基于动态电价机制的配网运营商与用户储能商双层协调多目标优化策略

为在电力市场和调度运用中发挥用户侧分布式储能的价值,充分利用电价的优化调节能力,提出考虑负荷需求响应的多目标双层动态电价模型。其中,上层以区域配网代理运营商运营成本和平均负荷波动率最小为目标,下层考虑储能商负荷需求响应,以各储能商运营成本最小为目标。此外,采用改进优劣解距离法对模型求得的Pareto最优解集进行多属性决策,以避免传统优劣解距离法中人为赋权的主观性。最后,决策出最优的内部电价、充放电计划和负荷安排。算例表明,该策略可以降低储能商的运行成本,提高区域配网运营商的收益与区域供电可靠性,同时有利于平滑负荷曲线。

考虑同侧和跨侧网络效应的UGC平台广告投放和内容创作补贴策略

UGC平台连接着内容创作者和消费者,双边用户间存在的同侧和跨侧网络效应吸引着他们进入一个或多个平台,从而形成不同的部分多归属结构。基于Hotelling模型,通过构建UGC平台的竞争模型,研究了双方均单归属(SS)、仅消费者边部分多归属(MS)和仅内容创作者部分多归属(SM)3种部分多归属结构下同侧和跨侧网络效应影响下的平台广告投放与内容创作补贴决策,以及其对市场份额和平台利润的影响。研究发现:当消费者边单归属(SS或SM)时,平台的广告投放随同侧网络效应单调递减;当消费者边多归属(MS)时,平台的内容创作补贴和消费者规模会随同侧网络效应单调递增,而同侧网络效应对平台的广告投放水平的影响是非单调的,其受到消费者对广告厌恶水平的影响。当消费者边多归属(MS)时,随着消费者边的跨侧网络效应的增加,平台会采取提高广告投放水平和内容创作者补贴,即从消费者处获得更多的广告收入以补贴内容创作者的策略;而随着内容创作者边的跨侧网络效应的增加,平台会降低广告水平并提高内容创作者补贴,即采取同时向两边用户让利的策略。当内容创作者边多归属(SM)时,随着消费者边的跨侧网络效应的增加,平台会同时向两边用户让利;而随着内容创作者边的跨侧网络效应的增加,平台会降低广告投放和内容创作者补贴水平,即降低对内容创作者的补贴而让消费者观看更少的广告。当某一边用户选择多归属时,该边用户的规模会随跨侧网络效应的提升而增长。通过对不同情形下均衡结果的横向比较,还发现双边用户中存在多归属的前提是较强的跨侧网络效应,而内容创作者多归属时,平台更容易对内容创作者提供补贴。

基于多源数据聚合的神经网络侧信道攻击

基于深度学习的侧信道攻击需要针对密码算法的每一个密钥字节建模并训练,数据采集和模型训练开销大.针对该问题,提出一种基于多源数据聚合的神经网络侧信道攻击方法.为筛选具有良好泛化效果的密钥字节泄露数据进行数据聚合,以AES-128算法为例,先基于16个密钥字节的泄露数据训练16个单密钥字节模型,分别实现对16个密钥字节的恢复;其次,设计一种打分机制评估各单密钥字节模型的泛化效果,通过得分排序筛选出对各密钥字节恢复效果最好的单密钥字节模型;最后,以筛选模型所对应的各密钥字节泄露数据集构建多源数据聚合模型进行训练,实现密钥恢复.实验测试结果表明,多源数据聚合模型具有良好的泛化效果,有效提高了密钥恢复的准确率和效率,降低了恢复密钥所需的能量迹数量,其在采集能量迹较少的情况下依然具有较好的攻击效果.

含高比例光伏配电网中计及需求侧响应的混合储能配置优化

大力发展光伏等可再生能源是我国实现“双碳”目标的重要途径,而光伏高比例接入配电网后随之带来一系列问题。以含高比例光伏配电网为研究对象,提出了计及用户侧需求响应的混合储能优化配置方法。针对负荷和光伏出力的双重不确定性,提出了基于预测误差概率分布的不确定性场景确定方法。考虑系统不确定性,统筹运行阶段用户侧需求响应调控措施以及潮流约束,提出了储能配置的3层优化模型。针对优化模型提出了相应的分解方法,以及基于列和约束生成算法的求解实施流程。通过在IEEE-33节点测试系统中的应用,使得系统可平移负荷峰值下降了10%,节点电压维持在合理范围,并在指导储能配置等方面具备显著的应用效果。通过分析光伏比例灵敏性可知,不含光伏情况下的储能总容量相比100%光伏比例场景增加了90%。

