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基于机器学习的变压器故障诊断及预警研究

基于机器学习的变压器故障诊断及预警研究

作者：傅闽豪南昌大学

学位级别：硕士

随着电力系统的日益复杂,变压器作为其核心设备,其正常运行对整个系统的稳定性至关重要。变压器故障可能导致大规模停电,给社会和经济带来重大损失。因此,及时准确地对变压器进行故障诊断和预警,是提高电力系统运行水平和保障设备安全... 详细信息

随着电力系统的日益复杂,变压器作为其核心设备,其正常运行对整个系统的稳定性至关重要。变压器故障可能导致大规模停电,给社会和经济带来重大损失。因此,及时准确地对变压器进行故障诊断和预警,是提高电力系统运行水平和保障设备安全的重要手段。本文针对变压器故障诊断中输入特征集合存在的无关特征和冗余特征问题,提出了一种基于XGBoost特征优选的支持向量机(SVM)变压器故障诊断方法。构建了一个包含28个维度的变压器故障诊断特征集合,并利用XGBoost算法对特征进行重要性排序,从而优选出12个最有效的特征。将这些特征输入到SVM模型中,结果表明,相比传统的输入特征,所提方法能够显著提高故障诊断的准确性。针对变压器油中溶解气体含量的强非线性和波动性特征,本文提出了一种结合双向长短期记忆网络(BiLSTM)和注意力机制(Attention)的预测模型。该模型利用在线监测数据对特征气体含量进行预测,并与BiLSTM、LSTM和MLP模型进行比较。结果显示,BiLSTM-Attention模型在平均绝对百分比误差、均方根误差、平均绝对误差和决定系数均优于对比模型。考虑到SVM的惩罚因子、核参数和BiLSTM的超参数通常需要人工设置,容易导致参数设置不准确,从而影响模型的性能。为此,本文进一步提出了使用白鲸优化算法(BWO)进行参数优化。实验结果表明,基于XGBoostBWO-SVM的故障诊断模型诊断准确率达93.33%,Kappa系数达0.92,运行时间为5.37s;基于BWO-BiLSTM-Attention模型的预测结果也证明了其在预测变压器油中溶解气体含量方面的高准确性和可靠性,以乙炔为例,平均绝对百分比误差为1.98%,均方根误差为0.0046,平均绝对误差为0.0032,决定系数为98.82%。并与麻雀搜索算法(SSA),海鸥优化算法(SOA)作对比实验,实验显示,采用BWO算法优化后的结果优于SSA、SOA算法,表明了BWO算法寻参的准确性。将本文模型应用于实际案例,也能准确识别变压器故障类型、实现对故障及时预警,对于确保变电设备安全具有切实的工程意义。

关键词：变压器故障诊断特征优选气体含量预测白鲸优化算法

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融合视觉里程计的可见光室内定位算法研究

融合视觉里程计的可见光室内定位算法研究

作者：郭闽安北京邮电大学

学位级别：硕士

华北平原冬小麦-夏玉米农田生态系统土壤自养和异养呼吸模型构建

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生态学报 2024年第6期44卷 2364-2378页

作者：吴丹咏王秀君雷慧闽北京师范大学地理科学学部北京100875 清华大学水利水电工程系北京100084

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要过程,准确估算土壤呼吸对估算陆地生态系统碳源汇具有重要意义。通过在华北平原典型农田内开展土壤呼吸及其组分的原位观测实验,构建了适用于华北平原冬小麦-夏玉米轮种制农田生态系统的半经验半机... 详细信息

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要过程,准确估算土壤呼吸对估算陆地生态系统碳源汇具有重要意义。通过在华北平原典型农田内开展土壤呼吸及其组分的原位观测实验,构建了适用于华北平原冬小麦-夏玉米轮种制农田生态系统的半经验半机理土壤异养呼吸和土壤自养呼吸模型。结果表明,冬小麦-夏玉米农田土壤异养呼吸模型可表达为土壤温度和土壤水分的函数,其中,土壤温度对土壤异养呼吸的影响适合用Arrhenius方程描述,而土壤水分的影响适合用对称的倒抛物线描述。验证表明,该模型的R^(2)和RMSE分别为0.68和0.52μmol m^(-2)s^(-1)。土壤自养呼吸模型包括维持呼吸和生长呼吸两个模块,其中,维持呼吸表达为土壤温度和叶面积指数的函数,其形式分别为Van′t Hoff指数方程和米氏方程;生长呼吸表达为总初级生产力与维持呼吸之差的线性函数。冬小麦季和夏玉米季土壤自养呼吸模型的结构相同,但是两种作物的模型参数差异较大。验证表明,冬小麦季土壤自养呼吸模型的R2和RMSE分别为0.64和0.50μmol m^(-2)s^(-1),夏玉米季土壤自养呼吸模型的R2和RMSE分别为0.67和0.37μmol m^(-2)s^(-1)。相比于不区分土壤异养呼吸和土壤自养呼吸的土壤总呼吸模型,本研究构建的土壤异养呼吸和土壤自养呼吸模型能够更加准确地模拟土壤呼吸的季节变化和年际变化过程,可为华北平原冬小麦-夏玉米轮种制农田生态系统的土壤呼吸估算提供方法依据。

