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考虑时空关联与数据隐私性的有源配电网分布式光伏功率
预测
技术
(一)成果背景 分布式光伏可在用户侧就近安装与消纳,减少因长距离输送带来的线路损耗问题,在新型电力系统建设中发挥着重要作用。2021年6月,国家能源局综合司发布了《关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》,用以推动分布式光伏高质量发展、支撑新型电力系统建设。在该政策的推进下,分布式光伏容量迅猛增长。截至2021年底,国内分布式光伏装机容量已达到107.5GW,约占光伏总装机容量的三分之一,且其增长速度已经超过了集中式光伏。 (二)痛点问题 对于配电网来说,光伏出力易受天气因素影响,具有极强的随机波动特性,大规模分布式光伏接入,一方面加剧了配电网负荷短时波动,影响电力实时平衡,制约负荷预测精度提升;另一方面,分布式光伏出力特性与负荷特性的不匹配造成其难以消纳,为有源配电网运行管理带来严峻挑战。 对于电力市场交易来说,随着新一轮电力体制改革的持续深入,分布式光伏所有者作为售电商参与市场竞争成为必然趋势。分布式光伏出力的不确定性与短时剧烈波动性,使得分布式光伏电站/售电商难以制定合理的市场交易策略与电力交易合同,面临严重的市场风险。 因此,亟需精准的分布式光伏功率预测,为有源配电网调度运行、分布式光伏消纳,分布式光伏参与电力市场等提供有力数据支撑。 (三)技术方案 1、基于变分模态分解与动态图卷积网络的分布式光伏功率预测 首先利用变分模态分解各分布式光伏复杂出力序列分解为相对简单、波动较小的不同频率子序列,以减小场站间关联关系的挖掘难度。然后,基于分布式光伏场站间时空关联性处于动态变化中的考虑,利用全连接神经网络将各节点特征映射到多维空间,而后利用时域卷积挖掘跨节点关联关系,由此以数据驱动方式挖掘各频率下各场站子序列关联性,有效实现子序列动态图结构的构建。最终,基于可用于非欧式空间结构数据建模的卷积神经网络,将其与动态图结构结合,建立考虑动态时空关联性的图卷积预测模型,针对不同频率下出力子序列分别预测,而后重构得到各场站功率进而获取配电网分布式光伏总功率。 2、基于深度联邦学习的分布式光伏发电功率预测 首先,基于长短期记忆神经网络构建时域自编码器模型,该模型编码器用于提取每个时间步输入的时域特征,而后利用解码器将该特征向量转换为输出序列进行未来时间步的预测,自编码能显著增强长短期记忆神经网络的时域建模能力。而后,利用注意力机制解决其在处理长输入时间序列时会导致解码器面临特征冗余问题,且使模型聚焦于对输出更关键的时域特征。由此,利用注意力自编码预测模型通过对时域特征的有效挖掘实现功率预测精度的进一步提升。 在此基础上,开发了用于分布式光伏功率预测的联邦学习框架,在该框架中,本地用户仅需将本地模型进行共享,无需数据的传输,而后由中央服务器进行模型的聚合以实现用户间信息共享。在各本地场站进行注意力自编码预测模型的训练;在中央服务器,基于联邦平均算法实现各本地预测模型的汇聚、全局模型的生成与下发。在保证数据隐私性的前提下取得与传统集中式机器学习训练近似的预测效果。 (四)竞争优势 1、有效表征广域分布式光伏集群间时空关联特征,实现分布式光伏功率预测精度提升。 当缺乏气象实测或预报数据时,考虑分布式光伏时空相关性可有效提升分布式光伏功率预测精度。现有研究多利用各光伏场站地理距离或者整体出力表征时空相关性。这种静态建模方式在分布式光伏出力模式长期稳定的情况下,可以取得较好的预测效果。然而,易受天气因素的影响,分布式光伏出力极易发生短时波动,因而各场站关联性处于动态变化过程。以恒定的场站间关联关系去考虑这种复杂的集群出力序列,显然无法反映天气影响下分布式光伏出力短时变化,难以实现功率预测精度的有效提升。 所提的基于变分模态分解与动态图卷积网络的分布式光伏功率预测方法,利用数据驱动方式实现挖掘各场站间关联特性的动态实时挖掘。在基础上,考虑到不同模态分量下各场站间关联关系的差异性,将各场站原始功率分解为了相对简单、波动较小的不同频率模态分量,减小关联关系的挖掘难度。 2、有效保证各分布式光伏数据隐私性,且能取得与传统集中式机器学习训练方式近似的预测效果 现有的数据驱动预测方法性能在很大程度上依赖于训练数据的数量,因此大多以一种集中的训练方式实现,即中央服务器汇聚来自各场站的运行数据而后进行模型的训练。然而,这种集中训练的方式会期限数据隐私,使用户信息暴露在公共环境而导致被外部攻击者进行数据分析、行为探测等。