考虑配电网与电化学储能交互耦合关系的异常运行状态预警方法

配电网稳定性直接关系到终端用户侧储能的运行质量。针对配电网异常运行场景下用户侧储能系统的安全问题,提出了一种热失控预警方法。该方法通过确立从配电网异常状态到用户侧储能的完整传导路径,识别了锂离子电池热失控的关键特征量,包括异常电流值/电压值和异常状态持续时长。进而建立了用户侧储能的状态演化模型,分析了这些特征量对储能安全运行状态的影响。仿真结果揭示了不同异常电气量变化对储能安全的具体影响,如异常电流值/电压值与储能异常温度的高正相关性,以及异常状态持续时长的强正相关性。基于此,确定了用户侧储能热失控的触发边界,并为单相接地、两相短路、两相接地、三相短路等不同异常运行状态制定了预防、控制与应对措施。这些措施包括但不限于在故障无法及时消除时准备切断储能,以及加强线路保护建设等。该方法的应用显著提高了配电网与用户侧储能系统的安全稳定性。

考虑需求侧响应的配电网柔性软开关优化控制方法

由于当前配电网技术使配电网系统的有功损耗增加,出现网损数值增加、渗透率较低等问题,提出考虑需求侧响应的配电网柔性软开关优化控制方法。首先,建立需求侧响应模型与柔性软开关优化控制模型;然后,利用粒子群算法对模型进行求解,完成配电网负荷转移的设计;最后,通过设定柔性软开关运行、配电网系统潮流及可再生能源发电出力等约束条件完成配电网柔性软开关控制优化。实验证明,应用本文方法可有效转移配电网系统的负荷,大幅度降低配电网系统的有功损耗电量及整体网损量,提升配电网系统的渗透率与消纳可再生能源发电的能力,实现对配电网系统的运行优化,为配电网系统的安全经济运行提供保障。

多维动态网络端口侧信道攻击快速定位仿真

多维动态网络中的端口侧信道攻击具有隐蔽性和随机性,攻击源多且攻击路径模糊,使得快速准确定位攻击源较为困难。为此,提出多维动态网络端口侧信道攻击快速定位方法。利用端口侧信道发射信号的频偏获取其分布特征,采用密度聚类方法(DBSCAN)展开聚类分析,检测端口侧信道攻击。将攻击所在区域网格化,结合迭代软阈值算法与奇异值分解(SVD)算法获取各个节点的分解格式,构建信道攻击快速定位模型,采用群稀疏整体最小二乘算法对其求解,快速定位信道攻击。仿真实验结果表明,所提方法可以获取高精度的信道攻击快速定位结果,虚警概率仅为0.02%,检测耗时仅为1.56 ms,CPU利用率处于10%以下,可确保多维动态网络的稳定运行。

基于随机森林的配网用户侧负荷态势智能感知

配网用户侧负荷态势感知时受不可信数据的影响,造成能量失衡,影响负荷感知结果精度。为了保证配网用户安全用电,结合随机森林方法进行配网用户侧负荷态势智能感知。采用随机节点构造多个决策树,通过简单随机抽样法从基于随机森林的负荷态势智能感知模型中获取多个决策结果。构建负荷态势划分依据函数,划分负荷态势类别。量化处理异构负荷态势,保持能量守恒,避免影响感知结果。利用迭代搜索方法分解负荷时间序列,结合随机森林感知方法对用户侧负荷态势进行智能感知。由实验结果可知,该方法与负荷统计结果只存在最大为2 kW·h的误差,具有精准的感知效果。

基于融合多尺度多通道特征的深度监督网络实现裂缝检测

针对卷积神经网络在提取宽裂缝时,浅层卷积层在提取一些细节信息的同时也提取到了大量噪声的问题。提出了一个基于VGG-16骨架并融合深层特征的全卷积神经网络(fully convolutional network,FCN)分割网络,并在每层加入侧边输出以直接监督模型学习到更多的有用信息。此外,还采用了一种Focal Loss损失函数来解决数据集本身正负样本分类不平衡的问题。这种多尺度多通道深层特征与独特的损失函数融合应用,使网络具备很强的抗干扰性和较快的收敛速度。在DeepCrack数据集上,所提出的深层特征融合网络(deep feature fusion network,DFFN)与整体嵌套边缘检测(holistically-nested edge detection,HED)、FCN和DeepCrack相比,表现出更好的性能和更快的推理速度。

