计及多场景因素的钢铁企业多介质能源计划优化研究

钢铁企业的生产运行受能源制约,制定能源计划是钢铁企业实现降低生产成本和节能降耗的重要途径。煤气、蒸汽、电力是钢铁生产能源系统中的主要能源。针对多能源介质间存在的多约束、强耦合、非线性的特点和分时电价、检修减产的不同场景因素,以生产成本最低为目标函数,建立了针对钢铁生产能源系统的耦合优化模型,并提出了一种改进差分变异烟花算法(improved differential mutation fireworks algorithm,IDM-FWA)。根据钢铁企业的实际运行数据进行仿真分析,仿真结果表明,基于IDM-FWA得到的日内24 h能源计划能够在保证产量不变的同时降低生产成本,实现节能降耗。

电力系统仿射潮流多场景不确定性分析方法

现有仿射潮流方法计算所得潮流解仅能反映某一源荷功率区间范围下的系统潮流分布,难以满足多场景不确定性分析的在线计算需求。针对上述问题,提出一种电力系统仿射潮流多场景不确定性分析方法。该方法采用多个具有不同物理意义的全纯嵌入变量,缩放仿射注入功率的中心值和噪声元系数,以此追踪和描述不确定性注入功率的区间变化,将仿射潮流的解析维度由一维拓展至高维。仿射潮流计算可划分为仿射型潮流解析表达式求解和在线计算2部分,以递归的方式求解仿射状态量的各阶多元幂级数系数,获取仿射型潮流解析表达式,进而通过代入嵌入变量目标值实现具体场景下的仿射潮流在线计算。仿真结果验证了所提方法在收敛性、保守性和多场景分析效率等方面的优势。

面向全场景安全的储能投资高效规划方法

随着风电、光伏等新能源渗透率的不断提高,系统随机性与波动性的不断增强,科学合理地规划储能被认为是缓解新能源不确定性、提高电力系统安全性与灵活性的有效手段。然而,现有规划方法为了保证一定的计算效率,通常仅选取少量关键场景用以制定储能规划方案,无法确保其在全场景下的安全性,倘若对于全场景进行安全校核,又会因为模型规模大而导致求解时间在规划层面都难以接受。为此,该文提出一种面向全场景安全的储能投资高效规划方法。首先,针对现有规划方法存在的安全风险,提出一种面向全场景安全的闭环储能规划框架,以及基于全场景集排序结果引导的场景更新策略,可以保证规划方案在全场景下的安全性,同时兼顾一定的计算效率;其次,提出了一种基于自组织映射(SOM)神经网络及场景关键指标排序的初始关键场景集生成方法,该方法无需预先给定聚类数量,能够较准确地反映全场景的关键信息,进一步提高了计算效率;最后,基于IEEE 30节点系统以及国内某省实际341节点系统进行算例验证,结果表明所提方法可以在保障规划方案在全场景下的安全性与最优性的基础上,尽可能减少需考虑的场景数量,提高求解效率。

基于多场景适应性的继电保护信息智能验收方法

传统的继电保护信息验收方法往往难以适应电力系统多变的运行环境,限制了继电保护的效能和可靠性。为此,本文提出基于多场景适应性的继电保护信息智能验收方法。该方法以多场景适应性为主要目标,主要对保护信息子站配置、保护配置和召唤功能进行验收,并利用机器学习算法结合多场景数据来实现对不同场景下的继电保护信息进行准确判断和评估。实验结果表明:本文方法具有高度灵活性和适应性,使得继电保护能够更加准确地响应电力系统中可能出现的故障和异常情况。

计及风电不确定性的多场景多时段安全约束机组组合解耦求解方法

为了加速求解计及风电不确定性的安全约束机组组合问题,提出计及风电不确定性的多场景多时段安全约束机组组合解耦求解方法。将原问题解耦为多个场景的安全约束机组组合问题;通过将各场景的调度时段分为多个子时段对各场景安全约束机组组合问题进行解耦,形成多个并行的子问题;为了确保多场景解耦和多时段解耦解的可行性,利用一致性约束耦合不同的子问题,并在目标函数中添加惩罚项。通过算例分析验证了所提方法的有效性。结果表明,在可接受的精度下,所提方法比传统集中式方法显著缩短了多场景安全约束机组组合问题的求解时间。

