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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
MXY5008光纤耦合及光无源器件参数测试与 光纤端面处理熔接实训系统
一、产品简介        光纤通信作为一门新兴技术,它具有容量大、中继距离长、保密性好、不受电磁干扰和节省铜材等优点。近年来发展速度快,已被广泛应用到军事通信、民用通信等各种领域,是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。在光纤的使用过程中,光纤线路的耦合对于其中光功率的传输至关重要。其中存在着两种主要的系统问题:1、如何从多种类型的发光光源将光功率耦合进一根特定的光纤;2、如何将光功率从一个光纤发射出来后经过特定的装置耦合进另外一根光纤。光无源器件是光纤通信设备的重要组成部分。它是一种光学元器件,也是其它光纤应用领域不可缺少的元器件。该实验仪重点介绍了常用的光无源器件的相关参数及测试方法。为此公司研制出本实验系统,让学生了解和认识光纤耦合的相关参数和特性、光无源器件的相关参数及测试方法等,通过实验平台的搭建,可以让学生更深刻的了解,也能锻炼学生校准光路等方面的动手能力,是学校金工实习(工程实习)与工程检测的不二之选。 二、实验内容 650nm激光器与光纤耦合实验 1550nm光纤激光器与光纤耦合实验 相同模式光纤之间耦合实验 不同模式光纤之间耦合实验 光源与显微物镜及准直器耦合特性对比实验 光纤转换器测试实验 光纤变换器测试实验 光纤耦合器测试实验 光纤隔离器特性测试实验 波分复用器和解复用器测试实验 可调光纤衰减器测试实验 光纤机械光开关特性测试实验 光纤偏振控制器特性测试实验 光纤偏振分束器(PBS)性能能参数测试实验 不同种类光纤、光缆及光器件认知和操作实验 熔接机原理及使用实训操作实验 剥纤、清洁、切纤及光纤接续实训操作实验 手动模式下,光纤熔接实训实验 自定义模式下,光纤熔接实训实验 光纤端面处理基本操作实验 光纤耦合技术基本操作实验 光纤耦合技术基本操作实验 光功率耗损法对光纤熔接质量测试 三、实验配置参数 1、光源:波长1310±20nm,1550±20nm;输出功率:1-2.5mw,连续可调;输出端口:FC/PC;稳定性<0.5db(5h);光源类型:LD光源; 2、光功率计:波长范围800-1700nm;输入接口:FC 校准波长:1550nm,1310nm; 3、偏振控制器:插入损耗<0.05dB;消光比>40dB;回波损耗>65dB; 4、光纤机械光开关:插入损耗:1310/1550  P1→P2 0.56/0.54 dB ,P1→P3 0.53/0.47 dB ;回波损耗>50dB ;开关速度:≦8ms ; 5、高隔离度光纤隔离器:最大插入损耗:0.35dB ;回波损耗:≧50dB ;隔离度:≧30dB ; 6、光纤耦合器:分光比:50% : 50% ;最大插入损耗1310/1550: 3.3dB ; 7、光纤波分复用器:隔离度:1310nm :31.8% ;1550nm :34%;插入损耗:1310nm :0.30%;1550nm :0.34% ; 8、光纤可调衰减器:0-30db可调; 9、软件:配套仪器使用,数据采集处理; 10、光纤熔接机:适用光纤:SM (单模), MM (多模), DS (色散位移)光纤, NZDS (非零色散位移,即G.655光纤),BIF/UBIF(G.657); 光纤切割长度:8-16mm, 被覆光纤直径250µm,16mm,被覆光纤直径250µm-1000µm;平均接续损耗:0.02dB(SM)、0.01dB(MM)、0.04dB(DS)、0.04dB(NZDS);显示:高性能5.6英寸彩色LCD显示屏,提供清晰的数字图像显示;电极寿命:2500次;锂电池容量:典型熔接250次,充电时间3小时,可在充电时使用;电源:交流适配器输入电压100-240V  50/60Hz,输出电压:DC13.5V /5A,直流输入电压11.1v ( 内置锂电池8800mAh ); 四、实验目的  1、了解光纤连接器及其原理、种类,实验操作进行连接器参数测量; 2、掌握光纤头平端面的处理技术。 