智能电网环境下基于居民电力消费行为特征的需求响应策略研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    71501056
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    18.5万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    G0112.信息系统与管理
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Demand response (DR) strategies mainly include dynamic pricing and incentive mechanisms. These DR strategies can promote the change of some normal electricity consumption behaviors of end users, improve the efficiency of energy use, and promote power supply and demand balance as well as energy saving and emission reduction. A large amount of residential electricity consumption data are collected in real-time by the smart meters and other data acquisition terminals deployed in the smart grid. Thus, the electricity consumption behavior characteristics of different residential user groups can be discovered from the data. This knowledge is of great significance for the formulation of more effective differentiated DR strategies. Therefore, the main research contents of this project are as follows. First, data preprocessing, clustering analysis and results evaluation methods of the large scale residential electricity consumption data are studied, so as to identify different groups of residential users that have similar electricity consumption patterns. Then the electricity consumption behavior characteristics of different kinds of residential users are discovered. Second, the interaction mechanisms of residential electricity consumption behaviors and DR strategies are explored. Then the dynamic relationship and the interaction of them are comprehensively evaluated. Third, considering the difference of electricity consumption behavior characteristics of different residential users, the corresponding price-based or incentive-based DR strategies and evaluation methods are designed. This research project has a certain theoretical significance and application value for the promotion of power supply and demand balance, the enhancement of power system reliability, the improvement of energy utilization efficiency, and the realization of energy saving and emission reduction targets in China’s smart grid environment.
利用价格信号或激励机制等需求响应策略,能够促使终端用户改变原有的一些电力消费行为,提高能源利用效率,促进电力供需平衡和节能减排等。智能电网中部署的智能电表和其它采集终端实时采集到大量居民用户的电力消费数据,从中能够挖掘不同类型居民用户群的电力消费行为特征,这对于制定更有效的差异化需求响应策略具有重要意义。因此,本项目主要研究:(1)大规模居民电力消费数据的预处理、聚类分析和结果评价方法,以发现具有相似电力消费行为特征的居民用户群,并挖掘不同类型用户群的电力消费行为特征;(2)居民电力消费行为与需求响应策略之间的相互作用机理,并对二者的动态关系和相互作用进行综合评价;(3)考虑不同类型居民用户群电力消费行为特征差异性的价格或激励需求响应策略及其评价方法。本项目的研究对于我国智能电网环境下促进电力供需平衡、增强电力系统可靠性、提高能源利用效率和实现节能减排目标等具有一定的理论意义与应用价值。

结项摘要

智能电网中部署的智能电表和其它采集终端实时采集到大量居民用户的电力消费数据,从中能够挖掘不同类型居民用户群的电力消费行为特征,这对于制定差异化的需求响应策略具有重要意义。为此,本项目主要研究了居民电力消费行为特征挖掘的数据分析方法、居民电力消费行为与需求响应策略的相互作用机理以及考虑居民电力消费行为特征差异性的需求响应策略。围绕智能电网环境下居民电力消费行为特征挖掘的数据分析方法研究,提出了数据分布视角的模糊聚类均匀效应建模方法,构建了基于模糊聚类模型和形状聚类的电力消费模式识别方法,建立了一种短期负荷概率密度预测的深度学习模型,设计了智能电表数据压缩方法和系统;围绕智能电网环境下居民电力消费行为与需求响应策略的相互作用机理研究,提出了面向需求响应和智慧家居能源管理的电器优化调度模型和方法,建立了电动汽车接入微电网的充放电优化调度模型和方法,设计了需求响应环境下面向工业应用的负荷优化调度建模方法;围绕智能电网环境下考虑居民电力消费行为特征差异性的需求响应策略研究,提出了基于元分析的居民电力需求价格弹性和收入弹性度量方法,构建了居民电价方案设计和用户选择决策的多智能体仿真模型,设计了基于非线性电价需求响应结构模型的分时电价评价方法,建立了智能电网环境下基于云的激励需求响应方法和系统。本项目的研究对于提高电力能源利用效率、增强电力系统可靠性和推动能源服务模式创新具有一定的理论和现实意义。通过本项目研究,共发表SCI/SSCI检索期刊论文36篇,在Elsevier出版社出版学术著作章节1章,授权国家发明专利5项,授权美国发明专利2项,登记软件著作权3项,支持了8名研究生开展研究工作。

项目成果

期刊论文数量(36)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(7)
Regional difference of household electricity consumption: An empirical study of Jiangsu, China
居民用电量的区域差异:以江苏省为例的实证研究
  • DOI:
    10.1016/j.jclepro.2017.10.123
  • 发表时间:
    2018-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION
  • 影响因子:
    11.1
  • 作者:
    Li Sun;Kaile Zhou;Shanlin Yang
  • 通讯作者:
    Shanlin Yang
Discovering residential electricity consumption patterns through smart-meter data mining: A case study from China
通过智能电表数据挖掘发现居民用电模式:中国案例研究
  • DOI:
    10.1016/j.jup.2017.01.004
  • 发表时间:
    2017-02-01
  • 期刊:
    UTILITIES POLICY
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Zhou, Kaile;Yang, Changhui;Shen, Jianxin
  • 通讯作者:
    Shen, Jianxin
Multi-objective optimal load dispatch of microgrid with stochastic access of electric vehicles
电动汽车随机接入的微电网多目标优化负荷调度
  • DOI:
    10.1016/j.jclepro.2018.05.190
  • 发表时间:
    2018-09-10
  • 期刊:
    JOURNAL OF CLEANER PRODUCTION
  • 影响因子:
    11.1
  • 作者:
    Lu, Xinhui;Zhou, Kaile;Liu, Huizhou
  • 通讯作者:
    Liu, Huizhou
Regional energy efficiency evaluation in China: A super efficiency slack-based measure model with undesirable outputs
中国区域能源效率评价:基于超效率松弛的非期望产出测度模型
  • DOI:
    10.1016/j.jclepro.2018.07.098
  • 发表时间:
    2018-10
  • 期刊:
    Journal of Cleaner Production
  • 影响因子:
    11.1
  • 作者:
    Yang Ting;Chen Wen;Zhou Kaile;Ren Minglun
  • 通讯作者:
    Ren Minglun
Big data driven smart energy management: From big data to big insights
大数据驱动的智能能源管理:从大数据到大洞察
  • DOI:
    10.1016/j.rser.2015.11.050
  • 发表时间:
    2016-04-01
  • 期刊:
    RENEWABLE & SUSTAINABLE ENERGY REVIEWS
  • 影响因子:
    15.9
  • 作者:
    Zhou, Kaile;Fu, Chao;Yang, Shanlin
  • 通讯作者:
    Yang, Shanlin

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  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    杨善林

其他文献

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能源互联网环境下综合能源服务系统供需资源协同优化研究
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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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