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含碳捕集电厂与氢能多元利用的综合能源系统低碳经济调度

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电力系统自动化 2024年第1期48卷 31-40页

作者：刘妍胡志坚陈锦鹏翁菖宏高明鑫刘盛辉武汉大学电气与自动化学院湖北省武汉市430072 国网漳州供电公司福建省漳州市363000 国网福州供电公司福建省福州市350009

随着中国“碳达峰·碳中和”战略的不断推进,综合能源系统的绿色低碳转型迫在眉睫。针对传统碳捕集电厂灵活性较差、风电并网难以消纳等问题,提出一种含碳捕集电厂与氢能多元利用的综合能源系统低碳经济调度模型。首先,引入储液罐对传... 详细信息

随着中国“碳达峰·碳中和”战略的不断推进,综合能源系统的绿色低碳转型迫在眉睫。针对传统碳捕集电厂灵活性较差、风电并网难以消纳等问题,提出一种含碳捕集电厂与氢能多元利用的综合能源系统低碳经济调度模型。首先,引入储液罐对传统碳捕集电厂进行改造,提高电厂应对风电波动的运行灵活性;其次,构建含两段式电转气、氢燃料电池、储氢罐和掺氢热电联产在内的氢能多元利用结构,以充分挖掘氢能利用与碳捕集电厂的协同运行潜力。在此基础上,引入阶梯碳交易机制,建立以碳交易、碳封存、燃煤及购气成本之和最小为优化目标的低碳经济调度模型。算例结果表明,文中模型能够有效提高系统的风电消纳水平和能源利用效率,具有显著的低碳经济效益。此外,碳交易基准价格的合理设定能够引导系统提高碳捕集水平。

关键词：碳捕集电厂氢能碳交易低碳经济调度综合能源系统

集成学习和动态融合算法在福建省短时强降水预报中的应用

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气象 2024年第1期50卷 48-58页

作者：陈锦鹏黄奕丹朱婧林辉程晶晶杨德南厦门市海峡气象开放重点实验室厦门361012 福建省灾害天气重点实验室福州350001 福建省漳州市气象局漳州363005 集美区气象局厦门361021

为了提高短时强降水预报准确性,在2019—2020年4—9月福建省逐时降水实况观测资料与中国气象局广东快速更新同化数值预报系统(CMA-GD)模式预报产品的基础上,应用LightGBM集成学习算法框架,建立以30 mm·h^(-1)为阈值的逐时降水预报模型... 详细信息

为了提高短时强降水预报准确性,在2019—2020年4—9月福建省逐时降水实况观测资料与中国气象局广东快速更新同化数值预报系统(CMA-GD)模式预报产品的基础上,应用LightGBM集成学习算法框架,建立以30 mm·h^(-1)为阈值的逐时降水预报模型。通过特征处理、自助聚合及超参数搜索等技术对模型进行优化,结合AUC、AUPR与传统分类指标,设计了包括业务模拟测试在内的多项试验,通过对比各建模方案验证了模型对于较长时效的短时强降水预报的适用性。结果表明:模式预报本身的命中率和空报率均较高,各建模方案具有不同程度的改善作用。自助聚合可以增强模型预测稳定性,轻微不平衡子训练集能降低模型预测空报率而取得更高的综合评分,在验证集中最佳TS评分可达17.5%;对分类信息增益贡献最大的特征变量为K指数,其次为500 hPa露点温度和时间参数特征;试验指标从优到劣依次为:随机交叉验证、小时划分的随机交叉验证、业务模拟测试,可见模型有效性主要来自相同或相邻时刻的样本信息;设计基于逻辑回归的异质模型动态融合方案以改善静态同质模型表现,各项指标均有小幅提升,在命中率接近50%时削减空报样本超过52万个。

关键词： LightGBM 短时强降水预报样本不平衡动态融合

基于改进YOLOv5模型的图像标志点特征智能提取方法

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激光杂志 2024年第2期45卷 101-106页

作者：张志鹏解斐斐陈锦鹏李萌健山东科技大学测绘与空间信息学院青岛266590

标志点被广泛应用于摄影测量和计算机视觉等领域,其中对影像标志点提取是后期进一步应用的关键步骤。因此,提出了基于改进YOLOv5模型的图像标志点特征智能提取方法,相比于传统算法具有更好的适应性和提取效率。首先,提出一种基于极限样... 详细信息

