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基于隐马尔可夫模型的非侵入式负荷监测泛化性能改进

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控制理论与应用 2022年第4期39卷 691-700页

作者：苏晓余涛徐伟枫蓝超凡史守圆华南理工大学电力学院广东广州510640

隐马尔可夫模型(HMM)是非侵入式负荷监测常用的算法.由于电压波动与负荷自身电气特性变化等原因,负荷的测量状态如功率可能持续变化,运行过程中出现新的状态转移,但当前基于HMM的非侵入式负荷监测方法并未考虑如何处理该情况,缺乏状态... 详细信息

隐马尔可夫模型(HMM)是非侵入式负荷监测常用的算法.由于电压波动与负荷自身电气特性变化等原因,负荷的测量状态如功率可能持续变化,运行过程中出现新的状态转移,但当前基于HMM的非侵入式负荷监测方法并未考虑如何处理该情况,缺乏状态辨识与功率分解的泛化能力.针对这一问题,本文提出并构建二元参数隐马尔科夫模型(BPHMM),结合DBSCAN聚类算法,基于有功功率和稳态电流对负荷状态进行聚类,降低了因电压波动和噪声数据对负荷状态聚类结果造成干扰的可能性;改进维特比算法使其考虑到HMM模型参数更新以实现对负荷状态预测泛化性能的改进;考虑到功率的随机波动性,基于极大似然估计原理构建功率计算优化模型并实现负荷的功率分解.本文采用公共数据集AMPds2对所述方法进行验证,测试算例验证了所述方法的有效性.

关键词：非侵入式负荷监测隐马尔可夫模型泛化性能极大似然估计

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计及电器状态关联规则的非侵入式负荷分解

电力自动化设备 2020年第4期40卷 197-203页

作者：徐伟枫华锦修余涛刘前进蓝超凡华南理工大学电力学院广东广州510641

非侵入式负荷监测与分解(NILMD)是获取电器用电信息的关键技术,针对当前NILMD缺乏考虑不同电器关联运行的用电模式和电器状态的强波动性以致分解精度低的问题,提出一种计及电器状态关联规则的新型负荷分解方法。通过仿射传播聚类提取电... 详细信息

非侵入式负荷监测与分解(NILMD)是获取电器用电信息的关键技术,针对当前NILMD缺乏考虑不同电器关联运行的用电模式和电器状态的强波动性以致分解精度低的问题,提出一种计及电器状态关联规则的新型负荷分解方法。通过仿射传播聚类提取电器的运行状态,基于互信息熵,运用关联规则算法挖掘电器状态的关联性;调整含关联规则的样本权值并结合k近邻算法实现状态辨识;利用极大似然估计完成负荷功率分解。测试算例验证了所提方法的有效性和准确性。

关键词：非侵入式负荷监测仿射传播互信息熵关联规则 k近邻极大似然估计

新型电力系统专用传感与边缘智能关键技术及其展望

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高电压技术 2024年第8期50卷 3324-3338页

作者：余涛梁敏航罗庆全蓝超凡王艺澎潘振宁华南理工大学电力学院广州510641

电力物联网在电力系统的实时传感、透明感知与全局调控中发挥着重要作用。随着新型电力系统的不断演化,传统的设备传感与静态独立的智能系统难以应对多样化业务需求激增、多元化数据爆发式增长、传感器通信可靠性差与能效低下和算法模... 详细信息

电力物联网在电力系统的实时传感、透明感知与全局调控中发挥着重要作用。随着新型电力系统的不断演化,传统的设备传感与静态独立的智能系统难以应对多样化业务需求激增、多元化数据爆发式增长、传感器通信可靠性差与能效低下和算法模型迭代成本高等难题。因此,高度多元集成、绿色持续可靠、云边端深度协同的新型电力系统专用传感与边缘智能有望成为新范式。该文首先以新型电力系统专用传感与边缘智能的基本内涵为基础,构建了专用传感与边缘智能融合贯通的体系架构。然后重点阐述了国产化高频新型传感技术、绿色供能的高性能嵌入式芯片技术、高可靠性灵活组网技术、轻量化模型推理技术、云边协同资源共享技术和在线学习持续迭代技术。并进一步展望了专用传感与边缘智能在数据治理、隐私保护、软件定义硬件、业务-算力微服务、多层分布式泛在智能和电力大模型等发展方向,以期为新型电力系统建设提供参考。

关键词：新型电力系统电力物联网专用传感边缘智能云边协同

基于多尺度特征融合的负荷辨识及其可解释交互增强方法

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电力系统自动化 2024年第2期48卷 105-117页

作者：刘熙鹏罗庆全余涛蓝超凡蔡清淮吴毓峰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

负荷辨识技术可快速辨识电器类型,在家庭能量管理、危险用电预警、响应潜力评估等方面具有重要作用。针对现有负荷辨识方法多关注负荷长期或短期单尺度特征,导致特征表征能力不足而使模型识别精度和泛化性能受限的问题,提出一种基于多... 详细信息

