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能源互联网新运行场景中的负荷预测方法研究

能源互联网新运行场景中的负荷预测方法研究

作者：安晓楠华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

随着能源互联网的发展,高比例可再生能源、分布式电源、柔性负荷等逐渐接入到电网中,对新运行场景下电网的运行产生一定程度的冲击。新运行场景中,用户用电由单一的被动用电转变为形式多样的主动参与,用电形式更加多样化,用户用电量的... 详细信息

随着能源互联网的发展,高比例可再生能源、分布式电源、柔性负荷等逐渐接入到电网中,对新运行场景下电网的运行产生一定程度的冲击。新运行场景中,用户用电由单一的被动用电转变为形式多样的主动参与,用电形式更加多样化,用户用电量的不确定性逐渐增加,同时,电动汽车的接入对电网运行产生了一定程度的影响,而准确的负荷预测有利于源端合理安排发电计划及电网实时调整交易电价。因此,为使电网更加合理安排发售电计划以及进一步完善用户需求侧响应管理,开展新运行场景中对电动汽车充电站以及居民用户的负荷预测具有重要意义。首先,随着能源互联网的发展,越来越多的用户参与到电网的运行中,通过对用户进行短期负荷预测可为电网决策提供理论依据,如分配发电计划以及制定电价,所以对用户进行准确的负荷预测是电网的重要工作之一。其次,针对新运行场景中的负荷预测问题,本文结合深度学习中的堆栈自编码器与极限学习机算法提出了 SAE-ELM算法,实现了对电动汽车充电站的负荷预测。电动汽车充电站的用电负荷数据复杂,针对异常缺失数据采用均值替代法对其进行预处理;分析影响充电站负荷预测的因素,如历史负荷数据、温湿度、日类型,构建仿真实验数据;针对SAE-ELM中的关键参数,如学习率、模型层数、节点个数等进行优选,提高模型预测效果。通过采用MSE,RMSE,MAE和MAPE四种衡量误差方法,将本文所提的SAE-ELM算法与SAE-BP、ELM进行对比实验,结果表明本文提出的基于SAE-ELM的充电站负荷预测算法具有更高的预测精度。最后,将SAE-ELM算法用于普通居民用户负荷预测时,预测效果不佳。针对此问题,本文延续编解码器的思想,结合LSTM处理时间序列方面的优势,提出基于LSTM的Seq2seq编解码器算法,实现了对居民用户的负荷预测。通过自相关系数法确定影响居民用电负荷的模型阶数;针对模型的关键参数,选择合适的Attention机制以及残差机制,并确定模型的层数、节点个数以及学习率等,提高模型预测的准确度。通过采用MSE,RMSE,MAE和MAPE四种衡量误差方法,将本文所提方法与RNN、LSTM以及GRU相比,结果表明采用基于LSTM的Seq2seq编解码器模型对居民用户进行负荷预测误差最小。同时将该模型对小规模居民用户以及电动汽车充电站进行负荷预测均取得较高准确率。

关键词：负荷预测自编码器极限学习机 LSTM神经网络 Seq2seq模型

多重响应型杂臂星和环状聚合物的控制合成及性能研究

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多重响应型杂臂星和环状聚合物的控制合成及性能研究

作者：安晓楠苏州大学

学位级别：硕士

拓扑聚合物的控制合成、性能研究及应用探索是当前高分子科学中的重要研究课题。众所周知,星形、环状、支化等非线型拓扑结构聚合物的物理化学性质与其内在结构具有密切的联系。同时,刺激断裂键和刺激响应链段的引入能进一步提升拓扑聚... 详细信息