标志点被广泛应用于摄影测量和计算机视觉等领域,其中对影像标志点提取是后期进一步应用的关键步骤。因此,提出了基于改进YOLOv5模型的图像标志点特征智能提取方法,相比于传统算法具有更好的适应性和提取效率。首先,提出一种基于极限样本条件下的标志点样本库构建方法,能够快速、自动扩增标志点样本。然后根据标志点的小目标特点,对YOLOv5网络中空间和语义特征进行融合,并添加坐标注意力机制,提高了深度学习网络对标志点的特征提取能力。实验结果表明,本方法对标志点提取的正确率达到96%,平均对每幅图像的提取时间为0.073 s。该方法可为实际工程中标志点的智能提取提供新的思路和方法。

关键词：深度学习极限样本影像标志点智能提取 YOLOv5

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利用机器学习模拟湿物理参数化方案

气象学报 2024年第1期82卷 113-126页

作者：陈锦鹏冯业荣黄奕丹蔡乐天洪晓湘文秋实厦门市海峡气象开放重点实验室厦门361012 福建省灾害天气重点实验室福州350001 福建省漳州市气象局漳州363005 中国气象局广州热带海洋气象研究所/广东省区域数值天气预报重点实验室广州510641 粤港澳大湾区气象监测预警预报中心深圳518038

数值天气预报模式的湿物理参数化方案对降水预报有很大影响。常规湿物理参数化方案计算复杂、计算量大,且存在较大不确定性。文中采用4种机器学习算法即基于决策树的梯度提升算法(LightGBM)、全连接神经网络(FC)、卷积神经网络(CNN)和... 详细信息

数值天气预报模式的湿物理参数化方案对降水预报有很大影响。常规湿物理参数化方案计算复杂、计算量大,且存在较大不确定性。文中采用4种机器学习算法即基于决策树的梯度提升算法(LightGBM)、全连接神经网络(FC)、卷积神经网络(CNN)和卷积块注意力模块(CBAM)提取数值预报模式变量网格点周围的局部信息建模。针对一次中国南海台风过程开展湿物理参数化方案模拟试验,试验表明,4种机器学习模型均能较好地模拟湿物理参数化方案的温、湿效应,能够刻画台风对流活动产生的热源和水汽汇的螺旋结构。位温倾向在对流层中层误差较大,比湿倾向在对流层低层误差较大,随着预报时效延长模型的模拟能力有所降低。

关键词：机器学习湿物理参数化数值天气预报模式

“三个强化”推动党群服务中心走到党员群众心中

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北京支部生活 2024年第4期 62-63页

作者：陈锦鹏 1.大兴区委组织部 2.大兴区委两新工委大兴区委组织部大兴区委两新工委

党群服务中心是基层党建的重要依托，也是服务党员群众的主要阵地。大兴区委坚持和加强党的领导，聚焦政治功能、使用效能、服务功能，深入推进党群服务中心体系功能建设，为基层党建和基层治理提供了坚强阵地支撑。

关键词：

考虑阶梯式碳交易与灵活性资源的综合能源系统优化调度

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考虑阶梯式碳交易与灵活性资源的综合能源系统优化调度

作者：陈锦鹏武汉大学

学位级别：硕士

在清洁能源的大力开发以及国家提出“双碳”计划的大背景下,如何进一步提高分布式电源的渗透率,降低新能源发电对电网安全稳定运行的影响以及降低电力行业的碳排放水平,是目前电网面临的主要问题。综合能源系统(integrated energy syste... 详细信息

