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变压器局部放电超声波信号分析与定位研究

变压器局部放电超声波信号分析与定位研究

作者：佘昌佳东南大学

学位级别：硕士

变压器是电网中最关键的电气设备之一,其故障将会造成严重损失,其中绝缘故障占比最大,因此有必要对变压器的绝缘状态进行评估。局部放电(PD)是变压器中绝缘劣化的重要因素,其检测对发现变压器潜伏性绝缘故障具有重要意义。目前超声波检... 详细信息

变压器是电网中最关键的电气设备之一,其故障将会造成严重损失,其中绝缘故障占比最大,因此有必要对变压器的绝缘状态进行评估。局部放电(PD)是变压器中绝缘劣化的重要因素,其检测对发现变压器潜伏性绝缘故障具有重要意义。目前超声波检测法已在现场广泛应用,然而仍然存在检测灵敏度差、定位精度低的问题,为此本文深入研究了超声波的信号特征和局放源超声定位方法。首先,针对变压器局部放电超声波复杂的传播过程,利用COMSOL软件进行声学有限元仿真。选择压力声学物理场建立了局部放电的声学瞬态时域模型,分析了固定点声源的超声波声压时间与空间分布,通过设置不同位置的声源和观察点分析了超声波到传感器的传播路径。根据仿真结果,归纳了超声波的传播特性并给出了优化传感器安装位置的方案。其次,针对传感器接收到的超声信号存在噪声干扰的问题,提出一种基于优化的变分模态分解(VMD)和噪声估计的阈值去噪方法。由于VMD算法可能造成含噪信号欠分解或过分解,因此利用频谱分析和四分位数的方法确定最优的模态分解数K值,并结合模态的峭度特征去除窄带周期干扰和高频白噪声;此外本文研究并发现了VMD分解白噪声所得模态的两个统计特性,利用特性估计出噪声的标准差并引入间隔阈值函数对局放信号主导模态残留的低频白噪声进一步去噪。最后,针对变压器中局部放电源的位置,提出了一种基于时差筛选和人工蜂群(ABC)二次寻优的定位方法,首先结合本文的传感器布置方法检测局部放电,并用前述去噪方法对超声信号进行预处理,然后采用广义互相关法估计各传感器接收信号的时差,在此基础上增加基于球面方程组的时差筛选环节剔除掉误差较大的时差。接着根据有效时差组建立空间定位的约束最优化模型并采用ABC算法进行求解,将求解出的若干定位结果进行K-Means聚类分析,最后再次使用ABC算法对距离聚类中心之和最小的点进行寻优,校正误差大的定位结果,从而逐步逼近实际局部放电源。本文提出的传感器布置方案可以使传感器尽可能减少接收到反射波,尽快接收到直达波,便于后续去噪和时差估计;所提去噪方法不仅可以更有效地抑制噪声,同时也能更好地保留局放信号的特征,有利于减小时差估计的误差;所提局放定位方法综合考虑了超声波在变压器内的传播特性与噪声干扰,对时差估计和空间定位算法全面改进,有效地提高了定位精度,现场实验验证定位误差小于5cm,具有一定工程应用价值。

关键词：变压器局部放电超声波声学有限元仿真信号去噪放电源定位

时差筛选和ABC二次寻优的变压器局放超声定位方法

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高电压技术 2021年第8期47卷 2820-2827页

作者：佘昌佳郑建勇何嘉弘陈昊马兆兴国网江苏省电力有限公司检修分公司南京211102 东南大学电气工程学院南京210096 青岛理工大学信息与控制工程学院青岛266053

针对变压器中局部放电源的位置,提出了一种时差筛选(time difference screening,TDS)和人工蜂群(artificial beecolony,ABC)二次寻优的超声定位方法,首先采用广义互相关法估计各传感器接收信号的时差,在此基础上增加基于球面方程组的时... 详细信息

