книги / Практикум по написанию научной статьи на английском языке

#3

A clustering approach to domestic electricity load profile characterization using smart metering data

Fintan McLoughlin, Aidan Duffy, Michael Conlon

School of Civil Engineering and Dublin Energy Lab. Dublin Institute of Technology, Bolton St. Dublin1, Ireland

School of Electrical Engineering and Dublin Energy Lab. Dublin Institute of Technology, Kevin St. Dublin 4, Ireland

HIGHLIGHTS

*We characterize diurnal, intra-daily, seasonal and between customer electricity use.

*A series of profile classes reflective of home electricity use are constructed.

*We examine the influence of household characteristics on pattern of electricity use.

ABSTRACT

The availability of increasing amounts of data to electricity utilities through the implementation of domestic smart metering campaigns has meant that traditional ways of analyzing meter reading information such as descriptive statistics has become increasingly difficult. Key characteristic information to the data is often lost, particularly when averaging or aggregation process are applied. Therefore, other methods of analyzing data need to be used so that this information is not lost. One such method which lends itself to analyzing large amounts of information is data mining. This allows for the data to be segmented before such aggregation processes are applied. Moreover, segmentation allows for dimension reduction thus enabling easier manipulation of the data.

Clustering methods have been used in electricity industry for some time. However, their use at a domestic level has been somewhat limited to date. This paper investigates three of the most widely used unsupervised clustering methods: k- means, k-medoid and Self Organising Maps (SOM). The best performing technique is then evaluated in order to segment individual households into clusters based on their pattern of electricity use across the day. The process is repeated for each day over a 6 month period in order to characterize the diurnal, intra-daily and seasonal variations of domestic electricity demand. Based on these results a series of Profile Classes (PCs) are presented that represent common patterns of electricity used within the home. Finally, each PC is linked to household characteristics by applying a multi-nominal logistic regression to the data. As a result, households and the manner with which they use electricity in the home can be characterized based on individual customer attributes.

Keywords: Domestic electricity load profile, segmentation, clustering

[from: Applied Energy 141 (2015) 190-199]

© 2015 Elsevier Ltd. All rights reserved.

11

1б. С помощью словаря и с учетом информации, имеющейся в аннотации, установите существующие в русском языке эквиваленты этих слов и словосочетаний. Оформите материал в виде списка по образцу. (Русскоязыч-

ные термины должны быть представлены в алфавитном порядке). Например;

Временной ряд – time series

Допускать; делать возможным – to allow for Ежедневный (суточный) – diurnal

<..………>

2.Какие слова, по вашему мнению, являются терминами? Дайте их определение на английском языке (в письменном виде). Сравните свои дефиниции

стеми, которые дали другие студенты, и с теми, которые приводятся в одноязычных словарях английского языка. Внесите коррективы, если необходимо.

3.Переведите предложения с этими терминами с русского языка на английский. Проверьте себя по ключу.

•Наш анализ охватывает: настольные ПК, ноутбуки, производителей процессоров, увеличение и уменьшение тактовой частоты ЦП, неоригинальные продукты (дженерики) и брендовые, а также такие характеристики, как скорость машины и время её наработки (календарный возраст).

•Лишь немногие ПК используют увеличение тактовой частоты с целью повышения производительности.

•Изучение потребительских ПК приносит новые проблемы, которые редко встречаются при изучении серверного оборудования.

•Я использую оборудование серверного класса для организации домашней

сети.

•ПК собраны в основном из более дешевых компонентов. Они используются в более агрессивной среде, в окружении бытовой пыли, при разных температурах в помещении, в большей степени подвержены механическим стрессам (нагрузкам), и, кроме того, имеет место более частая периодичность включения/выключения.

•Периодичность включения/выключения компьютера может влиять на продолжительность бесперебойной работы ПК. Чтобы избежать частого включения/выключения, необходимо использовать бесперебойный источник питания.

•Во-первых, по сравнению с серверами потребительские ПК не имеют столь важных опций для предотвращения ошибок, как ECC (Error-correcting code) для оперативной памяти и RAID (Redundant Array of Independent Disks) для

12

дисков. Это увеличивает вероятность того, что неисправность аппаратной части повлияет на работу ПК.

•Для хранения важных данных рекомендуется использовать RAID 1 или 6.

•Рекомендуется использовать ECC-память, если вы обрабатывайте большое количество операций с плавающей запятой.

•Наше исследование затрагивает сбои, связанные с неполадками внутри ЦП, модулей оперативной памяти и дисковых подсистем.

•Скачок цен на DRAM-модули стал результатом торговой войны между США и Китаем.

4а. Выпишите из англо-русского словаря значения следующих языковых единиц, передающих различные виды логико-смысловых отношений.

Therefore – …

Instead – … As a result – …

Furthermore – … Although – … However – … Moreover – …

As a consequence – … First – …

Second – … To this end – … Whereas – … Provided – …

4б. В одноязычном словаре английского языка найдите дефиниции этих слов (или эквивалентные слова) и выпишите примеры, иллюстрирующие употребление данных лексических единиц в речи.

5а. Какие из приведенных выше языковых единиц можно использовать для соединения следующих пар предложений или частей сложного предложения?

•Какое-то время методы кластерного анализа широко использовались. <…> Их применение на сегодняшний день ограничено.

•Информация в процессе усреднения и агрегации часто утрачивается. <…> Возникает необходимость использовать другие методы анализа данных.

•<…> на сегодняшний день имеется немало исследований, посвященных проблеме отказов аппаратной части серверов, имеются весьма скудные данные о сбоях в работе персональных компьютеров.

13

•Есть три причины, по которым представляется необходимым исследовать отказ аппаратной части персональных компьютеров <…>, в отличие от серверов у них чаще наблюдается сбой в работе. <…>, сбой в работе отдельного (персонального) компьютера неизбежно влечет серьезные проблемы для пользователя. <…>, характер неполадок в корне отличается от тех, что наблюдаются в серверах.

•Точный прогноз возможен <…> достаточного объема исходных данных.

5б. Выполнитеаналогичноезаданиенапримереанглийскихпредложений.

•Improvements in regulatory environment, particularly within the residential sector in Europe, have resulted in a number of smart metering pilot programmes. < …

>A wealth of new data exists for utilities, giving details of electricity consumption for a large number of customers in this sector.

•This allows for data to be segmented before aggregation processes are applied.

<… > Segmentation makes manipulation of the data much easier.

•Clusters that were small in size were combined together. < … > The number of similar shaped profiles was reduced.

•To mitigate large errors, clusters were combined. < … > For the apartments and one bedroom dwellings the total sample size was small which contributes to large standard errors.

•People living in apartments and detached houses tend to use more home electric appliances. < … > The consumption of electricity is higher than in 1 0r 2 bedroom dwellings.

•We find that many failures are neither transient nor independent (memoryless).

<… >, a large portion of hardware-induced failures are recurrent.

•< … > the failure of a single server in a data center can often be masked by the application-level logic that partitions tasks among machines, the failure of a single consumer machine( PC) directly affects the user. < … >, there are good reasons to expect that6 server-class and consumer-class machines will exhibit different failure characteristics.

6. Переведите на русский язык следующие атрибутивные словосочетания, состоящие из имен существительных.

а) electricity utilities; б) utility bills; в) electricity industry; г) electricity generation; д) electricity use; е) electricity demand; ж) electricity consumption; з) electricity networks; и) energy resources; к) energy policy; л) pilot programmes (pilot study, feasibility study); м) hardware failure (hardware crashes); н) consumer machines (= PC); о) temperature variations; п) disk subsystems; р) household characteristics; с) fault tolerance; т) repair technicians.

14

Работа в парах. Читайте на русском языке эти словосочетания в произвольном порядке. Партнер произносит их эквиваленты на английском языке. Затем поменяйтесь ролями.

7. Выполните те же задания (что и в задании 6) на материале словосочетаний, состоящих из трех и более имен существительных.

Hardware failure rates; server-class machines; CPU fault rates; greenhouse gas emissions; electricity load profile; electricity load profile classes; (between) customer electricity use; home electricity use; energy police goals; Windows Error Reporting(WER)*system; consumer-class machines; error correcting code.

8. Переведите письменно с русского языка на английский следующие

предложения, используя атрибутивные словосочетания со структурой «существительное + существительное» вместо подчеркнутых частей предложения.

Мы классифицировали профили («построили классы профилей») с учетом потребления (использования) электроэнергии домохозяйствами.

Одной из целей энергетической политики является сокращение выбросов парникового газа на 20 %.

Мы проанализировали данные по количеству отказов («процент отказа») аппаратного обеспечения персональных компьютеров .

Мы выяснили, что число отказов центрального процессора коррелирует с количеством выполненных циклов.

Мы использовали данные, взятые из сервиса по формированию отчета об ошибках в Windows.

9. Используя информацию, которая представлена в приведенных ниже аннотациях, сформулируйте на русском языке 4–5 предложений, требующих при переводе на английский язык употребления двух- и трехили четырехкомпонентных словосочетаний, образованных по модели ‘существитель-

ное + существительное’ (Студенты в составе малых групп работают с раз-

ными аннотациями). Предложите свои аннотации для перевода другой груп-

пе. Обсудите варианты перевода с преподавателем.

15

# 1

Understanding Network Failures in Data Centers: Measurement, Analysis,

and Implications

Categories and Subject Descriptors: C.2.3 [Computer-Communication

Network]: Network Operations

General Terms: Network Management, Performance, Reliability

Keywords: Data Centers, Network Reliability

ABSTRACT

We present the first large-scale analysis of failures in a data center network. Through our analysis, we seek to answer several fundamental questions: which devices/links are most unreliable, what causes failures, how do failures impact network traffic and how effective is network redundancy? We answer these questions using multiple data sources commonly collected by network operators. The key findings of our study are that (1) data center networks show high reliability,

(2) commodity switches such as ToRs and AggS are highly reliable, (3) load balancers dominate in terms of failure occurrences with many short-lived software related faults, (4) failures have potential to cause loss of many small packets such as keep alive messages and ACKs, and (5) network redundancy is only 40 % effective in reducing the median impact of failure.

[From: SIGCOMM’11, August 15-19, 2011, Toronto, Ontario, Canada]. Copyright 2011 ACM 978-1-4503-0797-0/11/08

16

# 2

Modelling and simulation of the continuous power cable processing

Vanja Kosar *, Zoran Gomzi, Kresimir Sintic

Faculty of Chemical Engineering and Technology, Department of Reaction Engineering and Catalysis, University of Zagreb, Savska c. 16, HR-10000 Zagreb, Croatia

Received 25 November 2005; received in revised form 21 March 2006; accepted 1 May 2006 Available online 6 May 2006

Abstract

The production of medium-voltage power cables consists of two main stages: (1) heating and crosslinking reaction and (2) cable cooling. The crosslinking reaction takes place in the heated part of the vulcanization tube. The cable cooling is divided in two parts. First, part of the tube filled with cold water is cooled under high pressure. Second, the cable is cooled in the air before the end of the process. In this article, part of the process prior the cooling will be discussed.

A numerical model was constructed by taking into account the heat transferred by conduction through the cable, as well as kinetics of the heat generated by cure reaction in the insulation. The shared contributions of the convection and radiation heat transfer through the pressured nitrogen were included in the heat transfer coefficient. The model was applied to a real plant production process. The calculated degree of crosslinking shows that uniformity through the insulation along radial axis at the end of the heated part of the vulcanization tube is the main requirement for the application of the product. The conversion reaches 99% as a result of the implemented real process parameters (line speed, temperature in the tube, nitrogen pressure) in the model.

© 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Keywords: Power cable; Crosslinking; PE-XL 4201; Dicumyl peroxide; Mathematical model; Simulation

* Corresponding author. Tel.: +385 1 4597146x105; fax: +385 1 4597133. E-mail address: vkosar@marie.fkit.hr (V. Kosar).

From: [Chemical Engineering and Processing 46 (2007) 83–88]

17

# 3

An intergrated approach to power system reliability assessment

M Th Schilling and M B Do Coutto Filho

Fluminense Fed. U. (CAA), Brazil

A M Leite da Silva

EFEI, Brazil

R Billinton

UMIST, England

This paper presents an integrated approach to power system reliability assessment. It gives an updated view of the subject and aims to unify, classify and extend some fundamental ideas and controversial issues which provide theoretical and practical support to these studies. The resulting conceptual framework lays the basis for a useful taxonomy which may be recalled for development or comparison of dissimilar techniques and computational programs which are frequently used in this field of engineering.

Keywords: reliability, software design, utility application

From: [Electrical Power & Energy Systems, Vol. 17 No. 6, pp. 381-390, 1995]

Copyright © 1995 Elsevier Science Ltd

Printed in Great Britain. All rights reserved

10. Внимательно ознакомьтесь с содержанием статьи «Разработка под-

хода к моделированию погружных электрических двигателей» и напишите к ней аннотацию на русском языке. Переведите свою аннотацию на английский язык.

