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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
一种钙依赖型蛋白激酶CPK32及其编码基因和应用
本发明公开了一种钙依赖型蛋白激酶CPK32及其编码基因和应用。本发明的钙依赖型蛋白激酶CPK32,其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示,其编码基因的CDS序列如SEQ ID NO.2所示。本发明发现CPK32基因导入目的植物中后能够调节目的植物的开花时间、调节抽薹时的叶片数目或调节目的植物中FLC的表达量。本发明的钙依赖型蛋白激酶CPK32对于改良作物的开花时间具有重要调节作用,在作物的种质资源改良中具有较大应用价值。
中国农业大学 2021-04-11
紫杉醇修饰环糊精为媒介的光控微管蛋白超分子组装体
将β-环糊精和偶氮苯基团分别修饰于紫杉醇分子上,利用紫杉醇分子骨架与微管蛋白的特异性结合能力,以及在紫外和可见光照射下偶氮苯分子与β-环糊精空腔可逆键合的性质,来调控微管蛋白的聚集状态,进而影响细胞活性。光谱实验表明,含有紫杉醇的偶氮苯分子在溶液中具有优异的光致异构性质、扫描电镜实验发现,只有在反式偶氮苯修饰紫杉醇和β-环糊精修饰紫杉醇共同存在下,微管蛋白间才能发生明显的聚合现象,同时微管蛋白的形貌由丝状聚合物转变成了粒径较大的球状纳米粒子。通过对细胞染色进一步发现,聚集后的微管广泛分布在细胞中,能够强烈改变细胞的形态并最终导致细胞死亡。该工作为调控生物大分子的聚集行为提供了一种新的策略。
南开大学 2021-04-10
一种同步制取核桃油、核桃蛋白和磷脂浓缩物的技术
1.简介 简单介绍项目/成果背景,解决的行业瓶颈问题或行业共性关键问题。 目前核桃加工主要是通过冷榨法制取核桃油,同时获得富含蛋白的核桃粕。由于核桃压榨时,一般都不脱除核桃衣,导致了核桃粕的食用性能差,一般只用做饲料。本项目将核桃进行脱衣,再通过水提和分离,实现油脂体和蛋白的高效分离。在不使用有机溶剂和酶制剂的条件下,将油脂体加工成核桃油和蛋白-磷脂浓缩物,并同时制取高纯度核桃蛋白。 2.创新要点 介绍本项目的主要创新点,总体水平(处于国内/国际先进/领先水平等)。 (1)除了制取核桃油,还可同步制取蛋白-磷脂浓缩物,可作为天然乳化剂; (2)除了制取上述两种核桃油脂产品,还可同步制取贮藏性能佳的高纯度核桃蛋白粉。 通过与现有核桃加工技术的对比,本项目处于国际领先水平。 3.关键指标 (1)每千克核桃仁,可制取580g左右的核桃油,30g左右的蛋白-磷脂浓缩物,100g左右的核桃蛋白粉(蛋白含量80%以上); (2)蛋白-磷脂浓缩物成分含量:67%中性脂质、10%具有极佳乳化性能的膜蛋白、9%核桃蛋白、7%磷脂、7%其它成分(包含鞘氨醇等); (3)核桃蛋白粉中的精氨酸含量高达13%,是精氨酸的良好来源。
江南大学 2021-05-11
一类调控CCR5和CXCR4基因的融合蛋白及方法
一种类转录激活因子(TranscriptionActivatorLikeEffectors,TALE),其特征在于所述类转录激活因子(TALE)能够与人类CCR5基因活性区域或者CXCR4基因活性区域中的DNA片段识别并结合,所述人类CCR5基因活性区域一共有3个,所述CXCR4基因活性区域一共有2个。TALE与核酸内切酶连接形成融合蛋白TALEN,利用该TALEN对CCR5基因或者CXCR4基因的特定位点进行剪切,可以使得进行基因调控后的细胞具备抵御HIV病毒的能力。
清华大学 2021-04-10
一种从鸡蛋黄中提取分离免疫球蛋白IgY的方法
已有样品/n一种从鸡蛋黄中提取分离免疫球蛋白IgY的方法。  成果简介:本发明属于蛋白质分离纯化技术领域,具体涉及一种从鸡蛋黄中提取分离免疫球蛋白IgY的方法。现有技术中通常采用水稀释法、有机溶剂抽提沉淀法、超滤、超临界萃取、盐析、层析等方法提取分离IgY,然而这些方法普遍存在着步骤多、批量小、试剂耗量大和回收率低等问题。本发明的目的是克服现有技术的缺陷,提供一种分离效果好,产品纯度高的鸡蛋黄免疫球蛋白IgY的提取分离方法。该方法包括先用水稀释法获得水溶性组分,再用聚乙二醇沉淀法粗提免疫球蛋白IgY
华中农业大学 2021-01-12
一种牛奶中人乳铁蛋白筛查试纸条及制备方法
研发阶段/n一种牛奶中人乳铁蛋白筛查试纸条及制备方法,该专利技术可在30分钟内检测牛奶中是否有转入的外源人乳铁蛋白。
华中农业大学 2021-01-12