负荷辨识技术可快速辨识电器类型,在家庭能量管理、危险用电预警、响应潜力评估等方面具有重要作用。针对现有负荷辨识方法多关注负荷长期或短期单尺度特征,导致特征表征能力不足而使模型识别精度和泛化性能受限的问题,提出一种基于多尺度特征融合的负荷辨识及其可解释交互增强方法。首先,从负荷采样数据中提取高频尺度的短期特征和中、低频尺度的长期特征,构建双塔结构的深层特征提取网络以利用网络的不同分支高效率挖掘各尺度深层特征。其次,设计自注意力与交叉注意力相结合的特征融合网络以实现负荷长、短期特征融合,提高模型的特征利用程度。然后,采用度量学习的训练方法,拉近同类型样本的特征距离,提升特征融合的效率和效果。最后,利用基于梯度的可解释分析方法量化特征的重要性,实现自适应的特征增强与结合专家交互的模型调优。实验结果说明所提模型识别精度与泛化能力均优于现有模型,且可解释分析验证了其有效性源于多尺度特征的充分利用。

关键词：负荷辨识多尺度特征特征融合度量学习可解释分析

基于庞加莱映射与多元特征融合构图的轻量化负荷识别方法

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电网技术 2024年第11期48卷 4710-4719,I0068-I0074,I0067页

作者：梁志泓罗庆全余涛霍富铭蓝超凡梁敏航潘振宁华南理工大学电力学院广东省广州市510640

随着新型电力系统对需求侧资源调控要求的提高,负荷识别作为负荷精细化管理的关键技术愈发受到重视。而现有方法仍可进一步丰富负荷电气量周期性表征角度、提升多元特征融合能力以提高模型性能,降低识别模型复杂度以增强实用性。因此,... 详细信息

随着新型电力系统对需求侧资源调控要求的提高,负荷识别作为负荷精细化管理的关键技术愈发受到重视。而现有方法仍可进一步丰富负荷电气量周期性表征角度、提升多元特征融合能力以提高模型性能,降低识别模型复杂度以增强实用性。因此,提出了一种基于庞加莱映射与多元特征融合构图的轻量化负荷识别方法。首先,采用庞加莱映射在相空间角度表征负荷运行的周期轨迹特征,构建原始电流、无功电流的U-I轨迹以刻画多维动态特性,更基于二进制编码嵌入多种电气专家特征,融合生成强区分性的彩色特征图像。再构建特征学习能力强且轻量化的MobileOne负荷识别模型,通过重参数化策略进一步降低模型计算复杂度并缩短推理时延以大幅提高边缘部署的可用性。在公开数据集PLAID和WHITED中进行实验,所提方法的准确率与宏F_1分数均高于现有方法,且相比现有基于图像化特征的负荷识别模型,至多可减少99.23%的参数量、98.27%的浮点数运算和89.15%的推理时延。

关键词：负荷识别庞加莱映射 U-I轨迹轻量化模型重参数化

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基于用电模式和字典学习的电器负荷分解方法

电测与仪表 2023年第6期60卷 96-102页

作者：谈竹奎徐伟枫刘斌胡厚鹏蓝超凡丁超贵州电网有限责任公司电力科学研究院贵阳550002 苏州华天国科电力科技有限公司江苏苏州215000

负荷分解是获取电器用电细节、分析用户用电行为的重要手段,有利于加强智能电网的需求侧管理。针对当前非侵入式负荷分解研究缺乏考虑电器用电模式、模型迁移能力弱的问题,提出一种基于用电模式和字典学习的电器负荷分解方法。通过聚类... 详细信息

负荷分解是获取电器用电细节、分析用户用电行为的重要手段,有利于加强智能电网的需求侧管理。针对当前非侵入式负荷分解研究缺乏考虑电器用电模式、模型迁移能力弱的问题,提出一种基于用电模式和字典学习的电器负荷分解方法。通过聚类提取电器的典型用电模式,根据待测住宅内电器所含用电模式,执行字典学习算法训练各电器的模式字典,再利用模式字典对总负荷进行稀疏表示以实现负荷分解,测试数据集上的分解结果验证了所提方法的准确性以及在住宅迁移上的性能。

关键词：非侵入式负荷分解用电模式字典学习稀疏表示

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能源互联网接入设备关键技术探讨

电力系统保护与控制 2019年第14期47卷 140-152页

作者：谈竹奎程乐峰史守圆王文睿徐伟枫华锦修蓝超凡余涛贵州电网有限责任公司电力科学研究院贵州贵阳550002 华南理工大学电力学院广东广州510641

作为能源系统与信息系统信息-物理深度融合的庞大网络,能源互联网“开放共享”的特征对用户侧能源的接入、控制和传输提出了挑战。针对能源互联网背景下用户侧综合能源管理问题,首先提出了能源互联网接入设备的概念,指明了其区别于能源... 详细信息