РАЗРАБОТКА ПОДХОДА К МОДЕЛИРОВАНИЮ ПОГРУЖНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ДВИГАТЕЛЕЙ

А.Б. Петроченков, С.В. Мишуринских Пермский национальный исследовательский политехнический университет

г. Пермь, Россия

1pab@msa.pstu.ru, 2msv@msa.pstu.ru

Аннотация

<……………………………>

Ключевые слова: имитационное моделирование, физическое моделирование, погружной электродвигатель, установившийся режим.

18

Введение

Процесс добычи нефти является сложным технологическим процессом, который требует больших затрат электроэнергии. В настоящее время доля электроэнергии в себестоимости продукции может достигать 50 %. Основными потребителями электрической энергии в фонде нефтяных добывающих скважин являются асинхронные двигатели (АД) серии ПЭД (погружные электродвигатели). Большая часть двигателей нефтедобывающих скважин работает при неноминальной загрузке, следовательно, при неноминальных коэффициенте мощности и коэффициенте полезного действия (КПД). Зачастую они не в полной мере учитываются при расчетах режимов электропотребления, что снижает точность моделирования параметров работы системы электроснабжения. Поэтому определение параметров режимов работы ПЭД является важной задачей. С одной стороны, для правильного подбора оборудования на этапе проектирования скважины, а с другой стороны, для повышения энергетической эффективности на этапе

ееэксплуатации.

Внастоящее время основными являются методы имитационного и физического моделирования режимов работы ПЭД. Как правило, они представляются в виде Т- и Г-образных схем замещения [1–7]. Для расчета параметров этих схем используются общие методики, не учитывающие конструктивные особенности двигателей. Эти расчеты ведутся по:

•каталожным данным АД [1, 3, 4, 6];

•справочным данным АД [1, 3, 5];

•результатам экспериментов [1, 2, 7].

Также существует ряд уточненных методик, с помощью которых рассчитываются параметры схемы замещения АД. В них учитываются конструктивные особенности двигателя на основании каталожных [5] и экспериментальных данных [3, 6]. Однако они имеют ряд недостатков [1, 7]. Некоторые из них чувствительны к полноте набора исходных каталожных данных, другие требуют дополнительных сведений о конструктивных особенностях машины, значениях КПД для различных коэффициентов загрузки. Они не учитывают влияния эффекта вытеснения тока в роторе. В связи с этим важной является разработка подхода к идентификации параметров имитационной и физической моделей ПЭД, что является целью данного исследования.

В качестве исходных положений принимается, что двигатель работает в установившемся режиме, и при этом учитываются только потребляемые им активная и реактивная мощности. В таком случае двигатель может быть представлен как последовательное соединение активного и реактивного сопротивлений (имитационная модель) и полиномов, описывающих эти сопротивления, которые определяют подобие между различными двигателями (физическая модель).

19

Достижение поставленной цели требует решения следующих задач:

•разработка схемы замещения ПЭД для моделирования его функционирования при неноминальной загрузке;

•разработка алгоритма определения параметров схемы замещения ПЭД по нагрузочным характеристикам при неноминальной загрузке;

•построение имитационной и физической моделей ПЭД с использованием полученных параметров.

Методы

А. Имитационное моделирование А1. Оборудование

Для построения имитационной модели использовался двигатель ПЭДТН63117. Исходными данные являются результаты нагрузочных испытаний двигателя на стенде АО «Новомет-Пермь», представленные на сайте предприятия. Нагрузочные характеристики двигателя, необходимые для имитационного моделирования, представлены на рис. 1. Напряжение на зажимах двигателя, которое применялось для расчетов, – Uдв=1901 В.

Рис. 1. Нагрузочные характеристики АД ПЭДТН 63-117

А2. Методика проведения эксперимента

При расчете установившихся режимов работы систем электроснабжения было достаточно иметь значения величин потребляемой двигателем активной и реактивной мощностей. АД был представлен в виде одноконтурной схемы замещения, состоящей из rдв.режi. и xдв.режi. (индекс i обозначает соответствующую загрузку двигателя от 0 до 100 %) параметров АД, соответствующих определенной загрузке электродвигателя (рис. 2). Необходимость представления двигателя в виде данных параметров была обусловлена тем, что одновременно от одной шины может питаться несколько разнородных нагрузок. Такой подход является наиболее удобным для моделирования их одновременной работы, а также для последующей автоматизации расчетов.

20