鱼类NKEF-A重组蛋白对适应性体液免疫的活化效应及其应用
本发明公开了一种鱼类NKEF-A重组蛋白对适应性体液免疫的活化效应及其应用,所述的应用为用于制备能够促进鱼类体液免疫能力的免疫增强剂,所述鱼类NKEF-A重组蛋白的氨基酸序列为SEQID?NO:1所示;本发明提供的NKEF-A重组蛋白作为适应性体液免疫增强剂,其优点在于:(1)使用剂量小,效率高;以1:100(NKEF-A蛋白:抗原)的NKEF-A重组蛋白剂量即可发挥显著的免疫促进作用;(2)易于制备免疫混合液:NKEF-A重组蛋白是可溶性蛋白,容易与抗原混合,克服了传统矿物油乳剂类制剂不易乳化抗原的缺点;(3)安全性高;与细菌毒素或化合物制剂不同,NKEF-A是宿主自身的蛋白,不存在外源物质导入产生的潜在毒副作用。
浙江大学 2021-04-13
一种具有抑制腐败作用的低值鱼蛋白深度酶解的方法
该成果涉及食品生物等高新技术领域,是一种具有抑制腐败作用的低值鱼蛋白深度酶解的方法。通过创造性地在低值鱼酶解过程中不断通入净化空气或氧气,抑制和杀灭引致水解物腐败变质的厌氧菌;利用内切蛋白酶与外切蛋白酶的协同作用,明显提高了鱼蛋白水解效率,可得水解度大于65%,氮回收率大于85%的低值鱼蛋白深度酶解液,显著降低了低值鱼酶解成本。 该成果避免现有技术采用化学杀菌剂所导致的对蛋白酶活性的抑制、化学杀菌剂残留的问题,以及使用热杀菌方法所导致的降低鱼蛋白水解效率的问题,解决了低值鱼酶解过程易
华南理工大学 2021-04-14
一种新型血红蛋白类携氧纳米粒子及其制备方法
现有问题:现有的血红蛋白类携氧载体(HBOCs)主要为小分子修饰血红蛋白、交联剂聚合血红蛋白以及包裹血红蛋白。这些HBOCs制品的毒副作用在动物实验和I, II, III期临床试验均有报道。正是基于临床试验中发现的HBOCs引起高血压反应及增加病人心肌梗死的风险,2009年美国FDA拒绝了Northfield公司HBOCs产品(PolyHeme)的上市请求。现有HBOCs制品输注后的毒副反应,主要是由于HBOC中游离或未聚合的血红蛋白,包括氧合或非氧合状态,透过内皮屏障,消耗内皮舒张因子一氧化氮(NO);同时,血红蛋白本身的氧化还原反应,生成的氧自由基造成机体氧化应激反应。 项目的创新性和优越性:? 本项目制备的新型携氧纳米粒子,完全不同于现有HBOCs制品,首先在纳米粒子中包裹一定剂量的抗氧化剂,有效减少输注血红蛋白氧载体后可能产生的氧自由基。然后,通过结合珠蛋白将血红蛋白稳定连接到纳米粒子外膜。结合珠蛋白能与游离血红蛋白结合成稳定的复合物,一方面避免了体内过量的游离血红蛋白出现,减少输注后缩血管效应引起的高血压现象和胃肠道反应;另一方面,结合珠蛋白本身也可作为还原剂,减少血红蛋白引起的氧化应激反应。?该新型携氧纳米粒子体内的代谢方式为纳米粒子崩解后,结合珠蛋白/血红蛋白复合物经网状内皮系统清除,可大大减轻经肾脏排泄可能造成的肾损伤。?现有HBOCs类制品,特别是聚合血红蛋白和包裹血红蛋白,往往包含数量不等的血红蛋白,分子量处于一定范围,而且,还有部分游离血红蛋白或未反应血红蛋白并不能完全清除,这也是产生毒副作用的一大诱因。而本项目的携氧纳米粒子表面带有数量可控的活性官能团,因此,可实现血红蛋白的定点定量结合,得到分子量稳定的终产物。?现有的第三代HBOCs制品,大多用高分子材料将血红蛋白包裹,输注入人体后很难避免“突释”效应,出现大量游离血红蛋白,有可能对机体造成很大的伤害。而本项目所述的新型携氧纳米粒子,血红蛋白与结合珠蛋白形成了稳定的复合物或者血红蛋白与高分子材料牢固结合,即使纳米粒子分解之后,也不会产生大量游离血红蛋白,因此可大大减少相关风险。该新型携氧纳米粒子可以冻干粉末的形式保存,保存期长,稳定性高,运输方便,可满足各种环境下的应急使用和临床常规应用。?使用的高分子载体为聚乙二醇-聚酯类共聚物。聚乙二醇(PEG)由于其本身不带电荷、水溶性、无免疫原性、可以防止材料表面生物污染、减少蛋白质吸附和细菌贴附、并且不易被免疫体系识别等、且它在体内能溶于组织液中,能被机体迅速排出体外而不产生任何毒副作用的特点,是修饰纳米粒子的理想材料。聚乙二醇的存在还可以有效屏蔽人体网状内皮系统对纳米粒子的吞噬和排异,延长粒子在血液中的循环时间。可生物降解且生物相容性良好的聚酯(聚己内酯/聚乳酸,PCL/PLA),无毒无刺激性,已经得到美国食品药品监督管理局(FDA)的认证用于人体治疗。
四川大学 2016-04-15
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