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基于AGWO-LSTM的锂电池健康状态(SOH)预测研究

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基于AGWO-LSTM的锂电池健康状态(SOH)预测研究

作者：李宗泽郑州轻工业大学

学位级别：硕士

动力锂电池凭借其高效和便捷等优势,被认为是未来最有发展前景的绿色能源之一,已被广泛应用于新能源汽车等领域。然而随着对动力电池的续航能力和能量密度等综合性能要求的不断提高,电池系统的过度充放电、寿命缩短、容量衰减等问题也... 详细信息

动力锂电池凭借其高效和便捷等优势,被认为是未来最有发展前景的绿色能源之一,已被广泛应用于新能源汽车等领域。然而随着对动力电池的续航能力和能量密度等综合性能要求的不断提高,电池系统的过度充放电、寿命缩短、容量衰减等问题也成为目前最制约锂电池和新能源汽车进一步发展的主要因素。因此,高效智能的电池管理系统对提高锂电池的综合性能非常重要,而对动力电池健康状态的评估是锂离子电池管理系统的关键内容,也是确保电池高效稳定运行的重要手段。本文基于数据驱动的方法,根据锂电池寿命周期内的历史数据,通过深度学习的方法建立对锂电池健康状态的估计模型,然后通过实际行驶车辆的数据对提出的估计模型进行验证。本文具体的研究内容主要包括以下几个方面:首先,对锂电池健康状态的研究方法和研究内容进行综述,对不同方法的发展情况和局限性进行分析并确定了采用数据驱动方法的研究方向和思路。概述了动力锂电池的工作原理,通过搭建实验平台并设计实验,进一步研究锂电池的充放电特性,容量和内阻的变化特性以及电池的老化特性,并在此基础上对影响电池退化的因素进行分析。然后,分析电池在寿命周期内充放电过程中的电流、电压、温度等历史参数,提取出了涵盖电池工作的整个放电和充电过程的20个能够表征电池老化衰减的特征参数。然后用灰色关联度分析对提取的特征和电池容量退化之间的相关性进行分析并排序,筛选出了充电温度最大的时间和放电温度最大值等八个相关性较高的特征。其次,采用三种具有较强的时序预测能力的深度学习模型RNN、GRU和LSTM来构建电池健康状态的估计方法,但是模型的预测效果受限于超参数的选择。基于此本文设计了一种结合基于GWO改进后的AGWO进行自动寻优的改进模型。在两个数据集中,以不同比例的训练和测试数据分别对原始的RNN、GRU和LSTM和经过GWO优化改进的RNN、GRU和LSTM模型,以及经过AGWO优化改进的RNN、GRU和LSTM模型进行训练和测试,然后建立包含四个评价指标的健康状态估计模型的评价体系,对九个估计模型进行交叉对比。实验结果表明,在两个数据集和两个不同比例的条件下,经过改进的AGWOLSTM模型对健康状态的估计性能表现最佳,相较于未经过优化的LSTM模型RMSE、MAE和MAPE分别降低了34.33、53.16%和33.29%。最后,由于实验室条件下获得的数据是在理想的稳定工况下进行的,电池的实际工况条件是不断变化的动态过程,因此在实际行驶的车辆数据中进行验证,采用实车记录的电池数据进行实验。考虑到实际工况下的设备性能和信号干扰等因素导致的异常数据,采用K-Means聚类算法对异常值进行处理,然后采用波动幅度较小的停车充电阶段的数据。以容量作为估计电池SOH的标签值,通过安时积分法计算出对应充电片段的容量值,通过经验模态分解对计算的容量进行降噪处理,得到标签容量序列。为了进行比较,分别用AGWO-RNN、AGWOGRU和AGWO-LSTM三个模型对实际车辆的SOH进行估计,结果表明AGWOLSTM的对实际工况的电池SOH估计性能表现最好,其RMSE较于AGWO-RNN和AGWO-GRU分别降低了36.50%,21.76%。

关键词：锂电池健康状态估计深度学习长短期记忆网络新能源汽车

人口收缩背景下城镇建设用地配置对社会经济发展的影响--以东北三省为例

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资源科学 2024年第2期46卷 279-293页

作者：衣霄翔石骋李宗泽刘羿伯哈尔滨工业大学建筑与设计学院哈尔滨150001 自然资源部寒地国土空间规划与生态保护修复重点实验室哈尔滨150001

【目的】本文旨在剖析既有城镇建设用地配置策略在人口收缩背景下的适宜性,通过分析城镇建设用地配置对社会经济发展的影响,为东北三省建设用地配置优化提供理论依据。【方法】以东北三省地级市为研究对象,以2010—2020年为研究期,在分... 详细信息

