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考虑条件风险价值和阶梯碳交易的综合能源系统优化调度

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电测与仪表 2024年第4期61卷 100-108页

作者：刘海涛仲聪马佳伊王宇昊张效诚南京工程学院电力工程学院南京211167 江苏省配电网智能技术与装备协同创新中心南京211167

为进一步提升综合能源系统环境效益,减少新能源出力不确定性所带来的潜在风险,提出了计及条件风险价值(conditional value at risk,CVaR)以及阶梯碳交易的综合能源系统优化调度模型。考虑到系统风电和光伏出力不确定性可能带来的影响,... 详细信息

为进一步提升综合能源系统环境效益,减少新能源出力不确定性所带来的潜在风险,提出了计及条件风险价值(conditional value at risk,CVaR)以及阶梯碳交易的综合能源系统优化调度模型。考虑到系统风电和光伏出力不确定性可能带来的影响,采用条件风险价值量度不确定性带来的潜在风险,并将碳捕获技术、电转气设备以及阶梯式碳交易机制引入系统调度模型,构建了综合考虑系统运行成本和碳交易成本的优化调度目标函数,由于所建立模型为混合整数规划问题,采用CPLEX求解器进行求解,设置4种场景进行验证分析,算例表明所提模型可有效减少二氧化碳排放,在兼顾经济性和环境性的同时引入CVaR,可避免由于忽略风光不确定性所带来的较为乐观的调度结果,使系统最终调度结果更为合理。

关键词：综合能源系统条件风险价值阶梯碳交易碳捕获电转气

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基于变参数结构的锂离子电池建模方法

机械工程学报 2024年第14期60卷 298-305页

作者：彭纪昌刘凯龙孟锦豪刘海涛南京工程学院江苏省配电网智能技术与装备协同创新中心南京211167 华威大学制造工程学院考文垂CV47AL英国四川大学电气工程学院成都610065

电动汽车及电网储能电站的快速发展对电池管理系统控制性能提出更高的要求,准确的电池模型及参数是保障电池管理系统中锂离子电池状态监测及高效能量管理的必要条件。传统等效电路模型受限于模型结构只能呈现单一时间尺度的阻抗特性,难... 详细信息

电动汽车及电网储能电站的快速发展对电池管理系统控制性能提出更高的要求,准确的电池模型及参数是保障电池管理系统中锂离子电池状态监测及高效能量管理的必要条件。传统等效电路模型受限于模型结构只能呈现单一时间尺度的阻抗特性,难以有效表征锂离子电池冲放电过程中内部复杂的物理、化学状态变化。基于锂电池充放电过程中的多时间尺度特征,提出一种采用变参数结构的一阶等效电路模型及相应的参数提取方法,该模型将时间因子引入容、阻网络,将容、阻参数可变范围从二维曲线扩展为三维曲面。所提出模型容阻参数能够在充放电及松弛周期内随电池状态的变化而改变,因此该变参数结构能够更为精准地描述电池内部电化学状态的变化。基于变参数特征建立了一阶变参数结构等效电路模型,并通过试验验证了模型的有效性。

关键词：荷电状态变参数结构锂离子电池等效电路模型

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计及共享储能与光伏的园区多用户综合收益优化

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电力工程技术 2024年第1期43卷 60-67页

作者：马佳伊刘海涛仲聪袁宇波张效诚南京工程学院电力工程学院江苏南京211167 江苏省配电网智能技术与装备协同创新中心江苏南京211167 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏南京211103

针对含共享储能与户用光伏的园区场景,文中提出一种用户侧综合收益双层优化方法,充分挖掘共享储能灵活性及用户用电需求差异性,在实现用户整体经济效益最优的同时提升光伏消纳能力。模型上层为月前优化阶段,以用户月度用电成本最低为目... 详细信息

针对含共享储能与户用光伏的园区场景,文中提出一种用户侧综合收益双层优化方法,充分挖掘共享储能灵活性及用户用电需求差异性,在实现用户整体经济效益最优的同时提升光伏消纳能力。模型上层为月前优化阶段,以用户月度用电成本最低为目标,考虑系统能量平衡、储能充放电约束以及储能荷电状态约束,优化工业用户最大用电功率,降低需量电费;模型下层为日前优化阶段,综合考虑用户综合收益及光伏消纳能力,以上层优化结果为约束条件,兼顾功率、储能等约束,提出共享储能充放电功率及用户与电网交互功率等日前优化策略,在用户月度整体经济性最优的前提下,实现用户侧每日经济效益的优化。最后,以南方某实际园区作为算例验证了文中所提方法的有效性。

关键词：共享储能户用光伏双层优化用户综合收益光伏消纳能力需量电费

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模态间匹配学习的高光谱和激光雷达联合分类

遥感学报 2024年第1期28卷 154-167页

作者：杭仁龙孙瑜刘青山南京信息工程大学计算机学院南京210044 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京210044