在清洁能源的大力开发以及国家提出“双碳”计划的大背景下,如何进一步提高分布式电源的渗透率,降低新能源发电对电网安全稳定运行的影响以及降低电力行业的碳排放水平,是目前电网面临的主要问题。综合能源系统(integrated energy system,IES)通过多种耦合设备将多种能源系统进行耦合,能够满足终端多元负荷的需求,为大规模新能源的接入以及电力行业的碳减排工作提供了新思路。本文首先研究了IES优化调度的基础环节,即IES的多元负荷短期预测。接着以多元负荷短期预测为基础,研究了考虑阶梯式碳交易与电制氢的IES优化调度以及考虑阶梯式碳交易与供需灵活双响应的IES优化调度。针对用户级IES的多元负荷存在随机性、波动性相对更强而难以准确预测的弊端,提出了一种基于二次模态分解组合深度双向长短期记忆(deep bidirectional long and short-term memory,DBiLSTM)神经网络和多元线性回归(multiple linear regression,MLR)的多元负荷预测模型。首先,提出了一种自适应噪声的完全集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition of adaptive noise,CEEMDAN)组合变分模态分解(variational modal decomposition,VMD)的二次模态分解法。运用CEEMDAN对原始多元负荷序列分别进行本征模态分解后运用近似熵对所有的分量进行平稳性量度,对分解得到的强非平稳分量运用VMD进行再次分解,最终得到一组更为平稳的序列分量以此降低预测难度。接着,对分解后的非平稳、平稳分量分别运用DBiLSTM神经网络、MLR进行预测,最后将所有预测结果进行重构得到最终的预测结果。通过实际算例分析可知,与其他模型相比,所提模型能够在提高预测精度的同时,大大降低预测的时间成本,具有多方面的效益。多能系统的联合运行方式能够避免投资冗余,进一步提高多能系统的运行灵活性、经济性与低碳性。以上述多元负荷短期预测为基础,建立了考虑阶梯式碳交易与电制氢的IES优化调度模型。首先,考虑IES参与到碳交易市场,引入了阶梯式碳交易机制严格约束IES的碳排放。接着,细化电转气(power to gas,P2G)设备的两阶段运行过程,引入电解槽、甲烷反应器、氢燃料电池替换传统的P2G,研究了中间氢能的高效利用。最后,以IES运行总成本最小为优化目标进行优化调度,采用分段线性化方法进行线性转化后运用CPLEX进行求解。仿真结果表明,阶梯式碳交易机制相较于传统的固定碳价机制对IES碳排放的约束力更强。细化考虑P2G的两阶段运行过程能够发挥氢能高能效的优势并减少能量的梯级损耗,同时也可以进一步降低IES的碳排放。IES内部包含众多潜在的灵活性资源,充分利用这些灵活性资源将有助于进一步实现IES运行的经济性与低碳性。在上述的研究即考虑阶梯式碳交易与电制氢的IES优化调度的基础上,进一步考虑这些潜在的灵活性资源,建立了考虑阶梯式碳交易与供需灵活双响应的IES优化调度模型。在该模型的基础上提出了一种供需灵活双响应机制,供应侧引入有机朗肯循环实现热电联产设备热、电输出的灵活响应,需求侧在考虑电、热、气负荷均具备时间维度上需求响应的同时,提出了3种负荷之间具备可替代性。接着,以运行总成本最小为优化目标进行算例仿真分析。结果表明,在阶梯式碳交易机制下,引入供需灵活双响应机制后,供、需两侧可以根据系统的调度指令,灵活地进行供、需协调,可以进一步减少系统的碳排放,优化系统运行的经济性。

关键词：综合能源系统多元负荷预测阶梯式碳交易需求响应优化调度

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微元回热室温磁制冷系统性能优化研究

微元回热室温磁制冷系统性能优化研究

作者：陈锦鹏华南理工大学

学位级别：硕士

磁制冷技术作为一种无污染、全球变暖潜能值(Global Warming Potential,GWP)为零且循环效率高的新型制冷技术,是目前替代传统蒸汽压缩制冷技术最具潜力的新型制冷技术之一。目前,应用于室温环境的磁制冷技术大多采用主动回热式(Active m... 详细信息

磁制冷技术作为一种无污染、全球变暖潜能值(Global Warming Potential,GWP)为零且循环效率高的新型制冷技术,是目前替代传统蒸汽压缩制冷技术最具潜力的新型制冷技术之一。目前,应用于室温环境的磁制冷技术大多采用主动回热式(Active magnetic regeneration,AMR)循环,这种循环方式存在磁热性工质轴向导热、回热损失大、运行频率低、系统管路复杂等缺陷。针对以上主动回热式磁制冷循环存在的不足,本文展开了全固态微元回热(Micro-unit regeneration,MUR)室温磁制冷系统性能优化研究。首先,本文从循环理论上对比分析了主动回热式循环与微元回热循环特性,对回热过程的传热路径和强化换热方式进行分析。对微元回热磁制冷循环微元格内部导热、微元格间导热以及微元格与换热器的导热进行了优化分析并提出强化换热方案,即磁热性材料内部添加高导热系数材料,提高微元格内部导热效率;微元格间导热过程采用高导热系数器件作为传热介质,减少微元格间传热热阻;冷热端换热器采用微通道换热器及热管以提高换热效率。在无格内强化换热和格间强化换热的工况下,即磁热性工质为纯钆,格间导热介质为铜片的工况下,系统取得最大冷热端温跨仅有0.5°C,表明不采用强化换热方案,微元回热循环无法有效进行。微元格内部热阻和格间热阻是影响循环效率的瓶颈,在此基础上对微元格间的回热效率进行分析。纯钆结构下,微元格间回热效率为9.4%。在微元格内部添加高导热系数材料铜,微元格间回热效率提升至17.2%。以帕尔贴元件作为传热介质,微元格间回热效率可提升至47.2%。在微元格内部采用强化传热结构,帕尔贴元件作为传热介质,热端换热器采用铜片进行风冷换热工况下,系统最大温跨提高到5.58°C。由于帕尔贴的使用所产生的大量焦耳热,此时系统存在“过度回热”现象,冷端温降幅度较小,系统温跨主要由热端温升构成。此后系统热端采用微通道换热器进行水冷散热,在帕尔贴输入电压为1V,格间传热时间为20s的工况下取得1.84°C的冷热端温跨,此时系统温跨完全由冷端温降构成,与磁热性工质去磁温变(1°C)相比,增大了84%。为了进一步提高系统热端散热能力,在热端微通道换热器表面布置不同长度的扁平热管,以延长微元格散热时间。在热端散热格数为2格,帕尔贴输入电压为1V,格间传热时间为25s的工况下,取得冷热端温跨为2°C,是磁热性工质去磁温变的2倍。最后,对现有室温磁制冷系统的局限性进行分析,从磁场以及系统内部传热的角度进行优化设计。采用磁场强度高(1.9T)且磁场强度分布均匀的C型磁体作为磁热效应场源,以平板热管作为微元格间的传热介质进行微元格间传热设计。以仿真的形式对优化设计后的新型磁制冷系统进行性能分析,从微元格间传热的角度对仿真模型进行了简化及合理性验证。对仿真结果进行分析,环境温度在磁热性材料绝热温变曲线的半峰宽范围内且高于居里温度时,系统可取得更好的制冷性能。当回热器内微元格数量为16格,在环境温度为36°C,格间传热时间为50s的工况下,可获得16.78°C的冷热端温跨。回热器内微元格数量为32格,在环境温度为36°C,格间传热时间为50s的工况下,可获得25.7°C的冷热端温跨。