此外,在竞争激烈的电力市场中,分布式光伏场站所有者可能不愿共享数据。这些因素使传统模型训练方式难以实现。 所提的基于深度联邦学习的分布式光伏发电功率预测方法,利用注意力自编码模型在本地场站进行建模预测,实现对本地功率时域特征的有效挖掘;利用分散式训练的联邦学习框架,实现各场站预测模型信息共享,有效保证本地用户的数据隐私的同时取得不错的预测效果。 创新点 1、考虑了场站间关联关系的动态性。对于分布式光伏,虽然场站数量众多、分布广泛,但是其位置临近,由于云团运动等气象因素导致的相关性较强。所提方法以数据驱动方式根据网络当前的各场站输入功率进行关联关系的动态表征,实现功率预测精度的有效提升。 2、在保障各分布式光伏站点数据隐私应的前提现实现信息共享。利用自编码结构进一步提升LSTM的时间序列建模能力;利用注意力机制模型聚焦于对预测更关键的输入特征,以此实现时域特征的有效挖掘。在此基础上,利用联邦学习框架聚合各本地模型,实现各站点信息聚合,实现精度有效提升。 市场前景 随着新型电力系统建设目标的推进,分布式光伏装机容量呈爆发式增长。所研成果可应用于配电网负荷预测、用户可调度容量评估、激励型需求响应基线负荷估计等场景中,为高比例分布式光伏有源配电网的安全、经济、高效运行,维持电力平衡等工作提供重要参考。同时,随着分布式光伏逐步参与到电力市场,所研成果可为分布式光伏售电商制定最优的交易策略,签订合理的价格合同提供有力数据支撑。综上所述,所研成果市场前景广阔。
华北电力大学
2023-08-10
配电网
三
相开关装置及经济型
三
相不平衡调节器
本实用新型提供配电网三相开关装置及经济型三相不平衡调节器,配电网三相开关装置包括 A 相的 换相开关、B 相的换相开关、C 相的换相开关,由接触器、二极管以及电源功率控制器组成;一相的换 相开关中,电源功率控制器与一个二极管反向并联,并再串联一个与电源功率控制器方向相同的二极管, 构成一个电路拓扑结构,所述电路拓扑结构与另一个结构相同但电力电子器件方向完全反向的电路拓扑 结构、接触器并联。经济型三相不平衡调节器包括配电网中各条负载支路上分别设置
武汉大学
2021-04-14
三
菱S-70LA大屏灯泡DLP背投灯泡
三
菱大屏灯包
产品详细介绍北京祥鸣达大量供应三菱S-70LA大屏专用灯泡/三菱DLP背投灯泡 于祥18701137989竭成为您服务我公司作为专业的投影经销商,照明工程商把当今最先进的多媒体影像技术运用到社会的各个领域。为企事业单位、政府机关、教育系统、宾馆酒店、培训机构、卫生医疗单位提供最为完善的服务。公司特别注重与客户的长期合作,为客户谋取长期利益一直是公司的服务宗旨。诚实守信、共同发展,互惠互利是公司对内、对外的合作原则。 我司大量全新原装背投电视灯泡现货低价出售,直接是原装灯泡,价格优惠,质量有保证,客户有信心!欢迎广大顾客来电咨询! 灯泡类型:PHILIPS UHP100W~120W/UHP100W(飞利浦冷光源)OSRAM P-VIP100W~120W(欧司朗) 规格:有圆杯;方杯 寿命:10000小时 产品包括号大量巴可BARCO、科视CHRISTIE、威创vtron三菱,东芝等各品牌大屏幕灯泡及配件, 三菱大屏幕墙背投电视灯泡TOP UHP 100/120W 三菱大屏幕拼接墙专用灯泡/监控大屏幕背投灯泡 品牌:PHILIPS 型号规格:TOP UHP100-120W E23 1.0/1.3冷光源灯泡 全系列背投电视/DLP大屏幕灯泡 本公司全面代理下列品牌的投影机及投影机灯泡、及各种背投电视、大屏幕灯泡销售,欢迎来电订购 由于机器对应的品牌不同,所用的杯型有参数也完全不一样,订购时请来电咨询清楚,我们会为你快速定配!联系人:于祥18701137989 传真:010-62529829QQ:1161874847E-mail:xmdbeijing@163.com地址:北京市海淀区中关村东路甲331号怡升园2单元705
北京祥鸣达科技发展有限公司
2021-08-23
一种二
维
码的风险预警方法
项目成果/简介:本发明公开了一种二维码的风险预警方法,其特征是按如下步骤进行:1,生成溯源码;2,生成前缀码;3生成Y位验证码;4将溯源码,前缀码和Y位验证码存入防伪数据库中,并将溯源码和前缀码进行合并后利用条码生成器生成初始二维码;将Y位验证码嵌入初始二维码的中间位置,从而形成二维码.本发明能够快速,稳定的生成大量具有高防伪性,难以被仿造的二维码,从而有效保证二维码的唯一性,防止被复制或者重复使用.