如何有效地提取和融合不同模态的特征是高光谱图像和激光雷达数据联合分类的关键。近年来,得益于深度学习强大的特征学习能力,其在高光谱图像和激光雷达数据联合分类领域受到了越来越多的关注。然而,现有的深度学习模型大多基于监督学... 详细信息

如何有效地提取和融合不同模态的特征是高光谱图像和激光雷达数据联合分类的关键。近年来,得益于深度学习强大的特征学习能力,其在高光谱图像和激光雷达数据联合分类领域受到了越来越多的关注。然而,现有的深度学习模型大多基于监督学习的模式,分类性能依赖标注样本的数量和质量。为此,本文提出了一种基于模态间匹配学习的联合分类方法,充分利用未标注样本的信息,减少对标注信息的依赖性。具体而言,本文首先通过高光谱图像和激光雷达数据之间的匹配关系和KMeans聚类算法,构造模态匹配标签。然后,利用该标签训练含有多个卷积层的匹配学习网络。该网络由两个并行分支构成,每个分支负责提取单个模态的特征。最后,以该网络为基础,构造高光谱图像和激光雷达数据联合分类模型。该模型的参数由匹配学习网络进行初始化,因而只需要少量标注样本进行微调即可达到理想的分类效果。为了验证本文方法的有效性,在Houston和MUUFL两个常用的高光谱图像和激光雷达数据联合分类数据集上进行了大量的实验。实验结果表明,与已有的分类模型相比,本文方法能够获得更高的分类性能。

关键词：遥感图像高光谱图像激光雷达数据深度学习匹配学习联合分类

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求解最小公倍数问题的量子安全多方计算协议

计算机学报 2024年第6期47卷 1393-1412页

作者：李子贤刘文杰南京信息工程大学软件学院南京210044 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京210044 江苏省先进计算与智能服务工程研究中心南京210044

最小公倍数是解决很多数学问题的基础工具,在隐私保护的情况下如何对其进行多方协同计算具有一定的研究价值.部分经典安全多方计算协议虽然能够求解该问题,但计算复杂度为指数级.本文通过将最小公倍数问题转化为求多个周期函数的连接函... 详细信息

最小公倍数是解决很多数学问题的基础工具,在隐私保护的情况下如何对其进行多方协同计算具有一定的研究价值.部分经典安全多方计算协议虽然能够求解该问题,但计算复杂度为指数级.本文通过将最小公倍数问题转化为求多个周期函数的连接函数的周期,提出了一个基于量子周期查找算法的最小公倍数协议,将复杂度降为多项式级.在协议中,发起方对每个参与方发送一个粒子.每个参与方对粒子施加一个Oracle操作,其中Oracle函数的周期即各自的私有整数.然后,发起方通过运行量子周期查找算法来计算出连接函数的周期,即各自整数的最小公倍数.为了防御共谋和伪造攻击,采用星-环混合拓扑结构对粒子发送方进行诚实性检验.由于量子周期查找算法存在一定的失败概率,设计了一个量子匿名输出检验协议来检验最小公倍数结果的正确性.安全性分析表明了该协议在恶意模型下具有无条件安全性,且协议的计算复杂度和通信复杂度分别为O(n^(3)m^(2)log(nm))和O(n^(2)mlog(nm)),均为多项式级.此外,该协议具有较好的扩展性,可应用于安全多方最大公约数计算、有理数求和、最值计算等问题.

关键词：量子计算量子信息安全多方计算最小公倍数量子周期查找算法匿名输出检验隐私计算

基于纹理图像和用户动作信息的纹理触觉再现方法研究

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仪器仪表学报 2024年第4期45卷 145-154页

作者：陈大鹏陈庚刘佳方映平张运杰南京信息工程大学自动化学院南京210044 江苏省智能气象探测机器人工程研究中心南京210044 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京210044

近年来,对虚拟表面纹理进行工具介导的振动触觉再现已经成为触觉领域的一个研究热点。针对已有的纹理触觉渲染方法还存在适用范围窄、泛化能力弱、交互真实感低等问题,以改进后的MelGAN为基本网络,构建了一种新的纹理触觉渲染模型。该... 详细信息

近年来,对虚拟表面纹理进行工具介导的振动触觉再现已经成为触觉领域的一个研究热点。针对已有的纹理触觉渲染方法还存在适用范围窄、泛化能力弱、交互真实感低等问题,以改进后的MelGAN为基本网络,构建了一种新的纹理触觉渲染模型。该模型以纹理图像和用户的实时动作信息为输入,在能够高保真地生成振动触觉信号的同时,对常见纹理图像拥有更好的泛化能力。此外,设计了一款具有动作信息实时采集和振动触觉表达功能的笔式装置。在采集了数据库之外的真实纹理表面的振动触觉信号后,比较了提出的模型与已有方法在信号生成方面的性能差异。结果表明,模型实现了最低的均方根误差(0.173),验证了其对未建模纹理进行触觉渲染的能力。最后,使用笔式装置进行了两项用户实验。平均6.01的主观相似度评分说明,即使是数据库之外的新纹理,模型也能为用户提供较高的纹理交互真实感。

