【摘 要】
:
在大电网逐步迈向智能化、数字化、信息化的同时,智慧校园的规划与建设也持续深入。作为关键一环的电能,其分配的合理性对智慧校园的规划与建设进程的完善起着至关重要的作用。由于电力负荷预测能为电能分配提供有效的指导方案,故本文以智慧校园为工程应用背景,以提高其短期电力负荷预测精度为研究目的,首先提出了一种基于PCAG-KM的校园典型场景分析方法;其次,提出了一种基于快照机制的短期电力负荷组合预测方法;最后
【基金项目】
:
国家自然科学基金“基于自动需求响应的多能互补智能楼宇全直流微网动态优化”(61572416); 产学研项目重大攻关培育项目“基于多能协同的建筑能源智能微网控制系统开发”(16PYZ022); 校企合作项目“智能楼宇微网负荷预测研究与应用”(2019ZKKF121);
论文部分内容阅读
在大电网逐步迈向智能化、数字化、信息化的同时,智慧校园的规划与建设也持续深入。作为关键一环的电能,其分配的合理性对智慧校园的规划与建设进程的完善起着至关重要的作用。由于电力负荷预测能为电能分配提供有效的指导方案,故本文以智慧校园为工程应用背景,以提高其短期电力负荷预测精度为研究目的,首先提出了一种基于PCAG-KM的校园典型场景分析方法;其次,提出了一种基于快照机制的短期电力负荷组合预测方法;最后,给出了一种面向智慧校园典型场景的短期负荷预测方案,并设计实现了智慧校园电力负荷预测可视化平台,具体工作如下:(1)提出基于PCAG-KM的校园典型场景分析方法。校园中的电力负荷正随着智慧校园建设的持续深入而日趋多元化,校园中各楼栋的电力负荷彼此间既有一定的关联性,也有其各自的独特性。由此,深入挖掘并归纳校园中楼栋所属的典型场景并在后续预测中针对各典型场景建立预测模型,对预测任务精度和工程实用能力的提升有重要的意义。但智慧校园中的负荷数据通常具有多维度、多噪声等特性,传统的聚类算法在该应用中具有局限性:无法提供准确且稳定的聚类结果;且在聚类过程中,聚类算法的好坏对于典型场景挖掘的准确与否十分重要。因此,本文提出一种基于PCAG-KM的典型场景分析方法。该方法首先去除原始数据多维空间中各特征间的关联性,将其处理至低维空间后确定最佳典型场景数k,然后利用GA的全局寻优能力确定最优初始质心。最后将该算法应用到我国东北地区某高校进行典型用电场景的分析,算例分析结果表明该法具有更优秀的典型场景选取能力,且具备实际工程要求的抗噪性和稳定性。(2)提出基于快照机制的短期负荷组合预测方法。针对传统模型难以满足目前电力负荷预测任务精度及稳定性要求的问题,提出一种基于快照机制的短期电力负荷组合预测方法(VMDsnap-LSTM)。首先,针对常用于构建组合预测模型的VMD算法存在需预设对后续预测精度有影响的K值和相加使用该算法分解出的各IMF无法还原为原负荷信号这两点缺陷,提出了一种带快照机制的VMD算法(VMDsnap);其次,结合VMDsnap算法与长短时记忆网络,构建了一种可有效计及历史负荷内在规律的VMDsnap-LSTM组合预测模型;最后,为验证该预测模型的有效性,将其应用到澳洲四个区域能源市场的电力负荷预测任务中,算例分析结果表明该组合预测方法不仅相较于其他传统预测模型具有更高的预测精度,还具备一定的泛化能力。(3)给出一种面向智慧校园的短期负荷预测方案,并设计实现了智慧校园电力负荷预测可视化平台。针对现代智慧校园中各用电场景电力负荷呈现多样性,基于传统数学统计的预测模型和单一机器学习预测模型难以满足预测精度要求且模型鲁棒性有待提高的问题,给出一种面向智慧校园典型场景的短期负荷预测方案。该预测方案针对k个典型用电场景的用电习惯差异,建立VMDsnap-LSTM预测模型,既能考虑智慧校园中历史负荷数据自身的规律,又能在用电场景层面上计及其所属典型场景与其他场景间的用电习惯差异性。将该预测方案应用到我国东北地区某高校进行负荷预测算例分析,算例分析结果表明本预测方案的预测结果相较其他预测方法在准确性上有较大提升。然后基于该预测方案设计并实现了智慧校园电力负荷预测可视化平台,以可视化的交互界面提供了负荷数据分析服务与短期负荷预测服务,更有效地支撑智慧校园中电力调度、运行维护、设备检修等电力任务。
其他文献
相较于经典的电力主导的需求响应,现今的家庭系统内电、气、新能源等多种形式的能源并行,蕴含着提升系统运行的平稳性与经济性的潜能。家用型气电两用产品在住户中的普及程度不断提升,可帮助提升综合需求响应的优化灵活度。调度中能源、可调负荷、用户等多方面因素具有不确定性,严重影响着家庭综合需求响应优化的经济性和稳定性。据此,面向该问题提出一种家庭综合需求响应自动优化方案,减少家庭的能源开销。主要研究工作有:第