【目的】本文旨在剖析既有城镇建设用地配置策略在人口收缩背景下的适宜性,通过分析城镇建设用地配置对社会经济发展的影响,为东北三省建设用地配置优化提供理论依据。【方法】以东北三省地级市为研究对象,以2010—2020年为研究期,在分析人口收缩与建设用地配置现状的基础之上,借助柯布-道格拉斯生产函数与面板数据模型等方法,探究建设用地规模投入与结构配置对社会经济发展的影响,并提出人口收缩背景下城镇建设用地发展所面临的挑战与优化策略。【结果】①人口收缩背景下城镇建设用地投入对社会经济增长具有抑制作用,“以地谋发展”式的用地投入模式面临失效;②居住用地、公共管理与公共服务用地投入对社会经济增长具有抑制作用,工业用地投入具有促进作用但已边际报酬递减,着重供给此3类用地的传统用地结构配置策略适宜性下降。【结论】收缩城市面临城镇建设用地“超配”和“错配”的风险,应以控制用地规模、协调人地关系为前提,积极调整用地结构、优化资源配置,从而实现建设用地高效发展,促进社会经济发展。

关键词：收缩城市用地规模用地结构资源配置面板数据模型东北三省

基于图注意力与多尺度并行融合卷积的虚假数据注入攻击定位检测

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高电压技术 2024年

作者：席磊陈采玉陈洪军李宗泽三峡大学电气与新能源学院梯级水电站运行与控制湖北省重点实验室(三峡大学)

虚假数据注入攻击严重威胁电力信息物理系统的安全，而传统攻击检测方法由于没有考虑量测数据间的拓扑并且特征提取能力差，无法精确识别攻击并定位受攻击节点。因此，本文提出一种基于图注意力与多尺度并行融合卷积模型的虚假数据注入... 详细信息

虚假数据注入攻击严重威胁电力信息物理系统的安全，而传统攻击检测方法由于没有考虑量测数据间的拓扑并且特征提取能力差，无法精确识别攻击并定位受攻击节点。因此，本文提出一种基于图注意力与多尺度并行融合卷积模型的虚假数据注入攻击定位检测方法。该方法通过图注意力网络动态捕捉量测数据间的拓扑关系以提升检测方法的定位检测性能；采用结合注意力特征融合模块增强的并行卷积神经网络提取数据的多尺度特征进一步提高检测方法的学习能力和泛化能力，以实现高精度的定位检测。通过在IEEE-14节点测试系统和IEEE-57节点测试系统中进行评估研究，与现有的定位检测方法相比，本文所提出的方法具有更优的F1值，分别高达98.40%、95.29%。因此，该方法能够更好地对虚假数据注入攻击进行定位检测。

关键词：虚假数据注入攻击电力信息物理系统图注意力并行卷积特征融合

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公立医院成本管理体系构建及应用

中国医院 2024年第5期28卷 7-12页

作者：韩斌斌李宗泽郑州大学附属肿瘤医院(河南省肿瘤医院) 河南省郑州市450008 郑州大学公共卫生学院河南省郑州市450001

随着医改的不断深化,成本管理对于公立医院高质量发展的重要性日益凸显。本文以河南省某公立医院为例,构建以“决策层-管理层-执行层”为主要内容的公立医院成本管理体系,探讨医院成本管理实践举措与效果,为其他公立医院成本管理提供参考。

关键词：公立医院医院成本成本核算成本管理

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金属复合板轧制力计算模型及其软件开发

塑性工程学报 2024年第2期31卷 199-207页

作者：车军武越李宗泽王涛黄庆学太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心山西太原030024 太原科技大学机械工程学院山西太原030024

为了更准确地分析金属复合板的轧制力,基于奥罗万理论对轧制变形区进行了简化分析。根据受力分析建立了轧制力平衡微分方程,进而推导出了金属复合板轧制力计算模型。利用Abaqus有限元分析软件对铜/铝复合板轧制过程进行了模拟,并设计了... 详细信息

为了更准确地分析金属复合板的轧制力,基于奥罗万理论对轧制变形区进行了简化分析。根据受力分析建立了轧制力平衡微分方程,进而推导出了金属复合板轧制力计算模型。利用Abaqus有限元分析软件对铜/铝复合板轧制过程进行了模拟,并设计了相应的复合板轧制实验,将模拟和实验得到的计算数据与模型的计算结果进行了对比,得到轧制力的计算结果误差小于10%。因此,该计算模型具有较高的精度,可以满足工程实践要求。根据该轧制力计算模型开发了一款便于人机交互的计算软件,使得轧制力计算模型更具有实用性。该计算模型和软件便于工厂的在线应用,提高了金属复合板的生产效率,保证了复合板的生产质量。

