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“挑战杯”专访(二)——主赛道二等奖!攻克高渗透分布式光伏区域电网负荷预测难题

本网保定讯:近日,第十八届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛终审决赛落下帷幕,我校推报作品荣获16项国家级奖项。其中,来自电气工程及其自动化专业本科三年级学生孙亦皓、沈铸杰的《基于光伏-负荷解耦的含高渗透率分布式光伏县域净负荷预测技术研究》荣获主赛道二等奖,该项目由王飞老师指导。

聚焦痛点,勇于挑战自我

净负荷预测项目针对表后分布式光伏随机波动严重影响地区电网负荷预测准确性的难题,通过数据驱动方法使用智能电表的负荷量测数据进行非侵入式负荷解耦预测,将净负荷解耦为表后分布式光伏发电功率和实际负荷功率再分别进行预测,从而提升负荷预测精度,更好支撑电网调度运行与新能源消纳。净负荷预测项目是在国家双碳战略与分布式光伏开发背景下,针对负荷预测难度不断加大这一难题提出的。对于普通人而言,这是和自己八竿子打不着的东西,但对于孙亦皓与沈铸杰而言,这是他们过去一年多时间潜心攻克的技术难题。作为由中国科协、教育部和全国学联共同主办的全国性的大学生课外学术实践竞赛,“挑战杯”一直深受同学们的欢迎。都抱有参与比赛想法的孙亦皓与沈铸杰在一次课间交流时谈及“挑战杯”,一拍即合,当即就决定共同组队,参加比赛。

在国家能源转型这一背景下,孙亦皓与沈铸杰在王飞老师的带领下确立了“净负荷预测项目”这一选题。分布式光伏发电广泛分布在低压配电网,数量多、规模小,有相当一部分运行在“自发自用、余电上网”模式,此类分布式光伏多位于计量表计之后,与用电负荷混在一起,由于没有单独计量和数据采集,分布式光伏出力的变化就反映在其与用电负荷叠加之后的净负荷曲线上。由于光伏发电受太阳辐射、环境温度等因素影响随机波动,从而导致净负荷曲线复杂多变,令区域电网负荷预测的难度剧增。这,便是亟待挑战的难关。

千锤百炼,携手共克难关

通过和王飞老师的多次探讨交流,孙亦皓和沈铸杰领悟并确定了解耦这一基本思路。在紧张的立项时间要求下,既要学习大量超出本科生水平的专业资料,同时承担繁重的课业压力也给他们带来了严峻的挑战,他们在这之间努力寻找平衡。“我们占用了一些休息时间,最终在规定的时间内成功立项,并且通过了第一轮的检查。”云淡风轻,没有过多的情绪,一如他们在科研的道路上不骄不躁,稳步前行。最终,通过解耦这一巧妙的算法来解析负荷预测复杂的曲线,使用电网已有的量测数据,将光伏功率和实际负荷从净负荷中解耦出来再分别进行预测,以降低分布式光伏系统对净负荷预测的影响,成功提高了预测的准确性。同心山成玉,协力土变金。除了大量的精力投入,良好的团队协作也是必不可少的条件。他们用实际行动证明了“选择好队友是非常重要的”。身为队长的孙亦皓主要负责与导师的对接以及材料、文书等撰写工作,有着出色理解力的沈铸杰则负责解耦算法的编程与实操方面的工作。能力互补,角色互辅,犹如太极里的八卦图,互补互辅才会臻至最完满的境界。

日复一日的实验室奔波、几无穷尽的负荷预测数据测算、密密麻麻的代码敲打,他们终于打开了答辩环节的大门。然而,征程远未停止。因为经验不足做出的冗长PPT增大了脱稿的难度,一度无法取得满意的效果。答辩时间一天天逼近,巨大的压力下PPT更是做得越来越差。“我想,我们需要休息。”孙亦皓讲到。于是,踢球、划船、在宿舍躺着放空,在时间的缝隙里,他们悄悄释放积蓄的压力,暗暗获得前进的动力。最终,在导师的指导下,孙亦皓和沈铸杰多角度、多方位、一遍又一遍地打磨PPT,修改计划书,增添删减,在展示环节获得了评委的肯定,顺利通过答辩。

直面未来,前进就是答案

挑战的精神在于以有限之知识挑战不尽之难题。指导老师王飞曾说:“科研工作既要能顶天,也要能落地。”而“净负荷预测项目”之过人之处也在于此。以独特算法解决实际的能源难题,在契合了国家的“双碳”战略目标的同时,也挑战了作为一个初出茅庐的探索者的知识极限。从立项揣摩“高深莫测”的净负荷之时,挑战就已开始。而当“挑战”开始,前进也就成为唯一的选择。一路备战,更是一路成长。从初赛到决赛,这不仅仅是一件作品日臻完善的过程,更是感受成长的最好见证。孙亦皓克服了过往不善言辞的弱点,在答辩中自信展示,与导师和组员沟通交流日益通畅。沈铸杰在国赛上感慨于能够与各大高校的队伍同台竞技,高手云集,开阔了视野,增长了见识。此次获奖,不仅是他们辛勤付出的回报,更是对他们勇往直前、不畏困难的拼搏精神的肯定。

时光从来没有蹉跎梦想,那些泛起波澜的磨砺,终于在最后,让大家,看到了坚持的意义。

初审:唐烨

审核:王万雨

责任编辑:陈嘉昕