双线货运铁路天窗点外CPⅢ平面测量方法研究

为解决运营期双线货运铁路CPⅢ平面控制网无法在天窗点外测量的问题,提出一种双侧自由测站CPⅢ平面控制网测量方法。通过分别在既有铁路道床坡脚(限界)外两侧路肩架设全站仪,获取全站仪与同侧左右各1个CPⅢ点及对侧多个CPⅢ点之间的边角关系,从而形成包含大量CPⅢ点与自由测站间方向和距离观测值的边角交会网,按照边角网平差方法,求取CPⅢ点的坐标。试验表明,双侧自由测站CPⅢ平面测量自由网及约束网平差各项精度指标均能满足铁路工程测量规范的要求;与常规测量方法相比,其方向平差结果、距离平差结果、最弱点点位中误差及相邻点相对点位中误差等控制网平差精度指标均有所提升;两种测量方法获取的CPⅢ点坐标较差极值为-4.1 mm,相邻点坐标增量较差极值为2.8 mm,满足铁路工程测量规范对于CPⅢ控制网复测的要求。研究结果表明,双侧自由测站方法可克服天窗时间限制及接触网杆遮挡等因素的影响,适用于双线货运铁路天窗点外CPⅢ平面控制网测量工作。

基于人工智能技术的配网用户侧负荷态势感知方法

为解决现有配网用户侧负荷态势感知方法感知误差大的问题,提出了基于人工智能技术的配网用户侧负荷态势感知方法。分析了配网用户侧负荷异常情况,筛选出零电量用户,构建人工智能技术负荷态势感知模型,对负荷群态势进行量化分析。使用机器学习方法划分负荷空域集合,计算每一个集合的异常得分,使用雷达图法评估零电量电力用户异常程度。以态势负荷时间序列能量值为基准进行归一化处理,结合Fisher判别法对待感知态势进行动态预测,获取态势感知类别。实验结果表明,该方法与实际最高感知负荷相差0.05 MW,最高感知误差为0.20,说明使用该技术能够得到精准的感知结果。

需求侧响应的算力网络调度策略研究

本文介绍了一种考虑需求侧响应的算力网络调度策略,包括算力系统调度方法、算力供给侧和需求侧的匹配、综合算力系统调度方法以及未来研究方向。通过将需求分类为可转移需求、可消减需求、可中断需求和不可消减需求,采用分时计价策略和可中断需求策略进行需求侧算力的调整,并调整各分布式数据中心设备算力的供给和边缘节点设备的接入,在满足综合算力系统的各约束前提下获得最低的系统总成本。该调度方法可以为算力网络系统的并网和智能调度提供一种新的思路。

基于数据驱动知识显式嵌入的配电网最优需求响应策略

充分挖掘多元需求侧资源的灵活性,对于提升分布式新能源广泛接入背景下的新型配电网运行可靠性和经济性具有重要意义。然而,目前关于需求响应策略的解析化方法大多基于较为理想的用户行为观测和参数假设,纯数据驱动方法难以兼顾电网侧运行的复杂约束,策略的可用性存疑。为此,文章提出基于数据驱动知识显式嵌入的需求响应策略,首先,考虑到需求侧资源灵活性的强时段耦合特性,提出需求侧资源动态模型,定量分析需求侧灵活性资源的响应特性;其次,提出数据驱动知识的显式解析方法,将需求侧灵活性描述为混合整数线性模型并嵌入至配电网优化运行模型中,实现灵活实用的新型配电网供需交互与协调运行。最后,通过仿真算例验证所提方法兼具解析模型和数据驱动方法的优势,为不完全信息观测条件下源网荷协调运行提供较为实用化的解决方案。

中波天调网络的宽带化研究

作为功率传输的“纽带”,天馈线系统是整个中波发射系统中重要的一环,而中波天线调配网络系统的带宽是衡量天馈系统的重要指标之一。带宽能够影响到很多指标,同时也有很多因素会影响带宽。基于此,重点介绍如何在设计中波天线调配网络中利用埃尔米特对称、边频电抗中和术、低Q值和多级匹配等技术实现宽带化。

铝合金薄板冲压成形过程中的侧壁起皱及有限元模拟

针对铝合金薄板的侧壁起皱问题,本文通过有限元软件分析工艺参数对成形质量的影响,提出了一种基于数值模拟与智能算法相结合的优化方法。首先,利用最优拉丁超立方抽样进行实验设计,并依据数值模拟获取实验值;其次,基于BP神经网络拟合工艺参数与成形质量之间的关系,预测结果的平均相对误差为2.69%,建立了准确的预测模型;最后,用遗传算法极值寻优获取了一组最优的工艺参数组合,起皱幅值的预测值和仿真值相对误差仅为4.03%,实验结果与仿真分析结果相近,验证了该优化方法的合理性和有效性。研究表明:以料厚、摩擦系数和压边力作为优化变量,以最大起皱幅值最小化为优化目标,建立几何模型,并利用有限元软件Autoform进行仿真分析;依据起皱轮廓线径向位移的实验和数值模拟对比,验证了有限元模型的正确性,表明利用神经网络和遗传算法极值寻优可以有效解决铝合金侧壁起皱缺陷。

