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基于数字人民币的智能电表及实时电力交易新模式

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电力系统保护与控制 2023年第7期51卷 178-187页

作者：申永鹏孙嵩楠赫婷刘东奇唐耀华王延峰郑州轻工业大学电气信息工程学院河南郑州450002 长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410114 润电能源科学技术有限公司河南郑州450000

综述分析了现有智能电表及电力交易机制无法真正地实现实时交易-实时结算是限制实时电价电力交易模式的关键因素。以实现电能的实时计量-实时交易-实时结算为目标,依托数字人民币的支付即结算和可编程特性,构建了硬件上由计量芯、管理... 详细信息

综述分析了现有智能电表及电力交易机制无法真正地实现实时交易-实时结算是限制实时电价电力交易模式的关键因素。以实现电能的实时计量-实时交易-实时结算为目标,依托数字人民币的支付即结算和可编程特性,构建了硬件上由计量芯、管理芯及交易芯构成,软件上基于GlobalPlatform可信框架,内置数字人民币硬件钱包的e-CNY智能电表结构。构思了基于实时电价、销售和上网电价智能合约实时发布、实时结算的发电侧和售电侧实时电力交易新模式。所提出的e-CNY智能电表及实时电力交易新模式可有效激励发电企业及用电方通过跟踪价格信号来响应系统需求,积极参与电网调峰、节能减碳,助力“3060双碳”目标的达成。

关键词：智能电表数字人民币电力交易实时电价

基于智能电表集总数据的家庭电动汽车充电行为非侵入式辨识与负荷预测

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电网技术 2022年第5期46卷 1897-1906页

作者：周润向月王杨夏世威刘友波刘俊勇四川大学电气工程学院四川省成都市610065 中国电建四川电力设计咨询有限公司四川省成都市610095 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

未来规模化电动汽车的发展趋势适应当前国家“新基建”的号召,且为缓解化石能源危机以及环境问题提供了新的契机。然而,大量电动汽车充电具有随机性及不确定性等特点,是保证电网安全稳定运行所面临的巨大挑战。其中家庭用户的充电无序... 详细信息

未来规模化电动汽车的发展趋势适应当前国家“新基建”的号召,且为缓解化石能源危机以及环境问题提供了新的契机。然而,大量电动汽车充电具有随机性及不确定性等特点,是保证电网安全稳定运行所面临的巨大挑战。其中家庭用户的充电无序性更强,因此,对家庭充电负荷进行实时监测与提取,制定相应的需求响应策略或能效管理模式对其充电行为加以引导具有重要意义。为此,该文提出了一种利用电动汽车充电负荷低频特性的非侵入式充电负荷提取方法。首先,采用两阶段分解技术提取智能电表低频分量,在此基础上,利用事件监测和动态时间翘曲(dynamictime warping,DTW)方法来估计最接近的充电时间和振幅。然后,以分解得到的电动汽车充电负荷和集总智能电表功率为输入,采用CNN-Attention-LSTM神经网络算法进行训练,预测家庭用户短期内的电动汽车充电情况。并通过多个算例验证了算法的有效性。

关键词：家庭电动汽车非侵入式辨识两阶段分解负荷预测智能电表

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智能电表管控系统设计与实现

智能电表管控系统设计与实现

作者：朱华乐杭州电子科技大学

学位级别：硕士

电力行业的快速发展给人们的生活带来了极大地便利,然而绝大多数电表由于功能单一、抄表困难、管理成本高,难以满足各种各样的智能化服务,并且随着电力企业的业务需求不断复杂化,传统的电表管控平台存在着兼容性差、难以扩展、吞吐量不... 详细信息

