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面向电量-调频-容量市场的数据中心园区算力及电力资源规划

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电力系统自动化 2024年第1期48卷 59-66页

作者：丁巧宜王梓耀潘振宁吴毓峰余涛王克英华南理工大学电力学院广东省广州市510641 广东省电网智能量测与先进计量企业重点实验室广东省广州市510641

数据中心广泛建设是智能时代的发展趋势。如何在保证数据中心服务质量的前提下,考虑数据中心负荷转移特性,并对其进行合理规划,对降低数据中心规划总成本及提升新型电力系统灵活性均有显著意义。为此,提出一种考虑多元电力市场引导下的... 详细信息

数据中心广泛建设是智能时代的发展趋势。如何在保证数据中心服务质量的前提下,考虑数据中心负荷转移特性,并对其进行合理规划,对降低数据中心规划总成本及提升新型电力系统灵活性均有显著意义。为此,提出一种考虑多元电力市场引导下的数据中心园区算力及电力资源优化规划方法。首先,通过多面体定界收缩法建立虚拟发电机和虚拟储能模型,描述数据中心园区的聚合可调特性。然后,根据不同电力市场的结算规则,研究了数据中心园区参与电量-调频-容量市场的方式和经济收益。在此基础上,以综合成本最小化为目标,优化数据中心园区发电机、储能的建设容量以及服务器的建设数量。最后,以阿里巴巴公开运行数据为例,证明考虑多元电力市场能够大大降低数据中心规划成本,激励数据中心园区投资建设更多灵活性资源,为电网提供有效的调频服务和容量支撑。

关键词：数据中心规划算力虚拟储能电力市场置信容量

基于MAGAT的风电场功率缺失数据填充方法

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电网技术 2024年第8期48卷 3391-3400,I0112-I0114页

作者：卢冠华余涛吴毓峰潘振宁陈俊斌邓柏荣华南理工大学电力学院广东省广州市510640 广东省电网智能量测与先进计量企业重点实验室广东省广州市510640

风电场功率数据质量对风电预测具有重要意义。然而,由于人为操作、传感器故障、网络故障或通信拥堵等原因,风电场功率数据容易出现大面积缺失问题。因此,结合多头注意力机制(multi-head attention,MA)和图注意力网络(graph attention ne... 详细信息

风电场功率数据质量对风电预测具有重要意义。然而,由于人为操作、传感器故障、网络故障或通信拥堵等原因,风电场功率数据容易出现大面积缺失问题。因此,结合多头注意力机制(multi-head attention,MA)和图注意力网络(graph attention network,GAT)构建了MAGAT模型,其中GAT层以异质图的方式刻画及提取风电场已知数据与缺失数据的关联关系,MA层挖掘风电场数据特征与缺失功率数据之间的映射关系,从而实现风电场功率缺失数据的高精度填充。在以我国江苏某风电场运行监测数据为对象的算例分析中,与其他先进填充算法相比,所提方法在不同缺失类型、不同缺失率等多个场景下均具有更好表现,表明所提方法在风电场缺失数据填充任务上的有效性及稳定性。

关键词：风电场数据填充多头注意力图注意力网络

数据孤岛下基于联邦学习的用户电价响应刻画及其应用

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电力系统保护与控制 2024年第6期52卷 164-176页

作者：李锦辉吴毓峰余涛潘振宁华南理工大学电力学院广东广州510640 广东省电网智能量测与先进计量企业重点实验室广东广州510640

电价型需求响应离不开对用户价格响应的精准刻画,然而用户对价格的响应大多发生在与聚合商的交互中。并且出于隐私保护需求,这些交互数据往往不被公开,呈现为数据孤岛。针对现阶段用户数据隐私需求和电网调度需求相互冲突的问题,提出了... 详细信息

电价型需求响应离不开对用户价格响应的精准刻画,然而用户对价格的响应大多发生在与聚合商的交互中。并且出于隐私保护需求,这些交互数据往往不被公开,呈现为数据孤岛。针对现阶段用户数据隐私需求和电网调度需求相互冲突的问题,提出了基于联邦学习的用户电价响应行为刻画及其应用方法。首先,构建基于联邦学习的用户电价响应行为刻画的分布式交互框架,将原始数据信息交互转变为特征信息交互。然后,利用差分隐私-联邦近端算法实现不同聚合商电价响应模型的参数聚合,获得区域用户电价响应模型。最后,提出嵌入响应模型的配电网优化运行应用方法,利用改进的策略近端优化算法求解系统实时电价和储能出力。算例表明,所提方法在保障用户用能信息隐私下,能准确刻画区域用户电价响应行为,并改善配电网综合效益。

