團(tuán)隊(duì)介紹

該論文的作者團(tuán)隊(duì)邊曉燕、張璐瑤、周波、徐波和林順富隸屬于上海電力大學(xué)電氣學(xué)院的新能源與智能配用電研究所。

邊曉燕，博士，教授，浦江學(xué)者，IEEE Senior Member，Associate Editor of IET Generation, Transmission & Distribution。長期從事新能源并網(wǎng)與消納、新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定與控制等方向的研究。在IEEE Trans on Power systems、IET GTD、中國電機(jī)工程學(xué)報、電工技術(shù)學(xué)報、電力系統(tǒng)自動化、電網(wǎng)技術(shù)、電力自動化設(shè)備、高電壓技術(shù)等期刊和國際會議上發(fā)表學(xué)術(shù)論文約100篇，其中SCI收錄20余篇、EI收錄約50篇；申請發(fā)明專利56項(xiàng)、其中授權(quán)24項(xiàng)；主持完成國家標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)，參與國家標(biāo)準(zhǔn)5項(xiàng)；授權(quán)軟件著作權(quán)5項(xiàng)。

邊曉燕教授獲得2019年度上海市科學(xué)技術(shù)三等獎（排名第1）、2020年度“國家電網(wǎng)有限公司科技進(jìn)步三等獎”（排名第2），2010年~2018年間獲省部級科技進(jìn)步獎4次。主持包括國家自然科學(xué)基金、上海市科委重點(diǎn)科技攻關(guān)、電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目等20余項(xiàng)項(xiàng)目。

研究背景

當(dāng)前國外已形成相對成熟的電力市場，擁有豐富的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)及教訓(xùn)，例如美國PJM電力市場實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的集中控制與調(diào)度，保障市場的有效運(yùn)作，其成功經(jīng)驗(yàn)值得借鑒，但2021年美國德州遭受極端天氣造成大面積停電，電力供需的極端不平衡在高度市場化中反映為極高的電價，一定程度上增加了公共風(fēng)險。而我國還處于電力市場改革的進(jìn)程之中，市場化進(jìn)程緩慢，有必要在汲取經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)的同時建設(shè)具有中國特色的電力市場。

隨著國內(nèi)外針對電力市場方面的研究不斷深入，涌現(xiàn)出了大量新興研究主題，這對電力市場研究的動態(tài)熱點(diǎn)追蹤提出更高的要求。因此，有必要對近年來國內(nèi)外電力市場方面的研究進(jìn)行系統(tǒng)性梳理，深刻把握研究熱點(diǎn)與動向，有序推進(jìn)我國電力市場相關(guān)的理論發(fā)展。

論文所解決的問題及意義

電力市場研究具有多領(lǐng)域交叉融合且復(fù)雜的特點(diǎn)。目前電力市場研究綜述主要基于專家經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合電力市場發(fā)展現(xiàn)狀，從而總結(jié)出市場理論的內(nèi)在演化邏輯。而如何利用國內(nèi)外海量學(xué)術(shù)文獻(xiàn)，從數(shù)據(jù)分析角度進(jìn)行文獻(xiàn)綜述與熱點(diǎn)分析追蹤成為難題。

區(qū)別于傳統(tǒng)的文獻(xiàn)綜述，文獻(xiàn)的知識圖譜能夠從大量的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)中提取篩選結(jié)構(gòu)化的知識序列，通過相互聯(lián)結(jié)的關(guān)系，構(gòu)成可視化圖譜的網(wǎng)狀知識結(jié)構(gòu)，進(jìn)而展現(xiàn)研究熱點(diǎn)的演進(jìn)歷程、映射知識群體之間的交叉互動，從而實(shí)現(xiàn)對熱點(diǎn)的挖掘。

論文方法及創(chuàng)新點(diǎn)

為了有效處理大量的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，本文基于知識圖譜的方法，從文本數(shù)據(jù)中以結(jié)構(gòu)化的方式提取知識信息，通過相互聯(lián)結(jié)的關(guān)系構(gòu)成可視化的網(wǎng)狀圖譜。首先從文獻(xiàn)信息中生成共詞矩陣，通過譜聚類降低矩陣維數(shù)，利用可視化技術(shù)將共詞矩陣可視化為共詞網(wǎng)絡(luò)。其次基于尋徑網(wǎng)絡(luò)算法或者最小生成樹算法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)簡化，并以聚類模塊值和輪廓值來評估圖譜聚類效果，最后選擇剪枝后聚類效果最佳的網(wǎng)絡(luò)圖譜。其分析框架如圖1所示。

圖1 知識圖譜分析框架

在圖譜解讀方面，以國內(nèi)為例，基于文獻(xiàn)網(wǎng)絡(luò)從時間切片和關(guān)鍵詞聚類進(jìn)行圖譜解讀。時間線圖譜中，劃分并提取集群標(biāo)簽詞，從時間維度表示知識演進(jìn)的視圖，勾畫聚類之間的關(guān)系和某個聚類的歷史跨度，展示著知識群體之間的更新和相互影響。

關(guān)鍵詞聚類方面，基于關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次進(jìn)行研究熱點(diǎn)的可視化，如圖2所示；基于節(jié)點(diǎn)權(quán)重探測核心前沿，當(dāng)圖譜節(jié)點(diǎn)眾多、連接復(fù)雜時以節(jié)點(diǎn)權(quán)重的突現(xiàn)性、中介中心性作為識別關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，把握整個圖譜最核心部分，強(qiáng)化圖譜的可解讀性。

圖2 關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)圖譜

基于Kleinberg狀態(tài)機(jī)模型測度突現(xiàn)性，其中輔助服務(wù)是近五年突現(xiàn)強(qiáng)度最高的關(guān)鍵詞，其節(jié)點(diǎn)圖譜如圖3a所示。輔助服務(wù)包含的交易品種調(diào)頻與深度調(diào)峰持續(xù)突現(xiàn)3年，這表明目前電力市場還在探索輔助服務(wù)相關(guān)的研究。主動配電網(wǎng)是中介中心性最高的關(guān)鍵詞，其節(jié)點(diǎn)圖譜如圖3b所示。

圖3a 輔助服務(wù)節(jié)點(diǎn)

圖3b 主動配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)

結(jié)論

本文立足國內(nèi)外電力市場相關(guān)研究，追蹤國內(nèi)外在市場化進(jìn)程中的研究成果，以十年為時間尺度刻畫研究聚類集群中發(fā)展演變軌跡，詳細(xì)而全面展示各個集群內(nèi)部隨時間的演進(jìn)過程；以五年為時間尺度抓取研究熱點(diǎn)詞，形成關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)圖譜，采用中介中心性衡量關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)以及重要連接，采用突現(xiàn)詞挖掘集群中具有潛力的研究主題，實(shí)現(xiàn)專業(yè)領(lǐng)域的研究前沿跟蹤。

本文提供了一種基于知識圖譜的可重復(fù)、系統(tǒng)化方法來刻畫研究領(lǐng)域的發(fā)展歷程，可廣泛應(yīng)用于各個研究領(lǐng)域。

本文編自2022年第11期《電工技術(shù)學(xué)報》，論文標(biāo)題為“基于知識圖譜的國內(nèi)外電力市場研究綜述”。本課題得到了國家自然科學(xué)基金和上海市科學(xué)技術(shù)委員會資助項(xiàng)目的支持。