Machine Learning for Online Transient Stability Assessment
Machine learning (ML) offers a computationally tractable alternative to time-domain simulation for online transient stability assessment (TSA), yet inconsistent evaluation practice limits reproducibility and cross-study comparison. We benchmark 17 ML classifiers on IEEE 9-bus and New England 39-bus power systems under a unified evaluation protocol, showing that tree-based ensemble models—Extra Trees (99.22%/98.15% accuracy) and LightGBM (99.10%/98.12%)—consistently outperform parametric and non-parametric approaches across accuracy, recall, and area under the receiver operating characteristic curve (AUC) with training times under two seconds. We further quantify the latency-accuracy tradeoff between snapshot and trajectory-based TSA. A five-second post-fault observation window recovers 85-100% accuracy using physics-informed temporal features, while classical ensembles match Long Short-Term Memory (LSTM), Temporal Convolutional Network (TCN), and Transformer architectures within 1.4% at 30- 100× lower training cost. We introduce Tranpy, an open-source Python package with pre-trained models, labeled datasets, and PowerFactory integration for custom dataset generation, addressing critical reproducibility gaps in ML-based TSA research.
KI-Anwendungsfall
Ein Übertragungsnetzbetreiber bewertet in der Netzführung laufend, ob kritische Fehler zu einem Verlust der transienten Stabilität führen würden. Ein baumbasiertes Ensemble wie Extra Trees, trainiert auf PowerFactory-Simulationen des eigenen Netzmodells, die mit Tranpy erzeugt wurden, klassifiziert jeden betrachteten Fehlerfall als stabil oder instabil und markiert kritische Fälle für eine vollständige Zeitbereichssimulation. Ziel ist, die Vorauswahl von der Simulationsdauer auf die Inferenzzeit des Modells zu verkürzen, während die Ingenieurin oder der Ingenieur die markierten Fälle prüft.