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西湖大学马丽佳团队开发深度学习模型精准预测SpCas9/gRNA活性及特异性
利用合成gRNA-靶序列的高通量文库允许直接在细胞环境中便捷和高通量地收集gRNA活性数据,由此建立的计算模型来预测gRNA的活性比较可靠。
西湖大学 2023-05-17
考虑时空关联与数据隐私性的有源配电网分布式光伏功率预测技术
(一)成果背景 分布式光伏可在用户侧就近安装与消纳,减少因长距离输送带来的线路损耗问题,在新型电力系统建设中发挥着重要作用。2021年6月,国家能源局综合司发布了《关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》,用以推动分布式光伏高质量发展、支撑新型电力系统建设。在该政策的推进下,分布式光伏容量迅猛增长。截至2021年底,国内分布式光伏装机容量已达到107.5GW,约占光伏总装机容量的三分之一,且其增长速度已经超过了集中式光伏。 (二)痛点问题 对于配电网来说,光伏出力易受天气因素影响,具有极强的随机波动特性,大规模分布式光伏接入,一方面加剧了配电网负荷短时波动,影响电力实时平衡,制约负荷预测精度提升;另一方面,分布式光伏出力特性与负荷特性的不匹配造成其难以消纳,为有源配电网运行管理带来严峻挑战。 对于电力市场交易来说,随着新一轮电力体制改革的持续深入,分布式光伏所有者作为售电商参与市场竞争成为必然趋势。分布式光伏出力的不确定性与短时剧烈波动性,使得分布式光伏电站/售电商难以制定合理的市场交易策略与电力交易合同,面临严重的市场风险。 因此,亟需精准的分布式光伏功率预测,为有源配电网调度运行、分布式光伏消纳,分布式光伏参与电力市场等提供有力数据支撑。 (三)技术方案 1、基于变分模态分解与动态图卷积网络的分布式光伏功率预测 首先利用变分模态分解各分布式光伏复杂出力序列分解为相对简单、波动较小的不同频率子序列,以减小场站间关联关系的挖掘难度。然后,基于分布式光伏场站间时空关联性处于动态变化中的考虑,利用全连接神经网络将各节点特征映射到多维空间,而后利用时域卷积挖掘跨节点关联关系,由此以数据驱动方式挖掘各频率下各场站子序列关联性,有效实现子序列动态图结构的构建。最终,基于可用于非欧式空间结构数据建模的卷积神经网络,将其与动态图结构结合,建立考虑动态时空关联性的图卷积预测模型,针对不同频率下出力子序列分别预测,而后重构得到各场站功率进而获取配电网分布式光伏总功率。 2、基于深度联邦学习的分布式光伏发电功率预测 首先,基于长短期记忆神经网络构建时域自编码器模型,该模型编码器用于提取每个时间步输入的时域特征,而后利用解码器将该特征向量转换为输出序列进行未来时间步的预测,自编码能显著增强长短期记忆神经网络的时域建模能力。而后,利用注意力机制解决其在处理长输入时间序列时会导致解码器面临特征冗余问题,且使模型聚焦于对输出更关键的时域特征。由此,利用注意力自编码预测模型通过对时域特征的有效挖掘实现功率预测精度的进一步提升。 在此基础上,开发了用于分布式光伏功率预测的联邦学习框架,在该框架中,本地用户仅需将本地模型进行共享,无需数据的传输,而后由中央服务器进行模型的聚合以实现用户间信息共享。在各本地场站进行注意力自编码预测模型的训练;在中央服务器,基于联邦平均算法实现各本地预测模型的汇聚、全局模型的生成与下发。在保证数据隐私性的前提下取得与传统集中式机器学习训练近似的预测效果。 (四)竞争优势 1、有效表征广域分布式光伏集群间时空关联特征,实现分布式光伏功率预测精度提升。 当缺乏气象实测或预报数据时,考虑分布式光伏时空相关性可有效提升分布式光伏功率预测精度。现有研究多利用各光伏场站地理距离或者整体出力表征时空相关性。