电力行业的快速发展给人们的生活带来了极大地便利,然而绝大多数电表由于功能单一、抄表困难、管理成本高,难以满足各种各样的智能化服务,并且随着电力企业的业务需求不断复杂化,传统的电表管控平台存在着兼容性差、难以扩展、吞吐量不足等问题,已经无法更好的适用。基于上述现实问题,本文设计出了一种基于物联网云平台的智能电表管控系统,整个系统以智能电表和管控平台为主体,对传统的智能电表管控系统进行了升级优化,目的在于降低电力企业的管控成本、提高电力企业的管控能力以及用户的服务水平。首先,本文梳理了物联网技术的发展历程,并根据物联网技术的发展以及智能电表管控系统的需求,设计了基于物联网云平台的四层物联网系统架构,通过对四层架构的详细分析,确定好每一层架构的含义与作用。由于市面上主流的物联网云平台各有优缺,通过比较和分析,选取出最适用于本系统的物联网云平台。紧接着对物联网四层系统架构中的网络传输层进行了详细分析。终端设备通过网络与物联网云平台建立连接是整个系统的运行基础,网络通信优劣直接影响到系统的运行过程,通过比较并分析各种网络通信方式优缺,选用了最适合嵌入式终端设备的NB-Io T(Narrow Band Internet of Things)作为无线通信方式。随后,从智能电表和管控平台两个方面对管控系统进行了设计与实现。智能电表方面重点从显示通信板、供电底板和电量采集板三个方面展开设计,显示通信板和供电底板是采用两块不同的STM32主控芯片分别控制的单板,前者负责数据整合处理,后者负责供电的同时配合多个电量采集板进行采集和控制,供电底板通过片选的方式选通多路计量模块大大提升用户数量。管控平台方面包括前端服务、后端服务以及用电预测模块。前端服务基于简洁架构思维实现,同时结合了MVVM(Model-View-View Model)技术完成数据自动渲染工作。后端服务基于消息队列和池化技术完成各种业务逻辑的高效实现,并且为了保证管控平台的稳定运行和响应性能,提出并应用了平台流量限制、请求负载均衡以及缓存数据淘汰三种优化算法。用电预测模块基于LSTM(Long short-term memory)神经网络模型实现,通过对管控平台上存储的用户用电数据进行计算和预测,得到未来一段时间内的用电情况,电力企业可以根据预测结果及时的调整电能供需,实现资源的优化配置。最后,按照业务需求逐条的对智能电表管控系统中所涉及的各个单元和模块进行整体的功能和性能测试,测试结果表明本系统相较于传统的智能电表管控系统而言有着较大改良,能够更好地满足电力企业的业务需求。整个系统支持近20种异地化远程控制动作,并且系统运行时的响应时间和吞吐量也有着成倍的提升,充分说明了本系统具有较高的应用前景。

关键词： NB-IoT 物联网云平台智能电表管控系统用电预测平台稳定性设计

利用智能电表量测数据的三相四线制配电线路参数辨识

同方学位论文库评论

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电力系统自动化 2022年第20期46卷 155-166页

作者：熊尉辰宋国兵李洋宋晓林黄璐涵张维西安交通大学电气工程学院陕西省西安市710049 国网陕西省电力公司营销服务中心陕西省西安市710054 珠海许继电气有限公司广东省珠海市519000

低压配电线路参数是进行非突发性故障预警、线损计算等研究的重要基础。然而,由于智能电表提供的信息不足及中性线的存在,线路参数方程求解困难。为此,提出了一种计算三相四线制低压配电线路参数的方法。首先,假定线路阻抗初值,并根据... 详细信息

低压配电线路参数是进行非突发性故障预警、线损计算等研究的重要基础。然而,由于智能电表提供的信息不足及中性线的存在,线路参数方程求解困难。为此,提出了一种计算三相四线制低压配电线路参数的方法。首先,假定线路阻抗初值,并根据已知拓扑分析各段中性线上的功率损耗;其次,推算线路功率分布及电流相位角,并利用相位角与测量值形成新的电气量;最后,基于最小二乘法迭代求解实际线路阻抗值。通过包含20个负荷节点、47条线路的算例,验证了所提方法的有效性。

关键词：低压配电网三相四线制智能电表线路参数最小二乘法

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基于联合分布适配的智能电表运行状态评价

北京航空航天大学学报 2022年第4期48卷 674-681页

作者：许丹李游李贺龙北京航空航天大学可靠性与系统工程学院北京100083 中国电力科学研究院有限公司北京100085

针对智能电表运行状态评价中经常存在带标签的数据采集困难且不同地区的数据分布不一致的问题,在智能电表的运行状态评价领域引入迁移学习中的联合分布适配(JDA)算法。该算法寻找一个最优化的变换矩阵,使得在变换后的空间中不同地区数... 详细信息

