科研工作的七个问题

一个人至少应该做三个题目,一个题目是你可以毕业的,一个题目是能够对得起人家帮你交的学费。还有一个题目可能是你为了找工作,或者因为各种原因,你自己感兴趣。你应该做你感兴趣的问题,把你最主要的时间放在那个上面,当然并不意味其他的事情就一概不管。

陆宝森老师:研究中的七个问题

What’s the problem?

应当一句话讲明白自己的工作实在干什么。尤其是在做汇报的时候,开场五分钟以内务必要让听众明白研究的问题是什么,如果讲了很久听众还是不明白做的内容,反而是没有用的报告。

Why is the problem important

为什么这个问题重要,应当陈述一些问题重要的客观原因。可以理解为四个面向?到底面向的哪一方面。或者能解决那些有意义的实际问题

Why is the problem difficult?

理解为困难与挑战,科研是为了解决工程中难以解决的问题,需要从更深理性认识来推理论证。找到问题的客观困难所在

What is the state of the art?

你站在这里闭上眼睛,你的脑海当中应当浮现出一个地球。在这个地球上面,每一个大洲,跟你做的这个问题最相关的研究组在哪里。每个组里面能说出代表人名字,在什么年代,这才叫做好了。如果你跳出来说,老师我做这个问题前无古人后无来者,我不信。因为我也是咱们这个学科的,你们做出一个这样的问题,多多少少都有别人的工作跟你有关系。要你说脑袋当中什么都没有,是因为你懒,你没有去充分做好文献调研。

之前的调研总停留在内容阶段,对科研团队都不够了解,再就是只知道国内东南和清华的两个课题组,别的调研的也不够。文献调研工作做的实在是太差劲了。

What is your magic touch?

既然这件事很重要又很困难,很多厉害的人物尝试解决,却都没能解决,为什么你解决了?what is your magic touch?你的一篇文章就只用讲一个故事。同学们可能会讲,你太小看我做的贡献,一篇文章写不完。可以,那你写几篇文章,一篇文章讲一件事。what is your magic touch?一句话说清楚你的贡献是什么。

这也是被老师批评的点,哎没有一个核心的点。研究要聚焦要深入,不是写招标文件。

What are the main results?

也是这次写的最烂的地方之一。算力结果应当支撑观点,不能只是浮于表面的展示,除了数据的展示还要分析其规律,最后找到原因阐明结论。应当先想明白自己要阐述什么结论,再去找对应的数据进行支撑。

What are the assumptions?

模型的假设,也是后续工作推进的地方,后续将一步步把假设放松,研究更普适的方法。

写论文的的模式

七股文,还是七个问题,是对刚才那七个问题回答的再组织。其实我的文章不多,大家可以去看我的主页。如果你想要发很多文章,我觉得你不应该跟着我做学生,也不应该来这里听我的经验教训。我有的是很多教训,没有太多成功经验。不过我看过许多好文章,所以可以给大家分享一下好文章大概是什么架构。

第一个部分是Introduction。大概一页两栏,用A4纸写的话大约就是两页。分为四段:第一段:What’s the problem?Why is the problem important? 问题是什么?为什么问题很重要。第二段,Why is the problem difficult?为什么问题很难?要阐述清楚问题的难点。第三段,简要提一下综述,What is the state of the art? 然后说What is your magic touch? 你的工作为什么解决了前面的问题,可能前人的工作可能忽视了这样那样的问题。再简要介绍一下What are your main results? 列点说明你针对这个问题做的突破。最后一段阐述论文整体的组织结构。

第二个部分是Literature Review。文献综述,大约一栏到两栏, A4纸半页到一页会比较合理。这部分详细回答“What is the state of the art? ”,是梳理学术脉络非常好的机会。你为什么要写这篇文章,你写了文章给谁看,谁会拿去用,你都要在这一部分指出来,所以需要梳理清楚学术脉络。其次,这部分能展示你很牛,show how smart you are。我上周听了一个讲座,已经完全忘了主讲人做的工作是什么,但他前面五分钟彻底打动了我。他那么年轻,对于这样一个古老的方向,居然了解那么多,听起来就像是一本活历史,让我很佩服。若干年之后可能不会有人记住他讲了什么,但是我会永远记住这个人。写文章也是,他能展示你是否清晰的知道,对于同一个问题有不同的工具去处理。他能展示你对本领域历史的了解,对当前各学派的认识,以及你对自己的工作与既有工作关系的梳理。一个好的文献综述,能够把你的文章挂在学科树一个非常合适的枝叶上,这不单单是帮助 Associate Editor确定评审人,编辑去送审,也能帮助读者去搜索的时候,能够非常迅速地定位到你的这份工作。

