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基于加权宽度学习的异常用电辨识研究

电网技术 2024年第5期48卷 2095-2102,I0075,I0076-I0083页

作者：姚影陆俊肖琦龚钢军徐志强辛培哲北京市能源电力信息安全工程技术研究中心(华北电力大学) 北京市昌平区102206 国网湖南省电力公司经济技术研究院湖南省长沙市410004 国家电网北京经济技术研究院北京市昌平区102211

针对异常用电与正常用电样本类别不平衡关系及现有模型训练耗时、缺乏可扩展性的问题,提出一种基于加权宽度学习(weighted broad learning system,WBLS)的异常用电辨识模型。首先,考虑到样本间类别不平衡关系,在目标函数中使用样本权重... 详细信息

针对异常用电与正常用电样本类别不平衡关系及现有模型训练耗时、缺乏可扩展性的问题,提出一种基于加权宽度学习(weighted broad learning system,WBLS)的异常用电辨识模型。首先,考虑到样本间类别不平衡关系,在目标函数中使用样本权重约束每个类对模型的贡献,样本权重根据样本分布情况个性化赋予,并通过岭回归广义逆高效地建立WBLS辨识模型。其次,基于新增加的用电样本数据,通过增量学习算法对模型进行更新和重构。实验结果表明该模型提高了对异常用电样本的辨识精度,并在增加用电样本的情况下,可以快速地对旧模型进行更新和扩展。

关键词：异常用电加权宽度学习类不平衡增量学习

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基于改进EfficientNet的红外图像光伏组件故障识别研究

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仪器仪表学报 2024年第4期45卷 175-184页

作者：吕游郑茜齐欣宇房方刘吉臻华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206 华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206

光伏组件的故障会影响光伏阵列的输出性能,从而降低电站的发电效率,严重时甚至会危害电站的安全运行。传统的方法无法满足目前光伏组件故障检测快速性和正确率需求。因此,本文提出了一种基于改进EfficientNet的光伏组件故障识别方法。首... 详细信息

光伏组件的故障会影响光伏阵列的输出性能,从而降低电站的发电效率,严重时甚至会危害电站的安全运行。传统的方法无法满足目前光伏组件故障检测快速性和正确率需求。因此,本文提出了一种基于改进EfficientNet的光伏组件故障识别方法。首先,利用采集到的光伏组件红外图像建立故障数据集,并利用图像分割和数据增强对数据集进行预处理;其次,基于EfficientNet网络构建故障识别模型,同时在模型中引入双通道注意力模块(CBAM),该模块能够抑制不必要特征的识别,增强模型对空间特征信息的提取能力,进而提高模型的识别准确率;最后,通过对比仿真实验证明模型的有效性和先进性。实验结果表明,该模型的故障识别准确率达到了90.83%,相较于原始的EfficientNet模型提高了2.83%,且模型大小仅为20.3 M,具有良好的实用性,能够满足光伏电站实际应用的需求。

关键词：光伏组件红外图像故障识别 CBAM注意力机制

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网络安全视角下配电网数据资产分类分级探讨

华北电力大学学报(自然科学版) 2024年

作者：龚钢军常卓越陈志敏杨佳轩刘礼陆俊国网冀北电力有限公司智能配电网中心北京市能源电力信息安全工程技术研究中心(华北电力大学)

数据作为新型生产要素，已经成为数字经济发展的核心驱动力。随着新型电力系统的建设，配电网数据资产具有类型多、规模大、结构复杂和安全治理缺失等特点，其分类分级工作目前存在着方法角度单一、依赖主观判断、工作量过大、针对性不... 详细信息

数据作为新型生产要素，已经成为数字经济发展的核心驱动力。随着新型电力系统的建设，配电网数据资产具有类型多、规模大、结构复杂和安全治理缺失等特点，其分类分级工作目前存在着方法角度单一、依赖主观判断、工作量过大、针对性不强、难以充分释放数据资产深层价值等问题。亟需从分类、分级两个角度开展配电网数据资产分类分级工作。通过梳理我国数据分类分级相关法律法规和标准规范，总结配电网数据资产分类分级不足；采用线面结合的混合分类法，设计配电网数据资产多视角多维度分类框架；基于三重积分的三维配电网数据资产安全定级模型，形成可量化描述的分级体系；通过示例验证了模型的有效性，为配电网数据资产价值的发挥提供基础和保障。

关键词：配电网数据资产三重积分三维安全定级模型

新型电力系统中的大模型驱动技术:现状、机遇与挑战

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高电压技术 2024年第7期50卷 2864-2878页

