聚类

给出电力人工智能的概念和核心技术分层架构，分析梳理了电网安全与控制、输变电、配用电、新能源、企业经营管理等重点领域的人工智能需求，重点阐述了中国电科院针对实际业务痛点所做的人工智能应用实践，包括基于深度强化学习的电网紧急控制策略、输电线路智能巡检、基于集成学习的电力设备状态评价、低压配电台区拓扑智能识别、基于聚类算法的用电行为分析等研究与应用，并对电力人工智能的发展趋势和应用前景进行了总结与展望。

《技术结构图谱2022》报告对公开日2016-2021年间的600654件两方专利进行聚类，形成了12293个技术焦点。通过将技术焦点中的高维专利文本特征向量映射到二维空间中，可视化展现全球视野的技术结构图谱，直观形象地展示世界专利技术的结构特征以及技术焦点间的关联关系与发展进程。基于技术结构图谱，叠加不同国家的专利份额，可清晰揭示不同国家在技术创新布局上的偏重，找出中国的差距。报告选取技术结构图谱中的热点技术领域（技术结构中的高密度区域）进行深入分析，分析热点技术领域中的技术重点及领先机构。除了热点技术领域，本报告还展示了另外一种基于技术结构图谱的专题领域分析模式，即采用检索策略，发现人工智能相关的技术焦点，分析其布局及特点，并通过两个时间窗，分析人工智能领域专利技术的演变。

大量电动汽车的接入为电网带来了新的挑战与机遇，电动汽车作为具有负荷与储能双重属性的特殊灵活性资源，车网互动过程中需要实施调度方案及需求响应策略对其进行引导。针对现有问题，全面综述了相关研究。首先，为综述电动汽车有序充放电模型，基于用户出行习惯探讨了电动汽车聚类方法，并得出了考虑特征变量聚类可有效提高聚类模型精确度的结论。其次，梳理了现有的需求响应策略，通过权衡协调各类需求响应策略，能有效激发用户调度潜力。然后，基于策略研究，从数据与机理两类评估角度总结了如何提高需求响应评估精度。最后对未来研究做出展望：未来电网侧可聚焦峰谷时段细化研究、聚合商侧可针对不同用户聚类建立更适宜的调度策略、未来仍需探寻多市场主体有效商业模式等。

近年来，随着碳达峰和碳中和“双碳”战略目标的提出，风力发电已成为可再生能源发电的关键部分。为提高风电功率短期预测的准确度，提出基于密度聚类与自适应噪声完备集成经验模态分解（complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise, CEEMDAN）和卷积神经网络与长短期记忆网络结合的短期风电功率预测方法。首先，利用密度聚类将风电功率与天气特征分成不同类别的数据集，通过自适应噪声完备集成经验模态分解算法将不同类别的数据进行频域分解得到子序列分量。以此为基础，将不同的子序列分量与天气特征进行特征选择，输入到卷积神经网络与长短期记忆网络的预测模型。最后，将不同的预测结果进行叠加得到最终的预测结果。整个预测过程通过聚类、分解和特征选择，有效提高了短期风电功率预测的准确度。

高比例可再生能源并网为电网承载能力带来了挑战，提出一种高比例可再生能源接入背景下电网承载能力鲁棒提升策略。首先，考虑线路扩容成本、储能装置成本以及负荷需求响应容量成本，构建可再生能源出力和负荷给定场景下的确定性提升策略模型；其次，基于改进k-means聚类算法得到多个计及风-光-负荷相关性的典型场景，并以典型场景为区间中心的不确定区间描述负荷的不确定性；然后，基于两阶段鲁棒优化理论构建电网承载能力提升策略模型，并采用列和约束生成（column and constraint generation，C&CG）算法对模型进行求解；最后，算例结果验证了所提模型和求解方法的有效性。

