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基于改进通道注意力优化变分自编码器的居民空调负荷辨识
1
作者
王凌云
唐涛
+2 位作者
鲍刚
阮胜冬
张涛
《仪器仪表学报》
北大核心
2025年第5期251-263,共13页
居民空调负荷的准确辨识是挖掘其调控潜力和实现需求响应的关键。针对目前居民空调功率求解方法的精度不足和计算复杂问题,故提出一种基于变分自编码器(VAE)和改进高效通道注意力机制(ECA)的居民空调负荷非侵入式辨识神经网络模型。改进...
居民空调负荷的准确辨识是挖掘其调控潜力和实现需求响应的关键。针对目前居民空调功率求解方法的精度不足和计算复杂问题,故提出一种基于变分自编码器(VAE)和改进高效通道注意力机制(ECA)的居民空调负荷非侵入式辨识神经网络模型。改进ECA采用结合全局平均池化与全局最大池化的双池化策略,既捕获整体统计信息又突出局部显著响应。借助压缩-重构机制,在降维后利用快速动态卷积核自适应捕捉局部通道交互信息,有效聚焦关键信息,为通道赋予合理权重;将改进ECA集成在VAE解码器中,增强模型对空调负荷的特征重构能力;模型进一步引入多任务学习框架,联合优化功率分解与状态识别任务,实现任务间信息共享和互补,从而提高整体辨识精度。同时,利用输出模块和后处理状态阈值约束,有效抑制非空调负荷的干扰。最后,在真实居民用电数据集上进行实验验证。实验结果表明,相较于两个对比模型,模型在3个地区所有居民功率分解的平均绝对误差(MAE)均值分别提升59.71%和9.22%,空调状态识别F1值达84.58%。消融实验表明,改进ECA使其中两个地区功率分解MAE分别降低56.23%和12.47%,多任务学习框架进一步推动辨识精度提升3.17%和5.90%。所提出的少量侵入式测量方案以30%用户侵入式量测数据训练,在保证模型准确性的同时,减少对用户数据的依赖,具有较强的应用潜力。
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关键词
居民空调
负荷
变分自编码器
非侵入式负荷监测
通道注意力
多任务学习
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职称材料
考虑热舒适度的居民空调负荷调控潜力差异化评估
被引量:
13
2
作者
金旭
张远实
+3 位作者
李明
窦晓波
阮文骏
段梅梅
《电力系统自动化》
EI
CSCD
北大核心
2024年第1期50-58,共9页
居民空调负荷是电力系统重要的灵活性资源,评估其调控潜力有助于负荷高效管理,促进节能减排。然而,受资金成本、数据存储和隐私保护等因素制约,居民空调状态及参数难以直接测量,差异化评估不同居民空调负荷的调控潜力存在困难。此外,居...
居民空调负荷是电力系统重要的灵活性资源,评估其调控潜力有助于负荷高效管理,促进节能减排。然而,受资金成本、数据存储和隐私保护等因素制约,居民空调状态及参数难以直接测量,差异化评估不同居民空调负荷的调控潜力存在困难。此外,居民使用空调是为了满足自身的热舒适度要求。若评估空调负荷调控潜力时忽视热舒适度限制,将导致评估值过高,降低负荷管理策略的有效性。因此,提出一种考虑热舒适度的居民空调负荷调控潜力差异化评估方法。该方法首先建立居民热舒适度及空调热动力学模型,提取影响居民热舒适度和空调负荷的关键参数;然后,利用隐马尔可夫模型和维特比算法辨识空调状态及参数;在此基础上,计算不同居民热舒适度可接受范围内的空调负荷调控潜力。基于真实居民负荷数据的算例分析表明,所提方法能够准确辨识居民空调状态并有效评估满足居民热舒适度要求的空调负荷调控潜力。
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关键词
居民空调
负荷
热舒适度
状态辨识
调控潜力评估
隐马尔可夫模型
维特比算法
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职称材料
基于鲁棒极限学习机的居民空调负荷能耗预测方法
被引量:
5
3
作者
李韫莛
周玖
梁东贵
《沈阳工业大学学报》
CAS
北大核心
2023年第5期481-485,共5页
为实现高精度的居民空调负荷能耗预测,基于鲁棒极限学习机提出了一种新的居民空调负荷能耗预测方法.以归一化的方式处理空调负荷能耗数据集,优化预测用户工作日样本数据集,采用鲁棒极限学习机构建负荷能耗激活函数预测模型.引入拉格朗...