作为能源系统与信息系统信息-物理深度融合的庞大网络,能源互联网“开放共享”的特征对用户侧能源的接入、控制和传输提出了挑战。针对能源互联网背景下用户侧综合能源管理问题,首先提出了能源互联网接入设备的概念,指明了其区别于能源路由器的特征,并从规划调度、运行管理和能源服务 3 个维度详细介绍了能源互联网接入设备的应用领域。然后,重点介绍了设备特征识别、需求响应、区块链、大数据、综合能源管理和电力市场等 6 项关键技术,并深入阐述了能源互联网接入设备与这些关键技术的紧密联系。最后,简要介绍了能源互联网接入设备的实施方案和未来挑战,以期为未来能源互联网下用户设备高效便捷入网提供一些借鉴和参考。

关键词：能源互联网能源互联网接入设备信息-物理融合系统综合能源管理用户侧需求响应

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基于扩散模型微调的局部定制图像编辑算法

计算机应用研究 2025年

作者：杜佳俊兰红王超凡江西理工大学信息工程学院中山大学附属第三医院内分泌与代谢病学科广东省糖尿病防治重点实验室

针对现有的基于扩散模型的图像编辑方法存在无法灵活控制图像编辑区域以及生成个性化内容等问题，提出一种基于扩散模型微调的局部定制图像编辑算法。该方法借助稳定扩散模型作为基础框架，首先模型从给定的一组图像和词嵌入中学习概念... 详细信息

针对现有的基于扩散模型的图像编辑方法存在无法灵活控制图像编辑区域以及生成个性化内容等问题，提出一种基于扩散模型微调的局部定制图像编辑算法。该方法借助稳定扩散模型作为基础框架，首先模型从给定的一组图像和词嵌入中学习概念嵌入，并且为了提高模型的训练效率并且解决由少量数据训练而产生的过拟合问题，在微调过程中通过分析训练过程中各层参数变化的程度降低训练参数数量。然后在联合分割模型进行局部选择步骤得到掩码特征，进一步精确识别编辑区域边界，从而保护了非编辑区域内容。最后将参考图像、掩码特征和与定制概念绑定相关的条件文本描述共同输入微调模型中，使其在编辑区域精确生成定制内容，增加了在编辑区域生成用户定制内容的灵活性。在Dream Bench数据集上的实验结果显示，相较于其他先进方法最好的实验结果，该方法在CLIP-T、MS-SSIM评价指标上分别提高了12.2%、13.9%，表明该方法在文本对齐和结构一致性等方面均优于其他的主流方法，为用户提供了更加准确的个性化概念图像编辑方法。

关键词：图像编辑扩散模型模型微调局部定制

准噶尔盆地东南缘井井子沟组物源分析及构造-沉积学意义

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现代地质 2025年

作者：魏超凡张志杰万力成大伟李顺利孙洪伟中国地质大学(北京)能源学院中国石油勘探开发研究院

准噶尔盆地东南缘下二叠统井井子沟组作为重要的油气储层，其沉积特征和复杂的物源体系一直是该地区研究的重点与难点。本文以准噶尔盆地东南缘四工河、井井子沟、红雁池剖面及艾维尔沟剖面出露的井井子沟组为研究对象，野外露头剖面的... 详细信息

准噶尔盆地东南缘下二叠统井井子沟组作为重要的油气储层，其沉积特征和复杂的物源体系一直是该地区研究的重点与难点。本文以准噶尔盆地东南缘四工河、井井子沟、红雁池剖面及艾维尔沟剖面出露的井井子沟组为研究对象，野外露头剖面的精细描述、沉积相解释，综合运用重矿物组合、ZTR指数、重矿物Q型聚类分析、锆石U-Pb年代学数据等物源示踪技术，对研究区井井子沟组物源体系和沉积特征展开研究。结果表明：准噶尔盆地博格达峰以东地区井井子沟组沉积时期以东博格达山为主要物源，以北三台凸起为次要物源，在低幅度宽缓的古地貌背景下发育远源辫状河缓坡沉积；博格达峰地区存在局部凸起，为主要物源，发育近源辫状河沉积及浊流沉积；艾维尔沟剖面以依林黑比尔根山为主要物源，在构造抬升影响下发育近源扇三角洲。通过将物源体系与沉积体系研究相结合，明确了准噶尔盆地东南缘井井子沟组存在东西双向物源体系特征，细化了该地区沉积展布规律，探讨了构造演化与沉积相关性之间的联系，为该地区油气勘探提供理论依据。

关键词：准噶尔盆地东南缘井井子沟组物源分析沉积特征沉积相