关键词：金属复合板轧制力计算模型有限元仿真软件开发

基于复杂网络理论的城市轨道交通网络可靠性研究

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运输经理世界 2024年第20期 1-3页

作者：李宗泽北京工业大学北京100124

首先,概述复杂网络理论基础;其次,分析城市轨道交通网络特性;最后,重点评估基于复杂网络理论的城市轨道交通网络可靠性,并提出城市轨道交通网络可靠性优化策略。研究结果表明,这些策略能有效提高城市轨道交通网络的可靠性和运行效率,为... 详细信息

首先,概述复杂网络理论基础;其次,分析城市轨道交通网络特性;最后,重点评估基于复杂网络理论的城市轨道交通网络可靠性,并提出城市轨道交通网络可靠性优化策略。研究结果表明,这些策略能有效提高城市轨道交通网络的可靠性和运行效率,为乘客提供更为安全、高效的出行服务。

关键词：城市轨道交通复杂网络理论可靠性评估

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基于最大信息系数-双层置信极端梯度提升树的电网虚假数据注入攻击定位检测

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电网技术 2024年

作者：席磊王文卓白芳岩陈洪军彭典名李宗泽三峡大学电气与新能源学院三峡大学梯级水电站运行与控制湖北省重点实验室

the attacked positions is satisfactorily realized. More importantly， a large number of simulations on IEEE-14 and IEEE-57 node systems validate the effectiveness of the fore-mentioned method， which exhibits much higher accuracy， precision， recall rate， the F1 Score， as well as the Area Under Curve (AUC) score when compared with other methods.面向高维复杂的电力量测数据，现有攻击定位检测方法存在定位精度差的问题。为此该文提出一种基于最大信息系数-双层置信极端梯度提升树的电网虚假数据注入攻击定位检测方法。所提方法引入最大信息系数对量测数据进行特征选择，能够非线性地衡量数据特征之间的关联性，且公平地根据一个特征变量中包含另一个特征变量的信息量来去除冗余特征，有效解决虚假数据注入攻击定位检测方法普遍面临的量测数据高维冗余问题；同时提出一种具有正反馈信息传递作用的双层置信极端梯度提升树来对各节点状态进行分类，通过结合电网拓扑关系学习标签相关性，从而有选择性地利用前序标签有效预测信息，来减少后续分类器学习到的前序标签预测信息中包含的错误，最终实现对受攻击位置的精确定位。在IEEE-14、IEEE-57节点系统上进行大量仿真，验证了所提方法的有效性，且相较于其他方法具有更高的准确率、精度、召回率、F1值和AUC值。

关键词：虚假数据注入攻击最大信息系数双层置信极端梯度提升树标签相关性

风力发电机变桨系统后备电源改造方案研究与实践

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中国科技期刊数据库工业A 2024年第5期 0001-0004页

作者：张二辉李宗泽马杨名河北新天科创新能源技术有限公司河北张家口075000

对于风力发电而言,其变桨系统是直接影响风能转化成电能的核心结构,在发生发动机故障情况时,该系统需要及时控制回浆,谨防造成更为严重的安全隐患,干扰正常生产。变桨系统的重要构件之一就是后备电源,其与主电源相互切换提供电能,本文... 详细信息

对于风力发电而言,其变桨系统是直接影响风能转化成电能的核心结构,在发生发动机故障情况时,该系统需要及时控制回浆,谨防造成更为严重的安全隐患,干扰正常生产。变桨系统的重要构件之一就是后备电源,其与主电源相互切换提供电能,本文通过分析风力发电机变桨系统的组成及原理,进一步分析了风力发电机变桨系统后备电源改造方案与实践方向。

关键词：风力发电超级电容电源改造

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海洋平台往复式压缩机橇配管设计施工

工程机械 2024年第1期55卷 193-196+13页

作者：张庭威李晓涵李宗泽邵天泽海洋石油工程股份有限公司特种设备分公司

与陆地往复式压缩机设备有所不同，海洋平台上的往复式压缩机整合在空间狭小的橇内。往复式压缩机工作时会产生大量振动，对橇内管线带来潜在的损伤风险，因此需要在设计和施工过程中避免振动，防止损伤压缩机橇装设备。分析多台往复式... 详细信息

与陆地往复式压缩机设备有所不同，海洋平台上的往复式压缩机整合在空间狭小的橇内。往复式压缩机工作时会产生大量振动，对橇内管线带来潜在的损伤风险，因此需要在设计和施工过程中避免振动，防止损伤压缩机橇装设备。分析多台往复式压缩机橇内管线及支架布置方案，总结一般普适性的海洋平台往复式压缩机橇内管线及支架的布置规律，为今后往复式压缩机橇产品设计提供参考，优化设计工作流程。

关键词：往复式压缩机橇成橇设计管道防振管支架布置海上成橇施工