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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
北京固定篮球架标准篮球架地埋圆管篮球架炮
式
篮球架
产品详细介绍产品名称:直径165管地埋圆管篮球架配玻璃钢篮板 产品型号:JH-0026 产品价格:1500元/只 产品材质:JH-0026型地埋圆管篮球架,臂长1.8米,;采用直径165mm厚壁钢管,配玻璃钢复合篮板或钢化玻璃篮板;具有抗冲击力强、防水、耐氧化等优点。该产品具有外型美观、安装简单,实用等特点。
北京亚华健恒体育用品有限公司
2021-08-23
BNC-50KY高真空转接头同轴射频连接器10mm穿墙
式
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北京锦正茂科技有限公司
2022-04-08
大连理工大学稳态瞬态荧光光谱
仪
采购项目公开招标公告
大连理工大学稳态瞬态荧光光谱仪采购项目招标项目的潜在投标人应在大连市甘井子区软件园路80号科技园大厦B座601室获取招标文件,并于2022年06月14日09点00分(北京时间)前递交投标文件。
大连理工大学
2022-05-27
大连理工大学X射线显微CT扫描
仪
采购项目公开招标公告
大连理工大学X射线显微CT扫描仪采购项目招标项目的潜在投标人应在大连市甘井子区软件园路80号科技园大厦B座601室获取招标文件,并于2022年06月30日09点00分(北京时间)前递交投标文件。
大连理工大学
2022-06-09
一种静脉消融针和一种阻抗温度数字化控制式静脉消融
仪
项目提供了一种静脉消融针发明专利和一种阻抗温度数字化控制式静脉消融仪实用新型专利,涉及医疗器械技术领域。该静脉消融针包括固定座、电极板、电凝针和连接线4个部分。本发明的静脉消融针,在固定座内设置电极板,电极板一端连接电凝针,另一端通过连接线与静脉消融仪的主机电连接,方便了医护人员单手持电凝针进行电凝操作,不仅能够消融曲张静脉的属支及交通支,还可消融畸形血管及肿瘤。一种阻抗温度数字化控制式静脉消融仪,涉及医疗器械技术领域。配套静脉消融针使用。该阻抗温度数字化控制式静脉消融仪包括主机、消融针和病人电极;所述主机分别与所述消融针和所述病人电极电连接;所述主机内设置有高频发生器。本实用新型的阻抗温度数字化控制式静脉消融仪,在行曲张静脉消融、血管瘤消融术时,使用消融针进入病变血管腔,通过主机的高频发生器产生高频电热作用,安全、精准、高效地消融曲张静脉属支或交通支及血管瘤或实体肿瘤。
北京大学
2021-02-01
一种同时检测三相态水 Raman 谱信号的双光栅光谱
仪
系统
本发明公开一种同时检测三相态水 Raman 谱信号的双光栅光谱仪系统。包括信号馈入单元、光学 色散单元和信号检测单元。信号馈入单元采用一根芯径 0.6 mm、数值孔径 0.12 的光纤将传导的信号光 馈入光学色散单元;光学色散单元包含两组级联的准 Littrow 结构布局的光栅色散系统,能高效传输并 以 1.0 mm nm-1 的线色散率将 393.0-424.0nm 范围通带信号光在焦面上色散,同时对带外 354.8 nm 附近 光产生优于 6 个数量级的抑制;信号检测单元能以 0.8 nm 的谱精度分辨与记录色散后的通带信号光。在 354.8 nm 紫外激光辐射下,气态、液态和固态水的振转 Raman 谱区依次对应 395-409 nm、396-410 nm 和 401-418 nm 范围;本发明通带光谱范围覆盖了三相态水的振转 Raman 谱区,实现对三相态水 Raman谱信号的同时检测,还能对 354.8 nm 附近光信号产生大幅抑制。
武汉大学
2021-04-13
一种用于装配
式
剪力墙竖向接缝中抗拉不抗剪的连接装置
本发明提出一种用于装配式剪力墙竖向接缝中抗拉不抗剪的连接装置,在预制剪力墙片接缝处安装竖缝耗能装置,该竖缝耗能装置可仅提供竖向剪切耗能而不考虑抗拉问题,通过拉杆将预制剪力墙片水平方向拉结,保持剪力墙水平方向的整体性;在拉杆的一端焊接滑动锚垫板,其上预留竖向长圆孔,在装配式剪力墙片接缝边附近预留螺杆;预留竖向长圆螺栓孔使拉杆只传递水平方向应力而释放竖向剪力,使竖缝耗能装置更有效发挥耗能性能。本发明装置抗拉不抗剪,增加了不抗拉耗能装置在装配式剪力墙结构中的适用范围,增大了预制装配式混凝土剪力墙结构的耗能能力,将耗能装置与预制剪力墙综合考虑,便于工业化生产,可广泛应用于预制装配式混凝土剪力墙结构。
东南大学
2021-04-11
一种可单面封装的双膜电容
式
压力传感器及制作方法
本发明涉及压力传感器技术领域,特指一种可单面封装的双膜电容式压力传感器及制作方法,包括玻璃衬底,玻璃衬底上设有小浅槽与大浅槽,小浅槽通过细槽连通于大浅槽,大浅槽上设有可测量低压差的电容C1与可测量高压差的电容C2,可测量低压差的电容C1包括底电极板与薄压力敏感膜,可测量高压差的电容C2包括厚压力敏感膜与顶电极板,小浅槽通过细槽与可测量低压差的电容C1对应设置,可测量低压差的电容C1与可测量高压差的电容C2对应设置。本发明采用变间距原理实现压力到电容的转换,可测量低压差的电容C1与可测量高压差的电容C2分别实现了低压段与高压段的高精度测量,不仅提高了压力测量精度,也提升了传感器的测量范围。
东南大学
2021-04-11
一种具有环境适应性的足
式
机器人稳定性控制方法及系统
一种具有环境适应性的足式机器人稳定性控制方法及系统,该控制方法通过利用上一触地过程相关参数信息与期望达到的控制目标进行比较,对飞行相水平运动速度和系统总能量实行反馈控制,预测控制触地角度并进行系统能量补偿控制,最终实现足式机器人 SLIP 等效模型在不同地面环境下的期望稳定周期运动。系统包括系统状态检测模块和稳定控制模块。本发明不需要建立具体的机器人动力学模型,不需要计算精确的不动点触地角度,通过反馈控制实现控制收敛,控制方法简单,计算迅速,很好的解决了现有方法控制实时性不足、适应性不够等问题。且具有较好的未知环境适应性,为足式机器人稳定性控制提供了一种较好的解决方案。
华中科技大学
2021-04-11
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