Neues KI-Modell prognostiziert Dauer von Stromausfällen durch Naturkatastrophen

Ein auf arXiv veröffentlichter Forschungsartikel präsentiert ein innovatives Verfahren zur Vorhersage der Ausfalldauer von Stromnetzen, die durch Naturkatastrophen wie Hurrikane, Waldbrände und Winterstürme ausgelöst werden. Das Ziel ist, die Resilienz der Stromversorgung zu erhöhen, indem genauere Schätzungen für die Wiederherstellungszeit bereitgestellt werden.

Stromausfälle, die durch extreme Wetterereignisse entstehen, haben in den USA enorme wirtschaftliche und gesellschaftliche Folgen. Um die Auswirkungen besser zu verstehen und zu mildern, müssen die Dauer und der Umfang solcher Ausfälle zuverlässig prognostiziert werden. Dabei stehen drei zentrale Herausforderungen im Vordergrund: die räumliche Abhängigkeit der Daten, die heterogene Auswirkung auf unterschiedliche Regionen und die begrenzte Menge an historischen Ereignisdaten.

Die Autoren schlagen einen Ansatz vor, der Graph Attention Networks (GAT) nutzt. Das Modell kombiniert ein einfaches, aus dem Unsupervised Pre‑Training abgeleitetes Netzwerk mit einer semi‑supervised Lernphase. Durch die Berücksichtigung räumlicher Beziehungen zwischen den betroffenen Gebieten kann das GAT Muster erkennen, die bei herkömmlichen Verfahren oft übersehen werden.

Zur Validierung wurden Felddaten von vier großen Hurrikanen herangezogen, die insgesamt 501 Landkreise in acht südöstlichen US‑Bundesstaaten betrafen. Das Modell erreichte eine Genauigkeit von über 93 % und übertraf bestehende Methoden wie XGBoost, Random Forest, GCN und ein einfaches GAT um 2 % bis 15 % – sowohl im Gesamtwert als auch in der klassenweisen Genauigkeit.

Diese Ergebnisse zeigen, dass Graph Attention Networks ein vielversprechendes Werkzeug für die Planung und Steuerung von Stromnetzen in Katastrophensituationen darstellen. Durch präzisere Vorhersagen können Betreiber schneller reagieren, Ressourcen gezielt einsetzen und die Wiederherstellungszeiten verkürzen, was letztlich die Widerstandsfähigkeit der gesamten Energieinfrastruktur stärkt.