2022, 44(2):103-111,121. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20220328004
摘要:为改善电力市场供需状况,实现削峰填谷目标,基于需求侧管理的实时定价研究不断深入。鉴于此,对其主要优化方法和最新进展进行综述。首先,总结了实时定价的社会福利最大化模型,明确模型以追求全体用户的效用之和与电能成本之差,即以社会总福利最大化为目标。随后,归纳了求解社会福利最大化模型的几种方法,包括对偶优化方法、交替方向乘子法(ADMM)、KKT系统的非光滑方程组方法,这些方法不仅可以求解优化模型的决策变量(作为用电量),同时还可以求解其拉格朗日乘子,即影子价格(作为电力价格)。接着,介绍实时定价的双层优化模型,在此模型中供电方为领导者,电力用户为追随者,分析了模型基本性质及求解方法。最后,提出了实时电价优化方法近期几个值得关注的研究问题。
2022, 44(2):112-121. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20220312001
摘要:我国可再生能源配额制经历了从发电侧向售配电侧的转变,这种转变是否有利于构建新型电力系统,如何进一步优化该模式?为解决这些问题,分别建立了不同责任主体的配额制模型,分析了多种情景下市场价格和收益的变化情况,并设计了一种计及发电商差异、考虑奖惩的增强型配额制。构建了用于反映不同发电商绿色证书获取数量的综合评价指标,并通过衡量当期配额目标的完成情况对售电商给予惩罚与奖励。建立了博弈模型并采用逆向归纳法进行仿真,结果表明:售配电侧配额制优于发电侧配额制,增强型配额制的奖惩政策存在壁垒,但合理设置可以促进可再生能源消纳,实现良性发展。
2022, 44(2):122-130. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20220316002
摘要:当前智能电网实时定价机制未考虑隐私信息泄露对用电量和电价的影响,且忽略了供电商与用户之间的利益均衡。为兼顾隐私保护和供需双方的利益均衡,将区块链隐私信息保护的机制融入到智能电网实时电价的策略之中,依据隐私敏感程度的不同,对用户进行分类,并将区块链的应用程度进行量化,建立基于区块链应用程度的社会福利最大化模型。利用拉格朗日对偶理论和投影梯度法求出最优用电量、最优供电量和最优电价。数值仿真表明:区块链的去中心化性质、混币机制和链下加密技术,能有效保护供需双方的隐私信息,降低供电成本和用电成本,提高供电商的利润和福利。
2022, 44(2):131-137. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20220315003
摘要:在基于实时定价的电力零售市场中,电价波动剧烈且具有较大不确定性,用户需要采用合适的风险管理工具来规避或控制利益风险。首先,提出一种售电公司与用户之间结合期权交易思想的灵活合同,其中,用户可根据自己购电意愿确定合同敲定价(即愿意支付的最高市场价格)。该灵活合同不仅能使用户回避零售市场价格不利波动的风险,而且能保留市场价格有利波动时的获利机会。其次,为了确定灵活合同的风险溢价即权利金并鼓励合同双方参与合同交易,从用户角度,引入考虑用户类型的用电效益函数来描述不同用户的用电意愿,通过有灵活合同时的用电净效益不小于无合同时的用电净效益来确定权利金的上限值;从售电公司角度,考虑权利金上限值的约束,提出了一个考虑风险偏好的灵活合同权利金决策模型。最后,算例仿真验证了模型的合理性和有效性。
2022, 44(2):138-147. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20220312002
摘要:电力负荷预测在平衡能源分配、经济性和电力系统安全可靠运行方面发挥着重要作用,精准的负荷预测可以降低电力运行的成本和风险,提高电网环境效益和经济效益。首先根据加权灰色关联投影算法对数据进行预处理,然后应用注意力(Attention)机制来改进双向长短期记忆(Bi-LSTM)模型,并结合极端梯度提升(XGBoost)模型构建一种由误差倒数法确定权重的电力负荷组合预测模型,从而得到一种新的短期电力负荷预测方法。通过新加坡电力市场数据集对该方法进行评估,结果显示,该方法的预测结果比单一预测方法更加接近真实数据且误差更小,具备有效性、精准性和实用性的优势。
2022, 44(2):148-156. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20220225002
摘要:随着各省相继核定第二轮输配电价,输配电成本计算将会不断细化,输配电价设计方法也随之不断完善。首先根据输配电网之间的负荷传导关系,建立了输配电网之间的成本传导模型,将输配电网总成本在不同电压等级电力用户之间进行公平合理分摊;其次,使用综合负荷法,依据不同类型用户各时点的最大用电负荷,将某一电压等级的输配电网成本在该电压等级不同类型用户之间进一步分摊,在此基础上,设计了分电压等级的一般工商业用户和大工业用户的输配电价;最后,以我国东部L省作为研究对象,进行了算例分析,以验证本文所提模型和方法的科学性和实用性。
2022, 44(2):157-165. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20210106002