拓扑聚合物的控制合成、性能研究及应用探索是当前高分子科学中的重要研究课题。众所周知,星形、环状、支化等非线型拓扑结构聚合物的物理化学性质与其内在结构具有密切的联系。同时,刺激断裂键和刺激响应链段的引入能进一步提升拓扑聚合物的功能和多样化应用。通过文献调研发现,迄今关于多重响应星形和环状聚合物合成及性能研究的实例较少。因此,目前亟需发展它们的简易合成方法,并系统阐述结构-性能-应用之间的内在关联。本文结合控制聚合和点击化学,分别制备了具有多重刺激响应性的三臂星形聚合物和环状聚合物,并探索其潜在生物性能、刺激响应性能和溶液相变行为。主要内容和结论如下：1、多重刺激响应型星形聚合物的合成及生物性能研究(1)结合开环聚合、可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合和叠氮-炔点击反应,合成了三臂星PEG-PCL-P(NIPAM-co-DMA)(S1-S3)和PEG-PCL-PDMA(S4)。这些聚合物中,缩醛键位于PEG与核之间,二硫键位于P(NIPAM-co-DMA)与核之间,温敏链段为N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和N,N-二甲基丙烯酰胺(DMA)的无规共聚物。通过调整温敏链段的长度可以改变最低临界共溶温度,各种聚合物的浊点分别为34.4(S1)、44.7(S2)、47.6(S3)和60.0℃(S4)。(2)采用S2与化疗药物紫杉醇(PTX)和光热制剂吲哚菁绿(Cypate)进行共组装,得到同时具有还原、pH、温度、近红外光多重响应的纳米粒子(MS-NPs),测试了聚合物胶束的粒径、形貌、稳定性及载药效率。DLS测试结果表明,胶束的流体力学直径为126 nm,粒径分布指数(PD)为0.051,符合被动靶向要求。同时,它们在不同刺激条件及血清环境中具有良好的稳定性。(3)模拟生物体内环境,研究了不同刺激条件及近红外光诱导的体外药物释放性能。实验结果表明,MS-NPs对pH、还原、温度具有良好的响应性,在施加不同刺激时聚合物拓扑结构发生改变,药物累积释放量随之发生相应的变化。在同时施加三种刺激(45℃、10 mM DTT、pH 5.0)时,药物释放量大幅提高。采用近红外光刺激模拟生物体内药物释放行为,发现纳米粒子对近红外光具有显著的响应性。当固定光强为1.5W cm-2,分别在不同时间点照射15 min时,药物累积释放速率比非温度响应对照组明显提高。(4)考察了细胞摄取行为、细胞毒性及破膜效应,并研究了MS-NPs在体外细胞水平上的抑瘤活性。由于胶束适宜的粒径大小和较窄的粒径分布,其摄取量比游离态的药物要高3-4倍。通过MTT比色法探究材料本身及MS-NPs的细胞毒性,发现聚合物材料本身具有良好的生物相容性。MS-NPs光照下的ICso为1.8μgmL-1,比对照组显著降低。(5)研究了MS-NPs体内的抑瘤活性。成功建立了4T1荷瘤小鼠模型,考察了MS-NPs在裸鼠体内的近红外荧光成像、组织分布、光热效应和抑瘤效果。近红外荧光成像实验结果表明,MS-NPs通过肿瘤血管的渗透滞留效应(EPR)具有一定的被动靶向性,药物能够较多地积累在肿瘤组织,组织分布结果进一步印证了上述结果。同时,发现MS-NPs在体内具有灵敏的近红外响应性,短时间光照即可以产生过高热现象。最后,通过小鼠肿瘤生长状态观测不同条件下的抑瘤效果,发现MS-NPs不仅能够促使肿瘤消融而且能够防止其复发,呈现出良好的光热治疗和化疗协同抑瘤作用。2、多重刺激响应型环状PDMAEMA的合成及性能研究结合RAFT聚合和紫外光照诱导的Diels-Alder加成反应,简单高效地合成了三例聚合度不同的环状聚甲基丙烯酸二甲氨乙酯(PDMAEMA)。紫外光照诱导关环反应具备诸多优势,如方便易控,不需要添加任何催化剂,反应温度低,空气的耐受性,处理方法简便等。线型及环状均聚物同时具备温度、pH、盐、二氧化碳等多重刺激响应性。同时,环状聚合物因其拓扑结构的特殊性,呈现出与相应线型前驱体不同的化学性质。选取L2、C2为典型样品,重点比较线型与环状聚合物热性质及刺激响应性的差异。发现环化后聚合物的玻璃化转变温度大幅升高(△Tg=51.8-59.7Κ),聚合物侧基的最大分解温度由309Κ降低到278Κ。以上结果说明拓扑结构对聚合物热性能影响非常大,因为环状聚合物中具有环状结构,且新形成的连接位点具有一定的刚性。同时,考察了聚合度、溶液浓度、盐浓度、pH、CO2等因素对L2、C2水溶液浊点的影响。通常C2的浊点比L2高,在相应条件下△Tc最大可以达到20.7℃,表明拓扑结构对聚合物相变温度的重要影响。该研究为探索环状聚合物及其衍生物的性质和潜在应用奠定了坚实的基础。综上所述,本文结合控制聚合和点击化学,成功合成了具有多重刺激响应性的三臂星形共聚物和环状均聚物,进一步丰富了非线型拓扑聚合物的种类。在此基础上,

