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Short-term Photovoltaic Power Forecasting Using SOM-based Regional Modelling Methods

Chinese Journal of Electrical Engineering 2023年第1期9卷 158-176页

作者： Jun Li qibo liu School of Automation and Electrical Engineering Lanzhou Jiaotong UniversityLanzhou 730070China

The inherent intermittency and uncertainty of photovoltaic(PV)power generation impede the development of grid-connected PV *** forecasting PV output power is an effective way to address this problem.A hybrid forecasting model that combines the clustering of a trained self-organizing map(SOM)network and an optimized kernel extreme learning machine(KELM)method to improve the accuracy of short-term PV power generation forecasting are ***,pure SOM is employed to complete the initial partitions of the training dataset;then the fuzzy c-means(FCM)algorithm is used to cluster the trained SOM network and the Davies-Bouldin index(DBI)is utilized to determine the optimal size of clusters,***,in each data partition,the clusters are combined with the KELM method optimized by differential evolution algorithm to establish a regional KELM model or combined with multiple linear regression(MR)using least squares to complete coefficient evaluation to establish a regional MR *** proposed models are applied to one-hour-ahead PV power forecasting instances in three different solar power plants provided by *** with other single global models,the root mean square errors(RMSEs)of the proposed regional KELM model are reduced by 52.06%in plant 1,54.56%in plant 2,and 51.43%in plant 3 on *** results demonstrate that the forecasting accuracy has been significantly improved using the proposed *** addition,the comparisons between the proposed and existing state-of-the-art forecasting methods presented have demonstrated the superiority of the proposed *** forecasts of different methods in different seasons revealed the strong robustness of the proposed *** four seasons,the MAEs and RMSEs of the proposed SF-KELM are generally the ***,the R2 value exceeds 0.9,which is the closest to 1.

关键词： Photovoltaic power generation forecasting self-organizing map regional modeling extreme learning machine

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基于SOM-FCM和KELM组合方法的短期光伏功率预测

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Journal of Measurement Science and Instrumentation 2024年第2期15卷 204-215页

作者：刘齐波李军兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070

为了提高短期光伏发电预测的精度,本文提出了一种将聚类后的自组织映射网络(SOM)与优化的核极值学习机(KELM)方法相结合的混合预测模型。首先,利用SOM来对训练数据集进行初始划分。然后,利用模糊C均值(FCM)对训练好的SOM网络进行聚类操... 详细信息

为了提高短期光伏发电预测的精度,本文提出了一种将聚类后的自组织映射网络(SOM)与优化的核极值学习机(KELM)方法相结合的混合预测模型。首先,利用SOM来对训练数据集进行初始划分。然后,利用模糊C均值(FCM)对训练好的SOM网络进行聚类操作,同时利用Davies-Bouldin指数(DBI)来确定最佳聚类的大小。最后,在每个数据分区中,通过结合差分演化算法优化的KELM方法来建立区域KELM模型,或者结合最小二乘估计的多元线性回归(MR)方法来构建区域MR模型。此外,本文还提出了基于SOM的不同局部多元回归模型。将提出的结合SOM-FCM和KELM的混合预测模型分别应用于GEFCom2014三个不同太阳能电站,进行提前一小时的发电功率预测。与其他预测模型相比,光伏发电站1的平均绝对误差(MAE)降低了61.41%,光伏发电站2的MAE降低了60.19%,光伏发电站3的MAE降低了58.92%。光伏发电站1的均方根误差(RMSE)降低了52.06%,光伏发电站2的RMSE降低了54.56%,光伏发电站3的RMSE降低了51.43%。实验结果表明,提出的结合SOMFCM和KELM的方法可显著提高预测准确性。

关键词：光伏发电功率预测自组织映射神经网络区域建模方法优化的核极限学习机(KELM)方法

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基于气候特征的居住区室外热舒适多目标优化布局研究——以西安地区为例

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西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2022年第1期54卷 54-60页

作者：刘启波杨雯婷长安大学建筑学院陕西西安710061

居住区室外环境作为人们活动发生较为频繁的主要区域,其室外舒适度研究日益受到重视.随着计算机模拟辅助设计领域的发展,越来越多的研究方法开始选用遗传算法开展自动优化布局.为优化西安地区居住区室外热舒适并探究建筑布局与其相关性... 详细信息