为有效提高风电入网的经济性和可行性，文中提出一种考虑风电典型场景概率的电热混合储能优化配置方案。首先通过场景分析，利用K-means聚类法将大量风机历史出力数据简化为6个典型出力场景，确定各场景发生的概率，其中聚类数目由肘部曲线法和Dunn指数法综合确定；其次提出电热混合储能系统控制策略，建立适用于多场景的风储联合系统模型；最后，以经济性成本最低与弃风量最小为目标，建立包含电、热负荷综合响应的容量配置优化模型，并将场景概率以权值的形式加入到目标函数中，采用粒子群算法求解模型。通过仿真分析和与其他储能配置场景对比，发现所提配置策略能够提高风电利用率约16.12%，同时减少系统综合成本约43.76%，验证了所提策略的合理性和有效性。

科学研究的世界呈现出蔓延生长、不断演化的景象。科研管理者和政策制定者需要掌握科研的进展和动态，以有限的资源来支持和推进科学进步。对于他们而言，洞察科研动向、尤其是跟踪新兴专业领域对其工作具有重大的意义。为此，科睿唯安发布了“研究前沿”（ResearchFronts）数据和报告。定义一个被称作研究前沿的专业领域的方法，源自于科学研究之间存在的某种特定的共性。这种共性可能来自于实验数据，也可能来自于研究方法，或者概念和假设，并反映在研究人员在论文中引用其他同行的工作这一学术行为之中。通过持续跟踪全球最重要的科研和学术论文，研究分析论文被引用的模式和聚类，特别是成簇的高被引论文频繁地共同被引用的情况，可以发现研究前沿。当一簇高被引论文共同被引用的情形达到一定的活跃度和连贯性时，就形成一个研究前沿，而这一簇高被引论文便是组成该研究前沿的“核心论文”。研究前沿的分析数据揭示了不同研究者在探究相关的科学问题时会产生一定的关联，尽管这些研究人员的背景不同或来自不同的学科领域。

拥有能源综合监控、能源优化调度、能效分析与诊断、能源智能运维等功能，支持多种类型能源数据接入，利用 Hadoop分布式数据库、智能数据挖掘技术实现长期历史数据诊断、分析、评估，该系统能对综合能源系统大量用能数据进行类型划分，利用聚类分析方法对比待处理数据与对应类型的标杆值，进行用能异常突变判断，可发现用户能源消耗过程和结构中存在的问题，辅助优化综合能源系统用能策略。

配网工作人员一般采用移动应用进行远程办公解决现场生产问题。针对移动应用的安全问题，本文设计了一种应用保护安全方法，首先对生产移动应用构建沙箱，配置实时安全策略，包含数据加密、防截屏、添加水印、禁止连接WIFI等；同时通过自动封装VPN SDK的方式实现传输进一步加固，保障应用级别的VPN接入；最后针对通过VPN非授权访问的未知威胁，在网关侧对流量进行分流并引导至蜜罐网络中，利用无监督聚类算法对流量进行聚类分析，设定移动终端入侵检测规则过滤威胁。本方法提高了配网生产移动应用的安全性并得到推广，两年来，有效且准确实现对移动应用未知威胁的智能防御。

电力变压器复合油纸绝缘状态的准确诊断对电力系统安全稳定运行以及设备自身运维具有重要指导意义。针对油纸绝缘介电响应少数特征量评估和未考虑系统随机性导致评估不准确的问题，提出基于灰色关联分析(grey relational analysis, GRA)与聚类云模型的评估方法。首先，基于回复电压法和扩展德拜模型提取5个相关特征量，建立油纸绝缘状态评估体系。然后，针对多特征量在反映绝缘状态的敏感性差异，采用组合赋权法综合GRA和改进层次分析法，避免了数据信息丢失，使权重分配更加合理。最后，利用云模型雾化特性反映数据随机性，全面考虑评估指标等级分类边界的随机性和模糊性后构建了聚类云模型隶属度选择器。通过多台不同糠醛含量变压器实测数据进行验证表明，该评估方法不仅能够准确反映变压器实际绝缘状态，而且能体现其劣化趋势，为检修策略的制定提供参考依据。