关键词：多重刺激响应性杂臂星形聚合物环状聚合物药物传输热性能溶液相变

基于冠状动脉断层扫描血管造影的图像特征预测3根导丝内开通慢性完全闭塞病变难度的研究

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基于冠状动脉断层扫描血管造影的图像特征预测3根导丝内开通慢性...

作者：张安晓楠中国医科大学

学位级别：硕士

背景:冠状动脉计算机断层血管造影(Coronary Computed Tomographic Angiography,CCTA)为慢性完全闭塞病变(Chronic Total Occlusion,CTO)经皮冠状动脉介入治疗(Percutaneous Coronary Intervention,PCI)前的临床决策提供了有价值的信息。虽然部分研究通过CCTA对30分钟内导丝穿过病变进行了分析预测,然而,没有数据讨论CCTA能否预测3根导丝内穿过闭塞病变的难度。目的:本研究的目的是建立一个基于CCTA图像的评分模型,以预测CTO-PCI在3根导线内开通的成功率,从而对治疗难度进行分级。方法:对CCTA检查的252例患者的267个CTO病变进行分析,其中包括临床信息和CCTA图像信息。通过分析手术中使用导丝的数量与成功率的关系,将一定导丝数量内成功穿过病变设定为一个新的终点,以消除操作员的影响并解释手术成本。在新的终点前提下,通过对多个影响因素的统计分析,最终建立预测模型。GW-CTO(The Guidewires of CTO)评分模型是为最终每个独立预测因素分配一个适当的整数得分,并将所有得分累积相加。结果:72.3%的病变达到新的终点。我们确定了5个预测因素,包括钝性近端残端、近端和远端分支同时存在、闭塞段曲度>45°、闭塞长度≥20mm、钙化斑块负荷≥0.125。随着GW-CTO评分从0增加到5,开通率从98.83%下降到12.50%。CTO-PCI难度分为三个等级:容易(0-1)、中等(2-4)和困难(5)。GW-CTO评分的ROC(Receiver Operator Characteristic)特征曲线下面积为0.874。结论:该模型能准确预测3根导丝内成功穿过CTO病变的成功率。这可能有助于对CTO-PCI的难度进行分级,并对手术成本进行适当评估。

关键词：冠状动脉计算机断层造影慢性完全闭塞斑块定量分析导丝

模拟酸雨淋溶对缙云山针阔混交林与常绿阔叶林凋落物分解的影响

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浙江农林大学学报 2022年第3期39卷 516-523页

作者：安晓楠王云琦李一凡北京林业大学水土保持学院重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站北京100083 广东省林业科学研究院广东省森林培育与保护利用重点实验室广东广州510520

【目的】探讨缙云山针阔混交林与常绿阔叶林凋落物分解在酸雨过程中的特点和规律,为优化缙云山森林管理,指导林分配置提供科学依据。【方法】以重庆缙云山2种典型林分为研究对象,进行4个不同酸碱度:pH 4.50(对照)、pH 4.00、pH 3.25和pH... 详细信息

