The rapid growth of distributed energy resources (DERs) presents both opportunities and operational challenges for electric grid management. Accurately predicting DER adoption is critical for proactive infrastructure planning, but the inherent uncertainty and spatial disparity of DER growth complicate traditional forecasting approaches. Moreover, the hierarchical structure of distribution grids demands that predictions satisfy statistical guarantees at both the circuit and substation levels, a non-trivial requirement for reliable decision-making. In this paper, we propose a novel uncertainty quantification framework for DER adoption predictions that ensures validity across hierarchical grid structures. Leveraging a multivariate Hawkes process to model DER adoption dynamics and a tailored split conformal prediction algorithm, we introduce a new nonconformity score that preserves statistical guarantees under aggregation while maintaining prediction efficiency. We establish theoretical validity under mild conditions and demonstrate through empirical evaluation on customer-level solar panel installation data from Indianapolis, Indiana that our method consistently outperforms existing baselines in both predictive accuracy and uncertainty calibration.


翻译:分布式能源资源(DERs)的快速增长为电网管理带来了机遇与运行挑战。准确预测DER采纳对于前瞻性基础设施规划至关重要,但DER增长固有的不确定性与空间差异性使得传统预测方法复杂化。此外,配电网的分层结构要求预测结果在电路和变电站层面均满足统计保证,这是实现可靠决策的重要条件。本文提出了一种用于DER采纳预测的新型不确定性量化框架,确保其在分层电网结构中的有效性。通过利用多元霍克斯过程建模DER采纳动态,并结合定制的分割保形预测算法,我们引入了一种新的非保形分数,该分数在保持预测效率的同时,确保聚合条件下的统计保证。我们在温和条件下建立了理论有效性,并基于印第安纳州印第安纳波利斯用户级太阳能电池板安装数据的实证评估表明,该方法在预测准确性和不确定性校准方面均持续优于现有基线。

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