在卫星通信系统中,介质加载微波部件的微放电现象严重影响大功率载荷的工作稳定性。空间微波部件多为单面或双面介质加载结构,单、双介质层表面电荷积聚产生的静电场增加了微放电过程的复杂性。目前,对于单面介质加载微波部件微放电的研究大部分是在表面电荷均匀积聚的前提下展开的,所计算出的静电场是近似值且为均匀分布。因此,开展介质表面电荷非均匀积聚的研究,有利于对微放电更精确的分析。工程上,以千瓦级大功率微波环流
语义分割任务是对图像进行像素级别的分类预测,其难点在于对像素级别的准确预测以及对同类物体的边缘划分。为了捕获分割物体的全局信息,现有的方法大多采用基于编解码结构的网络模型,以快速扩充网络的感受野。但连续的下采样对特征图的空间信息造成了不可逆转的损失。针对街景道路场景下的语义分割任务,本文设计了一个并行网络,通过高分辨率路径提取丰富的空间信息,同时设计了一个重定位模块来缓解低分辨率路径中丢失的上下文
随着人工智能与计算科学等学科的飞速发展,移动机器人在农业、工业和服务业等领域内的应用日益广泛。在机器人完成任务的过程中,自主导航起到了关键作用,而路径规划技术作为其重要组成部分,受到了众多科研人员的关注。但是,已知的路径规划方法都存在着各种各样的缺陷,如蚁群优化算法(Ant Colony Optimization,ACO)收敛速度过慢;人工势场法(Artificial Potential Fiel
二维层状过渡金属硫属化合物材料由于具有可调节的带隙、较大的比表面积以及不同的相等特性,在光电学、磁学、能谷电子学、催化等领域有着广阔的发展前景,因而成为了全世界科研工作者竞相关注的焦点。过渡金属硫属化合物材料有着多种多样的形貌结构,不同的形貌结构决定了其截然不同的物化性质,而对低维材料的维数进行调控是探索其新奇物化性质的一种重要方式。研究表明可以使用自下而上的化学方法制备一维过渡金属硫属化合物纳米
目标跟踪是一项计算机视觉的基础研究方向,常见于汽车自动驾驶、交通监控系统等应用场景中。随着深度学习的兴起,各类性能优异的算法相继被提出,Siam RPN便是其中之一。该算法借鉴目标检测任务中的检测模块,提出孪生区域候选网络结构,实现了对跟踪目标的前景背景分类预测及边界框回归预测,但该算法的检测模块采用的是L1范数损失函数,未考虑预测框与真值之间交并比(intersection over union
多时间尺度耦合作为非线性动力学不可缺少的一部分,在实际工程应用中极具价值和发展前景,是当前非线性动力学的研究重点。多时间尺度因素会诱发系统产生丰富的动力学行为,其中以簇发振荡现象为典型代表。因此,探讨多时间尺度耦合系统存在的簇发振荡及其演化机制具有深远的意义。本文以两类快慢耦合系统为例,分析不同条件下系统动力学的演化行为,主要内容如下:1.构造参数激励驱动下的两时间尺度QI系统,运用快慢分析理论,
磷酸盐固化技术是解决土壤铅(Pb)污染的一种有效修复方法。然而,使用可溶性磷化合物极易浸出造成水体富营养化,且修复成本较高。基于生态环境保护和成本效益,近些年研究者倾向于利用难溶性磷化合物对Pb污染进行修复,但是难溶性磷化合物的低溶解率又限制了Pb的固化效率。草酸青霉(Penicillium oxalicum)是一种广泛分布于土壤环境中、可分泌丰富有机酸并能提高土壤难溶性磷酸盐溶解率的生物资源。因
随着人工智能技术的不断发展,卷积神经网络已经广泛地用于解决各种复杂问题,并在学术界和工业界引起了大量的关注。在物联网技术的推动下,卷积神经网络也开始应用于各种嵌入式和移动设备,用来实现各种智能功能。在这些应用场景中,FPGA特别适合用来加速卷积神经网络的计算,因为其具有高性能、低时延、低功耗以及开发周期短等优点。为了解决卷积神经网络大量的参数和计算量所带来的限制,同时满足多样化的卷积神经网络结构,
随着电力系统中风电渗透率的逐渐提高,给社会带来巨大经济社会效益的同时,风电出力的随机性、波动性等不确定性也给电力系统安全稳定运行带来了极大的冲击。尤其是随着极端气候屡现,风电爬坡事件频发,易引起电力系统功率不平衡问题,造成电压、频率偏移甚至越限,严重威胁电力系统的安全稳定运行。因此,提高风电爬坡预测与识别准确度,定量评估风电爬坡出力不确定性,提出有效的风电爬坡事件平抑方法,对改善含高比例风电的电力