【目的】探讨缙云山针阔混交林与常绿阔叶林凋落物分解在酸雨过程中的特点和规律,为优化缙云山森林管理,指导林分配置提供科学依据。【方法】以重庆缙云山2种典型林分为研究对象,进行4个不同酸碱度:pH 4.50(对照)、pH 4.00、pH 3.25和pH 2.50的酸雨模拟实验,结合Olson负指数衰减模型,分析针阔混交林与常绿阔叶林的凋落物分解速率并计算分解系数,定量分析模拟酸雨下2种典型林分的凋落物分解变化规律。【结果】①经过0.5 a的分解,对照、pH 4.00、pH 3.25和pH 2.50处理下针阔混交林质量残留率均高于常绿阔叶林,分别高4.60%、3.78%、4.22%和5.39%。其中,对照针阔混交林凋落物损失率达到半衰期与全衰期的时间为1.62、6.98 a,常绿阔叶林为1.29和5.56 a;不同酸碱度酸雨淋溶下针阔混交林凋落物损失率达50%和95%的时间分别为1.47~2.00和6.35~8.43 a,常绿阔叶林分别为1.23~1.50和5.33~6.48 a。②对照、pH 4.00、pH 3.25和pH 2.50各处理下针阔混交林的分解常数k值分别为0.43、0.47、0.40和0.35,常绿阔叶林则分别为0.54、0.56、0.51和0.46,k值随着处理pH的降低呈下降趋势。③研究区pH 4.00的模拟酸雨一定程度上对林内凋落物的分解有促进作用;pH 2.50和pH 3.25的模拟酸雨一定程度上抑制不同林下调落物的分解。【结论】重庆缙云山模拟不同酸碱度酸雨对2种典型林分的凋落物分解速率影响显著,常绿阔叶林分解速率总体高于针阔混交林,温度制约凋落物分解速率。

关键词：酸雨缙云山凋落物分解针阔混交林常绿阔叶林

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基于边缘计算的主动配电网信息物理系统

电网技术 2018年第10期42卷 3128-3135页

作者：龚钢军罗安琴陈志敏栾敬钊安晓楠王雪蓓苏畅文亚凤北京市能源电力信息安全工程技术研究中心(华北电力大学) 北京市昌平区102206 国网大连供电公司辽宁省大连市116001

主动配电网支撑着分布式能源、储能设施和主动负荷的广泛接入,实现了能量流和信息流的高度融合控制,也是信息物理高度融合的智能化基础设施。CPS是主动配电网智能化的发展方向,该文结合主动配电网源—荷互联互通、泛在感知与智能控制的... 详细信息

主动配电网支撑着分布式能源、储能设施和主动负荷的广泛接入,实现了能量流和信息流的高度融合控制,也是信息物理高度融合的智能化基础设施。CPS是主动配电网智能化的发展方向,该文结合主动配电网源—荷互联互通、泛在感知与智能控制的需求,分析了边缘计算技术与主动配电网和CPS的相似之处和融合方式;参考PTN网络的PE-P-CE结构,提出基于边缘计算的主动配电网的PTN物理架构模型;进一步构建了基于边缘计算的分层自治协同的主动配电网CPS管控模型。围绕边缘计算的敏捷联接、业务实时性、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等的关键需求,提出了基于边缘计算CROSS指标管控模型评价体系。

关键词：主动配电网边缘计算电网信息物理系统 PTN CROSS指标

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基于边云协同的智能工控系统入侵检测技术

计算机应用与软件 2020年第11期37卷 280-285,333页

作者：陈思吴秋新张铭坤安晓楠龚钢军刘韧秦宇北京信息科技大学北京100192 华北电力大学北京市能源电力信息安全工程研究中心北京102206 北京卓识网安技术股份有限公司北京102206 中国科学院软件研究所北京100190

工业控制系统(ICS)由原来的封闭隔离状态逐渐开放,导致工业控制设备出现故障或损坏。根据ICS业务逻辑稳定性的特点,提出一种新颖的ICS入侵检测模型,以确保系统数据和业务逻辑安全可靠。在边缘计算3.0的架构下构建边云协同的入侵检测模型... 详细信息

工业控制系统(ICS)由原来的封闭隔离状态逐渐开放,导致工业控制设备出现故障或损坏。根据ICS业务逻辑稳定性的特点,提出一种新颖的ICS入侵检测模型,以确保系统数据和业务逻辑安全可靠。在边缘计算3.0的架构下构建边云协同的入侵检测模型;改进传统的卷积神经网络(CNN)算法,利用深度可分离卷积建立Mobile Net模型实现入侵检测业务的仿真。仿真结果表明,该模型的准确率提升到98%以上,训练时间是传统CNN模型的50%,更适合边缘端使用。