第三个部分是Problem Formulation,这可能要花一些功夫,一页到两页。你应该完整地回答“what is the problem”。不是一句话,你应该详细地去介绍数学上定量上怎么去了解,一定要用数学,不要有那么多文字。你要用一些篇幅,把你的问题用数学形式化地表达出来,可以附图去展示整个系统的架构,帮助人家了解你所研究的问题跟既有问题的关系。你可以引用其他采用类似问题模型的论文。指出谁跟你的工作有关系?你是不是第一个做这个问题的人?如果你不是,你用了人家的工作又没有引用,这很麻烦。你们应该有学过,这属于学术不端。就算是画图,两个人想的东西也绝对会不一样,不可抄袭。

第四个部分是Main Results。这是论文是最主要的部分,应当占你全文2/3左右的内容。《TAC》的文章一般最长十二页,短的话一般有八页,至少应该有2/3的内容是这个东西。这是“what are the main results?”的完整阐述,更应该讲清楚“what are the assumptions?”。这是论文的核心,应该有定理,证明,可以有算法描述。上周末我刚看了一个学生给我发的毕业论文,看完以后直接说这个不用毕业了。主体部分占全文比例太少,前面花那么多笔墨写背景写别人的工作,论文有多少是你自己的工作?要是少于全文的2/3,不用去送审了,就是自取其辱。

第五个部分是Numerical Experiments。如果你的主要工作全是数字实验结果,“Main Results”都是“Numerical Experiments”。很好,这是一个非常好的信号,说明你的工作做的不到位,文章不该投。Main Results是让你们写定理,而“Numerical Experiments”是说实际应用。有的人的数值算例可能偏多一点,就需要用其他方法进行对比,请大家务必注意。之后是挑选算例,尽量挑选一些比较公认的算法,benchmark,要选择数据量丰富的实际问题。针对参数的变化,测量误差,模型偏差等等,多个层面组织不同组的数值实验,去分析它会如何影响你的结果。

最后是Conclusion。比较简单,不用很长。大约1/4页,A4双栏的半栏就够了。简要地回顾你解决了什么问题,你是怎么解决的,你主要做了什么样的贡献。后面的人如果在这个方向接着做,应当做什么?千万不要跟引言和摘要相同,他们有不同的作用。引言是让人家读完之后能知道你的问题是否重要,摘要是读完之后知道这篇文章值不值得往下读,而总结是我读完了会决定要不要在你这个方向继续往下研究。

一些总结

我觉得你们应该学会两件东西。第一件是作报告。第二件就是选题。选题是品位,是让你判断什么问题重要?什么问题不重要?这个能力非常重要,非常关键。如果你能够形式化提出一个问题,而且这个问题提对了,就算你自己不会写,可以跟别人合作。会有聪明人帮助你一起去解决这个问题,但是前提是你在研究一个重要问题。

做报告的能力确实需要增强,选题的能力更关键,体现自己的学术品位。

如果你的文章被拒了,真的不要太灰心。因为不断地听到反馈意见,改变自己,寻找正确的研究方向,是我们应当一直做下去的事。

一时的成败无关紧要,最重要的是不断的学习和不断的提升。

参考

[1] 清华大学小研在线. (2018, December 11). 学术人生 | 贾庆山老师对研究生做学术的几点建议. https://mp.weixin.qq.com/s/Rgmx0CGlJnw853JAh05DwQ

电网调度知识点(一)

选择题

电力系统的主要特点:

同时性、整体性、速动性、实时性、连续性

电力系统那调度模式:

统一调度、联合调度

简答题

电力系统一次设备和二次设备一般包括哪些:

  • 一次设备是指直接用于生产、输送和分配电能的生产过程的高压电气设备。
    它包括发电机、变压器、断路器、隔离开关、自动开关、接触器、刀开关、母线、输电线路、电力电缆、电抗器、电动机等。
    由一次设备相互连接,构成发电、输电、配电或进行其他生产过程的电气设备称为一次设备。

  • 二次设备是指对一次设备的工作进行监测、控制、调节、保护以及为运行、维护人员提供运行工况或生产指挥信号所需的低压电气设备。
    如熔断器、控制开关、继电器、控制电缆等。
    由二次设备相互连接,构成对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气设备称为二次设备。

电力系统三道防线是:

  • “第一道防线”:通过继电保护装置,在100ms内快速切除、隔离故障。
  • “第二道防线”:通过安全稳定紧急控制系统,在200ms内采取切机、切负荷等措施,控制严重故障的影响范围。
  • “第三道防线”:通过低频低周减载等装置,当系统已经发生稳定破坏等严重情况时,在秒级时间尺度内采取紧急措施,阻止系统崩溃

简述电力系统特性:

  • 稳定特性复杂:电网互联、电气联系、电磁暂态和机电暂态、交/直流
  • 稳定性能下降:大量电力电子器件的应用,风电、光伏、直流、SVC,……,涉网性能标准低,频率、电压变动耐受能力差,易诱发次/超同步振荡
  • 系统调节能力下降:系统转动惯量下降、有功及电压调节能力恶化,HVDC需要大量无功支撑
  • 短路电力超标:阶段性、局部电网,分裂、出串运行,停运开关、线路,削弱电网结构、运行风险增加
  • 安全风险大:安全控制/系统保护装置配置范围大、复杂
    新能源消纳压力大:新能源发展快、市场消纳机制缺乏、用电需求放缓、输送能力和调峰能力受限

调控一体化的优缺点有哪些:

  • 优点:调度掌握设备运行信息更加及时全面准确,事故异常处理命令下达快捷;管理链条缩短,人力资源使用效率高。
  • 缺点:调度中心责任加重

加快建设全国统一电力市场体系的总体目标是什么:

《指导意见》强调要遵循电力市场运行规律和市场经济规律,优化电力市场总体设计,实现电力资源在全国更大范围内共享互济和优化配置,加快形成统一开放、竞争有序、安全高效、治理完善的电力市场体系。

省级及以上电力调度机构直接调度的发电侧并网主体有哪些:

  • 国(分)调依法对公司电网实施统一调度管理。承担国家电网调度运行、设备监控、系统运行、调度计划、继电保护、自动化、水电及新能源等各专业管理职责,协调各局部电网的调度关系;负责500(330)千伏及以上主网运行的组织、指挥、指导和协调,直调有关电厂;承担±800千伏直流、750千伏(重要枢纽站)及以上电压等级变电站运行集中监控、输变电设备状态在线监测与分析业务
  • 省调调度管辖省域内220千伏电网和终端500(330)千伏系统,直调所辖电厂;承担省域内±660千伏及以下直流和750千伏(重要枢纽站除外)、500千伏、330千伏枢纽站变电设备运行集中监控、输变电设备状态在线监测与分析业务。

电力调度机构应开展的发电侧并网主体技术指导和管理工作有哪些:

调度运行管理:负责电网实时安全、优质、经济运行
• 负责指挥全网的安全、优质、经济运行,负责对电网实施专业管理和技术监督,对电网运行进行组织、指挥、指导、协调和控制。
• 执行电网调度计划安排,严格控制按计划指标发电和用电。
• 指挥电网的调频,调峰和调压工作。
• 指挥调度管辖范围内的设备操作。
• 指挥电网事故的处理,负责电网事故分析,制定并组织实施提高电网安全运行水平的措施

调度计划管理:提供给调度安排电力系统生产的计划,分为年、季、月、周、日运行计划
• 负责电力负荷预测及负荷分析。
• 参加编制发电、供电计划,严格控制按计划指标发电、用电。
• 编制调度管辖范围内设备的检修进度表,根据情况批准设备的检修计划。
• 参与签订所辖电网的并网协议。负责编制、签订相应并网调度协议

电网运行方式管理:开展主网各种运行计算分析,确定主网运行方式
• 编制并执行管辖系统的年、月、日运行方式和特殊日、节日运行方式。
• 参与电网规划和工程设计审查工作。
• 编制新设备启动调试调度方案并组织实施。
• 负责电网稳定管理

继电保护和安全自动装置管理:开展继电保护和安全自动装置的定值管理、运行管理和专业技术管理工作
调度自动化及通信管理:自动化系统的运行管理、技术管理,主站系统的建设、技术改造和运行维护
清洁能源调度管理:水电、风电、光伏调度运行管理
设备监控管理:设备运行集中监控,输变电设备状态在线监测与分析
网络安全管理:电力监控系统网络安全的管理,电力监控系统和调度管理信息系统的安全管理

电力辅助服务的定义是什么:

电力辅助服务已由调频、调峰、备用等常规手段,新增了转动惯量、爬坡、调相、稳控切机、快速切负荷等辅助服务品种。

N-1原则:

正常运行方式下的电力系统中任一元件(如线路、发电机、变压器等)无故障或因故障断开,电力系统应能保持稳定运行和正常供电,其他元件不过负荷,电压和频率均在允许范围内。这通常称为N-1 原则。

二阶锥规划的对偶形式推导

二阶锥规划(Second Order Cone Program (SOCP))通常出现在包含电网dist-flow潮流模型中,应用面非常的广泛。如若考虑电网中的随机因素(例如:负荷波动、可再生能源出力波动),则不可避免的需要用鲁棒或者随机模型考虑其随机因素从而进行风险对冲。又因为鲁棒模型中需要对内层的场景问题通过对偶转化为单层优化,鲁棒模型中二阶锥约束的对偶推导尤为重要。

先说结论:二阶锥规划问题的对偶形式

考虑如下SOCP:

其中,其对偶问题如下所示:

变量为: ,参数为:, .