针对变压器中局部放电源的位置,提出了一种时差筛选(time difference screening,TDS)和人工蜂群(artificial beecolony,ABC)二次寻优的超声定位方法,首先采用广义互相关法估计各传感器接收信号的时差,在此基础上增加基于球面方程组的时差筛选环节剔除掉误差较大的时差。接着根据有效时差组建立空间定位的约束最优化模型并采用ABC算法进行求解,将求解出的若干定位结果进行K-Means聚类分析,最后再次使用ABC算法对距离聚类中心之和最小的点进行寻优,校正误差大的定位结果。仿真结果表明:该文方法相较于传统方法定位误差更小,且现场试验验证定位误差小于5 cm。

关键词：变压器局部放电超声波定位时差筛选人工蜂群

基于PSO-SVM的直流配电网电能质量扰动辨识

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电力工程技术 2019年第4期38卷 18-25页

作者：吴建章沙浩源张宸宇叶昱媛佘昌佳郑建勇东南大学电气工程学院江苏南京210096 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏南京211103

直流配电网是未来配电系统发展趋势,为更好地针对性治理改善直流电能质量问题,推动直流配用电技术的发展,需要提出一种适用于直流电能质量扰动特征的辨识方法。文中剖析了直流配电网中4类电能质量问题的形成机理和扰动特征,并针对各类... 详细信息

直流配电网是未来配电系统发展趋势,为更好地针对性治理改善直流电能质量问题,推动直流配用电技术的发展,需要提出一种适用于直流电能质量扰动特征的辨识方法。文中剖析了直流配电网中4类电能质量问题的形成机理和扰动特征,并针对各类问题的特点提出了5种特征指标,以此作为辨识直流电能质量问题的特征要素。采用k-means聚类分析的方法对所提特征集的类内聚集性和类间分离性进行了验证。最后利用PSO-SVM分类器实现了直流电能质量事件的准确辨识,仿真算例验证了所提方法的准确性与有效性。

关键词：直流配电网电能质量 k-means聚类评估粒子群优化支持向量机

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基于物联网感知的智慧输电线路运检技术

湖北电力 2021年第3期45卷 55-59页

作者：凌健佘昌佳潘灵敏孙小磊陈昊国网江苏省电力有限公司检修分公司江苏南京211102

随着电网规模的快速发展,传统输电线路运检模式已经难以适应精益运维的要求。应用物联网技术,建设具有反应快速、监测实时、预警智能、运维高效的智慧输电线路,对于提高输电线路巡检效率具有重大意义。通过分析某架空输电线路上智能运... 详细信息

随着电网规模的快速发展,传统输电线路运检模式已经难以适应精益运维的要求。应用物联网技术,建设具有反应快速、监测实时、预警智能、运维高效的智慧输电线路,对于提高输电线路巡检效率具有重大意义。通过分析某架空输电线路上智能运检设备应用实例,结合现场应用实例说明了该技术的有效性和优越性,最后提出了在智能运检上的改进建议。

关键词：智慧输电线路物联网在线监测智能运检

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变电站电场净空间生成装置研究

湖南电力 2021年第4期41卷 70-73,77页

作者：陈昊佘昌佳谭风雷张锐孙小磊汤宗尧国网江苏省电力有限公司检修分公司江苏南京211102 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司江苏南京210019

针对高压变电站内电磁场环境复杂、信息感知易受到干扰的问题,研制了一种变电站电场净空间生成装置。该装置采用复合双T型陷波器,可根据特定干扰频率自适应调整参数,实现目标空间内电磁干扰的屏蔽和抑制。在多座220 kV及以上变电站的实... 详细信息

针对高压变电站内电磁场环境复杂、信息感知易受到干扰的问题,研制了一种变电站电场净空间生成装置。该装置采用复合双T型陷波器,可根据特定干扰频率自适应调整参数,实现目标空间内电磁干扰的屏蔽和抑制。在多座220 kV及以上变电站的实际应用中验证了装置的有效性与安全性。

关键词：电磁干扰净空间生成装置双T型陷波器智能运维

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无人机遥感图像实时小目标检测方法

航空学报 2024年

作者：刘延芳佘佳宇袁秋帆周芮齐乃明哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨工业大学苏州研究院上海宇航系统工程研究所

