. Tina, and A. Elhajjaji, “Neuro-Fuzzy Fault Detection Method for Photovoltaic Systems”, Energy Procedia, 62, 431–441, 2014
  8. D. Riley and J. Johnson, “Photovoltaic prognostics and heath management using learning algorithms”, Conference Record of the IEEE Photovoltaic Specialists Conference, Austin, TX, USA, 1535–1539, 2012
  9. Y. Zhao, L. Yang, B. Lehman, J.-F. de Palma, J. Mosesian, and R. Lyons, “Decision tree-based fault detection and classification in solar photovoltaic arrays”, 2012 Twenty-Seventh Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), Orlando, FL, USA, 93–99, 2012
  10. S. Spataru, D. Sera, T. Kerekes, and R. Teodorescu, “Diagnostic method for photovoltaic systems based on light I-V measurements”, Solar Energy, 119, 29–44, 2015
  11. P. Ducange, M. Fazzolari, B. Lazzerini, and F. Marcelloni, “An intelligent system for detecting faults in photovoltaic fields”, International Conference on Intelligent Systems Design and Applications, ISDA, Cordoba, Spain, 1341–1346, 2011
  12. L. L. Jiang and D. L.