深度学习驱动的微网群互动合作与优化运行研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51777202
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    56.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0704.电力系统与综合能源
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

With the increasing national attention and promotion on “Internet +” Intelligent Energy, interconnected multi-microgrid with multi-energy incorporation and open interaction constitutes a promising direction for future energy internet construction. The coordination of regional multi-microgrid cooperation and interaction with the utility grid by regional energy management companies or retail companies with multiple investments and participants is one of the most important development modes for microgrid cluster. However, the conventional model-based multi-microgrid cooperative gaming and coordinated optimization problem is afflicted by parameter uncertainty, model complexity, and information incompleteness. It’s due to the above considerations that this project proposes a deep-learning based cooperative interaction framework for microgrid cluster within the grand architecture of energy internet, which involves the modeling of interactive response among microgrid cluster, the computation of Nash Equilibrium, as well as sequential decision-making optimization of coordinated operation by applying deep-learning technique. Further endeavor would be devoted to the establishment of a deep-learning based multi-microgird interactive simulation and decision-making optimization platform with the combination of the existing hybrid MATLAB/GAMS optimization platform, which will realize the interactive comparison and test analysis of different decision-making schemes, and provide a convincing theoretical and technical foundation for a rationalized, orderly, and large-scale development of microgrid cluster with multiple investments and multiple participants within the framework of energy internet in near future.
随着国家对“互联网+”智慧能源的关注和推进,以多源融合与开放互动为主要特征的互联微网群将成为未来能源互联网建设的重要方向,“多方投资、多方参与”的区域能源管理公司或是售电公司统一协调区域内多微网合作互动,并与电网协同运行将会是微网群重要发展模式之一。但基于模型优化的多微网合作互动博弈和协同优化问题求解存在难以应对不确定性、模型需要简化、信息需要完全透明等障碍。本项目即是在此背景下,提出基于深度学习驱动的微网群合作互动机制和框架的新思路,解决微网群互动响应特征的深度学习建模、合作互动Nash均衡的强化学习求解、深度学习与模型结合的协同运行时序决策等一系列基础问题。结合已有的基于MATLAB/GAMS微网群互动仿真平台,建立基于深度学习驱动的微网群互动仿真和决策优化平台,实现不同方案的交互对比分析与测试,为“多方投资、多方参与”的微网群合理、有序地规模化发展及互动提供理论基础和技术支撑。

结项摘要

多微网合作互动并与电网协同运行是微网群重要发展模式之一。本项目针对基于模型优化的多微网合作互动博弈和协同优化问题求解方案仍存在难以应对不确定性、模型需要简化、信息需要完全透明等障碍,研究提出了基于深度学习驱动的微网群合作互动机制和框架的新思路,从微网群互动响应特征的深度学习建模、合作互动Nash均衡的求解、深度学习与模型结合的协同运行时序决策等三方面开展了研究。首先,针对微网群互动响应特征分析中所面临的信息不完备、特性差异大,难以精确建模等问题,提出了不完备信息下基于LSTM长短时记忆深度网络的微网群互动行为等值建模方法,证明了提出LSTM深度学习的微网群互动行为建模方法的精确性和可行性。然后,以风-光-氢构建的多主体微网为对象,建立了风–光–氢多主体合作运行纳什谈判模型,并将其等效转化为联盟效益最大化和电能交易支付谈判两个子问题,采用交替方向乘子法进行分布式求解,解决了风电、光伏和电制氢多类主体微网的合作优化运行及收益公平分配两大关键问题。最后针对微网群之间的实时互动高效决策问题,提出了基于微网深度学习封装建模的微网群数据驱动互动定价方法,在无需掌握各微网内部参数数据的情形下,直接基于各微网互动的外部环境封装模型进行奖励函数和受益的估值,进而结合数据驱动优化方法的高维空间搜索及寻优决策的能力,实现更加高效的微网群互动运行。针对结合已有的微网群互动仿真平台,搭建了基于深度学习驱动的微网群互动仿真和决策优化平台,实现了不同方案的交互对比分析与测试,本项目成果可为“多方投资、多方参与”的微网群合理、有序地规模化发展及互动提供理论基础和技术支撑。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(4)
专利数量(3)
Data-driven virtual power plant bidding package model and its application to virtual VCG auction-based real-time power market
数据驱动的虚拟电厂竞价包模型及其在基于虚拟VCG拍卖的实时电力市场中的应用
  • DOI:
    10.1049/iet-stg.2020.0038
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    IET Smart Grid
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Chen Xinhe;Pei Wei;Deng Wei;Xiao Hao
  • 通讯作者:
    Xiao Hao
数据驱动的用户需求响应行为建模与应用
  • DOI:
    10.13335/j.1000-3673.pst.2020.2010
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    电网技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    彭大健;裴玮;肖浩;杨艳红;唐成虹
  • 通讯作者:
    唐成虹
基于代理模型的分布式能源现货市场运营模式
  • DOI:
    10.16081/j.epae.202008025
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    电力自动化设备
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈新和;裴玮;邓卫
  • 通讯作者:
    邓卫
A Comparative Study of Deep Neural Network and Meta-Model Techniques in Behavior Learning of Microgrids
深度神经网络与元模型技术在微电网行为学习中的比较研究
  • DOI:
    10.1109/access.2020.2972569
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    IEEE Access
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Hao Xiao;Wei Pei;wei deng;Li Kong;Hongjian Sun;Chenghong Tang
  • 通讯作者:
    Chenghong Tang

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其他文献

多端直流的交直流配电网潮流计算
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    电力建设
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  • 作者:
    刘耀华;裴玮;杨艳红;赵振兴;邓卫;于汀;黄仁乐
  • 通讯作者:
    黄仁乐
考虑时变相关性的配电网超短期条件概率潮流预测
  • DOI:
    10.13336/j.1003-6520.hve.20180628031
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    高电压技术
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    --
  • 作者:
    肖天颖;裴玮;叶华;牛耕;肖浩;齐智平
  • 通讯作者:
    齐智平
基于元模型全局最优化方法的含分布式电源配电网无功优化
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国电机工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    肖浩;裴玮;董佐民;蒲天骄;陈乃仕;孔力
  • 通讯作者:
    孔力
基于纳什谈判理论的风–光–氢多主体能源系统合作运行方法
  • DOI:
    10.13334/j.0258-8013.pcsee.200956
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中国电机工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马腾飞;裴玮;肖浩;李德鑫;吕项羽;侯恺
  • 通讯作者:
    侯恺
基于IEC 61850标准化信息网络的微电网运行模式控制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    高电压技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邓卫;裴玮;沈子奇;屈慧
  • 通讯作者:
    屈慧

其他文献

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裴玮的其他基金

弱中心化分布式能源网络的多主体随机博弈与运行优化研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    254 万元
  • 项目类别:
    联合基金项目
需求侧响应环境下的区域微网群互动机制与规划设计研究
  • 批准号:
    51277170
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    80.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
热电联供与可再生能源混合的微网内多元能量在线协调优化管理研究
  • 批准号:
    50907065
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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  • 项目类别:
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知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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