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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
一种基于电压信号复合前馈的构网型VSG输出功率解耦方法
本发明公开了一种基于电压信号复合前馈的构网型VSG输出功率解耦方法,涉及电力电子控制技术领域,对构网型VSG功率同步控制的变流器输出电压信号复合前馈实现构网型变流器并网系统及实现变流器输出功率解耦的方法。包括构网型VSG功率控制模块、电网参数检测单元、线路阻抗观测器、虚拟阻抗压降前馈环路以及电压信号二次前馈环路。本发明的复合前馈控制策略结合虚拟阻抗和电压幅值与功角补偿,显著减弱了有功与无功功率的耦合作用,实现了高效解耦,适用于复杂电网环境。
南京工程学院 2021-01-12
一种治疗心脑血管疾病的药物组合物、制备方法及其质量控制方法
【发 明 人】郭立玮;付廷明;朱华明;朱华旭;张启春;刘峰;张伟【摘要】本发明提供一种治疗心脑血管疾病的药物组合物、制备方法及其质量控制方法,涉及制药领域。所述治疗心脑血管疾病的药物组合物,由下述重量配比的中药原料制成:地龙30~50份、全蝎15~25份和水蛭30~50份。其制备方法,包括如下步骤:将地龙粗粉、全蝎及水蛭粗粉混合均匀,加水浸泡,将药材连同浸泡液加入粉碎机进行湿法粉碎,离心,取上清液作采用中空纤维膜过滤,取粗提取液中分子量范围为9~120KDa的组分即得所述治疗心脑血管疾病的药物组合物。本发明药物组合物,去除了药材中干扰药效的杂质,所以抗血栓方面的药效较传统药物显著增强,且能显著减少服用剂量,却并未检测到毒性。
南京中医药大学 2021-04-13
一种基于SLM技术的比例换向阀组合阀芯及比例换向阀
本实用新型公开了一种基于SLM技术的比例换向阀组合阀芯及比例换向阀,该组合阀芯由第一半阀芯和第二半阀芯组成;所述第一半阀芯和第二半阀芯均为中空结构,所述第一半阀芯和第二半阀芯的外部沿阀芯轴线方向均开有若干节流口组,所述节流口组由若干沿阀芯圆周方向均匀分布的复合式节流口组成;第一半阀芯和第二半阀芯通过螺旋旋接。本实用新型将SLM快速成型技术应用于阀芯的制造,从而设计出内部具有完全中空结构的比例换向阀阀芯,可以显著的减轻阀芯的质量,提高频响,同时减小阀芯运动过程中的惯性力,有效的防止阀芯在运动中卡死,同时减小了摩擦力,提高了比例换向阀的使用性能和寿命。
浙江大学 2021-04-13
一种适用于既有建筑房屋改造的砖混形式组合梁托换结构
本实用新型公开了一种适用于既有建筑房屋改造的砖混形式组合梁托换结构,涉及建筑用托换结构技术领域,由于结构胶的作用,砖砌体梁可以有效地防止侧面钢板组合构件发生局部屈曲和整体失稳,提高了组合梁、柱的刚度;侧面钢板一方面可以提供较高的抗拉、抗压承载能力,另一方面可以约束砖砌体梁使其提高受力性能;底部设置的转向结构可以调整结构荷载形式,优化结构承载力,充分发挥力筋的高强受拉性能;预应力钢绞线可以提高组合梁整体的刚度,减小其变形;本实用新型结构简单、构造合理,能够有效的提高原有房屋建筑的极限承载力和抗震性能,
安徽建筑大学 2021-01-12
治疗猪传染性胃肠炎的中药组合物、提取物及其制剂和应用
本专利(专利号:ZL201310344433.4 ,发明人系荣昌校区教师,长期从事新中兽药的研发),提供了 一种抗猪传染性胃肠炎病毒病的中药组合物及其制备方法和应用。从中兽医学理论分析,猪传染性胃肠炎病 毒病的病因病机为外感疫房之邪,热动营血离肠络,湿热聚于中焦,传于下焦,使胃肠的传输功能失常,导 致胃气上逆作呕,湿热下注成泻;其防治以清热解毒、健脾燥湿、止血凉血、降逆止呕为宜。该中药组合物 以天然中草药为原料,配伍独特,原料来源广泛,制备方法简单,生产成本低廉,具有清热解毒、凉血止 痢、止呕的功效,可以制成抗猪传染性胃肠炎病毒病药物,具有高效、安全、经济等优点,在猪传染性胃肠 炎病毒病的预防和治疗领域有着良好的应用前景。 该专利拟采用独占许可方式转让给相关的兽药生产商,正在进行中试生产,后期将开展3期临床试验,为 申报新兽药作准备。如果成功上市,且能有效控制猪传染性胃肠炎病毒病的发病率,加之无抗生素残留问 题,市场前景非常可观。
西南大学 2021-04-13
石化企业循环冷却水系统水泵机组及调节阀最优组合运行方案确定方法
本成果为节省石化企业循环冷却水系统水泵机组耗能,在满足设备及工艺对冷却水流量、压力要求的前提下,充分利用系统离心泵的功率特性和阀门的调节功能,首次提出根据环境温度、基于系统最小需求流量和满足系统压力要求的循环冷却水系统同型号泵机组与调节阀、大小泵机组与调节阀两类系统的最优组合运行方案及其精确定量确定方法,实现循环冷却水系统水泵机组及调节阀的最优组合运行,节能 40%~60%。
扬州大学 2021-04-14
一种治疗非淋菌性尿道炎的中药组合物及其制备方法
本发明涉及一种治疗非淋菌性尿道炎的中药组合物,由以下组分按照重量分数组成:土茯苓20 30份,白鲜皮5 15份,雷公藤3 9份,栀子3  9份,苦参3 9份,升麻3 9份;金银花10 20份;穿心莲5 15份;马齿苋50 60份;白头翁5 15份;鱼腥草10 20份,白薇5 15份,地龙5  15份。本发明所述的中药洗液,使用方便、毒副作用小,以中医理论配伍而成,有效治疗非淋菌性尿道炎。
青岛大学 2021-04-13
一种适用于地暖房屋的蜂窝梁及下承式楼板组合结构
本实用新型涉及建筑物构造领域,具体是一种适用于地暖房屋的蜂窝梁及下承式楼板组合结构,它包括钢蜂窝梁、下承式楼板和建筑地暖面层三大部分,其中钢蜂窝梁腹板上开设有多个洞孔,所述下承式楼板与钢蜂窝梁梁底平齐,采用分离式配筋方式,钢蜂窝梁整体内嵌于下承式楼板和建筑地暖面层之中;本实用新型具有整体刚度大,抗震性能好,抗冲击性能好,承载可靠,地暖加热管穿越钢梁腹板的开孔处实现多板块的连续铺设,所采用的砂浆及现浇混凝土等材料均可以实现跨孔浇筑,整体性良好,施工便捷。
青岛农业大学 2021-04-13
一种用于太阳能电池背板的改性聚丙烯组合物及其制备方法
本发明公开了一种用于太阳能电池背板的改性聚丙烯组合物,它由以下重量配比的成分组成:聚丙烯:40~80%;聚酰胺:5~30%;聚烯烃弹性体:2~15%;引发剂:0.1~1.0%;接枝单体:0.5~5.0%;增强填料:0~30%;添加剂:0~5%。本发明提供的组合物具有优良的耐低温冲击性和耐老化性能,同时具有低饱和吸水率、低水蒸气透过率以及优异的电绝缘性,可用于制造太阳能背板。 (注:本项目发布于2017年)
华中农业大学 2021-01-12
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