关键词：边缘计算云计算入侵检测深度可分离卷积

基于SAE-ELM的电动汽车充电站负荷预测模型

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现代电力 2019年第6期36卷 9-15页

作者：龚钢军安晓楠陈志敏张帅文亚凤吴秋新苏畅北京市能源电力信息安全工程技术研究中心(华北电力大学) 北京102206 北京信息科技大学北京100192

电动汽车(electric vehicle,EV)用户充电行为在时间和空间上的随机性增加了EV充电站负荷预测的难度,为此以提高负荷预测的准确度为目的,通过改进深度学习中的栈式自编码器提出栈式自编码器-极限学习机(SAEELM)的混合模型,并深入研究EV... 详细信息

电动汽车(electric vehicle,EV)用户充电行为在时间和空间上的随机性增加了EV充电站负荷预测的难度,为此以提高负荷预测的准确度为目的,通过改进深度学习中的栈式自编码器提出栈式自编码器-极限学习机(SAEELM)的混合模型,并深入研究EV与电网的交互模式;综合考虑影响充电站负荷量的关键因素,如历史负荷、环境、日类型等,对某地充电站进行短期负荷预测并验证;最后与SAE-BP、ELM算法做对比实验,实验结果表明SAEELM对充电站的短期负荷预测更加有效准确,更有利于电网稳定运行。

关键词：电动汽车充电站负荷预测深度学习 SAEELM

经会阴四维盆底超声评估不同分娩方式对产妇盆底结构及功能的影响

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临床医学研究与实践 2024年第25期9卷 86-89页

作者：安晓楠闫红莲王丹刘璐郑州大学第一附属医院超声科河南郑州450044

目的观察经会阴四维盆底超声评估不同分娩方式对产妇盆底结构及功能的影响。方法选择2021年1月至2022年12月于本院分娩的120例产妇,依据分娩方式将其分为顺产组(60例,经阴道分娩)和手术组(60例,经剖宫产术分娩),同期纳入于我院体检的60... 详细信息

目的观察经会阴四维盆底超声评估不同分娩方式对产妇盆底结构及功能的影响。方法选择2021年1月至2022年12月于本院分娩的120例产妇,依据分娩方式将其分为顺产组(60例,经阴道分娩)和手术组(60例,经剖宫产术分娩),同期纳入于我院体检的60例健康女性为对照组。所有研究对象均给予经会阴四维彩色多普勒超声成像仪检测。比较研究对象的三维超声指标、盆底功能异常发生情况、肛提肌裂孔超声指标及膀胱超声指标。结果顺产组的尿道膀胱连接部移动度(UVJ-M)、膀胱尿道后角角度(As、Ar)、膀胱颈距离耻骨联合下缘距离(Ds、Dr)大于手术组,肛直肠连接部距耻骨联合下缘距离(ARJ-VD)小于手术组(P<0.05)。顺产组的膀胱膨出、子宫脱垂、阴道前壁脱垂发生率显著高于手术组(P<0.05)。静息状态及最大Valsava状态下,顺产组的肛提肌裂孔前后径、肛提肌裂孔左右径、肛提肌裂孔面积均大于手术组及对照组,手术组的肛提肌裂孔前后径、肛提肌裂孔左右径、肛提肌裂孔面积均大于对照组(P<0.05)。静息状态及最大Valsava状态下,顺产组的膀胱旋转角度、膀胱颈位移距离均大于手术组与对照组,手术组的膀胱颈角度、膀胱旋转角度以及膀胱颈位移距离大于对照组(P<0.05);最大Valsava状态下,顺产组的膀胱颈角度大于手术组与对照组(P<0.05)。结论经会阴四维盆底超声针对不同分娩方式产妇可准确评估其盆底结构与功能,可用于早期诊断盆底功能障碍情况,且经阴道顺产产妇的盆底功能障碍发生风险高于剖宫产产妇。

关键词：经会阴四维盆底超声阴道分娩剖宫产盆底结构盆底功能

含交替V型接枝侧链的牙刷形共聚物的合成及性能研究

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含交替V型接枝侧链的牙刷形共聚物的合成及性能研究