智能水表多场景应用综合测试评估研究

水表是城市供水系统的核心计量设备和信息数据源,对于提高精细化管理水平,缩小产销差至关重要。通过试验比较了机械式水表和智能水表的计量精度,从数据精确度、数据上传率和电池续航力等方面对智能水表性能进行综合测评,结合智能水表在分区计量、水费自动结算、漏损预警、老年人居家安全监测等多场景应用实例,展示了智能水表在智慧水务建设中的推广应用价值。在低流量范围,智能水表的计量精度明显优于机械水表;智能水表以其高精度计量、实时数据传输和智能化管理等特点,更符合超大型城市漏损控制智慧数据监测的应用趋势。

一种面向多场景的轨迹相似度计算框架

轨迹相似度计算作为轨迹数据分析中的一个研究热点,主要用来衡量两个移动对象轨迹相似程度。已有的轨迹相似度计算工作主要根据不同类型的轨迹数据和应用场景提出了大量轨迹相似性度量方法,但随着轨迹数据采集手段的逐渐丰富和应用需求的发展,在轨迹相似性计算方面却缺少一个统一的框架以支持多样化轨迹数据下的相似轨迹分析。为此,本文在综合分析已有相似轨迹度量方法共性特征基础上,提出了一个兼容多种轨迹相似度度量方法的集成计算框架(Multiple Scenarios Similarity Trajectory Framework,MSSTJ),并通过一种统一的轨迹数据分区索引方法来优化不同相似轨迹度量方法的计算效率,从而使得用户可以通过参数化配置的简单方式来实现不同场景下多样化的轨迹相似度高效计算的需求。通过基于两类不同类型轨迹数据集的相关实验表明,MSSTJ可以帮助用户快速实现不同的轨迹相似度计算算法,并且实现的算法具有较好的性能表现。

面向多场景的新型建筑3D打印发展综述及关键科学问题

建筑3D打印是推动智能建造与建筑工业化协同发展、实现我国城镇化建设高质量发展目标的重要路径。自2015年以来,全球建筑3D打印研究热度及项目实践呈现出飞速增长趋势,亟待从建筑设计层面出发,实现以设计思维引领的全局规划。本文对国内外建筑3D打印的总体发展趋势、建造策略、打印装备、控制软件、应用场景及固废打印材料等方面进行调研分析,从材料制备,到构件设计,再到系统整合3个层次提出开展新型建筑3D打印相关研究应解决的3个关键问题,并有针对性地提出应重点关注的3个方向:设计引领、装备创新、性能驱动,以指导“十四五”国家重点研发计划项目的研究。

数智驱动的新文科多场景融合人才培养模式创新研究

党的二十大报告首次对教育、科技、人才进行“三位一体”统筹安排、一体部署,首次将“推进教育数字化”写入报告,明确了教育数字化未来发展的行动纲领,具有重大意义。在当前的数字化时代,传统文科教学模式已经无法满足学生全面发展的需求,为此,研究提出了一种基于数智驱动的新文科教学模式,该模式通过整合学习资源、重塑教学关系、强化团队合作、突破时空限制、打破专业壁垒、实现产教融合和重构评价体系等方式,实现多场景融合,强化培养学生的创新思维和实践能力。研究表明,数智驱动新文科多场景融合教学模式的设计原则应涉及学生主体性、多元化场景、实践应用、创新思维和评估反馈等五大内容。多场景融合教学打破了传统课堂的束缚,借助虚拟现实、在线平台等工具,实现知识跨界整合,创造了更加丰富多样的学习体验。通过不同场景的创设,使学生更深入地理解知识内涵,培养跨学科思维,提升解决问题的能力。

计及光伏不确定性的多区域综合能源系统多场景分布鲁棒优化调度

为降低光伏出力不确定性对多区域综合能源系统(IES)经济性与安全性的影响以及提升多区域IES系统在多种极端场景下的稳定运行能力,提出一种计及光伏出力不确定性的多区域综合能源系统多场景优化调度策略。针对光伏发电的不确定性,采用拉丁超立方抽样和改进型人工蜂群K-均值聚类算法形成典型光伏场景集。根据供热管道热特性和热能传输动态特性建立热网络模型。融合光伏场景信息,分别将日前阶段的运行成本以及实时阶段最恶劣光伏场景下系统的调整成本作为优化目标,构建两阶段分布鲁棒优化调度模型。采用列与约束生成(C&CG)算法对两阶段模型进行求解。最后,通过算例验证了所提策略的正确性和可行性。