为实现高精度的居民空调负荷能耗预测,基于鲁棒极限学习机提出了一种新的居民空调负荷能耗预测方法.以归一化的方式处理空调负荷能耗数据集,优化预测用户工作日样本数据集,采用鲁棒极限学习机构建负荷能耗激活函数预测模型.引入拉格朗日算子约束优化模型,以迭代求解的方式完成居民空调负荷能耗预测.仿真测试结果表明,在迭代次数为250次、过度补偿为1.5%时,该方法的收敛速度为0.2 ms,平均预测精度为96.7%,具有较强的预测性能.
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关键词
居民空调
用电量预测
负荷能耗
激活函数
极限学习机
拉格朗日算子
神经元
神经网络
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职称材料
江苏省夏季空调负荷分析及需求侧管理措施的削峰效果测算
被引量:
37
4
作者
宋宏坤
唐国庆
+1 位作者
卢毅
李扬
《电网技术》
EI
CSCD
北大核心
2006年第17期88-91,96,共5页
介绍了夏季最大空调负荷、集中空调负荷和居民空调负荷的计算方法,分析了江苏省夏季空调负荷的构成,根据分析结果提出了7项近期内容易实现或经过适当技术改造后能够实现的夏季空调负荷调控措施,并对其削峰效果进行了分析测算。
关键词
最大
空调
负荷
集中
空调
负荷
居民空调
负荷
调控措施
需求侧管理
负荷分析
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职称材料
题名
基于改进通道注意力优化变分自编码器的居民空调负荷辨识
1
作者
王凌云
唐涛
鲍刚
阮胜冬
张涛
机构
三峡大学电气与新能源学院
国网衢州供电公司
出处
《仪器仪表学报》
北大核心
2025年第5期251-263,共13页
基金
国家自然科学基金(62476153)项目资助。
文摘
居民空调负荷的准确辨识是挖掘其调控潜力和实现需求响应的关键。针对目前居民空调功率求解方法的精度不足和计算复杂问题,故提出一种基于变分自编码器(VAE)和改进高效通道注意力机制(ECA)的居民空调负荷非侵入式辨识神经网络模型。改进ECA采用结合全局平均池化与全局最大池化的双池化策略,既捕获整体统计信息又突出局部显著响应。借助压缩-重构机制,在降维后利用快速动态卷积核自适应捕捉局部通道交互信息,有效聚焦关键信息,为通道赋予合理权重;将改进ECA集成在VAE解码器中,增强模型对空调负荷的特征重构能力;模型进一步引入多任务学习框架,联合优化功率分解与状态识别任务,实现任务间信息共享和互补,从而提高整体辨识精度。同时,利用输出模块和后处理状态阈值约束,有效抑制非空调负荷的干扰。最后,在真实居民用电数据集上进行实验验证。实验结果表明,相较于两个对比模型,模型在3个地区所有居民功率分解的平均绝对误差(MAE)均值分别提升59.71%和9.22%,空调状态识别F1值达84.58%。消融实验表明,改进ECA使其中两个地区功率分解MAE分别降低56.23%和12.47%,多任务学习框架进一步推动辨识精度提升3.17%和5.90%。所提出的少量侵入式测量方案以30%用户侵入式量测数据训练,在保证模型准确性的同时,减少对用户数据的依赖,具有较强的应用潜力。
关键词
居民空调
负荷
变分自编码器
非侵入式负荷监测
通道注意力
多任务学习
Keywords
residential air conditioning load
variational autoencoder(VAE)
non-intrusive load monitoring(NILM)
channel attention
multi-task learning
分类号
TM714 [电气工程—电力系统及自动化]
TH702 [机械工程—精密仪器及机械]
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职称材料
题名
考虑热舒适度的居民空调负荷调控潜力差异化评估
被引量:
13
2
作者
金旭
张远实
李明
窦晓波
阮文骏
段梅梅
机构
东南大学电气工程学院
国家电网有限公司
国网江苏省电力有限公司
出处
《电力系统自动化》
EI
CSCD
北大核心
2024年第1期50-58,共9页
基金
国家电网公司科技项目(5108-202218280A-2-0-XG)。
文摘
居民空调负荷是电力系统重要的灵活性资源,评估其调控潜力有助于负荷高效管理,促进节能减排。然而,受资金成本、数据存储和隐私保护等因素制约,居民空调状态及参数难以直接测量,差异化评估不同居民空调负荷的调控潜力存在困难。此外,居民使用空调是为了满足自身的热舒适度要求。若评估空调负荷调控潜力时忽视热舒适度限制,将导致评估值过高,降低负荷管理策略的有效性。因此,提出一种考虑热舒适度的居民空调负荷调控潜力差异化评估方法。该方法首先建立居民热舒适度及空调热动力学模型,提取影响居民热舒适度和空调负荷的关键参数;然后,利用隐马尔可夫模型和维特比算法辨识空调状态及参数;在此基础上,计算不同居民热舒适度可接受范围内的空调负荷调控潜力。基于真实居民负荷数据的算例分析表明,所提方法能够准确辨识居民空调状态并有效评估满足居民热舒适度要求的空调负荷调控潜力。