得益于深度学习方法的发展，近年来目标检测方法的性能有了很大的提升。然而，从无人机（Unmanned Aerial Vehicle,UAV）遥感图像中检测目标仍然存在很大的挑战，原因包括：UAV遥感图像中目标分辨率小、背景复杂，现有算法难以满足实时... 详细信息

得益于深度学习方法的发展，近年来目标检测方法的性能有了很大的提升。然而，从无人机（Unmanned Aerial Vehicle,UAV）遥感图像中检测目标仍然存在很大的挑战，原因包括：UAV遥感图像中目标分辨率小、背景复杂，现有算法难以满足实时性要求。面对这些挑战，提出了一种基于多尺度多深度特征提取（Multi-scalar&Multi-depth Feature Extraction,MMFE）网络的实时小目标检测（Real-Time Small Target Detection,RTSTD）方法，能够高效的从UAV遥感图像中检测小目标。RTSTD将一幅输入图像剪裁成多个小尺寸的图像，并将一部分小尺寸图像输入到轻量化的MMFE网络中。因此，RTSTD具有处理任意分辨率的遥感图像而不丢失图像细节特征的能力。对于MMFE网络，提出了一种更有效的输出：重叠向量，它能够表示目标在输入图像中的位置和置信度。为了增强MMFE网络区分目标和复杂背景的能力，重新定义了正样本和负样本。为测试RTSTD的性能，从开源数据集UAV123、DTB70和AU-AIR中筛选重构了7个数据集，共8369张UAV遥感图像，涉及地面和海面场景下的小目标检测。结果证明，与现有的检测方法相比，RTSTD方法在准确性和速度方面都取得了改善，平均F1-Score大于0.90,GPU运行每秒大于66帧，CPU运行每秒大于35帧。

关键词：遥感图像小目标检测实时检测卷积神经网络特征融合

新冠疫情背景下服务设施关停对暴力犯罪的影响

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地理研究 2024年第7期 1827-1849页

作者：龙冬平朱家辉柳林昌佳雨广州大学地理科学与遥感学院公共安全地理信息分析中心辛辛那提大学地理系城乡院(广州)有限公司

抑制犯罪的高发突发是国家社会治安的重大需求。新冠疫情防控影响了城市各类服务设施的运营状况，由此可能带来犯罪主体的日常活动变化，因此它可以看做是一场大范围的犯罪预防“自然实验”。论文以ZG市为例，利用STL时间序列分解和局... 详细信息

抑制犯罪的高发突发是国家社会治安的重大需求。新冠疫情防控影响了城市各类服务设施的运营状况，由此可能带来犯罪主体的日常活动变化，因此它可以看做是一场大范围的犯罪预防“自然实验”。论文以ZG市为例，利用STL时间序列分解和局部差分莫兰指数等方法，分析“疫情前”和“疫情中”ZG市暴力犯罪的时空格局及集聚变化特征；同时基于日常活动和社会失序等理论，采用负二项回归模型探究疫情防控背景下服务设施关停对暴力犯罪的影响；并结合地理加权泊松回归模型进一步分析服务设施的影响在空间上的异质作用。研究发现：(1)ZG市暴力犯罪的数量总体趋向减少。即“疫情前”暴力犯罪平缓下降，而“疫情中”则急剧下降。(2) ZG市暴力犯罪在“疫情前”和“疫情中”均有明显的集聚特征，但这两个时期的犯罪热点发生了明显变化。“疫情前”和“疫情中”犯罪热点集中在中心城区；但与“疫情前”相比，“疫情中”犯罪热点的面积大幅减少且分散。(3)基于局部差分莫兰指数对“疫情前”和“疫情中”犯罪变化特征进行探测，发现“疫情中”ZG市中心城区变为暴力犯罪减少的区域连片，形成“低低”集聚区，而其周边区域变成暴力犯罪增加的区域连片，形成“高高”集聚区。(4)与“疫情前”相比，本文验证了“疫情中”各类服务设施对暴力犯罪的影响均有所减弱。例如，餐饮店、商业街、网吧对暴力犯罪的促进作用出现了减弱，公交站、学校对暴力犯罪的抑制作用也有所减弱。最后，进一步发现餐饮店、公交站更受新冠疫情关停政策的影响，与“疫情前”相比，“疫情中”餐饮店和公交站保持正常运营的数量和分布在空间上发生了较大变化，从而对暴力犯罪的减少产生了较大影响。