作者：李刚方鸿刘云鹏杨强赵晓林汪佐宪华北电力大学计算机系保定071003 复杂能源系统智能计算教育部工程研究中心保定071003 华北电力大学电力工程系保定071003 浙江大学电气工程学院杭州310027 中国电力科学研究院有限公司北京100192

建设新型电力系统是实现社会、经济高质量发展的重要基石,以新一代通用人工智能为主导的信息化技术与能源电力科学深度耦合,为新型电力系统的数字化转型工作提供了重要保障。为了探究电力系统在大模型时代潮流下的发展方向,该文首先系... 详细信息

建设新型电力系统是实现社会、经济高质量发展的重要基石,以新一代通用人工智能为主导的信息化技术与能源电力科学深度耦合,为新型电力系统的数字化转型工作提供了重要保障。为了探究电力系统在大模型时代潮流下的发展方向,该文首先系统梳理了当前电力系统的数智化发展现状以及在新的场景需求下遇到的难点问题。然后重点探讨了以多模态大模型为代表的具备深度场景解析和语言描述能力的大模型技术在电力系统中的应用前景,并分析了其在几个典型场景下的相关应用成果,证明大模型技术可行性的同时,进一步总结了大模型技术在相关电力场景所面临的机遇与挑战性问题。最后对未来大模型技术如何与电力系统实现紧密融合做了展望与建议。该研究成果有望为新型电力系统数字化转型过程中的数智化发展提供参考,助力能源电力领域提质增效。

关键词：新型电力系统人工智能多模态大模型平行智能可解释性电力安全

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锅炉受热面壁温分布直接监测实验研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 8-13页

作者：张向宇郑树周强才伟光西安热工研究院有限公司电站锅炉煤清洁燃烧国家工程研究中心陕西西安710032 华北电力大学新能源发电国家工程研究中心北京102206 北方联合电力有限责任公司内蒙古呼和浩特010020

为准确测量火焰覆盖下的锅炉受热面表面温度,采用彩色电荷耦合器件(CCD)相机和红外热像仪同时拍摄火焰图像,获取火焰在0.38~0.78μm和3.95μm两个谱段的边界辐射强度信息,并结合DRESOR法解耦求解探测器接收到的火焰辐射和壁面辐射份额,... 详细信息

为准确测量火焰覆盖下的锅炉受热面表面温度,采用彩色电荷耦合器件(CCD)相机和红外热像仪同时拍摄火焰图像,获取火焰在0.38~0.78μm和3.95μm两个谱段的边界辐射强度信息,并结合DRESOR法解耦求解探测器接收到的火焰辐射和壁面辐射份额,从3.95μm谱段辐射检测信息中滤除火焰辐射,反演测量锅炉受热面壁温分布.在一台330 MW煤粉锅炉上开展了实验验证,分别测量了水冷壁和屏式过热器的向火侧温度,与热电偶测量结果相比最大偏差为4.1%.在炉膛水冷壁区域靠近侧墙1~2 m的火焰厚度上,利用3.95μm中波探测器能够避开火焰辐射获得受热面图像.研究不仅对辐射测温技术的发展形成补充,还为锅炉受热面结渣沾污监测提供重要参考.

关键词：锅炉受热面温度分布监测辐射图像红外热像仪

生物质基糠醛化学催化制备含氮化合物的研究进展

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燃料化学学报（中英文） 2024年第8期52卷 1035-1044页

作者：陈佳月李克明黄耀兵陆强华北电力大学新能源学院、国家新能源发电工程技术研究中心北京102206

糠醛作为最有潜力的生物质基平台化合物之一,可通过化学催化转化为一系列高附加值的化学品和燃料。其中,含氮化合物具有广泛的生物活性,常用于合成药物分子和生物塑料等功能性材料。糠醛通过还原胺化、氨氧化、氧化偶联等过程,可以合成... 详细信息

糠醛作为最有潜力的生物质基平台化合物之一,可通过化学催化转化为一系列高附加值的化学品和燃料。其中,含氮化合物具有广泛的生物活性,常用于合成药物分子和生物塑料等功能性材料。糠醛通过还原胺化、氨氧化、氧化偶联等过程,可以合成不同类型的含氮化合物,具有巨大的研究前景和应用潜力。本论文综述了近年来以糠醛为原料合成各种高值含氮化合物的研究进展,包括胺类化合物(伯胺、仲胺和叔胺)、腈类化合物、酰胺类化合物和杂环类化合物(苯并杂环类、噻唑类、吡咯、吲哚、哌啶和吡啶等)。重点关注合成方法、催化剂类型、反应路径和反应机理,同时分析了催化剂和氮源对产物分布的影响。该综述为今后生物质基糠醛转化为含氮化合物的研究提供了一些基础信息,为发展更多高效的糠醛催化转化体系提供依据和系统性知识。