居住区室外环境作为人们活动发生较为频繁的主要区域,其室外舒适度研究日益受到重视.随着计算机模拟辅助设计领域的发展,越来越多的研究方法开始选用遗传算法开展自动优化布局.为优化西安地区居住区室外热舒适并探究建筑布局与其相关性,本研究以西安市某住区前期设计为例,结合进化算法与帕累托原理,使用多目标优化平台Octopus制定了基于室外热舒适的建筑布局自生成实验.该实验通过解集空间选优探究文章背景环境下的最终优化布局方案,实验结果表明:该方法可行有效,能够辅助设计者进行方案生成与决策,为城市建筑布局提供优化方法策略.而西安地区的实验数据表明,本研究所提出优化方案中,建筑布局在冬季对室外热舒适的改善作用更为显著.

关键词：城市住区室外热舒适自动布局多目标优化遗传算法

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寒冷地区高校既有建筑节能技术体系研究

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工业建筑 2013年第4期43卷 49-53页

作者：刘启波周若祁长安大学建筑学院西安710061 伯克利劳伦斯国家实验室美国加州伯克利94702 西安交通大学绿色建筑研究所西安710055

当前,降低建筑能耗的投资约为降低工业能耗投资的5倍,因此建筑节能的能效水平及技术的经济性就尤为重要。基于我国为数众多的各类高校已成为国内重要的能源消耗大户,以寒冷地区高校既有建筑为研究对象,阐述通过能耗调查和测试数据,进行... 详细信息

当前,降低建筑能耗的投资约为降低工业能耗投资的5倍,因此建筑节能的能效水平及技术的经济性就尤为重要。基于我国为数众多的各类高校已成为国内重要的能源消耗大户,以寒冷地区高校既有建筑为研究对象,阐述通过能耗调查和测试数据,进行建筑能耗模拟分析,可找到既有建筑能耗的关键问题,并确立节能改造原则,制定相应的节能技术体系,此为解决高校既有建筑节能问题的关键。对技术的应用则应针对不同的既有建筑能耗特点和改造资金投入状况,进行灵活的技术组合和应用,构成不同层次的节能技术群,使得改造得以真正地实施。

关键词：寒冷地区高校既有建筑能耗调查能耗模拟节能技术体系

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生物气候条件下关中地区村镇住区规划模式研究

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西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2018年第6期50卷 863-871页

作者：白骅刘启波王家琪长安大学公路学院陕西西安710061 长安大学建筑学院陕西西安710061

村镇住区是为农村居民提供的满足居住、生产、服务等功能要求的复杂综合体称之为村镇住区,是农村居民生活和生产的重要场所,最基本的功能为居住要求.从2005年下半年开始,建设社会主义新农村逐步成为国内社会各界密切关注的话题,和我国... 详细信息

村镇住区是为农村居民提供的满足居住、生产、服务等功能要求的复杂综合体称之为村镇住区,是农村居民生活和生产的重要场所,最基本的功能为居住要求.从2005年下半年开始,建设社会主义新农村逐步成为国内社会各界密切关注的话题,和我国现阶段重大的历史任务.但就目前的情况而言,规划师、建筑师对于村镇住区的规划更多的依然是对于村镇经济发展、土地资源利用等方面的关注,而较少将生物气候条件的影响因素融入村镇住区规划之中.在偌大的国土范围内,各地气候条件和地域特色不尽相同,关中地区称为关中平原又叫渭河平原,地处陕西省中部,北接黄土高原南抵秦岭,包括西安、渭南、铜川、咸阳、宝鸡五市和杨凌区.对这里的典型村镇住区进行实地调研,分析村镇住区不符合生物气候条件的规划设计问题.从村镇规模选址、规划布局、住宅选型、环境景观、基础设施规划五个方面,对关中地区村镇住区进行模式化研究.探索关中地区村镇住区规划建设在生物气候条件影响下的应对策略,为村镇住区的绿色、舒适、宜居提供理论参考.