关键词：土壤异养呼吸土壤自养呼吸半经验半机理模型冬小麦-夏玉米华北平原

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妊娠合并肾脏疾病的产后管理

实用妇产科杂志 2024年第9期40卷 697-699页

作者：俞皓闽闻毅于红东南大学附属中大医院妇产科江苏南京210009

妊娠合并肾脏疾病是指孕产妇在孕期新发肾脏疾病或合并既往肾脏病史。随着现代医学和肾脏疾病诊疗水平的不断进步,肾脏疾病患者的妊娠需求日益增加,叠加孕产妇肥胖及高龄化趋势,使妊娠合并肾脏疾病发生各类并发症的风险显著增加。因此... 详细信息

妊娠合并肾脏疾病是指孕产妇在孕期新发肾脏疾病或合并既往肾脏病史。随着现代医学和肾脏疾病诊疗水平的不断进步,肾脏疾病患者的妊娠需求日益增加,叠加孕产妇肥胖及高龄化趋势,使妊娠合并肾脏疾病发生各类并发症的风险显著增加。因此本文将重点关注各类并发症处理、喂养方式、出院指征及避孕等,对妊娠合并肾脏疾病的产后管理进行总结[1,2]。

关键词：并发症处理肾脏疾病妊娠合并高龄化现代医学产后管理孕产妇喂养方式

铁基纳米粒子改性碳布复合材料的制备及其在微生物燃料电池阳极中的应用

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分析化学 2024年第4期52卷 566-577页

作者：李桂莲陆闽侨侯月腾王帆哈尔滨工业大学化工与化学学院哈尔滨工业大学生命科学与技术学院

微生物燃料电池（Microbial fuel cells, MFCs）可将废水中的有机物直接转化为电能，提供了可持续电能的潜在解决方案。然而，MFCs在实际应用中存在细菌负载能力低、阳极与电化学活性生物膜之间的胞外电子传递（Extracellular electron ... 详细信息

微生物燃料电池（Microbial fuel cells, MFCs）可将废水中的有机物直接转化为电能，提供了可持续电能的潜在解决方案。然而，MFCs在实际应用中存在细菌负载能力低、阳极与电化学活性生物膜之间的胞外电子传递（Extracellular electron transfer, EET）效率相对较差等不足。本研究采用绿色高效的微波辅助方法和高温退火工艺，成功制备了铁基纳米粒子改性碳布（Fe3C/Fe@CC），此复合材料具有较好的生物相容性和电催化活性，可作为MFCs的阳极材料。实验结果表明，基于Fe3C/Fe@CC复合材料的MFCs的功率密度高达2209 mW/m2，相比基于纯碳布阳极的MFCs（1933 mW/m2）提高了17%，这主要是因为Fe3C/Fe@CC能够有效提高微生物与电极之间的EET效率，增大电化学活性表面积，同时促进产电菌地杆菌（Geobacter）的富集。本研究采用微波辅助和高温退火方法快速制备了高导电复合阳极，为MFCs阳极的大规模制备提供了一种新方法。

关键词：微生物燃料电池胞外电子转移铁基纳米粒子改性碳布阳极微波辅助合成方法

来源：博看期刊

新型低碳超高韧性纤维混凝土研制与力学特性研究

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第7期52卷 1000-1008,F0002页

作者：蔡闽金朱海良万洋朱合华庄晓莹同济大学土木工程学院上海200092 土木工程防灾国家重点实验室上海200092 上海隧道工程有限公司上海200232

混凝土的绿色转型对国家实现双碳发展目标具有重要意义,结合紧密堆积原理多级划分基体组分,采用高掺量工业废料超细粉煤灰作为低碳节能新型混凝土的重要组成部分,成功研制新型低碳超高韧性混凝土(LC-UHTC)。研究结果表明:LC-UHTC极限拉... 详细信息

混凝土的绿色转型对国家实现双碳发展目标具有重要意义,结合紧密堆积原理多级划分基体组分,采用高掺量工业废料超细粉煤灰作为低碳节能新型混凝土的重要组成部分,成功研制新型低碳超高韧性混凝土(LC-UHTC)。研究结果表明:LC-UHTC极限拉伸应变达6.38%,拉伸强度达到10.2 MPa,拉伸强度较其他同类材料增比达60%以上;LC-UHTC拉伸强度、拉伸韧性在应变各个阶段均表现优异,在实际应用过程中具有更高的安全性能;LC-UHTC的抗压强度达到84.35 MPa,高于其他同类材料30%~86%;LCUHTC在环保、抗拉、增韧、抗压方面表现出了综合的性能优势,可为新型混凝土的绿色转型提供参考价值。