关键词：电价型需求响应用户隐私联邦学习强化学习

支撑新型配电网数字化规划的图形⁃模型⁃数据融合关键技术

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电力系统自动化 2024年第6期48卷 139-153页

作者：余涛王梓耀孙立明曹华珍吴亚雄吴毓峰华南理工大学电力学院广东省广州市510640 广州水沐青华科技有限公司广东省广州市510898 广东电网有限责任公司电网规划研究中心广东省广州市510080

配电网规划领域期盼实现智能规划,其愿景在于实现无人或少人干预的全自动规划。在数字化转型的背景下,新型配电网规划将面临图形多样化、场景碎片化、数据规模化三大挑战。文中从图形-模型-数据融合的角度提出三大关键技术:基于电气图... 详细信息

配电网规划领域期盼实现智能规划,其愿景在于实现无人或少人干预的全自动规划。在数字化转型的背景下,新型配电网规划将面临图形多样化、场景碎片化、数据规模化三大挑战。文中从图形-模型-数据融合的角度提出三大关键技术:基于电气图纸识别和拓扑智能分析的图形-模型融合技术、基于知识驱动的负荷/新能源推演分析和智能决策的模型-数据融合技术、基于多模态数据融合和多时空数据联动的图形-数据融合技术,尝试打破理论研究与数字化工程的壁垒。最后,对未来新型配电网数字化规划的发展进行思考和展望,为实现“以机为主,人机协同”的大闭环模式提供借鉴。

关键词：图形-模型-数据融合配电网数字化规划知识驱动图计算

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电流自均衡的低纹波高增益双向直流变换器

华南理工大学学报（自然科学版） 2023年第6期51卷 78-88页

作者：王克英黄毅王子豪余涛吴毓峰潘振宁华南理工大学电力学院广东广州510640

双向直流变换器作为综合能源系统中储能模块的关键接口设备,需要具备低电流纹波、高电压增益和宽范围软开关的特性。常规双向直流变换器在低压储能侧使用交错技术实现对电池友好的低电流纹波特性,然而受限于实际的生产工艺,这类交错型... 详细信息

双向直流变换器作为综合能源系统中储能模块的关键接口设备,需要具备低电流纹波、高电压增益和宽范围软开关的特性。常规双向直流变换器在低压储能侧使用交错技术实现对电池友好的低电流纹波特性,然而受限于实际的生产工艺,这类交错型双向直流变换器存在多相电流不均衡问题。本研究基于耦合电感提出了一种无需复杂控制算法的电流自均衡双向直流变换器。在综合能源储能场景中,该变换器不但具有电流自均衡特性,还具备低电流纹波、高电压增益和宽范围软开关的综合优势。首先,该变换器利用钳位电容的安秒平衡特性,在一个开关周期内强制保持了交错电流的均衡,从而在电路拓扑层面即可实现电流自动均衡的低电流纹波特性。其次,作为储能电感的耦合电感兼顾了变压器功能,通过电路多级增益结构配合,实现了高电压增益特性。最后,本变换器使用了电压匹配控制和移相控制策略,对电压增益和功率大小方向进行解耦控制,保证了不同工作状态下的软开关特性。本研究分析了该变换器的工作原理与电路特性,并以此为基础设计了一款低压侧工作电压30 V至40 V、高压侧工作电压400 V、双向功率1 kW的实验样机。该样机模拟了低压侧锂电池在不同工作电压、功率大小和方向下的运行特性,从而有效验证了该拓扑的可行性。

关键词：双向DC-DC变换器耦合电感电流自均衡软开关

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无协调主体的多产消者完全端到端交易机制

电力系统自动化 2023年第3期47卷 96-103页

作者：吴毓峰杨胜春潘振宁余涛刘前进邱星宇华南理工大学电力学院广东省广州市510641 广东省电网智能量测与先进计量企业重点实验室广东省广州市510641 中国电力科学研究院有限公司(南京) 江苏省南京市210003

