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基于LoRa物联网的输电铁塔雷击点远程实时监测系统研究

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科技创新与应用 2021年第35期11卷 40-42,47页

作者：郑少华许志浩康兵丁贵立曾兵南昌工程学院江西南昌330099

随着社会经济的快速发展,直接促进了远距离高压传输电网的建设,我国电力输电线路覆盖面积广、距离长、跨度大,经常遭受雷击事故,严重影响了电力系统的稳定运行。对雷击点进行准确定位并进行快速检修,能够在一定程度上提高输电线路运行... 详细信息

随着社会经济的快速发展,直接促进了远距离高压传输电网的建设,我国电力输电线路覆盖面积广、距离长、跨度大,经常遭受雷击事故,严重影响了电力系统的稳定运行。对雷击点进行准确定位并进行快速检修,能够在一定程度上提高输电线路运行可靠性。针对目前输电线路的雷击点监测定位精度不高、灵敏度不够及通信功耗高的问题,本项目提出一种基于LoRa物联网技术的输电铁塔雷击点远程实时监测系统。该系统通过在输电线路沿线的各个输电铁塔接地引线上安装电流监测单元,实现对雷击泄露电流波形数据的高速采集并通过LoRa通信模块无线传输到监控终端。所提出的输电铁塔雷击点远程实时监测系统具有定位准确、灵敏度高、通信功耗低、抗干扰性强、免维护、可长期在线运行等优点。

关键词：输电铁塔罗氏线圈传感器 LoRa物联网雷击点定位远程实时监测

基于Deeplabv3+与Otsu模型的输电线电晕放电紫外图像分割方法

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激光与红外 2023年第1期53卷 153-160页

作者：田晨许志浩李强宋云海康兵丁贵立王宗耀南昌工程学院电气工程学院江西南昌330099 中国南方电网超高压输电公司广东广州510000

电晕放电严重威胁输电线路的安全运行,如何提高其放电区域识别分割准确率是一个亟待解决的问题。而因环境影响及设备性能限制,夜间型紫外成像仪常出现成像不清晰、放电区域对比度不明显等特征,导致难以有效实现电晕放电区域的分割,从而... 详细信息

电晕放电严重威胁输电线路的安全运行,如何提高其放电区域识别分割准确率是一个亟待解决的问题。而因环境影响及设备性能限制,夜间型紫外成像仪常出现成像不清晰、放电区域对比度不明显等特征,导致难以有效实现电晕放电区域的分割,从而影响放电故障的判定。为此提出了基于Deeplabv3+与Otsu模型的输电线电晕放电紫外图像精确分割方法,首先构建基于Deeplabv3+语义分割模型,对放电区域进行类别分割得到大致区域;然后,利用改进Otsu算法对语义分割结果中放电目标区域方差自适应加权,使得分割阈值近似理想阈值,从而实现电晕放电区域的精确分割。实验结果表明,本文提出的分割方法在测试集中平均像素精度为93.97%,平均交并比为90.85%,分割性能良好。

关键词：图像分割 Deeplabv3+ Otsu阈值夜间紫外成像输电线电晕放电

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基于扩散模型的高阶拓扑绝缘体实时设计

力学学报 2024年第7期56卷 1840-1848页

作者：徐志昂骆嘉晨丁相贵杜宗亮郭旭大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室辽宁大连116024 波士顿大学机械工程系美国波士顿02215 大连理工大学宁波研究院浙江宁波315016

作为一种全新的波控工具,高阶拓扑绝缘体可以将能量鲁棒高效地局域化在低维空间,且对缺陷不敏感.在光子和声子系统中,高阶拓扑绝缘体的快速设计仍然是一项挑战.采用移动可变形孔洞法显式描述C4v对称的单胞构型,并结合能带理论和对称指... 详细信息