关键词：暴力犯罪服务设施犯罪变化新冠疫情 ZG市

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融入注意力机制的小样本遥感图像场景分类

计算机工程与应用 2024年第4期60卷 173-182页

作者：张多纳赵宏佳鲁远耀崔健张宝昌北方工业大学信息学院北京100144 北京航空航天大学人工智能研究院北京100191

遥感图像场景分类是计算机视觉领域的热点研究方向,对遥感图像场景及其语义理解意义重大。目前,基于深度学习的遥感图像场景分类方法在该领域占据主导地位。然而实际应用场景面临着样本数据较少、模型泛化能力较差的问题,致使基于深度... 详细信息

遥感图像场景分类是计算机视觉领域的热点研究方向,对遥感图像场景及其语义理解意义重大。目前,基于深度学习的遥感图像场景分类方法在该领域占据主导地位。然而实际应用场景面临着样本数据较少、模型泛化能力较差的问题,致使基于深度学习的遥感图像场景分类方法实现难度较大,性能大幅下降。针对上述难点,提出了基于注意力机制的小样本遥感图像场景分类方法,设计了一种双分支判别结构进行相似性度量。该方法基于元学习训练策略对数据集进行任务制划分;为最大限度保留遥感图像中的特征分布,对输入图像进行重叠分块;在特征提取网络中引入轻量级注意力模块,降低过拟合风险并保证判别性特征的获取;在EMD(earth mover’s distance)距离的基础上设计添加双分支相似性度量模块,提升分类器的判别能力。实验结果表明,相较于经典小样本学习方法,所提出的小样本遥感图像场景分类方法能够显著提升分类性能。

关键词：遥感图像场景分类小样本学习元学习注意力机制双分支判别

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广西甘蔗碳汇测算方法研究及时空格局分析

广西大学学报（自然科学版） 2024年第2期49卷 429-438页

作者：韦增欣余家佳穆琳佘乾仲袁功林广西大学数学与信息科学学院广西南宁530004 广西应用数学中心(广西大学) 广西南宁530004 广西民族大学相思湖学院广西南宁530025 湖南智碳能源科技有限公司湖南长沙410000 广西大学经济学院广西南宁530004 广西昂晟节能科技有限公司广西南宁530010

为了实现广西全区植被减源增汇目标,对广西主要经济作物甘蔗的碳吸收和碳排放量进行科学的测算,并开展甘蔗碳汇时空格局的研究分析;利用广西全区14个地级市2010—2020年甘蔗产量、农资投入等相关统计数据测算广西全区甘蔗净碳汇量,并运... 详细信息

为了实现广西全区植被减源增汇目标,对广西主要经济作物甘蔗的碳吸收和碳排放量进行科学的测算,并开展甘蔗碳汇时空格局的研究分析;利用广西全区14个地级市2010—2020年甘蔗产量、农资投入等相关统计数据测算广西全区甘蔗净碳汇量,并运用空间自相关分析法分析2005—2020年间广西各市时空分布格局。结果表明:2010—2020年,广西全区甘蔗净碳汇量逐步上升;2005—2020年,广西全区甘蔗碳汇量在地级市尺度下不存在明显的全局空间自相关关系;广西全区甘蔗碳汇量逐步形成以南宁市为核心的局部溢出格局,充分利用南宁市的技术、产业优势扩大甘蔗碳汇的空间溢出效应,对提高广西全区的甘蔗碳汇水平至关重要。

关键词：甘蔗碳吸收碳排放净碳汇量