3、掌握光纤之间的耦合、调试技术,了解光纤横向和纵向偏差对光纤耦合损耗的影响。 4、掌握光纤熔接的基本技术。 5、熟悉光纤型号及结构,掌握其装配方法、使用环境及保护措施等;
天津梦祥原科技有限公司 2021-12-17
基于红外图象的热设备运行状况、故障分析与诊断系统
任何具有温度的物体表面都会产生红外线,利用红外线感应装置和计算机信息处理与成象技术,可以将物体表面的温度场以可视画面形式显示出来——红外图象。采用现代的图象分析与处理技术,结合被检测设备的结果参数和现场可方便采集的一些其它数据,如电信号、压力、流量等参数,利用先进的模糊聚类、神经网络、人工智能等理论可以对热设备的运行状况进行有效的在线检测、故障分析与趋势预测。 设备运行状况的在线评估与故障分析和诊断一直是生产实际中有待解决的问题。本项目的主要特点是:红外图象可以实现非接触的、在线(或离线)检测,也可以做离线普查。基于红外图象的热设备运行状况、故障分析与诊断系统除红外图象以外的其它信息可根据现场实际情况适当提供,并不强行要求。当然信息越多越准则判断的结果越客观,因此具有智能性。目前已有针对催化裂化、加热炉、常用电器设备等多套专用的设备运行状况评价和故障诊断系统通过鉴定,并在多处投入实际使用,受到普遍好评。
北京科技大学 2021-04-11
中国石油大学(华东)动态热演化岩石物理分析系统公开招标公告
中国石油大学(华东)动态热演化岩石物理分析系统招标项目的潜在投标人应在青岛市市北区敦化路138号甲西王大厦24楼23A01室获取招标文件,并于2022年07月11日14点30分(北京时间)前递交投标文件。
中国石油大学(华东) 2022-06-21
动物性食品中糖皮质激素类药物多残留分析方法
可以量产/n本成果根据糖皮质激素类药物的化学结构和理化性质,探索了样品预处理、分离和检测技术,在国内外首次建立能同时定量和确证检测猪、牛、羊的肝脏和肌肉、鸡蛋和鸡肉及牛奶共9种组织和产品中8种药物(泼尼松、泼尼松龙、地塞米松、倍他米松、氟氢可的松、甲基泼尼松、倍氯米松、氢化可的松)残留的液相色谱-串联质谱法。该方法对各化合物在各种组织中的定量限为0.2?g/kg~4?g/kg,回收率60%-90%,批间异系数5.1%~12.6%。己作为国家标准,在全国农业、质检和卫生系统的数十家检验测试中心广为应用
华中农业大学 2021-01-12
一种用于爆炸物 TNT 检测分析的化合物及其制备方法
华中科技大学 2021-01-12
基于云平台的中小企业信用评级系统分析与集成
1. 背景介绍信用评价作为一种服务产品,最早起源于1837年,路易斯•塔班在纽约建立了以企业为评价对象的最早的信用评价机构。穆迪创建了世界第一家企业信用评估机构。1922年,标准普尔公司的前身——普尔出版公司也开始对工业债券进行评价。1931年,美国制定了相关金融法规规范了民间信用评价,奠定了现代信用评价的基础。1974年美国发生了自30年代后最为严重的经济危机,在这次经济危机之后,人们开始关注信用评价,信用风险意识的增强促进了信用评价的迅猛发展。相对国外信用评价的发展而言,我国起步较晚,1992年,首家全国性证券评估机构——中诚信证券评估有限公司成立。