关键词：生物气候条件关中地区模式研究村镇住区

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微小RNA-29a-3p调节卷曲蛋白4表达影响高脂血症大鼠种植体骨整合的实验研究

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华西口腔医学杂志 2019年第2期37卷 200-207页

作者：刘飞王志峰刘芳芳徐巾诏刘奇博蓝菁山东大学口腔医学院修复教研所山东省口腔组织再生重点实验室山东大学口腔医院儿童牙病科山东省口腔组织再生重点实验室济南250012 南阳市口腔医院种植科南阳473000

目的研究microRNA-29a-3p(miR-29a-3p)对高脂环境下大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)成骨分化和高脂血症大鼠种植体骨整合的影响及其作用位点。方法 1)体外实验:对BMSCs分别进行普通和高脂成骨诱导,通过逆转录实时定量聚合酶链反应和Western... 详细信息

目的研究microRNA-29a-3p(miR-29a-3p)对高脂环境下大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)成骨分化和高脂血症大鼠种植体骨整合的影响及其作用位点。方法 1)体外实验:对BMSCs分别进行普通和高脂成骨诱导,通过逆转录实时定量聚合酶链反应和Western blot检测miR-29a-3p及成骨相关因子碱性磷酸酶(ALP)、Runt相关基因2(Runx2)的基因和蛋白质表达;高脂培养的BMSCs分别转染miR-29a-3p模拟物、抑制物及阴性对照(NC)质粒,RT-qPCR检测miR-29a-3p、ALP及Runx2基因表达情况,Western blot检测ALP、Runx2蛋白表达情况。通过靶基因预测软件(Target Scan、***等)预测miR-29a-3p与成骨相关的靶基因为卷曲蛋白4(Fzd4),双荧光素酶报告检测miR-29a-3p与Fzd4的相互作用关系。2)体内实验:高脂血症大鼠为实验组,普通大鼠为对照组,两组分别植入种植体,检测种植体周围骨组织中miR-29a-3p、ALP、Runx2的表达差异;行种植体-骨组织的硬组织切片,亚甲基蓝-酸性品红染色,进行组织学观察。分别将miR-29a-3p过表达慢病毒载体及空白对照慢病毒载体注射入高脂血症大鼠,种植体植入后3、10 d检测种植体周围骨组织中ALP、Runx2的表达变化以研究miR-29a-3p对高脂血症大鼠成骨的作用。结果高脂组与普通组相比,ALP、Runx2和miR-29a-3p表达下调,BMSCs成骨分化能力下降。miR-29a-3p模拟物组与抑制物组相比,ALP、Runx2表达升高,BMSCs成骨分化能力增强。体内实验也得到了相似结果。双荧光素酶报告基因分析证实miR29a-3p通过直接结合3’-UTR抑制Fzd4表达。结论miR-29a-3p对高脂环境下大鼠BMSCs成骨分化起正向调节作用,可直接与Fzd4结合调节成骨分化;mi R-29a-3p能够促进高脂血症大鼠种植体周围成骨标志基因的表达,有利于骨整合。

关键词：微小RNA-29a-3p 高脂血症卷曲蛋白4 双荧光素酶报告基因骨整合

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高脂环境下微RNA-29c-3p靶向调节蓬乱蛋白2对大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的影响

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中华口腔医学杂志 2018年第10期53卷 694-700页

作者：王飞龙李多多黄鑫刘飞刘奇博蓝菁山东大学口腔医学院修复科·山东省口腔组织再生重点实验室济南250012

目的研究高脂与正常环境下大鼠骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cell,BMSC）成骨分化过程中4种微RNA对蓬乱蛋白2的靶向调节作用及其对BMSC成骨分化的影响.方法分别用普通（对照组）和高脂（高脂组）成骨诱导液培养BM... 详细信息

