Μηχανική Μάθηση σε Ενεργειακά Δεδομένα με σκοπό την Εξαγωγή Γνώσης

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία εντάσσεται στο ερευνητικό πεδίο της ανάλυσης ενεργειακών δεδομένων και πιο συγκεκριμένα της εφαρμογής τεχνικών μηχανικής μάθησης και εξόρυξης δεδομένων σε χρονοσειρές φορτίου ηλεκτρικής ενέργειας. Σε αυτό το πλαίσιο παρουσιάζονται και εφαρμόζονται τεχνικές και εργαλεία για την ανάλυση χρονοσειρών ενεργειακών δεδομένων με σκοπό την εξαγωγή γνώσης. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στον τύπο των δεδομένων ανάλυσης καθώς και στον Ευρωπαϊκό σύνδεσμο ENTSO-E, διαχειριστή της πλατφόρμας διαφάνειας (TP) μέσω της οποίας διατίθενται δημόσια τα εν λόγω δεδομένα. Επίσης, παρουσιάζονται συνοπτικά τα ανοιχτής πηγής εργαλεία – βιβλιοθήκες και υπολογιστικό περιβάλλον ανάπτυξης που αξιοποιήθηκαν για την υλοποίηση της ανάλυσης και των εφαρμογών. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στη μηχανική μάθηση. Παρουσιάζονται οι βασικές κατηγορίες μάθησης, μέθοδοι αξιολόγησης και βελτιστοποίησης μοντέλων, θεμελιώδεις αλγόριθμοι καθώς και προβλήματα που αναδύονται. Εν συνεχεία, στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζονται μέθοδοι και τεχνικές που αξιοποιούνται στην εξόρυξη δεδομένων και στη μηχανική χαρακτηριστικών. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζονται αναλυτικά οι εφαρμογές μη επιβλεπόμενης μάθησης που υλοποιήσαμε. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στην εξαγωγή προτοτύπων ως χαρακτηριστικές καμπύλες – προφίλ φορτίου. Τέλος, στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζονται αναλυτικά οι εφαρμογές επιβλεπόμενης μάθησης και μηχανικής χαρακτηριστικών καθώς και η συγκριτική αξιολόγηση των μοντέλων ταξινόμησης που αναπτύχθηκαν