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城市创新创业活力与新兴产业核心技术:空间极化、规模门槛与中介效应

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中国软科学 2024年第3期 212-224页

作者：刘承良刘向杰华东师范大学全球创新与发展研究院上海200062 华东师范大学地理科学学院上海200241 广东省科学院广州地理研究所广东广州510070

城市新企业、新资本和新发明涌现是孕育新兴产业核心技术的活力源泉,对加快形成新质生产力具有重要意义。利用中国城市面板数据考察创新创业活力对新兴产业核心技术的影响及作用机制。研究发现:(1)城市创新创业活力显著促进新兴产业核... 详细信息

城市新企业、新资本和新发明涌现是孕育新兴产业核心技术的活力源泉,对加快形成新质生产力具有重要意义。利用中国城市面板数据考察创新创业活力对新兴产业核心技术的影响及作用机制。研究发现:(1)城市创新创业活力显著促进新兴产业核心技术数量提升,在考虑一系列稳健性检验后结论仍然成立。(2)创新创业活力对新兴产业核心技术活动的影响存在“边际递增”的城市规模门槛特征,而对邻近城市产生显著的抑制作用,存在“马太效应”和“虹吸效应”。(3)城市创新创业活力对新兴产业核心技术活动的影响存在区域和梯度异质性,不同地理位置和文化区的城市存在显著差异,而资源型城市、智慧城市和创新型城市的分组回归体现了梯度性特征。(4)创新创业活力通过提升城市多样性,特别是专业化部门的多样性程度,促进新兴产业核心技术数量增长。

关键词：新兴产业核心技术新质生产力创新创业活力城市多样性城市规模

风力发电控制系统的实时非线性经济模型预测控制

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系统仿真学报 2024年

作者：王文文刘向杰孔小兵华北电力大学控制与计算机工程学院

随着风力发电技术的飞速发展，对风电系统运行的经济效益和实时性的重视日益增加。为应对这一挑战，对于控制系统的设计至关重要。针对风力发电控制系统，提出了一种非线性经济模型预测控制策略，在最大化发电功率的同时减少了塔架和齿... 详细信息

随着风力发电技术的飞速发展，对风电系统运行的经济效益和实时性的重视日益增加。为应对这一挑战，对于控制系统的设计至关重要。针对风力发电控制系统，提出了一种非线性经济模型预测控制策略，在最大化发电功率的同时减少了塔架和齿轮箱等关键结构的疲劳负荷，并设计了一个滚动时域估计器为优化提供有意义的初始化。优化问题求解方面，利用相邻采样时刻间非线性规划程序的相似性，实现了算法的实时迭代求解。最后，以5MW风电机组作为研究对象，在ACADOS框架下实时迭代求解最优控制问题，仿真结果验证了：所提控制策略能够有效提高系统运行经济效益并且能够实现实时控制。

关键词：风力发电控制系统非线性经济模型预测控制滚动时域估计疲劳负荷实时迭代

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洗扫车设计知识挖掘与重用技术研究及应用

洗扫车设计知识挖掘与重用技术研究及应用

作者：刘向杰盐城工学院

学位级别：硕士

洗扫车作为一种多功能高效环卫车辆,在道路环卫中起到至关重要的作用,也因功能多样化而成为市场上最畅销的道路清洁车辆之一。但是随着全球经济一体化和科技进步,市场竞争日益激烈,现有的洗扫车设计模式,难以满足快速变形设计需求,导致... 详细信息