这种静态建模方式在分布式光伏出力模式长期稳定的情况下,可以取得较好的预测效果。然而,易受天气因素的影响,分布式光伏出力极易发生短时波动,因而各场站关联性处于动态变化过程。以恒定的场站间关联关系去考虑这种复杂的集群出力序列,显然无法反映天气影响下分布式光伏出力短时变化,难以实现功率预测精度的有效提升。 所提的基于变分模态分解与动态图卷积网络的分布式光伏功率预测方法,利用数据驱动方式实现挖掘各场站间关联特性的动态实时挖掘。在基础上,考虑到不同模态分量下各场站间关联关系的差异性,将各场站原始功率分解为了相对简单、波动较小的不同频率模态分量,减小关联关系的挖掘难度。 2、有效保证各分布式光伏数据隐私性,且能取得与传统集中式机器学习训练方式近似的预测效果 现有的数据驱动预测方法性能在很大程度上依赖于训练数据的数量,因此大多以一种集中的训练方式实现,即中央服务器汇聚来自各场站的运行数据而后进行模型的训练。然而,这种集中训练的方式会期限数据隐私,使用户信息暴露在公共环境而导致被外部攻击者进行数据分析、行为探测等。此外,在竞争激烈的电力市场中,分布式光伏场站所有者可能不愿共享数据。这些因素使传统模型训练方式难以实现。 所提的基于深度联邦学习的分布式光伏发电功率预测方法,利用注意力自编码模型在本地场站进行建模预测,实现对本地功率时域特征的有效挖掘;利用分散式训练的联邦学习框架,实现各场站预测模型信息共享,有效保证本地用户的数据隐私的同时取得不错的预测效果。 创新点 1、考虑了场站间关联关系的动态性。对于分布式光伏,虽然场站数量众多、分布广泛,但是其位置临近,由于云团运动等气象因素导致的相关性较强。所提方法以数据驱动方式根据网络当前的各场站输入功率进行关联关系的动态表征,实现功率预测精度的有效提升。 2、在保障各分布式光伏站点数据隐私应的前提现实现信息共享。利用自编码结构进一步提升LSTM的时间序列建模能力;利用注意力机制模型聚焦于对预测更关键的输入特征,以此实现时域特征的有效挖掘。在此基础上,利用联邦学习框架聚合各本地模型,实现各站点信息聚合,实现精度有效提升。 市场前景 随着新型电力系统建设目标的推进,分布式光伏装机容量呈爆发式增长。所研成果可应用于配电网负荷预测、用户可调度容量评估、激励型需求响应基线负荷估计等场景中,为高比例分布式光伏有源配电网的安全、经济、高效运行,维持电力平衡等工作提供重要参考。同时,随着分布式光伏逐步参与到电力市场,所研成果可为分布式光伏售电商制定最优的交易策略,签订合理的价格合同提供有力数据支撑。综上所述,所研成果市场前景广阔。
华北电力大学 2023-08-10
西南大学稳态瞬态变温近红外荧光磷光光谱仪采购项目公开招标公告
稳态瞬态变温近红外荧光磷光光谱仪采购招标项目的潜在投标人应在中国政府采购网或西南大学采购与招投标管理中心网获取招标文件,并于2022年06月21日15点00分(北京时间)前递交投标文件。
西南大学 2022-05-31
中国海洋大学稳态瞬态荧光寿命光谱仪采购项目竞争性磋商公告
中国海洋大学稳态瞬态荧光寿命光谱仪采购项目竞争性磋商
中国海洋大学 2022-06-07
一种采用光栅对可调 FP 温度和非线性补偿的光谱分析装置
本发明涉及一种采用光栅对可调 FP 温度和非线性补偿的光谱分 析装置,该装置包括宽谱光源、光学调制模块、环形器、光栅串、温 度测量模块、耦合器、可调 FP 滤波模块、滤波模块、控制模块和探测 模块。宽谱光源的光信号经光学调制模块频率调制和光栅串波长选择 后为参考光与待测光混为一路光,进入可调 FP 滤波模块波长扫描,后 经滤波模块滤波区分参考光和待测光。通过温度测量模块查询光栅串 温度后,控制模块经参考光对待测光进行
华中科技大学 2021-04-14
一种宽光谱、强吸收的表面光伏型光探测器的制备方法