目前我国信用评价机构已发展到60多家,遍及全国20多个省市。但是由于发展过快,评价机构缺乏独立性与公正性,评价方法不科学等各种问题。为了完善和发展资本需要,维护市场经济秩序,降低金融风险,建立新的信用评价系统,已成为我国政府急需解决的问题之一。2. 技术原理本项目以云平台为架构,以云平台SaaS(Software as a Service, 软件即服务)为客户交互模式,其后台采用云平台的虚拟化、集群的故障定位、资源池等技术,结合近年来刚兴起的智能优化等数据挖掘技术,结合交叉验证评估模型等,从而建立一个基于云平台的数据挖掘模式的信用管理系统。
南京工业大学 2021-04-13
基于有限元分析技术的压力容器及管道的强度评定技术
1. 项目概述有限元法已经成为当今工程问题中应用最广泛的数值计算方法。ANSYS软件是经全国锅炉压力容器标准化技术委员会推荐的用于压力容器及管道强度评定分析的集结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型通用有限元商用分析软件包。本项目应用ANSYS软件对各种复杂结构及载荷作用下的压力容器及管道进行有限元应力分析及强度评定。目前,已拥有下列结构的参数化有限元分析技术:A. 固定管壳式(含膨胀节)换热器及U形管换热器分析设计;B. 承受管道附加载荷的设备接管局部应力分析设计;C. 卡箍连接快开门结构应力分析;D. 制冷装置蒸发器、冷凝器分析设计;E. 考虑地震与风载荷的立式反应器及塔设备支座热应力分析;F. 灭菌柜设备门封头组件分析设计;G. 纺丝装置加热箱箱体分析设计;H. 刮膜式薄膜蒸发器结构分析设计;另外,在对含缺陷结构进行有限元应力分析的基础上,对压力容器及管道进行缺陷评定。2. 技术优势拥有全国锅炉压力容器标准化技术委员会颁发的压力容器SAD(应力分析设计)审核资格及常规一,二,三类压力容器审核资格,拥有正版ANSYS结构分析软件,从技术上为压力容器及管道强度评定技术提供保障。3. 技术水平传统的有限元单向建模—校核评定过程分析工作量大,设计周期长,参数化有限元分析技术是有限元分析的高级技术,本项目开展的压力容器及管道参数化有限元技术有效地提高产品设计质量和效率,提高企业开发创新和快速响应市场的能力。
南京工业大学 2021-04-13
基于5G云计算的新冠肺炎免疫检测与智能分析系统
四川大学抗击新冠肺炎疫情应急科研攻关相关项目组联合中国移动,发挥文、理、工、医多学科交叉融合优势,充分利用华西医学科研资源,在“5G医学转化服务平台”和“医学+信息”基础上,研发成功的基于5G云计算的新冠肺炎免疫检测与智能分析系统是全球首个运用新冠肺炎生物芯片,融合物联网、大数据、人工智能、云计算等信息技术的高科技产品,能在不同场景(机场/车站安检、大型活动安检、社区及个人自检等)对目标人群开展免疫检测,并通过人工智能技术进行分析,为新冠疫情的最终解决提供必要技术支撑。该系统实现了检测点的分散式布局与检测资源下沉,能避免集中检测的交叉感染,检测方便快捷,准确率高,数据自动上传国家指定平台。
四川大学 2021-04-11
基于知识库的发动机五气门缸盖典型工艺建立与分析系统
该产品系统能对发动机的缸盖零件进行自动的加工工艺的编制,避免了由于人为的 因素可能产生的工艺错误而给企业带来巨额损失和灾难性打击。项目成果可以应用于其 他汽车及其相关行业。该软件系统能够对五气门缸盖的国产化,以及对改进型和新 的 发动机缸盖的生产线提供建议和工艺规划。 该软件系统荣获 2003 年 6 月“上 海国际汽车城首届创新人才精英赛创新奖”。
同济大学 2021-04-13
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