针对智能电表运行状态评价中经常存在带标签的数据采集困难且不同地区的数据分布不一致的问题,在智能电表的运行状态评价领域引入迁移学习中的联合分布适配(JDA)算法。该算法寻找一个最优化的变换矩阵,使得在变换后的空间中不同地区数据的边缘分布和条件分布距离最小化。针对条件分布适配中目标域没有数据标签的问题,采用伪标签迭代的方法使得目标域伪标签不断接近真实标签。变换后空间数据中训练得到的分类模型可以运用于新的地区,实现迁移。实验结果证明了JDA算法在智能电表运行状态评价中的有效性。

关键词：联合分布适配(JDA) 智能电表运行状态评价迁移学习智能电网

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智能电表最优更换及备件库存联合决策

运筹与管理 2018年第10期27卷 70-75页

作者：张晓红白志霞王潇炜黄景立蔺占芳甘婕太原科技大学工业与系统工程研究所山西太原030024 国网山西省电力公司计量中心山西太原030000

智能电表是智能电网运行的关键部件,提高其可靠性和可用度对保证电力的持续不间断供应和准确电能测量至关重要。充足的智能电表库存是其换装与维修的基本保障。本文基于智能电表的故障特性和换装需求分析,建立了智能电表的最优更换与备... 详细信息

智能电表是智能电网运行的关键部件,提高其可靠性和可用度对保证电力的持续不间断供应和准确电能测量至关重要。充足的智能电表库存是其换装与维修的基本保障。本文基于智能电表的故障特性和换装需求分析,建立了智能电表的最优更换与备件库存联合决策模型,并给出了优化方法,以求得可以使系统长期平均运营成本最小的最优更换与备件库存策略。

关键词：智能电表最优更换备件库存联合决策优化

基于决策树和聚类算法的智能电表误差估计与故障检测

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计量学报 2022年第8期43卷 1089-1094页

作者：史鹏博李蕊李铭凯赵成朱锦山国网北京电力科学研究院北京100162

针对智能电能表故障检测问题,研究了低压电能系统模型,提出了一种电能表误差估计方法。该方法采用决策树对异常数据进行过滤,并对不同损失水平的数据进行分类,然后对数据进行聚类,得到不同使用行为的数据集。此外,建立了仪表数据矩阵,... 详细信息

针对智能电能表故障检测问题,研究了低压电能系统模型,提出了一种电能表误差估计方法。该方法采用决策树对异常数据进行过滤,并对不同损失水平的数据进行分类,然后对数据进行聚类,得到不同使用行为的数据集。此外,建立了仪表数据矩阵,采用递推算法求解矩阵方程,对仪表误差进行估计。最终通过算例验证了所提方法的有效性。

关键词：计量学智能电表电表误差估计故障检测异常数据过滤损失水平

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智能电表中电阻的电化学迁移失效机理研究

电子元件与材料 2020年第10期39卷 105-110页

作者：黄友朋路韬党三磊张捷赵闻广东电网有限责任公司计量中心广东广州510062

为了提高智能电表的可靠性,通过机械开封、离子色谱表征和截面分析等综合方法对基于电阻电化学迁移的失效机理进行了研究。结果表明,电阻短路故障机理是智能电表外场故障的主要形式,其源于金属电化学迁移。氯离子、助焊剂残留和包装膜... 详细信息

为了提高智能电表的可靠性,通过机械开封、离子色谱表征和截面分析等综合方法对基于电阻电化学迁移的失效机理进行了研究。结果表明,电阻短路故障机理是智能电表外场故障的主要形式,其源于金属电化学迁移。氯离子、助焊剂残留和包装膜分层的综合作用会加剧金属电化学迁移过程。此外,失效复现实验证实氯离子显著加速了电阻的电化学迁移。基于以上结果,提出了相应的优化保护方法以抑制电化学迁移。

关键词：智能电表电化学迁移失效机理可靠性 SnPb焊料

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智能电表在智能电网中的应用与发展

智能电表在智能电网中的应用与发展