使用拉格朗日函数法推导互补松弛条件

首先,为了方便问题描述,将SOCP重写成如下形式:

则根据三个约束构造其拉格朗日函数,并按照以及无关项合并同类项。

最终如下:

$$
\begin{aligned}
& L(x, y, t, \lambda, \nu, \mu) \
&=c^T x+\sum_{i=1}^m \lambda_i\left(\left|y_i\right|2-t_i\right)+\sum{i=1}^m \nu_i^T\left(y_i-A_i x-b_i\right)+\sum_{i=1}^m \mu_i\left(t_i-c_i^T x-d_i\right) \
&=\left(c-\sum_{i=1}^m A_i^T \nu_i-\sum_{i=1}^m \mu_i c_i\right)^T x+\sum_{i=1}^m\left(\lambda_i\left|y_i\right|2+\nu_i^T y_i\right)+\sum{i=1}^m\left(-\lambda_i+\mu_i\right) t_i \
&-\sum_{i=1}^n\left(b_i^T \nu_i+d_i \mu_i\right) .
\end{aligned}
$$

项有界的条件

为了保证拉格朗日对偶函数有界,现找出分别关于求极值时候有界的条件。考虑:


由于x无约束,所以该项若有界,则系数必须为0,即为:

项有界的条件

有界则要求即可。

项有界的条件

先说结论

首先由于是二阶锥问题中不等式约束的对偶变量,所以非负,所以也是非负,所以必须是小于零的数,否则y趋于无穷对偶无界,原问题无解。

首先假设,则有:

所以

即该项有界:

在进行反证,如果假设,并且其中非负,在构造其中(由于符号相反,在前面说过了),

最后一项由于假设是一个恒小于零的数,因此:

所以这一项有界的结论得证。

推导对偶形式

本节根据上面的结论推导对偶形式

$$
\begin{array}{ll}
\max {\lambda, \nu, \mu}\inf {y_i,x_i,t_i}&L(x, y, t, \lambda, \nu, \mu) =0+0+0-\sum{i=1}^n\left(b_i^T \nu_i+d_i \mu_i\right)\
\text { subject to } &\sum
{i=1}^m\left(A_i^T \nu_i+\mu_i c_i\right)=c,\forall i,\
&\lambda_i = \mu_i, \forall i,\
&\left|\nu_i\right|_2 \leq \lambda_i ,\forall i,
\end{array}
$$

约掉里面的,并且将换元为

$$
\begin{array}{ll}
\max {\nu, \mu}&L(\nu, \mu) =\sum{i=1}^n\left(b_i^T \nu_i+d_i \mu_i\right)\
\text { subject to } &\sum_{i=1}^m\left(A_i^T \nu_i+\mu_i c_i\right)+c=0,\forall i,\
&\left|\nu_i\right|_2 \leq \mu_i ,\forall i,
\end{array}
$$

与文章开头的形式一样。

想法

这种对偶打眼一看是肯定想不明白的,细致的推到一遍对理解二阶锥约束很有帮助。有意思的一点是变量的互补松弛条件中让等价了,相当与二阶锥约束RHS线性约束的对偶与二阶锥约束的对偶变量其实是等价的,很有意思。

参考

[1] https://www.di.ens.fr/~aspremon/PDF/MVA/Duality.pdf

[2] Kong (https://math.stackexchange.com/users/387172/kong), Dual of a Second Order Cone Program (SOCP), URL (version: 2018-04-15): https://math.stackexchange.com/q/2738165

mac下使用命令行代理并启动app解决arc浏览器注册时的unknown server error

最近想体验一款新的浏览器arc,发现需要等待排队,使用学校邮箱申请成功,但是登录时时候注册邮箱总显示unknown server error,后来发现mac的ssr全局代理不会代理命令行和一些app。感到很疑惑。所以干脆命令行全局代理在命令行里启动app。

1
2
3
hey, here’s an invite to Arc, the browser I was telling you about!

https://arc.net/gift/ffc23d7f

想体验arc浏览器的可以自取邀请码

命令行全局代理

首先找到自己的http代理端口,详见如下。

然后在~/.bash_profile 增加脚本指令

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
function proxy_on(){
export http_proxy=http://127.0.0.1:1087
export https_proxy=http://127.0.0.1:1087
echo -e "已开启代理"
}
function proxy_off(){
unset http_proxy
unset https_proxy
echo -e "已关闭代理"
}

在使用该脚本 source ~/.bash_profile 然后打开代理。

最后使用$ open /Applications/app名字.app打开arc浏览器。发现可以代理成功

  • Copyrights © 2015-2024 galaxy
  • Visitors: | Views:

请我喝杯咖啡吧~

支付宝
微信