AI-Driven Dynamic Energy Routing in P2P Energy Systems
| dc.contributor.author | MERZOUGUI , Mohamed Amine | |
| dc.contributor.author | HADNA , Islam Amir | |
| dc.contributor.author | MECHTA , Djamila Supervisor | |
| dc.date.accessioned | 2026-11-09T10:32:05Z | |
| dc.date.issued | 2026 | |
| dc.description | شبدﺕ ﺃنظمة ﺍلطاقة ﺍلـكهربائية في ﺍلسنوﺍﺕ ﺍلألأخيرﺓ تطوﺭﺍً كبيرﺍً نتيجة ﺍلألانتشاﺭ ﺍلمتزﺍيد لمصاﺩﺭ ﺍلطاقة ﺍلمتجدﺩﺓ ﻭظهوﺭ ﺍلشبكاﺕ ﺍلـكهربائية ﺍلذكية. ﻭقد ﺃصبح نظاﻡ تباﺩﻝ ﺍلطاقة من نظير ﺇلى نظير من ﺍلحاوﻝ ﺍلحديثة ﺍلتى آسمح لللمستبلـكين ﻭﺍلمنتجين ﺍلصغاﺭ بتباﺩﻝ ﺍلطاقة مباشرﺓ ﺩﻭﻥ ﺍلألاعتماﺩ ﺍلكامل على ﺍلألأنظمة ﺍلمركز ية. ﺭغم ﺫلك، فإﻥ عملية توجيه ﺍلطاقة ﺩﺍخل شبكاﺕ نظير ﺇلى نظير تعتبر تحدياً معقدﺍً بسبب تغير ﺍلألإنتاﺝ ﻭﺍلألاستهلاﻙ، ﻭطبيعة ﺍلشبكة ﺍلـكهربائية، ﻭﻭجوﺩ خسائر ﺃثناﺀ نقل ﺍلطاقة. يقترﺡ هذﺍ ﺍلعمل منبجية تعتمد على ﺍلذكاﺀ ﺍلألاصطناعي من ﺃجل ﺍلتوجيه ﺍلديناميكي للطاقة ﻭﺍلتنبؤ بالخسائر ﺍلـكهربائية باستعماﻝ ﺍلشبكاﺕ ﺍلعصبية ﺍلبيانية. تم تمثيل ﺍلشبكة ﺍلـكهربائية على شكل ﺭسم بياني حيث تمثل ﺍلعقد ﺍلمناﺯﻝ ﺃﻭ ﺍلوحدﺍﺕ ﺍلمنتجة ﻭﺍلمستبلـكة للطاقة، بينما تمثل ﺍلحوﺍﻑ خطوﻁ ﺍلربط ﺍلـكهربائية. تم تطوير سلسلة معالجة كاملة للبياناﺕ لتحو يل بياناﺕ ﺍلألإنتاﺝ ﻭﺍلأستهلاﻙ ﺇلى معاملاﺕ تباﺩﻝ نظير ﺇلى نظير ﻭﺍقعية مع ﺍحترﺍﻡ ﺍلقيوﺩ ﺍلفيز يائية للشبك.c كما تم تصميم نموﺫﺝ من ﺃجل تعلم ﺍلعلاقاﺕ ﺍلمعقدﺓ بين عناصر ﺍلشبكة ﻭﺍلتنبؤ بالخسائر ﻭتحسين مساﺭﺍﺕ نقل ﺍلطاقة. ﺃظهرﺕ النتائج ﺍلتجريبية قدﺭﺓ ﺍلنموﺫﺝ ﺍلمقترﺡ على ﺍلتنبؤ ﺍلدقيق بالخسائر ﻭتحسين كفاﺀﺓ ﺍلتوجيه مقاﺭنة بالطرﻕ ﺍلتقليدية، مما يبرﺯ ﺃهمية تقنياﺕ ﺍلتعلم ﺍلعميق ﺍلمعتمدﺓ على ﺍلرسوﻡ ﺍلبيانية في تطوير شبكاﺕ ﺍلطاقة ﺍلمستقبلية | |
| dc.description.abstract | The rapid evolution of smart grids and the increasing integration of renewable en-ergy resources have transformed traditional electrical networks into decentralized and intelligent energy systems. Peer-to-peer (P2P) energy trading has emerged as a promis-ing paradigm that enables direct energy exchange between distributed producers and consumers, improving renewable energy utilization and reducing dependency on cen-tralized infrastructures. However, efficient energy routing in P2P systems remains a challenging problem due to network complexity, dynamic energy generation, variable demand, and transmission losses. This thesis proposes an artificial intelligence-based approach for dynamic energy routing and power loss prediction in P2P energy systems using Graph Neural Networks (GNNs). The electrical distribution network is mod-eled as a graph structure where nodes represent households or prosumers and edges represent physical electrical connections. Node and edge attributes, including energy production, consumption, distance, resistance, and network characteristics, are inte-grated into the learning process. A complete data processing pipeline is developed to transform raw energy consumption and solar generation data into realistic P2P energy transactions