作为一种全新的波控工具,高阶拓扑绝缘体可以将能量鲁棒高效地局域化在低维空间,且对缺陷不敏感.在光子和声子系统中,高阶拓扑绝缘体的快速设计仍然是一项挑战.采用移动可变形孔洞法显式描述C4v对称的单胞构型,并结合能带理论和对称指标刻画其性能(拓扑性质和非平凡带隙宽度).在此基础上,构建了包含几何参数、无量纲化带隙宽度与拓扑性质指标的高阶拓扑绝缘体数据集,并提出了一种基于去噪扩散概率模型(denoising diffusion probabilistic model,DDPM)的实时设计框架.相比采用其他生成式模型的设计框架,DDPM有效避免了训练不稳定和生成保真度低等问题.该框架可以精准且快速地按目标需求或最大化带隙宽度逆向设计力学高阶拓扑绝缘体,在单机上生成所需设计的平均相对误差在3.5%以内,平均耗时仅需0.01 s,相比传统逆向设计方法效率提升6~7个数量级.通过使用Wasserstein距离度量逆向设计样本的多样性,该框架相较基于深度学习代理模型的优化设计结果,表现出更高的生成结果多样性.此外,所得设计具有显式描述的几何信息,可以直接与CAD/CAE软件结合,避免了隐式描述算法中的后处理步骤.这种基于DDPM的实时设计框架可扩展应用于多物理场拓扑材料和其他类型超材料的逆向设计,并为构建声子和光子拓扑材料的数据库提供了基础.

关键词：高阶拓扑绝缘体实时设计去噪扩散概率模型移动可变形孔洞法对称指标理论

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改变导叶翼型对水泵水轮机“S”特性的影响

排灌机械工程学报 2024年第1期42卷 1-7页

作者：李琪飞谢耕达韩天丁李正贵兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 甘肃省流体机械及系统重点实验室甘肃兰州730050 西华大学流体及动力机械教育部重点实验室四川成都610039

针对水泵水轮机“S”特性区域的不稳定性问题,提出使用改型活动导叶翼型进行性能提升.以某水泵水轮机模型为研究对象,采用SST k-ω湍流模型对水泵水轮机全流道进行三维数值计算,通过对活动导叶翼型的改型设计,得出流量-转速模拟曲线,分... 详细信息

针对水泵水轮机“S”特性区域的不稳定性问题,提出使用改型活动导叶翼型进行性能提升.以某水泵水轮机模型为研究对象,采用SST k-ω湍流模型对水泵水轮机全流道进行三维数值计算,通过对活动导叶翼型的改型设计,得出流量-转速模拟曲线,分析水泵水轮机组“S”特性改善情况.将计算与试验结果进行对比,并对改型活动导叶翼型前后机组的无叶区进行压力脉动分析.结果表明:在保证整体效率依然保持在92%附近的前提下,新的活动导叶翼型对机组的“S”特性依旧具有改善效果;无叶区压力脉动主要是受到活动导叶叶栅区域的分流在此重新聚集影响,并且与转轮叶片的动静相互扰动引起的;改型后的活动导叶降低了无叶区的压力脉动幅值,提升了水泵水轮机运行中的并网稳定性.

关键词：水泵水轮机 “S”特性曲线活动导叶翼型设计数值计算

基于帝王蝶优化算法的BP神经网络能源预测模型研究

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南昌工程学院学报 2023年第3期42卷 88-94页

作者：颜高洋丁贵立许志浩王宗耀康兵刘向向南昌工程学院电气工程学院江西南昌330099 南昌工程学院江西省高压大功率电力电子与电网智能量测工程研究中心江西南昌330099 国网江西省电力有限公司供电服务管理中心江西南昌330001

基于帝王蝶优化算法,提出了一种新的帝王蝶-BP(Back Propagation)神经网络预测模型,以预测结果的平均绝对误差为目标函数,对BP神经网络模型的初始权重和阈值进行寻优,实现了对江西省能源供需的准确预测,并依据预测结果制定江西省低碳转... 详细信息