一种宽光谱、强吸收的表面光伏型光探测器的制备方法,其作法是:以钛箔为阳极,铂为阴极,对钛箔进行氧化,得非晶态TiO2纳米管阵列;经处理后,得TiO2纳米管阵列;将钛箔置于高温反应釜内,再将Na2S2O3、Bi(NO3)3水溶液注入密封反应釜,热处理得Bi2S3-TiO2纳米管阵列;在Bi2S3-TiO2纳米管阵列表面覆盖FTO,引出电极,在未生成Bi2S3-TiO2纳米管阵列的钛箔上引出电极,将FTO与钛箔及其Bi2S3-TiO2纳米管阵列的接触边缘封装即得本发明的光探测器。该方法能耗低,工艺、设备简单;制得物适用光谱范围大,适合做光谱分析;还可以做光敏开关等光电器件,具有广阔的应用前景。
西南交通大学 2016-10-20
一种适用于高炉瓦斯灰中碳来源的拉曼光谱定量检测方法
本发明提供一种高炉瓦斯灰碳来源的定量检测方法,包括标定·690·和检测步骤;标定步骤为:获取多种不同煤焦质量比例的煤焦样品的拉曼光谱,依据拉曼光谱确定 D 峰与 G 峰强度比 ID/IG,以及 D 峰与G 峰间的波谷最低点 V 与 G 峰强度比 IV/IG,将其作为评价指标,建立样品的煤炭或焦炭占样品中含碳物质的比例与评价指标间的映射关系;检测步骤为:对待测高炉瓦斯灰的拉曼光谱分析,确定 ID/IG 和
华中科技大学 2021-04-14
基于Raman光谱分析的非接触便携式人与动物血液鉴别仪研发
研发了基于拉曼分析和纳米增强拉曼技术的便携式非接触人与动物血液 鉴别仪。根据血液样本特征拉曼光谱,确定光谱检测波段和激发波长,对分光 核心元件、系统光路、光纤探头等进行针对性设计与优化,降低系统杂散光, 提高特征拉曼光谱分辨力、信噪比和检测灵敏度;针对甄别对象特征,研究 血液样本专用拉曼增强纳米材料,进一步提高检测灵敏度;研制出便携式非接 触血液鉴别仪样机;针对不同种属血液的拉曼光谱,结合研发的仪器,开展分 析测试方法学研究,建立血液拉曼检测新体系和新方法。研制具有自主知识 产权的基于Raman光谱分析的非接触便携式人与动物血液鉴别仪工程化样机, 实现对人及常见动物血液样本的甄别,服务于我国进出口检验检疫部门,达到 2分钟内检测一个样品,识别率高于95%的测试要求。
重庆大学 2021-04-11
一种基于表面分子印迹技术的3-MCPD检测方法及装置
本发明提供的一种基于表面分子印迹技术的3‑MCPD检测方法及装置,将待测油脂与有机相介质体系混合以形成电化学介质体系,采用CNTs/SiO2‑MIPs修饰电极直接检测所述电化学介质体系中的3‑MCPD含量;其中,所述有机相介质体系包括极性或弱极性有机溶剂。相比于现有技术中在对3‑MCPD进行检测时,其对待测油脂的前处理过程过于复杂、处理效率低,本发明的基于表面分子印迹技术的3‑MCPD检测方法及装置,其检测效率高、检出限低。
中国农业大学 2021-04-11
鱼类生长的内分泌学和分子生物学研究
主要创新性成果包括:发现鱼类GH分泌活动受多种神经内分泌因 子的调控,其中促性腺激素释放激素(GnRH)、促甲状腺素释放激素(TRH)、多巴胺及其激动剂等都 能刺激GH分泌,而生长抑素(SRIF)则抑制GH分泌;发现刺激GH分泌的神经内分泌因子等通过口服途 径能显著促进GH分泌和提高鱼体生长速率,且这些因子共同使用,其叠加作用产生的促生长效果更为显 著;构建了斜带石斑鱼等鱼类cDNA文库,克隆了生长激素(GH)及其受体,类胰岛素生长因子Ⅰ、Ⅱ (IGF-Ⅰ,IGF-Ⅱ)及其受体,脑垂体腺苷酸环化酶激活多肽(PACAP)、神经肽Y(NPY)、生长素释放 素(ghrelin)等生长相关功能基因;研制了基因重组GH,采用投喂方法证明它能为鱼消化道吸收而促进鱼 体生长。
中山大学 2021-04-10
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