基于卷积神经网络的采血管铝箔帽状态检测方法

目的 针对医学实验室自动化生化免疫检验流水线识别准确率和识别速度要求极高、采血管类型众多、采血管铝箔帽状态复杂以及管壁挂液干扰严重的问题,提出一种基于卷积神经网络的采血管铝箔帽状态检测方法,以实现采血管铝箔帽状态的识别。方法 首先采用轻量化的模型设计思想,通过减少模型的深度降低参数量和计算量,同时引入通道注意力机制,以提高样本特征的提取能力;其次采用Focal Loss损失函数解决难例样本挖掘的问题,进一步优化模型的性能;最后,通过教师网络指导学生网络进行知识蒸馏,得到最终轻量化的小模型。结果 对学生网络模型的轻量化设计使该检测方法适用于资源有限的边缘计算设备,模型的参数量仅为0.354 M,计算量为0.165 GFlops,对Jetson Nano设备的识别速度为3.42 ms,且其在复杂的采血管情况下,识别准确率可达100%。结论 本研究充分验证了该模型的轻量化、高效性和实用性,说明基于轻量化卷积神经分类网络模型的检测方法可准确识别采血管铝箔帽状态,是医学实验室自动化生化免疫检验流水线中采血管铝箔帽状态检测的解决方案。

基于源网荷态势的光伏微电网需求侧响应调度方法

为满足光伏微电网用电需求、缓解供电压力,对基于源网荷态势的光伏微电网需求侧响应调度方法进行了研究。首先,根据光伏微电网的结构、运行状态、源网荷互动关系,建立电源和负荷需求侧响应模型,用于平衡峰谷负荷的差异;其次,以微电网最小运行成本和交换电量为目标函数,结合功率平衡、充放电功率、荷电态势和线路功率等约束条件,建立光伏微电网需求侧响应调度模型;最后,基于非支配排序遗传(NSGA-Ⅱ)算法求解模型,获取最优的调度结果。结果表明:应用该方法后,微电网电源出力更加合理,运行总成本明显下降,负荷峰谷差由480 kW下降到220 kW。该方法能够合理调度光伏微电网的需求侧响应,缓解了配电网运行压力,且在节能方面的表现较为突出。

新型电力系统下配电网网络结构研究

随着风电和光伏等分布式电源、储能系统、电动汽车、综合能源等装置的接入,配电网逐渐成为满足各类电力用户复杂化、互动化服务需求的服务平台,保障配电网可靠供电、安全稳定和经济运行意义愈加重大。针对新型电力系统下配电网的发展需求,提出一种分层分级式并列环网平台型的高中压配电网结构。首先,提出“212”型双侧电源和“323”型三侧电源链式结构以构建110 kV高压配电网,该结构采用闭环设计、环网运行方式,能够提高供电安全性并降低线路投资;其次,采用220 kV变电站作为新型电力系统配电网的上级电源点,将提出的两种配电网结构应用于110 kV变电站;最后,采用“212”型双侧电源环式结构构建10 kV中压配电网。所提高中压配电网结构对打造更加坚强、更高弹性的配电网具有重要意义。

考虑源网荷储协调互动的配电网无功优化

高比例新能源发电是新型电力系统的主要特征,挖掘新能源发电、储能以及柔性负荷等柔性可控资源的无功电压潜力能有效提高新型电力系统运行的稳定性和安全性。文中提出了一种考虑源网荷储互动的配电网无功电压控制方法。该方法从负荷需求侧响应出发,基于市场实时电价信息,以负荷转移成本和用户购电成本为基础,提出基于价格驱动需求响应的负荷平移策略;利用储能系统协调新能源发电出力和负荷平移规则,构建综合考虑源网荷储互动的配电网无功优化模型。通过调节无功补偿设备、储能充放电策略协调新能源出力,在满足负荷需求侧响应需求的基础上达到系统无功电压的最优控制。通过改进的IEEE33节点系统仿真分析,实验结果表明通过源网荷储的充分互动能够有效提高系统无功电压调节能力,实现配电网安全、经济运行。

基于语义分割的侧扫声纳管线目标检测方法

为提高侧扫声纳图像中管线目标检测的自动化程度及效率,提出了一种基于语义分割的水下管线目标检测方法。首先通过构建高效语义分割网络主干,提高网络计算速度并降低网络对计算机硬件性能的需求;其次给出了一种针对管线目标特点的加权交叉熵损失函数,解决了因类间数量不均衡导致的网络训练困难问题。以多种复杂条件下侧扫声纳实测数据进行了水下管线检测试验,结果表明,该方法在取得和经典网络相近精度的情况下,速度提升了2.7倍,可达52.6FPS,实现了水下管线的快速、准确检测。