目的研究高脂与正常环境下大鼠骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cell,BMSC）成骨分化过程中4种微RNA对蓬乱蛋白2的靶向调节作用及其对BMSC成骨分化的影响.方法分别用普通（对照组）和高脂（高脂组）成骨诱导液培养BMSC,第3、5、7、14、21天实时荧光定量PCR （quantitative real-time PCR,qPCR）分析4种微RNA （micro RNA,miR）（miR-21-5p、miR-29c-3p、miR-138-5p及miR-351-5p）、蓬乱蛋白2、碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）、Runt相关基因2（Runt-related transcription gene 2,Runx2）mRNA相对表达量,蛋白质印迹法分析蛋白表达;BMSC分别转染微RNA模拟物、抑制物和相应阴性对照（分别为模拟物组、抑制物组和相应阴性对照组）,高脂成骨诱导后检测第1、3、5、7天ALP活性;第7天行ALP染色,蛋白质印迹法分析蓬乱蛋白2、ALP、Runx2的蛋白表达,qPCR分析蓬乱蛋白2 mRNA表达.构建蓬乱蛋白2野生型和突变型双荧光酶报告质粒,每种质粒分别与4种微RNA模拟物或相应阴性对照共转染293T细胞,检测荧光素酶活性.结果成骨诱导各时间点高脂组BMSC的miR-21-5p、miR-29c-3p、miR-138-5p及miR-351-5p相对表达量均较对照组高,第21天分别高20％、60％、340％、4420％（P＜0.05）.转染miR-21-5p、miR-29c-3p模拟物后BMSC蓬乱蛋白2、ALP、Runx2蛋白表达均降低;其中miR-29c-3p模拟物组蓬乱蛋白2比相应阴性对照组下降35％（P＜0.05）,miR-29c-3p抑制物组蓬乱蛋白2比相应阴性对照组上调269％（P＜0.05）.共转染野生型质粒与miR-29c-3p模拟物后,293T细胞荧光素酶活性受到抑制,较相应阴性对照组下降60％（P＜0.05）.结论高脂环境下BMSC成骨分化受到抑制,miR-21-5p、miR-29c-3p、miR-138-5p及miR-351-5p可能参与BMSC成骨分化调控;miR-29c-3p通过靶向调控蓬乱蛋白2表达而发挥抑制BMSC成骨分化的作用.

关键词：微RNAs 骨髓间质干细胞蓬乱蛋白2

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西安市高校教学建筑自然通风分析与改造——以陕西师范大学文渊楼为例

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城市建筑 2019年第14期16卷 54-56页

作者：曹亮刘启波长安大学建筑学院

高校教学建筑使用时间长,使用人数多,建筑室内自然通风状况不仅直接影响人体的舒适度和人体健康,也与建筑的节能效率息息相关。本文以陕西师范大学文渊楼为例,结合CFD技术分析,利用绿色建筑自然通风原理和技术,并提出改造方案。

关键词：西安市高校教学建筑 CFD技术自然通风改造

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传统建筑文化在新农村住宅中的传承与发展--以浙江省衢州市石梁镇五龙村为例

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城市建筑 2021年第5期18卷 69-71,97页

作者：康佳刘启波长安大学建筑学院陕西西安710064

文化是人类社会活动的高度集中,建筑文化又是文化中非常重要的一部分。如何将传统建筑文化传承、发展是我国建筑师一直探索的问题。据2019年国家统计局发布的最新中国人口数据显示,全国农村常住人口56401万人,占比40.42%。将近一半的人... 详细信息

文化是人类社会活动的高度集中,建筑文化又是文化中非常重要的一部分。如何将传统建筑文化传承、发展是我国建筑师一直探索的问题。据2019年国家统计局发布的最新中国人口数据显示,全国农村常住人口56401万人,占比40.42%。将近一半的人常住乡村,所以研究如何在乡村民居建筑中传承发展中国传统文化非常有必要。本文以浙江省衢州市石梁镇五龙村为例,从居民的需求入手,分析建筑院落布局、空间尺度、材料结构、风貌装饰等方面,对于如何在新农村住宅中传承与发展传统建筑文化进行思考与探讨。

关键词：传统建筑文化传承乡村居民风貌设计

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基于场地风环境特征的城市居住区规划设计研究——以西安地区为例

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城市建筑 2021年第35期18卷 55-57页

作者：马媛刘启波长安大学建筑学院陕西西安710000

近年来,西安市着力打造绿色宜居城市,绿色宜居理念越来越多地应用于当前住宅建筑的规划设计中。本文通过利用PHOENICS软件对西安市某居住区方案进行风环境模拟分析研究,同时结合2019年新版《绿色建筑评价标准》(GB/T 50378—2019)对居住... 详细信息

近年来,西安市着力打造绿色宜居城市,绿色宜居理念越来越多地应用于当前住宅建筑的规划设计中。本文通过利用PHOENICS软件对西安市某居住区方案进行风环境模拟分析研究,同时结合2019年新版《绿色建筑评价标准》(GB/T 50378—2019)对居住区1.5 m人行高度处风速、风压等评价指标进行定量评估,针对方案布局中风环境所存在的问题提出相应的改进建议,以建设更舒适健康的居住区人居环境。

关键词：西安地区城市居住区风环境数值模拟

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