安徽农业大学
2021-04-10
一种二
维
码的风险预警方法
本发明公开了一种二维码的风险预警方法,其特征是按如下步骤进行:1,生成溯源码;2,生成前缀码;3生成Y位验证码;4将溯源码,前缀码和Y位验证码存入防伪数据库中,并将溯源码和前缀码进行合并后利用条码生成器生成初始二维码;将Y位验证码嵌入初始二维码的中间位置,从而形成二维码.本发明能够快速,稳定的生成大量具有高防伪性,难以被仿造的二维码,从而有效保证二维码的唯一性,防止被复制或者重复使用.
安徽农业大学
2021-04-29
基于二
维
傅里叶变换的教室人数统计方法及装置
本发明公开一种基于二维傅里叶变换的教室人数统计方法及装置,能够实时的统计出教室人数。所述方法包括:实时获取教室中人轮廓的二值图像;计算所述人轮廓的二值图像的二维傅里叶变换的直流分量;根据所述直流分量,以及预先确定的直流分量和教室人数的变换关系,计算出所述直流分量所对应的教室人数。
中国农业大学
2021-04-11
有关大规模硅基集成高
维
光量子芯片的工作
利用大规模集成硅基纳米光量子芯片技术,实现对高维度光量子纠缠体系的高精度和普适化量子调控和量子测量。 (图一)基于硅纳米光波导的大规模集成光量子芯片(可实现对高维量子纠缠体系的高精度、可编程、且任意通用量子操控和量子测量) 集成光学量子芯片技术,基于量子力学基本物理原理,使用半导体微纳加工工艺实现单片集成光波导量子器件(包括单光子源、量子操控和测量光路,以及单光子探测器等),可以实现对量子信息的载体单光子进行处理、计算、传输和存储等。集成光学量子芯片具有集成度高、稳定性高、性能好、体积小、制造成本低等诸多优点。因此,该技术被普遍认为是一种实现光量子信息应用的有效技术手段。 利用硅基纳米光波导技术实现的光量子芯片具有诸多独特优点,例如与传统微电子加工工艺兼容、可集成度高、非线性效用强、以及工作波长与光纤量子通信兼容等。然而,迄今为止光量子芯片的复杂度仅限于小规模的演示,如集成少数马赫-曾德干涉仪对光子态进行简单操控。因此,我们迫切需要扩大集成量子光路的复杂性和功能性,增强其量子信息处理技术的能力,从而推进量子信息技术的应用。 相干且精确地控制复杂量子器件和多维纠缠系统是量子信息科学和技术领域的一项难点。相对于目前普遍采用的二维体系量子技术,高维体系量子技术具有信息容量大、计算效率高、以及抗噪声性强等诸多优点。最近,多维度量子纠缠系统已分别在光子、超导、离子和量子点等物理体系中实现。利用光子的不同自由度,如轨道角动量模式、时域和频域模式等,可以有效编码和处理多维光量子态。然而,实现高保真度、可编程、及任意通用的高维度量子态操控和量子测量,依然面临很多困难和挑战。 针对上述问题,英国布里斯托尔大学、北京大学、丹麦技术大学、德国马普研究所、西班牙光学研究所和波兰科学院的科研人员密切合作,并取得了突破性进展。研究团队提出并实现了一种新型的多路径加载高维量子态方式,即每个光子以量子叠加态的形式同时存在于多条光波导路径,从而实现了一个高达15×15的高维量子纠缠系统。通过可控地激发16个参量四波混频单光子源阵列,可以制备具有任意复系数的高维度量子纠缠态。通过单片集成通用型线性光路,可对高维量子纠缠态进行任意操控和任意测量。因此,该多路径高维量子方案具有任意通用性。与此同时,团队充分利用集成光路的高稳定性和高可控性,实现了高保真度的高维量子纠缠态,如4、8和12维度纠缠态的量子态层析结果分别为96、87% 和 81%保真度,远超其他方式制备的高维量子纠缠态性能。 更重要的是,团队通过硅基纳米光子集成技术,实现了目前集成度最复杂的光量子芯片(图一所示),单片集成550多个光量子元器件,包括16个全同的参量四波混频单光子源阵列、93个光学移相器、122个光束分束器、256个波导交叉结构以及64个光栅耦合器,从而达到对高维量子纠缠体系的高精度、可编程、且任意通用量子操控和量子测量。 研究进一步利用该高维光量子芯片技术,验证高维度量子纠缠系统的强量子纠缠关联特性,包括普适化贝尔不等式和EPR导引不等式等,证明量子物理和经典物理定律的重要区别。例如,对4维度量子纠缠态,实验观察得到了2.867±0.014的贝尔参数,不仅成功违背经典物理定律61.9个标准差,而且超过普通二维纠缠体系的最大可到达值的2.8个标准差。研究还首次实现高维量子系统的贝尔自检测和量子随机放大等新功能,例如,对3维度最大纠缠态和部分纠缠态的自检测保真度约为76%,对14维以下纠缠态均实现了量子随机放大功能。