洗扫车作为一种多功能高效环卫车辆,在道路环卫中起到至关重要的作用,也因功能多样化而成为市场上最畅销的道路清洁车辆之一。但是随着全球经济一体化和科技进步,市场竞争日益激烈,现有的洗扫车设计模式,难以满足快速变形设计需求,导致响应市场需求能力弱,以及在设计过程中有大量的知识无法被重用;新产品的提出,很难借鉴已开发产品的经验等诸多问题。基于此,本文提出将知识挖掘技术、知识重用技术和参数化设计思想融入到大吨位洗扫车设计的全过程,实现洗扫车快速设计。研究根据国内某知名专用车企业的洗扫车设计需求和规范,在Siemens NX环境下开发洗扫车快速设计原型系统,能够形成严谨的产品设计流程,提高设计重用度和开发效率,有效降低研发成本。本文的研究内容主要有以下部分:(1)研究知识的获取与表示。分析18吨系列洗扫车设计知识的来源以及知识的获取方式,对洗扫车设计知识进行整理与分类;基于框架和产生式规则表示法对洗扫车设计知识的表示方法进行研究,转换成计算机可以理解的和可以推理的知识;将SQL Server数据库作为知识存储工具,实现知识存储,为后续的洗扫车设计工作提供了可靠的知识支持。(2)研究18吨系列洗扫车知识挖掘技术。基于关联规则中的Apriori算法对洗扫车主要零部件之间的关联性进行挖掘分析。首先,对SQL数据库中的18吨系列洗扫车整车数据进行数据转换、规范化处理;其次,借助SPSS Modeler软件设置最小支持度、最小置信度以及提升度,运用Apriori算法进行挖掘;最后,将挖掘到的规则通过可视化的网络图呈现出来。挖掘得到的隐性知识为洗扫车设计提供参考依据,同时也为实现知识重用提供了基础。(3)研究18吨系列洗扫车知识重用技术。首先,基于功能流模型对洗扫车进行模块划分,获得功能模块。依据划分的模块,结合参数化方法创建洗扫车整车控制结构模板、以及各零部件模板,为后续重用提供支持。其次,采用规则推理(RBR)与实例推理(CBR)相结合的方法,对洗扫车零部件的设计知识与模型重用性进行研究。运用模糊理论和规则推理处理洗扫车设计需求的模糊特性,结合最近邻算法分析处理数值属性。完成实例检索后,采用灰色关联分析对相似实例进行评价,获得最佳相似实例,对最佳相似实例进行变型设计,生成目标实例。(4)在上述研究成果的基础上,研究洗扫车快速设计原型系统开发流程以及系统体系架构,再借助Siemens NX二次开发工具,完成原型系统开发,通过洗扫车盘刷设计案例对系统的功能以及使用流程进行了演示,最终验证洗扫车快速设计原型系统能够有效实现洗扫车知识的重用和快速设计,比传统的设计方法节约了50%的时间,使产品设计迭代更新的速率得到提升,极大地缩短产品的设计周期。

关键词：洗扫车快速设计知识挖掘知识重用二次开发

风电介入下的多区域互联电力系统分布式经济模型预测负荷频率控制

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控制与决策 2024年第5期39卷 1557-1565页

作者：马苗苗崔婧李钰梅刘向杰华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206 华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206

针对风电介入下的多区域互联电力系统,提出一种分布式经济模型预测负荷频率控制策略.通过将大规模互联电力系统分解成若干个动态耦合的子系统,这些子系统能够利用网络交流并共享信息,使得各区域的控制器实现各自优化问题的求解.同时,在... 详细信息

针对风电介入下的多区域互联电力系统,提出一种分布式经济模型预测负荷频率控制策略.通过将大规模互联电力系统分解成若干个动态耦合的子系统,这些子系统能够利用网络交流并共享信息,使得各区域的控制器实现各自优化问题的求解.同时,在满足状态约束和控制输入约束的前提下,遵循传统火力发电优先、风力发电配合的原则,通过在线求解优化问题,实现风电介入下的多区域互联电力系统的负荷频率控制.为了提高系统整体运行经济性,所提出的分布式经济模型预测控制器将负荷调频成本、燃料消耗成本以及风力发电成本等经济性指标考虑在内.仿真结果表明,在阶跃负荷扰动下,所设计的控制器不仅可以满足调频要求,在降低计算负担和提高经济性能方面也具有一定优势.

关键词：分布式经济模型预测控制风电机组互联电力系统负荷频率控制多区域系统经济性能

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风电场分布式经济模型预测控制

中国科学：信息科学 2024年第9期54卷 2200-2223页

作者：孔小兵王文文刘向杰华北电力大学新能源电力系统全国重点实验室北京102206 西安西电电力系统有限公司西安710065

随着风电场规模的不断扩大,尾流效应导致场内下游风机发电功率降低和疲劳载荷加剧问题日益严重.为了降低风电场运营成本,提高动态经济性能,本文提出了一种风电场分层控制结构.在上层通过优化全场风机的诱导因子实现当前风向下的全场最... 详细信息

随着风电场规模的不断扩大,尾流效应导致场内下游风机发电功率降低和疲劳载荷加剧问题日益严重.为了降低风电场运营成本,提高动态经济性能,本文提出了一种风电场分层控制结构.在上层通过优化全场风机的诱导因子实现当前风向下的全场最大风能捕获,为下层本地控制提供各机组的最佳降载跟踪功率基准.在下层采用基于终端区域约束的稳定分布式经济模型预测控制策略对各风机实施本地控制,在保证满足电网负荷需求的同时有效降低机组的疲劳载荷,提高风电场的动态经济性.最后,通过SimWindFarm软件对由9台风机组成的风电场进行仿真实验,验证了风向变化、阶跃风速扰动和湍流风速扰动3种情况下所设计控制策略的有效性.