产消者之间进行能量交易对促进分布式资源就地消纳具有重要意义。为此,在充分考虑产消者利益诉求的基础上,提出了一种无协调主体的多产消者完全端到端交易机制,以实现社会福利最大化。以微网为例,对产消者内部资源进行建模,并引入物理... 详细信息

产消者之间进行能量交易对促进分布式资源就地消纳具有重要意义。为此,在充分考虑产消者利益诉求的基础上,提出了一种无协调主体的多产消者完全端到端交易机制,以实现社会福利最大化。以微网为例,对产消者内部资源进行建模,并引入物理网络约束,提出多产消者能量交易集中式优化模型。通过支路撕裂法及拉格朗日对偶分解,将问题转化为分布式优化问题,并利用交替方向乘子法求解。可证明此机制无需第三方主体协调,仅需在交易主体间进行信息传递,通过各主体内部进行资源调配即可完成优化,实现完全分布式求解。此外,所得价格更符合实际市场的运作规律。最后,以4个微网为例进行分析,验证了所提交易机制的可靠性以及有效性。

关键词：产消者分布式优化能量交易机制拉格朗日对偶分解微网(微电网)

基于数据驱动知识显式嵌入的配电网最优需求响应策略

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电力信息与通信技术 2024年第1期22卷 14-21页

作者：张梦悦余涛潘振宁吴毓峰陈俊斌卢冠华曾江华南理工大学电力学院广东省广州市510640

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... 详细信息

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。

关键词：需求侧灵活性资源配电网优化运行知识显式嵌入混合整数线性模型深度神经网络

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基于残差双重注意机制网络的电力数据压缩与高精度重建

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电网技术 2022年第8期46卷 3257-3268页

作者：吴毓峰李富盛余涛潘振宁刘前进李捷李卓环华南理工大学电力学院广东省广州市510641 广东省电网智能量测与先进计量企业重点实验室(华南理工大学) 广东省广州市510641

5G飞速发展与坚强智能电网深化建设的背景下,针对电力系统数据存储能力与数据采集传输能力不匹配的问题,文章提出一种基于残差双重注意机制网络的电力数据压缩与高精度重建方法。在数据压缩机制中,设计一种电力数据图像构建方法,并采用... 详细信息

5G飞速发展与坚强智能电网深化建设的背景下,针对电力系统数据存储能力与数据采集传输能力不匹配的问题,文章提出一种基于残差双重注意机制网络的电力数据压缩与高精度重建方法。在数据压缩机制中,设计一种电力数据图像构建方法,并采用高斯滤波下采样对电力数据进行压缩;在重构机制中,结合通道注意机制与空间注意机制,构建一种残差双重注意机制网络,实现对压缩数据的高精度重构。通过在I-BLEND数据集上的仿真试验,验证所提方法能有效对电力数据进行压缩,减轻数据存储压力,同时相比于其他超分辨率重建方法,取得更精确的重构效果。

关键词：电力数据图像数据传输模式数据压缩重建超分辨率重建残差双重注意机制网络

支撑新型配电网数字化规划的图模数融合关键技术

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电力系统自动化 2023年

作者：余涛王梓耀孙立明曹华珍吴亚雄吴毓峰华南理工大学电力学院广东电网有限责任公司电网规划研究中心广州水沐青华科技有限公司

配电网规划领域期盼实现智能规划，其愿景在于实现无人或少人干预的全自动规划。在数字化转型的背景下，新型配电网规划将面临图形多样化、场景碎片化、数据规模化三大挑战。文中从图模数融合的角度提出三大关键技术：基于电气图纸识别... 详细信息

配电网规划领域期盼实现智能规划，其愿景在于实现无人或少人干预的全自动规划。在数字化转型的背景下，新型配电网规划将面临图形多样化、场景碎片化、数据规模化三大挑战。文中从图模数融合的角度提出三大关键技术：基于电气图纸识别和拓扑智能分析的图形-模型融合技术，基于知识驱动的负荷/新能源推演分析和智能决策的模型-数据融合技术和基于多模态数据融合和多时空数据联动的图形-数据融合技术，尝试打破理论研究与数字化工程的壁垒。最后，对未来新型配电网数字化规划的发展进行思考和展望，为实现“以机为主-人机协同”的大闭环模式提供借鉴。

关键词：图模数融合新型配电网数字化规划知识驱动图计算规划“一张图”