with associated physical constraints. A physics-aware Graph Attention Network (GAT) model is designed to learn complex spatial relationships between net-work components and predict energy routing losses while selecting efficient transmission paths. Experimental results demonstrate that the proposed model achieves accurate power loss prediction and improves routing efficiency compared with traditional ap-proaches. The obtained results highlight the potential of graph-based deep learning techniques as scalable solutions for future intelligent energy networks | |
| dc.description.sponsorship | L’évolution rapide des réseaux électriques intelligents et l’intégration croissante des sources d’énergie renouvelables ont conduit à la transformation des systèmes élec-triques traditionnels vers des architectures décentralisées et intelligentes. Le commerce d’énergie pair-à-pair (P2P) représente une approche prometteuse permettant aux pro-ducteurs et consommateurs distribués d’échanger directement de l’énergie, favorisant ainsi une meilleure exploitation des ressources renouvelables. Cependant, le routage efficace de l’énergie dans les systèmes P2P reste un problème complexe en raison de la dynamique des flux énergétiques, des variations de production et de consommation, ainsi que des pertes électriques lors de la transmission. Ce mémoire propose une ap-proche basée sur l’intelligence artificielle pour le routage dynamique de l’énergie et la prédiction des pertes électriques dans les réseaux P2P en utilisant les réseaux de neu-rones sur graphes (GNN). Le réseau électrique est représenté sous forme d’un graphe où les nœuds représentent les maisons productrices ou consommatrices et les arêtes représentent les connexions électriques physiques. Une chaîne complète de traitement des données est développée afin de transformer les données énergétiques brutes en transactions P2P réalistes intégrant les contraintes physiques du réseau. Un modèle basé sur le Graph Attention Network (GAT) est proposé afin d’apprendre les relations complexes entre les différents éléments du réseau et d’optimiser les chemins de trans-mission. Les résultats expérimentaux montrent que l’approche proposée permet une prédiction précise des pertes énergétiques et améliore l’efficacité du routage par rapport aux méthodes classiques. | |
| dc.identifier.other | MAI/1097 | |
| dc.identifier.uri | https://repository.univ-setif.dz/handle/123456789/3982 | |
| dc.language.iso | en | |
| dc.publisher | Unuversity Setif 1 Ferhat Abbas . Faculty of Sciences | |
| dc.subject | Smart Grid | |
| dc.subject | Peer-to-Peer Energy Trading | |
| dc.subject | Graph Neural Network | |
| dc.subject | Graph Attention Network | |
| dc.subject | Energy Routing | |
| dc.subject | Power Loss Prediction | |
| dc.title | AI-Driven Dynamic Energy Routing in P2P Energy Systems | |
| dc.type | Thesis |
