CRII: CPS: Towards a Model-Based Reinforcement Learning Approach for Safe Operation of Distributed Energy Systems
CRII: CPS: Towards a Model-Based Reinforcement Learning Approach for Safe Operation of Distributed Energy Systems
批准号:
1850206
负责人:
Dileep Kalathil
金额:
$17.2万
依托单位国家:
美国
项目类别:
Standard Grant
财政年份:
2019
资助国家:
美国
项目状态:
已结题
起止时间:
2019-05-01 至 2022-04-30
中文摘要
随着可再生能源在电网上的日益普及和实时用电数据的可用性,电网正在成为一个大规模复杂的网络物理系统(CPS),以满足消费者每天的用电需求。强化学习(RL)算法为这些CPS系统提供了一种更高效、更有效、更经济地将分布式能源无缝集成到传统电网中的方法。它还提供了大量潜在的资本投资成本和劳动力节约,以及对服务中断的更大弹性。本研究项目开发了一个基于模型的在线强化学习框架,以解决几类问题。首先,将能量CPS的控制建模为有限水平RL问题。其次,这个项目不是关注渐近收敛,而是关注最优有限时间性能。第三,虽然简单的学习算法可能会将能源CPS驱动到不安全的操作区域,从而冒着不必要的后果,但该项目开发了安全的RL算法,可以优化性能并尊重安全约束。第四,该项目利用能源CPS的物理特性来避免维度问题,通常与RL问题相关。最后,该项目开发了使用“上下文强盗”方法的顺序算法,用于学习消费者特定参数和自适应调度,以考虑消费者的使用情况。该奖项反映了美国国家科学基金会的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
英文摘要
With the increasing penetration of renewables on the electric grid and ready availability of real-time data about electricity usage, the electric power grid is becoming a large-scale complex Cyber-Physical System (CPS) to meet consumer demands for electricity through the day, every day. Reinforcement learning (RL) algorithms offer these CPS systems an approach to seamlessly integrating distributed energy sources into the legacy electric grid more efficiently, effectively and affordably. It also offers significant potential savings in capital investment cost and labor, and greater resiliency to disruptions in service. This research project develops a framework for model-based online reinforcement learning to address several classes of problems. First, it models control of energy CPS as finite horizon RL problems. Second, instead of focusing on asymptotic convergence, this project focuses on optimal finite time performance. Third, while a simplistic learning algorithm might drive an energy CPS to an unsafe region of operations, thereby risking unwanted consequences, this project develops safe RL algorithms that optimize performance and respect safety constraints. Fourth, this project exploits the physical properties of the energy CPS to avoid the dimensionality problems, often associated with RL problems. Lastly, the project develops sequential algorithms using a "contextual bandits" approach for learning consumer specific parameters and adaptively scheduling to account for consumer usage.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
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DOI:
10.1609/aaai.v35i9.16937
发表时间:
2020-08
期刊:
影响因子:
--
作者:
[Aria HasanzadeZonuzy;D. Kalathil;S. Shakkottai]
通讯作者:
Aria HasanzadeZonuzy;D. Kalathil;S. Shakkottai
DOI:
--
发表时间:
2021
期刊:
影响因子:
--
作者:
[Kiyeob Lee;Desik Rengarajan;D. Kalathil;S. Shakkottai]
通讯作者:
Kiyeob Lee;Desik Rengarajan;D. Kalathil;S. Shakkottai
Sample Complexity of Robust Reinforcement Learning with a Generative Model
使用生成模型的鲁棒强化学习的样本复杂性
DOI:
--
发表时间:
2022
期刊:
International Conference on Artificial Intelligence and Statistics (AISTATS
影响因子:
--
作者:
[Kishan Panaganti, Dileep Kalathil]
通讯作者:
Kishan Panaganti, Dileep Kalathil
DOI:
10.1609/aaai.v36i6.20566
发表时间:
2021-11
期刊:
影响因子:
--
作者:
[Sapana Chaudhary;D. Kalathil]
通讯作者:
Sapana Chaudhary;D. Kalathil
Bounded Regret for Finitely Parameterized Multi-Armed Bandits
有限参数化多臂老虎机的有限遗憾
DOI:
10.1109/lcsys.2020.3008798
发表时间:
2021
期刊:
IEEE Control Systems Letters
影响因子:
3
作者:
[Panaganti, Kishan, Kalathil, Dileep]
通讯作者:
Kalathil, Dileep
共 9 条
CAREER: Towards a Principled Framework for Resilient, Data Efficient and Scalable Reinforcement Learning for Control
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批准号:2045783
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项目类别:Continuing Grant
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资助金额:$50.0万
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财政年份:2021
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负责人:Dileep Kalathil
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依托单位:
国内基金
海外基金
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生物炭粒子电极协同3D电化学体系活化PS的调控机制及氧化降解CPs的机理
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批准号:2026JJ50483
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2026
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负责人:秦蕾
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依托单位:
面向CPS的混杂时空系统数据建模及其在机器人中的应用
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批准号:JCZRMS202600637
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2026
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负责人:
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依托单位:
细梗香草活性成分CPS-B靶向MARCHF3/NEU4/CDH11通路抑制宫颈癌侵袭转移的作用机制研究
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批准号:HDMZ25H280006
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2025
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负责人:胡兴江
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依托单位:
肺炎克雷伯菌WaaLCPS连接酶相关的CPS-LPS合成通路及致病机制的研究
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2025
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负责人:何平
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依托单位:
基于自动深度学习的电力CPS入侵检测及安全性提升方法研究
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批准号:Z25F030003
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2025
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负责人:曾国强
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依托单位:
先锋转录因子FOXA2调控CPS1介导尿素循环在急性肝衰竭肝性脑病中的机制研究
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批准号:82300699
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:30.00万元
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批准年份:2023
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负责人:冯日露
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依托单位:
代谢酶CPS1调控PD-L1表达重塑肝癌免疫微环境的作用及机制研究
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批准号:82303340
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:30.00万元
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批准年份:2023
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负责人:吴彤
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依托单位:
CPs/MOFs介导多烯衍生物拓扑光聚合的高立体选择性构建策略研究
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批准号:22361004
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:32万元
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批准年份:2023
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负责人:胡飞龙
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依托单位:
尿素循环关键酶CPS1表达异常在肺癌转移中的作用和机制研究
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批准号:82273390
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项目类别:面上项目
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资助金额:52万元
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批准年份:2022
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负责人:廖鲁剑
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依托单位:
CPS 仿真中离散事件模型与连续时间模型的分布式协同运行问题研究
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批准号:2022JJ40559
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2022
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负责人:王鹏
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依托单位: