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基于自注意力机制的短期光伏发电功率预测

基于自注意力机制的短期光伏发电功率预测

作者：郝富冲重庆理工大学

学位级别：硕士

在人类社会的发展进程中,随着能源需求的持续增长,可再生能源特别是太阳能,因其可持续性、无污染和广泛适用性等特点,展现出巨大的发展潜力。光伏发电技术通过光伏系统将太阳能转换为电能,实现了清洁、无污染的能源转换。然而,光伏发电... 详细信息

在人类社会的发展进程中,随着能源需求的持续增长,可再生能源特别是太阳能,因其可持续性、无污染和广泛适用性等特点,展现出巨大的发展潜力。光伏发电技术通过光伏系统将太阳能转换为电能,实现了清洁、无污染的能源转换。然而,光伏发电固有的间歇性和波动性特性,给电网调度和光伏并网等领域带来了挑战。因此,精确的光伏发电功率预测技术对于提升能源利用效率、推动能源领域和经济社会的可持续发展具有重要意义。随着大数据与人工智能技术的快速发展,机器学习算法近年来已成为光伏发电功率预测领域的主流方法。然而,一些经典的机器学习模型及深度学习模型,如支持向量机（SVM）、卷积神经网络（CNN）及长短期记忆神经网络（LSTM）,由于存在梯度爆炸、难以捕捉长期依赖性以及趋势信息提取不足等问题,导致预测精度受限。因此,本文引入基于自注意力机制的Informer模型作为基础模型进行光伏发电功率预测研究,并对其进行优化。Informer模型作为Transformer模型的变种,其在捕获长时间序列数据依赖性、提取数据深层特征信息等方面表现出色,具有较高的预测精度。首先,为了获得高质量的训练数据,本论文构造了一种新型数据平滑算法——时序卷积自编码器（TCN-AE）处理光伏数据。然后,使用对数稀疏自注意力机制（LogSparse Self-attention）替换Informer模型中的概率稀疏自注意力机制（Pro Sparse Self-attention）优化模型,以期改善训练效率和预测精度。综上所述,本论文提出一种新型数据平滑技术,改进Informer模型,构建了TCN-AE-LogSparse-informer深度学习模型,对光伏发电功率预测进行了系统研究。本论文的主要内容和结果概述如下:（1）数据预处理方面,本论文通过数据预处理技术消除数据集中的异常值和缺失值;随后利用皮尔逊相关性分析筛选出与发电功率高度相关的特征数据,以避免低相关性特征数据对预测精度造成的不利影响。（2）模型构建方面,本论文使用Informer模型进行预测,实验结果显示,Informer模型的预测精度全面超越传统预测模型,其中RMSE、MAE和R分别达到0.2535、0.1438及0.9876。进一步地,本论文按照不同季节类型进行分类预测,所提模型在大部分情况下Informer模型同样表现卓越,这些结果表明基于自注意力机制的Informer模型在光伏预测领域的具有强大竞争力。（3）模型优化方面,本论文提出了新型数据平滑算法TCN-AE。通过对光伏发电数据的深入分析,本文采用TCN-AE数据平滑方法处理数据,以获得高质量的数据集,并建立了TCN-AE-Informer预测模型。与传统数据处理方法（如指数平滑、局部加权回归平滑等）相比,使用TCN-AE算法进行平滑的数据在全年及不同季节预测中均展现出最高的精度。其中,全年预测的MAE、RMSE和R分别达到了0.0894、0.2372及0.9903。此外,本论文使用两个不同站点的数据集在多个预测模型上进行预测,结果表明TCN-AE-Informer模型具有良好的泛化性能。（4）模型创新方面,本论文改进Informer,进一步提出了TCN-AE-LogSparse-Informer光伏发电功率预测模型。本论文通过对Informer模型的深入研究后,采用LogSparse Self-attention替代传统Informer模型中的Prob Sparse Self-attention,从而构建了TCN-AE-LogSparse-Informer模型,使得模型时间复杂度从（log）降低到（log）。预测结果表明,所提模型相较于传统Informer模型在训练效率上提升了52.26%。此外,本论文通过K-means聚类算法按照不同天气类型对数据集进行分类,实验结果表明所提模型在复杂天气状况下具备更高的预测精度。综上所述,本论文构建了TCN-AE数据平滑方法进行数据处理,并对Informer模型进行了改进,最终提出了TCN-AE-LogSparse-Informer预测模型用于短期光伏发电功率预测。研究结果表明,所提模型具有较高的预测精度和训练效率,对于光伏并网、电力系统调度及电网稳定运行具有重要的促进作用。

关键词：自注意力机制数据平滑 Informer 光伏发电功率预测对数稀疏自注意力机制

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大气氧化能力量化研究

大气科学 2024年第1期48卷 34-50页

作者：王跃思刘子锐胡波王润玉中国科学院大气物理研究所北京100029 中国科学院大学北京100049

大气氧化能力(AOC)通常是指大气通过氧化过程去除大气中微量气体成分的速率总和。在对流层和近地层大气中,AOC主要表观为对污染气体的清除能力或净化能力,亦称大气氧化性。AOC是地球大气自洁净的核心能力,但一直缺乏对其内涵的深入认知... 详细信息

大气氧化能力(AOC)通常是指大气通过氧化过程去除大气中微量气体成分的速率总和。在对流层和近地层大气中,AOC主要表观为对污染气体的清除能力或净化能力,亦称大气氧化性。AOC是地球大气自洁净的核心能力,但一直缺乏对其内涵的深入认知和对其指标的量化描述。本文作者通过承担国家重点研发计划“区域大气氧化能力与空气质量的定量关系及调控原理”研究等项目,从大气化学基本理论入手,对AOC开展了系列研究,并在其量化表达方面取得了突破性进展。本文将围绕“大气氧化能力量化研究”这一科学问题,对这些进展进行简要的描述。首先在深入认知AOC内涵的基础上,分别从大气化学的热力学和动力学基本原理出发,构建了大气氧化能力表观指数(AOIe)和潜势指数(AOIp),并通过二者归一化指数日变化闭合研究,发现了非均相化学过程对AOC的贡献不容忽视。随着PM2.5污染的加重,无论夏季还是冬季,AOIe亦随之增加,但在冬季AOIp则出现了相反的情景,表现出AOIp的变化受气象条件的影响更大。AOC闭合研究思路用于大气OH自由基的储库分子HONO“未知源”研究,发现了北京大气HONO的重要非均相来源,阐释了MCM(Master Chemical Mechanism)机制对冬季AOC低估的重要原因。AOIp用于预测我国大气臭氧污染潜势格局,发现臭氧光化学生成表观潜势(AOIp_O_(3))与NO_(2)的光解系数[J(NO_(2))]直接相关,全国J(NO_(2))的年均值为4.39×10^(-3)s^(-1),高值区主要分布在四川、贵州、重庆和湖南等地。与其他化学反应氧化性指数对比,AOIe与AOIp组合指数更具准确性、普适性和实用性,可评价已发生的污染过程AOC的变化,亦可预测城市或区域重污染发生的可能性及其变化和格局。

关键词：大气氧化能力表观指数(AOIe) 大气氧化能力潜势指数(AOIp) 闭合 HONO 光化辐射

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两类分数阶薛定谔系统基态解存在性研究

两类分数阶薛定谔系统基态解存在性研究

作者：戚傅冲曲阜师范大学

学位级别：硕士

本文研究两类分数阶薛定谔系统基态解的存在性问题.第一类考虑如下具有Hardy位势的分数阶薛定谔系统：其中,a∈(0,1),z=(u，υ):RΝ→R2,N≥3,μ∈R为正参数.在对μ和f适当的假设下,利用变分方法,首先证明该系统基态解的存在性和收敛性... 详细信息

本文研究两类分数阶薛定谔系统基态解的存在性问题.第一类考虑如下具有Hardy位势的分数阶薛定谔系统：其中,a∈(0,1),z=(u，υ):RΝ→R2,N≥3,μ∈R为正参数.在对μ和f适当的假设下,利用变分方法,首先证明该系统基态解的存在性和收敛性.其次,证明该系统基态解能量的单调性和收敛性.最后,研究μ→0时基态解的渐进行为.第二类研究如下具有非常规位势的分数阶薛定谔-泊松系统:其中3 更多还原 AbstractFilter('ChDivSummary', 'ChDivSummaryMore', 'ChDivSummaryReset');

关键词：分数阶薛定谔系统分数阶薛定谔-泊松系统基态解 Hardy位势变分法

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基于深度学习的人脸口罩检测与识别研究

基于深度学习的人脸口罩检测与识别研究

作者：段必冲吉林化工学院

学位级别：硕士

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数据安全刑法保护的立法完善研究

数据安全刑法保护的立法完善研究

作者：曹树冲中国人民公安大学

学位级别：硕士

基于跨度筛选和原型信息整合的嵌套命名实体识别研究

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基于跨度筛选和原型信息整合的嵌套命名实体识别研究

作者：穆霁冲吉林大学

学位级别：硕士

命名实体识别(Named Entity Recognition,NER)是自然语言处理中一项基础任务,旨在定位文本中的实体(如人名、地点、组织机构等),并将其划分为预定义的实体类别。若文本中一个实体包含在另一个实体里,例如实体“长江大桥”中包含实体“... 详细信息

命名实体识别(Named Entity Recognition,NER)是自然语言处理中一项基础任务,旨在定位文本中的实体(如人名、地点、组织机构等),并将其划分为预定义的实体类别。若文本中一个实体包含在另一个实体里,例如实体“长江大桥”中包含实体“长江”,这种情况称为嵌套实体。识别文本中的嵌套实体相较于普通的命名实体识别能够捕捉复杂的实体结构,使得实体的识别结果更加丰富,更具有挑战性,因此受到了广泛关注。近年来,解决嵌套命名实体识别的主流方法是基于跨度的方法,这类方法将嵌套命名实体识别问题转化为了跨度分类问题,因此其能够检测到不同子序列中的嵌套实体,可以有效地处理文本中的嵌套结构。虽然基于跨度的方法近几年来已经取得了较好的表现,但其仍然存在一些问题,主要可以分为以下两个方面:一方面是基于跨度的方法需要枚举所有可能文本跨度作为分类样本,这样会产生大量的非实体跨度,影响分类效果;另一方面是当输入的文本跨度之间重合度较高时,会混淆模型的判断,导致分类错误。针对以上问题,本文设计了基于跨度筛选和原型信息整合的嵌套命名实体识别模型SFPIF(Nested Named Entity Recognition Based on Span Filtering and Prototype Information Fusing)。本文的主要工作如下:(1)为了缓解基于跨度的方法中大量负样本(上述非实体样本)干扰模型分类效果的问题,SFPIF主要开展了两个工作:第一,通过对跨度先执行一次分类操作,进行跨度的初步筛选,剔除低质量跨度(实体可能性较低的跨度),保留高质量跨度(实体可能性较高的跨度),筛选后可以减少模型对无关跨度的关注。第二,SFPIF加入了Focal Loss,通过调节正、负样本在整体损失函数中的所占权重来提高模型对少数类别样本的识别能力。这可以有效地缓解正、负样本不平衡现象,从而提高模型的整体分类性能。(2)为了缓解跨度之间重合度较高时可能影响模型分类性能的问题,SFPIF主要使用了原型学习和对比学习来解决。首先,SFPIF为每个实体类别初始化一个原型,这个原型代表了当前类别的平均特征。之后,SFPIF将待分类的跨度和初始化好的原型作为节点,并将节点输入到图注意力网络中,使得跨度表示能够自动从不同实体类别的原型中学习,将原型信息整合到跨度表示中。另外,在节点更新过程中,SFPIF还引入对比学习,这使得相同类别的实体表示距离更相近,不同类别实体之间表示距离更远,增强不同类别之间的区分度,进而提高模型分类的性能。(3)本文所提出的模型SFPIF在嵌套命名实体识别任务常用的三个数据集GENIA、ACE 2005、ACE 2004上进行了对比和分析,结果表明,SFPIF优于对比模型。此外,本文还进行了敏感性分析,如图注意力网络层数、多头注意力头数、Focal Loss参数、对比学习温度系数等影响因素。同时本文还设计了消融实验来验证了SFPIF模型每个模块的有效性。