关键词：风电场控制尾流效应疲劳载荷分布式经济模型预测控制凸序列规划

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基于小波包变换与深度学习的超短期光伏功率预测

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太阳能学报 2024年第5期45卷 537-546页

作者：刘源延孔小兵马乐乐刘向杰华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206

针对光伏功率序列的复杂多变特征,提出一种基于小波包变换(WPT)的门控循环单元(GRU)光伏功率组合预测方法。首先通过相关性分析挑选重要气象因子,并利用WPT将原始光伏功率序列分解为一组子序列;然后,提出一种基于莱维飞行天牛须搜索算法... 详细信息

针对光伏功率序列的复杂多变特征,提出一种基于小波包变换(WPT)的门控循环单元(GRU)光伏功率组合预测方法。首先通过相关性分析挑选重要气象因子,并利用WPT将原始光伏功率序列分解为一组子序列;然后,提出一种基于莱维飞行天牛须搜索算法(LFBAS)的相似日选择方法,以选择相似于预测日的历史日作为输入数据集;最后,建立一组基于GRU网络的深度学习光伏功率预测模型,将每个子序列预测结果叠加得到光伏功率最终预测结果。仿真结果表明,该文所提出的预测方法在预测精度和计算效率方面具有显著优势。

关键词：光伏发电功率预测小波包变换相似日门控循环单元天牛须搜索算法

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基于主从博弈的微电网分布式能量管理策略

系统仿真学报 2024年第4期36卷 834-843页

作者：马苗苗王浩董利鹏刘向杰华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206 中国能源建设集团广西电力设计研究院有限公司广西南宁530007

针对电力市场运营模式下,新能源微电网的整体优化运行与多方投资者的最大利益化之间的冲突问题,提出了基于双层主从博弈的微电网分布式能量管理策略。为充分考虑能源供需两侧的平衡,引入了电力交易代理商的概念,在用户侧提出基于消费者... 详细信息

针对电力市场运营模式下,新能源微电网的整体优化运行与多方投资者的最大利益化之间的冲突问题,提出了基于双层主从博弈的微电网分布式能量管理策略。为充分考虑能源供需两侧的平衡,引入了电力交易代理商的概念,在用户侧提出基于消费者满意度和可调节负荷的综合需求响应策略;考虑源-荷双方的主动性和决策能力,建立了以电力交易代理商为领导者,分布式电源代理商和负荷代理商为追随者的交易决策博弈模型,证明了stackelberg均衡解存在唯一性,采用结合二次规划的差分进化算法对所提模型进行求解。通过对包含分布式电源和社区用户的案例进行分析,验证了所提模型和策略具有良好的收敛性和经济性。

关键词：能量管理主从博弈微电网电价策略 Stackelberg均衡

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基于最大重叠离散小波变换和深度学习的光伏功率预测

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太阳能学报 2024年第5期45卷 576-583页

作者：马乐乐孔小兵郭磊刘源延刘向杰华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206

针对光伏功率时间序列的非平稳特性,提出一种基于最大重叠离散小波变换(MODWT)和长短期记忆网络(LSTM)的光伏功率组合预测模型。利用皮尔逊相关系数确定影响光伏功率的重要气象因素,基于MODWT算法对历史光伏功率序列进行分解,将选取的... 详细信息

针对光伏功率时间序列的非平稳特性,提出一种基于最大重叠离散小波变换(MODWT)和长短期记忆网络(LSTM)的光伏功率组合预测模型。利用皮尔逊相关系数确定影响光伏功率的重要气象因素,基于MODWT算法对历史光伏功率序列进行分解,将选取的气象因素与分解得到的平稳子序列共同构成各个LSTM网络输入,通过汇总重构每个LSTM网络的子序列预测结果得到最终的光伏功率预测结果。从理论层面分析所建立的MODWT算法的完全重构性,并基于李雅普诺夫稳定性定理推导保证预测网络收敛的学习率范围。仿真对比结果显示,所提出的光伏功率预测模型在预测精度和鲁棒性方面具有明显优势。

关键词：光伏功率预测长短期记忆网络非平稳时间序列分解预测网络收敛性

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考虑新能源消纳的电动汽车有序充电控制策略

太阳能学报 2024年第8期45卷 94-103页

作者：马苗苗任智伟刘立成刘向杰华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206 北京市电力公司北京100176

针对电动汽车集群入网进行无序充电会加剧峰谷差进而造成“峰上加峰”的问题,提出一种考虑新能源消纳的电动汽车分层式有序充电控制策略。首先,基于长短时间记忆神经网络理论,建立电动汽车充电负荷预测模型;其次,建立风光发电系统的数... 详细信息

针对电动汽车集群入网进行无序充电会加剧峰谷差进而造成“峰上加峰”的问题,提出一种考虑新能源消纳的电动汽车分层式有序充电控制策略。首先,基于长短时间记忆神经网络理论,建立电动汽车充电负荷预测模型;其次,建立风光发电系统的数学模型;最后,提出分层式有序充电控制策略,上层主控制系统制定电动汽车充电功率指导曲线,下层次级控制系统合理安排电动汽车充电计划,利用概率转移矩阵算法获得最佳充电控制策略。仿真结果表明,所提出的有序充电控制策略能够有效降低电网负荷峰谷差。

关键词：电动汽车神经网络新能源有序充电概率转移矩阵

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