关键词：糠醛化学催化氮源含氮化学品

基于能源枢纽的综合能源信息物理系统安全防护架构研究

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综合智慧能源 2024年第5期46卷 65-72页

作者：龚钢军王路遥常卓越柳旭邢汇笛北京市能源电力信息安全工程技术研究中心(华北电力大学) 北京102206

为了提高综合能源系统(IES)中设备间和能源节点间的能源和信息交互效率,降低能源生产和传输成本,实现多种能源的高效转化与灵活分配,构建了一种基于能源枢纽(EH)的集中-分布式IES架构。基于该IES模型,定义了基于子信息物理系统集群的信... 详细信息

为了提高综合能源系统(IES)中设备间和能源节点间的能源和信息交互效率,降低能源生产和传输成本,实现多种能源的高效转化与灵活分配,构建了一种基于能源枢纽(EH)的集中-分布式IES架构。基于该IES模型,定义了基于子信息物理系统集群的信息物理系统,在信息侧提出了能源枢纽节点内部每个子信息物理系统运行模型以及基于子信息系统服务器的信息交互模型。计及IES中信息安全问题对系统可靠性的影响,结合不同类型能源互补、能源网络传输分配、储能和清洁能源动态接入等系统运行特性,分析了综合能源信息物理系统安全需求,并基于可信计算技术构建了一种三元三层可信安全防护架构。从各能源节点为入手点,该防护体系形成了基于节点可信、网络连接可信和应用可信的防护机制,以确保IES安全可靠运行。

关键词：综合能源系统信息物理系统能源互补储能清洁能源安全防护架构可信计算

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基于区块链的工业物联网隐私保护协作学习系统

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计算机应用研究 2024年第8期41卷 2270-2276页

作者：林峰斌王灿吴秋新李涵秦宇龚钢军北京信息科技大学理学院北京100192 中国科学院软件研究所北京100190 华北电力大学北京市能源电力信息安全工程技术研究中心北京102206

为了在保护数据隐私的前提下,充分利用异构的工业物联网节点数据训练高精度模型,提出了一种基于区块链的隐私保护两阶段协作学习系统。首先,使用分组联邦学习框架,根据参与节点的算力将其划分为不同组,每组通过联邦学习训练一个适合其... 详细信息

为了在保护数据隐私的前提下,充分利用异构的工业物联网节点数据训练高精度模型,提出了一种基于区块链的隐私保护两阶段协作学习系统。首先,使用分组联邦学习框架,根据参与节点的算力将其划分为不同组,每组通过联邦学习训练一个适合其算力的全局模型;其次,引入分割学习,使节点能够与移动边缘计算服务器协作训练更大规模的模型,并采用差分隐私技术进一步保护数据隐私,将训练好的模型存储在区块链上,通过区块链的共识算法进一步防止恶意节点的攻击,保护模型安全;最后,为了结合多个异构全局模型的优点并进一步提高模型精度,使用每个全局模型的特征提取器从用户数据中提取特征,并将这些特征用作训练集训练更高精度的复杂模型。实验结果表明,该系统在Fashion-MNIST和CIFAR-10数据集上的性能优于传统联邦学习的性能,能够应用于工业物联网场景中以获得高精度模型。

关键词：区块链工业物联网隐私保护协作学习联邦学习分割学习

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适应新型电力系统的多维协同电力市场体系

电力系统自动化 2024年第4期48卷 2-12页

作者：谢开刘敦楠李竹孙田庞博刘硕张显北京电力交易中心有限公司北京市100031 华北电力大学经济与管理学院北京市102206 清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084

构建适应新型电力系统的电力市场体系,既是实现能源电力转型的必然要求,也是实现“碳达峰·碳中和”目标的重要途径。在全面分析新型电力系统结构改变给电力系统带来的变化与挑战的基础上,构建了适应新型电力系统的目标、时间、空间、... 详细信息

构建适应新型电力系统的电力市场体系,既是实现能源电力转型的必然要求,也是实现“碳达峰·碳中和”目标的重要途径。在全面分析新型电力系统结构改变给电力系统带来的变化与挑战的基础上,构建了适应新型电力系统的目标、时间、空间、价值、主体多维协同的电力市场体系。围绕安全保供、低碳转型与经济的多目标协同,中长期、现货与实时运行的多时间协同,多层次全国统一电力市场的多空间协同,安全-绿色-经济的多价值协同,新型市场主体快速发展下的多主体协同五方面关键问题,提出了多维协同的市场设计思路和核心机制。最后,给出了建设全国统一电力市场的实施路径和建议。

关键词：电力市场多维协同新型电力系统新能源