关键词：纹理触觉渲染深度学习动作信息笔式交互振动触觉反馈

考虑“源-荷”双侧调频的电力系统双层优化调度模型

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电测与仪表 2024年

作者：刘海涛朱康凯王宇昊仲聪张效诚江苏省配电网智能技术与装备协同创新中心南京工程学院电力工程学院

高比例新能源并网电力系统中，系统惯量不足越发严重，频率稳定受到严重威胁。已有的机组优化调度模型中，仅考虑了电源侧的调频，尚未考虑负荷侧的调频能力。文章提出了一种应用于高比例新能源并网电力系统的双层优化调度模型。内层综... 详细信息

高比例新能源并网电力系统中，系统惯量不足越发严重，频率稳定受到严重威胁。已有的机组优化调度模型中，仅考虑了电源侧的调频，尚未考虑负荷侧的调频能力。文章提出了一种应用于高比例新能源并网电力系统的双层优化调度模型。内层综合考虑电源侧新能源机组、同步发电机组和负荷侧异步电机的频率响应能力，求解满足频率安全条件下的新能源机组虚拟惯量和调频容量需求。外层在机组优化调度的基础上量化新能源机组的调频成本，以实现满足频率安全条件下的最优调度。以IEEE10机39节点为算例原始模型，通过对比分析，证明该模型能一定程度降低系统的运行成本以及满足频率安全条件下的惯量和调频容量需求。

关键词：高比例新能源机组组合频率响应虚拟惯量频率稳定负荷侧调频

改进单神经元PI的三相PWM整流器电压控制

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电气传动 2024年第5期54卷 20-25页

作者：夏涛刘亮张仰飞刘海涛孟高军南京工程学院电力工程学院江苏南京211167 江苏省配电网智能技术与装备协同创新中心江苏南京211167

针对三相脉宽调制(PWM)整流器在负载变化时输出电压波动大且恢复时间长的问题,提出一种改进单神经元梯度学习控制策略。由于传统的PI控制器参数在负载变化时适应性差,在电压外环采用单神经元PI控制,利用梯度下降法在线调整权值参数。为... 详细信息

针对三相脉宽调制(PWM)整流器在负载变化时输出电压波动大且恢复时间长的问题,提出一种改进单神经元梯度学习控制策略。由于传统的PI控制器参数在负载变化时适应性差,在电压外环采用单神经元PI控制,利用梯度下降法在线调整权值参数。为了避免求解过程中落入局部最优解,采用带有重启功能的随机梯度下降算法(SGDR),利用余弦退火改变权值的学习速率,提升算法的收敛性能。通过Matlab及半实物仿真实验,比较分析三相PWM整流器电压外环采用不同控制算法下的动态响应性能,结果表明:改进单神经元PI算法控制下的三相PWM整流器在负载变化时具有更小的电压波动、更快的动态响应以及更加稳定的运行状态。

关键词：整流器电压外环单神经元梯度学习余弦退火负载扰动

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基于SA/WGAN的新能源场景生成方法

电气传动 2024年第6期54卷 45-53页

作者：王宇昊刘海涛朱康凯仲聪马佳伊南京工程学院电力工程学院江苏南京210000 江苏省配电网智能技术与装备协同创新中心江苏南京210000

随着新能源渗透率逐年提高,其出力的随机性与波动特性难以准确预测,给电力系统的运行、规划和调度提出了严峻的挑战,因此新能源的不确定性建模受到越来越多的关注。为了更有效地获得新能源出力场景中的时序特征,提出了一种基于数据驱动... 详细信息

随着新能源渗透率逐年提高,其出力的随机性与波动特性难以准确预测,给电力系统的运行、规划和调度提出了严峻的挑战,因此新能源的不确定性建模受到越来越多的关注。为了更有效地获得新能源出力场景中的时序特征,提出了一种基于数据驱动的新能源场景生成方法,通过采用SA/WGAN模型,把自注意力机制和带有梯度惩罚的生成对抗网络判别器结合,构建基于两种模型结合的深度学习模型,有效突显新能源出力场景中时序特性,增强场景生成中非线性拟合能力。算例结果表明,所提模型的新能源生成场景相较于原始WGAN和WGAN-LSTM的场景生成结果,可以有效提高精准度,同时具备了WGAN-GP训练结果稳定和SA计算速度快的优势,更高效地生成与真实新能源场景分布接近的场景。

关键词：无监督学习自注意力机制生成对抗网络新能源场景生成

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