关键词：室温磁制冷微元回热强化换热优化设计

人力资本异质性与高新技术企业创新绩效——基于创新行为的非线性检验

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山西财经大学学报 2023年第4期45卷 112-126页

作者：沈亚男陈锦鹏哈尔滨商业大学经济学院黑龙江哈尔滨150028 哈尔滨理工大学经济与管理学院黑龙江哈尔滨150080 河南财经政法大学统计与大数据学院河南郑州450046

以黑龙江省高新技术企业调查问卷为研究样本,对决策层、核心层及基础层人力资本异质性与企业创新绩效关系的中介和调节效应进行非线性检验。研究发现,决策层人力资本异质性与企业创新绩效之间存在非线性倒“U”型关系。核心层和基础层... 详细信息

以黑龙江省高新技术企业调查问卷为研究样本,对决策层、核心层及基础层人力资本异质性与企业创新绩效关系的中介和调节效应进行非线性检验。研究发现,决策层人力资本异质性与企业创新绩效之间存在非线性倒“U”型关系。核心层和基础层人力资本异质性对企业创新绩效具有显著的正向线性影响。内部支撑行为、核心管理效能提升行为和知识创造行为在人力资本异质性与企业创新绩效关系中起显著的非线性中介作用,进一步考虑跨层级内部支撑行为的调节作用发现,决策层给予低层创新行为的支撑作用在提升企业创新绩效中发挥重要作用。

关键词：高新技术企业创新绩效人力资本异质性创新行为内部环境与外部关系

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空气源热泵冷岛效应形成机理及实验验证

太阳能学报 2022年第10期43卷 7-14页

作者：郭郑道许强强陈锦鹏巫江虹华南理工大学机械与汽车工程学院广州510641

采用流体仿真与实地测试相结合的方法研究空气源热泵冷岛效应的形成机理和影响因素。长春机组实地测试和仿真结果均表明,在有周围建筑物和环境风为4.92 m/s时,机组排风会影响机组下游空气温度和下游回风温度,使平均回风温度下降0.15~0.1... 详细信息

采用流体仿真与实地测试相结合的方法研究空气源热泵冷岛效应的形成机理和影响因素。长春机组实地测试和仿真结果均表明,在有周围建筑物和环境风为4.92 m/s时,机组排风会影响机组下游空气温度和下游回风温度,使平均回风温度下降0.15~0.18 K。室外机换热量、风机风量、机组堆积、环境风和周边建筑形状是影响空气源热泵冷岛效应的重要因素,冷岛效应回流率和机组换热量成正相关,和风机风量成负相关;在无环境风和周边无建筑物的情况下,空气源热泵的冷风沿地面扩散到环境中。在无环境风工况下,单机组在换热量为52.8 kW,风量为3.4 kg/s时,回流开始时间为38 s,最终回流率为28%,最终回风温度和环境温度的温差为6.08 K。

关键词：空气源热泵数值模拟环境温度冷岛效应实地测试