基于ADMM的多场景县域多微电网交互运行策略

在“双碳”目标的引领下,可再生能源的消纳需求迎来快速增长。为了实现县域内不同负荷特性的微电网可再生能源优势互补,提高消纳率,提出了基于交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)的多场景县域多微电网交互运行策略。首先,建立微电网独立运行的调度模型,在日前预调度计划中实现最优调度策略;其次,建立多微电网电能交互运行模型,利用ADMM迭代求解各微网间全局交互电量;最后,利用Shapley值法分配微网群系统的收益,降低每个子微网的系统运行成本。算例分析表明,所提方法不仅能提高可再生能源的消纳率,提升经济性,还能降低碳排放量,实现低碳运行。

共建共享模式下兼顾多场景需求的储能规划及成本分摊

储能是支撑构建新型电力系统的关键装备,针对单一主体在特定应用场景下投资储能存在成本疏导难、投资回报低的问题。通过“众筹共建、集群共享”的商业模式可以提升储能利用率和收益,在多主体间实现储能资源的成本分摊、利益共享。因此,基于共建共享商业模式,提出考虑多投资主体下兼顾多场景需求的储能规划框架,并建立为数据驱动的分布鲁棒优化模型,通过综合范数约束刻画新能源出力的不确定性;同时在优化模型中构建了动态频率安全约束以保障系统频率安全,并通过线性化方法将复杂非凸的频率最低点约束转换为线性约束。其次,采用CCG算法对规划模型进行求解。最后,基于Shapley值法的成本分摊机制对共建共享模式下储能投资成本进行合理分摊。通过IEEE39节点系统验证了模型有效性,结果表明所提方法可以兼顾多主体多场景对储能的需求,同时降低各主体的投资成本。

面向电力市场多时间尺度场景应用的风储系统调度方法

针对风储系统参与电力市场不同调用时间尺度场景的耦合问题,提出面向电力市场多时间尺度场景应用的风储系统优化调度方法,指导风储系统进行短时风功率波动平抑,并参与电能量市场及备用辅助服务市场,实现不同调用时间尺度场景间协同优化,最大化风储系统经济效益.首先,考虑不同场景盈利机制,以风储系统多场景经济收益最大为目标建立目标函数.然后,建立风储系统参与各应用场景条件约束以及多调用时间尺度耦合约束.最后,算例仿真验证了所提方法可在保证风功率波动不越限的同时,提升风储系统在日前电能量市场及备用辅助服务市场中的综合运行效益.

基于注意力模块的移动设备多场景持续身份认证

针对用户与移动设备交互时会产生场景变化,现有工作中只能采集特定的单一场景特征,无法实现多场景转换认证,并且身份认证准确率较低的问题,提出了一种基于移动模式的、注意力模块和卷积神经网络融合(CNNSACA)的多场景持续认证方案。在不限使用场景和操作的情况下,提取用户与移动设备交互时的移动模式(movement patterns,MP)特征,捕捉在动态和静态场景下产生的手部微运动,从而实现多场景的身份认证。设计并使用了一个包括五层卷积层结构的卷积神经网络,在第一层卷积后按序通过改进的空间和通道注意力子模块,再在多层卷积后进行反序分配权重,从两个维度来对通过卷积后所表征的MP特征分配双重注意力权重,增强关键特征表达。利用公开数据集验证所提方案在多场景身份认证方面的有效性和可行性。实验结果表明,所提出的基于移动模式的深度学习模型可以较好地解决身份认证场景单一的局限性,多场景的身份认证的准确率达到99.6%;同时,所提出的CNN-SACA模型与单独的CNN模型相比准确率提高了1.5个百分点,有效改善多场景下的移动设备身份认证能力。