关键词：纤维混凝土绿色超高韧性应变硬化双碳目标绿色转型

受热通道内超临界R134a流动阻力特性试验研究

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太阳能学报 2024年第5期45卷 584-592页

作者：颜建国朱旭涛田浩轩郑书闽西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室西安710048

以超临界R134a流体为工质,测试其在内径2 mm圆管内,流体压强p=4.3~4.9 MPa,质量流速G=550~1650 kg/(m^(2)·s),热流密度q=25~75 kW/m^(2)(电加热模拟热源)工况条件下的流动阻力。根据摩擦压降曲线特征,将其划分为类液相区、类两相区和... 详细信息

以超临界R134a流体为工质,测试其在内径2 mm圆管内,流体压强p=4.3~4.9 MPa,质量流速G=550~1650 kg/(m^(2)·s),热流密度q=25~75 kW/m^(2)(电加热模拟热源)工况条件下的流动阻力。根据摩擦压降曲线特征,将其划分为类液相区、类两相区和类气相区3个区域。分析压强、质量流速和热流密度等工况参数对3个区域内的摩擦压降和摩擦因子的影响规律。在类两相区,摩擦因子曲线存在一个明显的峰值特性。将试验数据与已有的摩擦因子关联式进行对比,并进行定量评价。结果显示,已有关联式的预测误差普遍偏大,尤其是在类两相区域。为此,提出一个同时包含密度、黏度和平均普朗特数修正的超临界流体摩擦因子关联式,与试验数据对比显示,97%预测数据均处于±20%的误差范围内。

关键词：可再生能源超临界流体压降多相流摩擦因子超临界有机朗肯循环

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终身护理年金产品设计与定价研究

价格理论与实践 2024年第1期 37-42,134页

作者：荆涛闫勇陈龙闽对外经济贸易大学保险学院

我国现有商业长期护理保险仍处于探索阶段,存在产品价格高、保障功能薄弱等问题,无法真正满足老年群体在风险转移方面的需求。国外的实践经验表明:终身护理年金是一种综合了年金保险和长期护理保险的连结保险产品,充分聚合两者的优势和... 详细信息

我国现有商业长期护理保险仍处于探索阶段,存在产品价格高、保障功能薄弱等问题,无法真正满足老年群体在风险转移方面的需求。国外的实践经验表明:终身护理年金是一种综合了年金保险和长期护理保险的连结保险产品,充分聚合两者的优势和特点,能够有效扩大保险范围并降低保费费率,从而减轻老年群体面临的潜在老龄和失能风险。基于此,在借鉴国外保险产品创新经验的基础上,设计了一种符合我国国情的终身护理年金产品,并利用中国健康与养老追踪调查(CHARLS)数据库数据进行定价和趸交保费的测算。研究结果显示:单独购买终身护理年金的成本低于同时购买相同保险责任的年金保险和长期护理保险产品的组合,验证了终身护理年金能够有效扩大保险范围和降低保费;女性购买终身护理年金的成本高于男性。因此,应加快行业数据库建设,量身制定合宜的商业长期护理保险产品;落实保险公司风险分担补偿,促进商业长期护理保险市场健康发展。

关键词：终身护理年金长期护理保险产品定价

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台风天气下湄洲湾海域溢油扩散数值模拟分析

厦门大学学报(自然科学版) 2024年

作者：陈橙林宏坤危闽坚邓鑫福州大学土木工程学院

[目的] 研究台风天气下海上溢油的扩散机理。湄洲湾位于福建沿海，是台风频发区域，每年夏季和秋季常受到路径复杂、风速强劲的台风影响，这种天气特点为溢油扩散带来了独特的挑战。[方法] 以湄洲湾为研究目标，采用大、小模型双重嵌套... 详细信息

[目的] 研究台风天气下海上溢油的扩散机理。湄洲湾位于福建沿海，是台风频发区域，每年夏季和秋季常受到路径复杂、风速强劲的台风影响，这种天气特点为溢油扩散带来了独特的挑战。[方法] 以湄洲湾为研究目标，采用大、小模型双重嵌套的方式，采用MIKE21软件以二维浅水方程作为基本控制方程，以非结构化网格为基础建立福建沿海海域和湄洲湾海域的水动力模型。溢油模型以水动力模型为驱动条件，基于油粒子法建立二维溢油模型，研究溢油流散的过程与规律。通过耦合潮流场和风场，研究了夏季盛行风、冬季盛行风、静风和台风天气条件下4个特征潮时刻的油膜面积和油膜厚度变化规律。[结果] 研究表明，湄洲湾的溢油膜运动主要受潮汐涨落和风场的共同影响，短时间内潮汐对溢油膜瞬时运动的影响更大，而长期漂移过程中风场起主导作用，且油膜扩散方向与风向基本一致。在台风条件下，油膜第一次抵达岸边的时间显著缩短，分别在涨急、涨憩、落急、落憩潮时刻缩短了1.7，0.5，30，3.5 h。[结论] 该研究总结了台风天气下溢油在湄洲湾海域的扩散规律，发现溢油膜的运动主要受涨落潮和风场的综合影响，台风天气能显著加快油膜抵达岸边的时间。

关键词：湄洲湾溢油扩散水动力模型台风天气