Balancing electricity demand and supply is increasingly difficult due to the inherent intermittency of renewable power generation and the stochastic power consumption. Grid operators require fine-grained, decision-relevant insights into household energy consumption to manage peak loads and design responsive tariffs, but increased transparency at this level raises significant privacy concerns. Traditional methods for explainable AI (XAI) can reveal sensitive information, while standard privacy techniques often reduce the usefulness of explanations. To address this issue, we introduce HXAI, a hierarchical framework that preserves privacy while enabling reasonable explainable analysis for grid-level demand management. HXAI consists of two main components: (1) a local model that generates fine-grained explanations within a secure, private environment, and (2) a zonal model that aggregates these explanations to support grid-level analysis while enforcing privacy through flexible privacy-budget management. We explicitly limit cumulative privacy exposure under repeated operator queries and show that the proposed framework preserves decision-relevant information without compromising household privacy. Experiments on both simulated and real-world energy datasets demonstrate that HXAI provides useful insights for zonal load management while ensuring that appliance-level consumption remains local and is never transmitted to grid operators. Our results show that preserving the semantic structure of explanations, rather than minimizing numerical error, is the key to XAI under differential privacy. This framework provides a way to achieve both privacy and explainability in energy management.


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人工智能杂志AI(Artificial Intelligence)是目前公认的发表该领域最新研究成果的主要国际论坛。该期刊欢迎有关AI广泛方面的论文,这些论文构成了整个领域的进步,也欢迎介绍人工智能应用的论文,但重点应该放在新的和新颖的人工智能方法如何提高应用领域的性能,而不是介绍传统人工智能方法的另一个应用。关于应用的论文应该描述一个原则性的解决方案,强调其新颖性,并对正在开发的人工智能技术进行深入的评估。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/ai/
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