关键词
居民空调
负荷
热舒适度
状态辨识
调控潜力评估
隐马尔可夫模型
维特比算法
Keywords
residential air conditioning load
thermal comfort
state identification
regulation potential evaluation
hidden Markov model
Viterbi algorithm
分类号
TM73 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
基于鲁棒极限学习机的居民空调负荷能耗预测方法
被引量:
5
3
作者
李韫莛
周玖
梁东贵
机构
华中科技大学电气工程学院
广东电网有限责任公司广州供电局
出处
《沈阳工业大学学报》
CAS
北大核心
2023年第5期481-485,共5页
基金
广东省科技攻关项目(2019GKQNCX031)
广东电网有限责任公司广州供电局项目(080035HK42200003).
文摘
为实现高精度的居民空调负荷能耗预测,基于鲁棒极限学习机提出了一种新的居民空调负荷能耗预测方法.以归一化的方式处理空调负荷能耗数据集,优化预测用户工作日样本数据集,采用鲁棒极限学习机构建负荷能耗激活函数预测模型.引入拉格朗日算子约束优化模型,以迭代求解的方式完成居民空调负荷能耗预测.仿真测试结果表明,在迭代次数为250次、过度补偿为1.5%时,该方法的收敛速度为0.2 ms,平均预测精度为96.7%,具有较强的预测性能.
关键词
居民空调
用电量预测
负荷能耗
激活函数
极限学习机
拉格朗日算子
神经元
神经网络
Keywords
residential air conditioning
electricity consumption prediction
load energy consumption
activation function
extreme learning machine
Lagrange operator
neuron
neural network
分类号
TM715 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
江苏省夏季空调负荷分析及需求侧管理措施的削峰效果测算
被引量:
37
4
作者
宋宏坤
唐国庆
卢毅
李扬
机构
东南大学电气工程系
出处
《电网技术》
EI
CSCD
北大核心
2006年第17期88-91,96,共5页
文摘
介绍了夏季最大空调负荷、集中空调负荷和居民空调负荷的计算方法,分析了江苏省夏季空调负荷的构成,根据分析结果提出了7项近期内容易实现或经过适当技术改造后能够实现的夏季空调负荷调控措施,并对其削峰效果进行了分析测算。
关键词
最大
空调
负荷
集中
空调
负荷
居民空调
负荷
调控措施
需求侧管理
负荷分析
Keywords
maximum air-conditioning load
central air-conditioning load
residential air-conditioning load. regulation and control measures
demand side management (DSM). load analysis
分类号
TM714 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于改进通道注意力优化变分自编码器的居民空调负荷辨识
王凌云
唐涛
鲍刚
阮胜冬
张涛
《仪器仪表学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
考虑热舒适度的居民空调负荷调控潜力差异化评估
金旭
张远实
李明
窦晓波
阮文骏
段梅梅
《电力系统自动化》
EI
CSCD
北大核心
2024
13
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下载PDF
职称材料
3
基于鲁棒极限学习机的居民空调负荷能耗预测方法
李韫莛
周玖
梁东贵
《沈阳工业大学学报》
CAS
北大核心
2023
5
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
江苏省夏季空调负荷分析及需求侧管理措施的削峰效果测算
宋宏坤
唐国庆
卢毅
李扬
《电网技术》
EI
CSCD
北大核心
2006
37
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职称材料
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