基于帝王蝶优化算法,提出了一种新的帝王蝶-BP(Back Propagation)神经网络预测模型,以预测结果的平均绝对误差为目标函数,对BP神经网络模型的初始权重和阈值进行寻优,实现了对江西省能源供需的准确预测,并依据预测结果制定江西省低碳转型路径。通过与已有文献方法和权威公开数据的对比,验证了帝王蝶-BP神经网络优化预测模型的有效性和优越性。

关键词：帝王蝶优化算法 BP神经网络能源预测参数优化

揭示配体拓扑结构对Fe-Nx-C单原子催化剂表面氧还原反应中间体吸附的影响（英文）

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第4期59卷 214-224页

作者：吴德贵熊孝根赵中栋宋树芹丁朝斌中山大学化学工程与技术学院中山大学中法核工程与技术学院中山大学材料科学与技术学院

过渡金属单原子氮掺杂碳催化剂（TM-N-CSAC）因其更高的金属原子效率而被认为是提升氧还原反应（ORR）效率的重要途径.TM-N-CSAC反应中心的活性与配体结构密切相关,构建基于配体结构的ORR活性描述符是高效设计高催化活性单原子催化剂的... 详细信息

过渡金属单原子氮掺杂碳催化剂（TM-N-CSAC）因其更高的金属原子效率而被认为是提升氧还原反应（ORR）效率的重要途径.TM-N-CSAC反应中心的活性与配体结构密切相关,构建基于配体结构的ORR活性描述符是高效设计高催化活性单原子催化剂的关键.然而目前大多配体描述符基于催化剂的综合表观性质,如OH吸附能和金属中心d带中心等,其获取仍需进行额外计算,不利于通过配体结构快速推测反应活性;而目前基于配体结构拓扑参数,如金属中心原子及其配位原子属性、数量等设计的描述符存在对催化活性的描述较差或仅适用于特定配体等问题.解决该难题的关键在于理清OH与TM-N-C SAC成键的微观机制.本文全面考察了ORR中间体OH在21种具有不同氮原子数量、位置以及不同配体尺寸的卟啉型FeNxC SAC表面上的吸附机制.对有限尺寸卟啉型Fe-Nx-C （x=0-4）SAC模型上OH吸附的密度泛函理论计算结果表明, OH吸附能与SAC的配位氮原子的数量并不线性相关,且受氮原子排布方式的影响.利用能量分解分析（EDA）将OH与SAC的成键作用分解,重点讨论氮的掺入对静电作用、泡利排斥作用和轨道作用的影响.针对静电作用, Bader分析与电荷密度差值分析结果表明,氮的掺入一方面将电荷向配位原子上聚集,且配位原子上电荷数随氮原子数量增加而线性增加;另一方面大幅增强铁-配体键（Fe-L）的离子性,减少铁与配体间的电子密度,提高铁中心电子能量,并从而改变静电作用能量.对于泡利排斥作用,其影响因素与静电作用类似,因而作用强度与静电作用强度呈较好线性关系.对于轨道作用,结合扩展过渡态-化学价的自然轨道（ETS-NOCV）和电子定域化（LOL-π）等综合分析发现,氮原子的掺入破坏了配体的离域π键,从而影响OH与配体的轨道在成键时的相互作用.此外,对配体大小影响的研究表明,配体边缘原子仅当出现在包含配位原子的环上时才对OH与SAC成键有较大影响,这充分证明了OH吸附这一过程的局域性.综上,本文提供了Fe-N-C型SAC上完整的OH吸附键形成机制,强调了配位原子及其近邻原子对吸附活性的影响,为构建基于SAC拓扑特征的ORR活性描述符,实现SAC配体的快速筛选提供参考.

关键词：单原子催化剂氧还原反应配体拓扑结构能量分解分析密度泛函理论

铁磁性钢管宽裂纹漏磁场分布特征有限元仿真研究

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南昌工程学院学报 2019年第4期38卷 58-63页

作者：许志浩丁贵立康兵孙燕华王振郑少华周志康南昌工程学院机械与电气工程学院江西南昌330039 华中科技大学机械科学与工程学院湖北武汉430074

借助有限元仿真方法,研究了一种由大面积截面损失缺陷演变形成的宽槽型裂纹缺陷几何形状特征及其漏磁场分布特点。对比分析了宽槽型缺陷与常规裂纹的漏磁场轴向分量波形特征区别,以及台阶型缺陷其及标准波形特征,并从空间多提离值情况... 详细信息

借助有限元仿真方法,研究了一种由大面积截面损失缺陷演变形成的宽槽型裂纹缺陷几何形状特征及其漏磁场分布特点。对比分析了宽槽型缺陷与常规裂纹的漏磁场轴向分量波形特征区别,以及台阶型缺陷其及标准波形特征,并从空间多提离值情况下分析了台阶型缺陷的缺陷壁独立作用对漏磁场的影响。研究结果表明,独立出现的台阶型缺陷壁对漏磁场的形成具有决定性作用,也是宽槽型缺陷轴向波形中心部位在小提离值时出现两个波峰一个波谷的原因。

关键词：钢管宽裂纹漏磁检测有限元提离值

基于Nanodet-Plus的智能抄表系统研究与设计

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电子设计工程 2023年第22期31卷 144-148页

作者：蒋善旗康兵倪嘉豪邓小珍丁贵立许志浩黄智轩南昌工程学院江西南昌330099

随着电动汽车数量的不断增加,市场上涌现出了大量电动汽车充电管理公司及平台。对于电动汽车充电管理平台而言,台区变压器的容量信息尤为重要。针对第三方充电管理平台无法直接从国家电网处获取台区变压器容量信息的问题,根据在配电站... 详细信息

随着电动汽车数量的不断增加,市场上涌现出了大量电动汽车充电管理公司及平台。对于电动汽车充电管理平台而言,台区变压器的容量信息尤为重要。针对第三方充电管理平台无法直接从国家电网处获取台区变压器容量信息的问题,根据在配电站内安装摄像头以及图像识别的方法,结合配电站实际环境对电能表图片的识别效果进行测试。测试结果表明,系统识别出一张电能表图片的时间在27 ms左右,系统对电能表图片中文字的识别率可达95%,系统对电能表图片中数字的识别率可达98%。

关键词： Nanodet-Plus 变压器容量树莓派机器学习电能表

综合考虑电网碳效益和用户满意度的需求响应激励策略优化模型研究

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供用电 2023年第10期40卷 95-105页

作者：何文华丁贵立韩威许志浩康兵王宗耀刘向向南昌工程学院江西南昌330099 华电江西发电有限公司江西南昌330009 江西博微新技术有限公司江西南昌330096 国网江西省电力有限公司供电服务管理中心江西南昌330001

针对江西电网用电负荷增长迅速,电网负荷呈现明显的高尖峰、短持续特征,在充分考虑供需双方收益的前提下,建立了考虑碳排放和用户满意度的需求响应激励策略优化模型,并采用强化学习的Q学习算法对模型进行迭代求解。将用户与电网进行交... 详细信息

针对江西电网用电负荷增长迅速,电网负荷呈现明显的高尖峰、短持续特征,在充分考虑供需双方收益的前提下,建立了考虑碳排放和用户满意度的需求响应激励策略优化模型,并采用强化学习的Q学习算法对模型进行迭代求解。将用户与电网进行交互的强化学习框架转换为马尔可夫决策过程(Markov decision process,MDP),并通过积累的真实需求响应历史数据辨识模型参数求解最大综合收益值,分析不同权重因子对用户满意度、电网收益、居民用户收益的影响。算例结果表明,所提出的需求响应策略优化模型能够有效平衡电网和用户双方的收益,缓解电网用电高峰时段供需不平衡问题。

关键词：碳排放用户满意度强化学习马尔可夫决策策略优化