关键词：嵌套命名实体识别深度学习图注意力网络对比学习

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中学生物理习题解决能力培养探索

中学生物理习题解决能力培养探索

作者：者冲良云南师范大学

学位级别：硕士

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常温拌和型同步施工薄层混合料路用性能研究

公路 2024年第4期69卷 292-299页

作者：王跃山张建平贾非中国公路工程咨询集团有限公司北京市100097 公路建设与养护技术、材料及装备交通运输行业研发中心北京市100097 中交集团公路路面养护技术研发中心北京市100097 内蒙古自治区乌兰察布市公路管理局乌兰察布市012000

为了有效降低热拌沥青混合料生产铺筑过程中产生的能源消耗和环境污染,研发出常温沥青改性材料并将其应用到同步薄层罩面场合。采用研发出的常温改性剂与基质沥青进行很好地配比相容,采用修正的马歇尔配合比设计方法对级配设计、拌和温... 详细信息

为了有效降低热拌沥青混合料生产铺筑过程中产生的能源消耗和环境污染,研发出常温沥青改性材料并将其应用到同步薄层罩面场合。采用研发出的常温改性剂与基质沥青进行很好地配比相容,采用修正的马歇尔配合比设计方法对级配设计、拌和温度对常温沥青混合料配合比设计的影响进行了分析。结合高低温试验、层间黏结试验方法对常温沥青同步薄层罩面路用性能进行了系统性分析。结果显示,常温改性沥青能够降低各施工环节温度30℃~50℃左右,稀释剂完全挥发后的常温改性沥青性能与SBS改性沥青相当;常温改性剂的加入使常温沥青混合料更易击实,但在一定程度上劣化了混合料的高温性能,但优化了其低温性能,常温改性沥青混合料的高温、低温、抗水损、层间黏结性能等依然满足热拌沥青同步薄层罩面的技术要求。

关键词：道路工程薄层罩面路用材料常温改性剂路用性能

政策执行何以成功?——基于“注意力—观念—时机”框架的解释

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经济社会体制比较 2024年第5期 135-145页

作者：徐国冲夏瑜陆育华厦门大学公共事务学院厦门大学政府绩效管理研究中心清华大学公共管理学院

近年来，政策执行的理论研究陷入瓶颈，以豪利特为代表的学者提出将政策过程理论引入政策执行研究的倡议。文章回应该倡议，摒弃了以往将政策过程框架的概念要素简单套用至政策执行的方式，从集体行动的视域与其他政策过程框架的相通线... 详细信息

近年来，政策执行的理论研究陷入瓶颈，以豪利特为代表的学者提出将政策过程理论引入政策执行研究的倡议。文章回应该倡议，摒弃了以往将政策过程框架的概念要素简单套用至政策执行的方式，从集体行动的视域与其他政策过程框架的相通线索入手，提出适用于政策执行的“注意力—观念—时机”融合性框架，并结合X市学校体育设施对外开放政策执行的案例经验进行分析，由此缓和“理论隔绝”与“名不副实”问题，将政策过程理论贯通至政策执行，为政策执行研究提供一种新的理论叙事。“注意力—观念—时机”框架通过集体行动将政策执行与其他政策阶段串联，“化学融合”政策过程的三大主流框架并赋予要素在政策执行情境下新的内涵，捕捉了政策执行的主要特征与动态变化。

关键词：政策执行政策过程多源流框架间断—平衡框架倡导联盟框架