摘要:为兼顾综合能源系统的经济与环境效益,提出了含产电放热储能的双目标综合能源系统优化配置模型。首先考虑在不同置信水平下风力发电预测误差,其次基于用户侧的电荷分类以及用户对室内温度感知敏感度分析电/热需求响应,最终以经济和环境成本最小为目标,构建含不确定与电/热需求响应的综合能源系统的双目标优化模型。算例结果表明:风电预测误差置信水平的增大使系统诸多成本随之提高;电/热需求响应的引入不仅减少峰谷差,平滑了需求曲线,还优化了综合能源系统的设备配置,降低了综合能源系统的经济和环境成本;同时验证了该模型的有效性。
2022, 44(2):166-171. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20210621002
摘要:为了克服横断面型数据的不完整性,提出了一种基于合成分析的早期肺癌风险预测模型。收集247组来自医院的患者数据进行实验,使用合成分析法结合肺结节良恶性判断结果、吸烟史、家族病史等肺癌危险因素建立风险评估模型。实验表明,未纳入影像学良恶性分类结果的合成分析模型的准确率为83.20%,而纳入影像学良恶性分类结果的合成分析模型的准确率达到87.40%。结合基于CT影像的肺结节良恶性判断结果能有效提高早期肺癌风险评估模型的准确性。
2022, 44(2):172-176,212. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20210408006
摘要:目前治疗胸腰椎损伤手术常用短节段的坚强内固定方式,这种方式容易引发关节退变并发症,为此本文设计了一种可旋动型椎弓根螺钉并利用仿真软件对手术模型进行优化分析。首先采用人体胸腰椎CT图像,利用Mimics,Geomagic等软件重建出人体胸腰椎长、短节段模型并分析其不同工况下的活动度及位移情况;然后基于长节段重建固定手术模型,与传统手术螺钉的植入进行对比,探究不同手术植入物对胸腰椎手术治疗效果的影响。结果表明,微调型Magerl进钉方法简便、不易刺穿椎骨;可旋动螺钉能保证椎间活动度大,能有效保护术后椎骨康复活动。该模型可为临床手术治疗优化提供一种新的手段。
2022, 44(2):177-184. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20210611002
摘要:基于磁共振T1成像的全脑区分割方法及其在临床上的应用已经有较为广泛的研究,磁共振扩散张量成像凭借其在脑白质神经纤维束成像上的优势,近年来围绕扩散张量成像的理论和应用研究发展很快,针对扩散张量成像的脑区分割研究就成为一个必须要解决的问题。图像配准是精确实现脑区分割的重要技术步骤,传统的配准方法未考虑到图像的形变大小对配准精度的影响,最新的对称配准策略是解决这一问题的最好选择。因此,考虑到扩散张量图像的分辨率低的特点,以及对称配准的技术先进性,提出了一种自动方法进行了扩散张量图像的全脑分区,并利用统计学SPSS软件对阿尔茨海默症(AD)患者与正常对照组(NC)数据进行了比较研究,验证了所提出的脑区分割方法的准确性。
2022, 44(2):185-195. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20210715002
摘要:疾病预防促进了预测模型的发展,但如何提高预测模型的精确度,就目前文章还没有提出一个综合性的措施。通过对国内外大量文献进行交叉性和多维性对比,寻求从各个模块改善心血管疾病(CVD)风险预测模型精确度的措施。手动检索395篇国内外在医学期刊上具有高影响力的文献,对文献进行统计和归类,并创新地提出不同数据分析方法和图、表分析机制,进行数据挖掘。得到为保证精确度达到0.8以上,在样本大小和时间间隔、数据来源、特征选择、建模方法等方面改善预测模型精确度的措施。运用改善措施开发的预测模型所得结果精确度要高于同种类其他模型。
2022, 44(2):196-203. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20210329004
摘要:利用水热金刚石压腔原位观测优势,结合显微镜高速录像技术,进行空气–H2O体系中气相溶解和出溶动力学实验研究。实验对金刚石压腔体系气泡生长、溶解过程进行原位实时记录,根据录像文件分解的照片来精确确定反应时间和温度,利用照片所记录的气泡半径随时间的变化来推算其体积生长参数和溶解程度。气–液相均一体系降温可促使气泡出溶,降温速率不同,观察到气泡出现的时间不同,降温速率越大气泡出现越快,气泡的生长受扩散作用控制。气–相平衡体系中,气泡半径随温度的变化分为3个阶段:初始升温阶段,气泡半径随时间迅速减小;中间阶段,伴随温压降低导致的膨胀作用使气泡半径变化较小;后期恒温阶段,气泡继续溶解直至消失,溶解速率低于初始阶段。多气泡体系溶解实验中:初始升温阶段,溶解速率与气泡半径不相关;后期恒温阶段,溶解速率与气泡半径负相关,半径越小,溶解速率越大。
2022, 44(2):204-212. DOI: 10.13255/j.cnki.jusst.20210330001
摘要:基于交替方向乘子法(ADMM)提出了一种求解可分离凸优化可行问题的惯性近似松弛交替方向乘子法(IPR-ADMM)。新构造的算法不仅具有提高算法收敛性的优势的惯性外推项,而且引入随机变量以随机加速新步长,从而提高算法的灵活性。并在适当的假设下,证明了算法的全局迭代收敛性。数值实验结果表明,数据维数取值越大,算法收敛越快,越趋于稳定,且IPR-ADMM算法的收敛性明显优于扩展的邻近交替方向法(ePADM)。
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