北京大学
2021-04-11
一种无衍射光束漂移的二
维
探测装置
本发明公开了一种无衍射光束漂移的二维探测装置,包括两个45º分光镜、两个成像透镜组、两个高速图像探测器和连接所述两个图像探测器的计算机处理系统;无衍射光束发生器发射的无衍射光首先入射到第一个 45º分光镜,经分光为一路反射光和一路透射光,该一路反射光经其中一个成像透镜组后成像在其中一个高速图像探测器上;另一路透射光入射到另一个 45º分光镜,经分光后的一路反射光经另一成像透镜组后成像在另一个高速图像探测器上,两个图像探测器同步探测出光束截面图像,并输入到计算机处理系统进行比较处理,探测出无衍射光的光
华中科技大学
2021-01-12
用于光谱图像数据降
维
的邻居点搜索方法及系统
本发明提出了一种用于光谱图像数据降维的邻居点搜索方法及系统,包括首先对当前像素所在窗口 的像素进行筛选,剔除受噪声等因素干扰较大的像素;然后对当前像素以及待比对像素所在窗口内像素 分别进行排序,计算当前像素和待比对像素所在窗口的光谱距离;选取相似度最高的若干像素为当前像 素的邻居点。本发明的方法充分利用了空间信息,而且通过排序使得搜索过程不受图像几何形态上的变 化影响,具有空间鲁棒性,对一些噪声污染点也有很好的抑制作用,使得寻找到的邻居点更准确,提高 了高光谱图像数据降维处理的性能。
武汉大学
2021-04-13
河流重金属迁移转化的一
维
分相模型软件
1.痛点问题 我国水体重金属污染给区域环境造成了一定危害,也给人体健康和生态安全带来了潜在威胁。目前,我国制定区域污废水重金属排放总量控制目标的方法采用目标总量管理模式,忽略了水体水质和底泥质量的约束性;如果考虑上述约束,又缺乏相应的技术手段支撑。特别地,能够预测含重金属污水进入河流后对水质和底质质量的影响,以及根据生态系统保护和修复目标确定污染减排控制要求等定量分析工具的缺失,制约了水污染控制与管理的精细化和精准化发展。为解决重金属容量总量管理和污染控制缺乏决策工具的问题,开发了河流重金属迁移转化的一维分相模型,以支持河流重金属污染过程模拟与相应容量总量定量计算。 2.解决方案 由于河流中重金属的演化规律非常复杂,影响因素众多,因此目前国内外对于河流中重金属数值模拟的研究尚不完善。考虑到基于化学反应动力学机理的模型构建复杂且不易与管理工作结合,而基于化学热力学平衡机理的模型存在过度简化从而不满足控制需求等问题,本项目采用迁移转化动力学机理予以建模。特别地,针对重金属在受纳河流中存在溶解态、悬浮颗粒态和底泥沉淀态的赋存特征,本项目突破已有经验模型、整体模型的局限,采用了分相模型的形式。 所开发的模型软件可用于定量刻画河流中重金属动态迁移转化规律。该模型系统具有分相特征,将河流体系划分为水相和底泥相,同时考虑推流迁移、纵向弥散、沉降作用、再悬浮作用,以及重金属在水相和底泥相之间的吸附解析作用等核心机理。采用一阶隐式欧拉算法实现模型的正向数值求解和预测,用于量化一维河流水相和底泥相中重金属在时间和空间上的迁移转化过程。 针对在流域/区域尺度上开展河流重金属污染管控的需求,本项目在构建重金属模拟模型的基础上,进一步开发了基于蒙特卡洛模拟的逆向算法,可用于估算同时满足水质和泥质要求的污染源最大排放量。当针对河流保护对象给定水质和泥质双重保护目标时,本项目开发的软件可作为在水相和底泥相浓度限值约束下控制排污口重金属总量的计算工具。 合作需求 (1)寻求在水污染监测与环境管理系统研发、生产、销售及运营服务的企业开展技术研发合作; (2)寻求在生态环境、水利、市政等政府部门或事业单位及受环保部门重点监管的污染源企业的环境监测与管理相关应用场景对接资源。
清华大学
2022-07-04
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