面向物联网多场景的PBFT共识算法改进方案

物联网与区块链融合过程中,实用拜占庭容错(PBFT)算法存在通信开销大、时延高且无法根据场景与设备差异进行合理划分的不足。为满足物联网多场景应用的问题,提出了一种基于综合评价的改进实用拜占庭容错算法。首先,对节点进行基于性能与信誉值加权的综合评价筛选出符合特定场景需求的节点;然后,进行基于节点综合评价的聚类,形成双层网络架构;最后,将共识过程分为子集群共识和主集群共识。实验结果表明,CE-PBFT拥有较高的容错性和场景适应性,且当场景节点数达到100时,在通信开销和共识时延方面较PBFT分别有着93.9%和87.8%的性能优化。

考虑多场景下自动化设备故障的主动配电网可靠性评估

针对“双碳”目标将推动电力系统清洁能源接入与智能化配电网设备发展的情况,提出在多场景下考虑配电网自动化设备故障的主动配电网可靠性评估方法。首先,采用拉丁超立方抽样法与时间序列分割聚类算法生成场景。再基于设备健康指数理论建立多场景下的自动化设备故障模型,以及综合考虑多场景下的源-荷模型,计算孤岛的实时形成概率与该时段下自动化设备运行情况,进而对配电网可靠性进行评估,计算系统可靠性指标。最后,通过IEEE-RBTS BUS6 F4算例证明该方法与模型的有效性。

综合能源服务项目多场景优化运行模式评价

稳定充足的综合能源供应是综合能源服务项目关注的一个指标,本文在现有文献3种优化模式基础上,用运行成本、综合供能损失率、失能惩罚损失、新能源占比、新能源消纳率5个指标重构经济型优化运行模式、环保型优化运行模式和节能型优化运行模式的评价体系,得到3种优化运行模式下5个指标的最优值,运用AHP为5个指标设置主观权重,结合仿真结果对3种优化运行模式进行综合评价。主观权重评分中,综合供能损失率的权重最大,失能惩罚损失处于中间位置。3种优化运行模式的仿真结果都表明新能源占比还有提升空间。项目评价者可根据这5个指标,判别综合能源服务项目的运行模式。

基于多场景序列匹配的视音频互动行为数据在线共享方法

视音频在多场景下共享时,由于过多干扰量导致匹配难度较大,因此提出一种基于单播流与多播流的互动行为数据在线共享算法来有效解决此问题。考虑到网络具有自我保护机制,本身就存在共享障碍,需采集历史数据建立安全保护函数,结合网络流量剩余定理计算不同大小和私密程度的视音频文本,记录每一次身份验证时流量的变化,设立验证门限。根据视音频互动行为特征,建立观测序列,按照特征值查找匹配度最高的场景,结合每次共享时视音频产生的资源增益,分别计算单播流和多播流形式下资源增益的对应带宽,生成适应度最高的共享序列。实验证明,所提方法对单播流和多播流形式的视音频数据均能实现精准共享,效率较好,共享代价很低,具有极高的实用价值。

人工智能背景下高校多场景融合教学探索与应用——以创新创业理论与实践课程为例

在当今社会,创新与创业已成为推动经济发展的重要力量,而高校作为人才培养的主阵地,承担着培养具备创新精神和创业能力人才的重要任务。通过分析人工智能在高校创新创业理论与实践课程中的多场景融合教学应用,探索其在促进学生创新思维、实践与理论结合、提高就业市场适应性。指出了在这一过程中遇到的问题,如技术接入障碍、学生技能差异、教学内容更新缓慢、数据安全性不足,并提出相应的对策,建议加强技术培训、提供个性化学习支持、及时更新教材、加强数据安全管理,以期为高校创新创业教育提供实际可行的建议。

多场景全协议移动快充电源的研制

随着智能设备的普及,电池续航成为用户挑战。本文旨在提出一套全协议多场景移动电源设计方案,融合太阳能充电、全协议百瓦快充、Qi无线充电及电仓管理技术,满足用户多场景充放电需求。太阳能充电方案可实现户外持续电能补给;全协议百瓦级快充可匹配各大移动电子设备快充协议并有效缩短充电时间;Qi无线充电可改善充电体验;电仓管理确保锂电池安全,实时监测锂电池组的安全性能指数,提高电池仓的安全指数。