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Method with reliable accuracy and fast speed for measuring operational current of HTS NI closed-loop coils in steady persistent-current-mode

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Superconductivity 2024年第1期9卷 65-73页

作者： Li Lu Wei Wu Xin Yu Zhuoyan Zhong Kai Li Chengyun Pan Mengzhu Li zhijian jin School of Electrical Engineering and Electronic Information Shanghai Jiao Tong UniversityMinghang District200240 ShanghaiPR China Shanghai Superconductor Technology Co. Ltd.Pudong New District201203 ShanghaiPR China CRRC Changchun Railway Vehicles Co. Ltd.Changchun 130062JilinPR China

This study proposes a method for measuring the operational current of high temperature superconducting(HTS)non‐insulation(NI)closed‐loop coils,which operate in the steady persistent‐current‐mode(PCM).HTS NI closed‐loop coils are promising for many easily‐quenching direct‐current(DC)applications,where their performance is determined by magnetomotive forces,total number of turns,and dimensions.As the primary interface parameter in an application system,the operational current must be accurately and rapidly measured.Generally,this is achieved by dividing the measured magnetic field by the coil constant.However,even if the influence of the screening current induced field(SCIF)is not considered,existing methods for the coil constant may be disturbed by the performance and location of Hall sensors,or experience a long measuring period.Therefore,a relatively accurate and fast method is proposed in this study,which is based on adjusting the output current of the adjustable power supply and monitoring the coil voltage as an indicator.The proposed method was validated through experiments and simulations using an equivalent circuit model coupled with a finite element method(FEM)model,and its current accuracy can be equivalent to the resolution of the employed power supply.It was demonstrated that this method reduced the requirements for Hall sensor’s performance and location,and has a more reliable accuracy in contrast to the simulation method.Compared to the experimentally conventional method,the proposed method presents a significantly faster speed.The impact of the SCIF was considered and proven to be negligible for the tested pancake coils.Even for coils whose coil constant vibrates owing to the SCIF,this method can be adapted to directly measure various operational currents.Furthermore,it was demonstrated that the measurement error can be influenced by the current discrepancy among turns when the coil is not in the steady PCM,and a procedure for reducing this error was proposed.

关键词： Operational current HTS NI closed‐loop coils Measurement method Adjustable power supply Coil voltage

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Improved Particle Filter for Non-Gaussian Forecasting-aided State Estimation

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现代电力系统与清洁能源学报(英文) 2023年第4期11卷 1075-1085页

作者： Lyuzerui Yuan Jie Gu Honglin Wen zhijian jin School of Electronic Information and Electrical Engineering Shanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200240China

Gaussian assumptions of non-Gaussian noises hinder the improvement of state estimation accuracy.In this paper,an asymmetric generalized Gaussian distribution(AGGD),as a unified representation of various unimodal distributions,is applied to formulate the non-Gaussian forecasting-aided state estimation problem.To address the problem,an improved particle filter is proposed,which integrates a near-optimal AGGD proposal function and an AGGD sampling method into the typical particle filter.The AGGD proposal function can approximate the target distribution of state variables to greatly alleviate particle degeneracy and promote precise estimation,through considering both state transitions and latest measurements.For rapid particle generation from the AGGD proposal function,an efficient inverse cumulative distribution function(CDF)sampling method is employed based on the derived approximation of inverse CDF of AGGD.Numerical simulations are carried out on a modified balanced IEEE 123-bus test system.The results validate that the proposed method outperforms other popular state estimation methods in terms of accuracy and robustness,whether in Gaussian,non-Gaussian,or abnormal measurement errors.

关键词： State estimation particle filter asymmetric generalized Gaussian distribution non-Gaussian noise

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Optimal Network Partition and Edge Server Placement for Distributed State Estimation

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Journal of Modern Power Systems and Clean Energy 2022年第6期10卷 1637-1647页

作者： Lyuzerui Yuan Jie Gu jinghuan Ma Honglin Wen zhijian jin School of Electronic Information and Electrical Engineering Shanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200240China

This paper investigates network partition and edge server placement problem to exploit the benefit of edge computing for distributed state estimation.A constrained many-objective optimization problem is formulated to minimize the cost of edge server deployment,operation,and maintenance,avoid the difference in the partition sizes,reduce the level of coupling between connected partitions,and maximize the inner cohesion of each partition.Capacities of edge server are constrained against underload and overload.To efficiently solve the problem,an improved non-dominated sorting genetic algorithm III(NSGA-III)is developed,with a specifically designed directed mutation operator based on topological characteristics of the partitions to accelerate convergence.Case study validates that the proposed formulations effectively characterize the practical concerns and reveal their trade-offs,and the improved algorithm outperforms existing representative ones for large-scale networks in converging to a near-optimal solution.The optimized result contributes significantly to real-time distributed state estimation.

关键词： Network partition edge server placement distributed state estimation edge computing non-dominated sorting genetic algorithm(NSGA)

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Strategies for improving resilience of regional integrated energy systems in the prevention-resistance phase of integration

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Protection and Control of Modern Power Systems 2023年第2期8卷 167-184页

作者： Jiaqing Wu Jie Gu Shuqi Liu zhijian jin Department of Electrical Engineering School of Electronic Information and Electrical EngineeringShanghai Jiao Tong UniversityShanghaiChina

The construction of integrated energy systems can help improve energy efficiency and promote global energy transi-tion.However,in recent years,the occurrence of extreme natural disasters has brought certain threats to the safe and stable operation of the integrated energy system.Thus,it is necessary to improve the ability of the integrated energy system to resist disasters,reduce disaster losses,and restore energy supply as soon as possible,i.e.,improve its resil-ience.Considering the influence of pre-disaster prevention measures and disaster-time operational measures on sys-tem disaster resilience and the correlation between the two,this paper proposes a system hardening strategy based on three-layer robust optimization.The upper layer formulates the optimal hardening strategy of the system before the disaster event occurs,the middle layer identifies the failed elements in the worst disaster situation,while the lower layer realizes the system operational optimization by coordinating the energy storage charging and discharging plan of each subsystem.The strategy can reduce the total supply shortage of the integrated energy system and improve the flexibility of the system in the pre-disaster prevention and disaster resistance integration stages.

关键词： Integrated energy system Natural disasters Prevention–resistance Resilience improvement Robust optimization

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计及制冷系统和过热保护的含高温超导电缆配电网可靠性评估方法

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电力自动化设备 2024年第1期44卷 64-72页

作者：吕忠麟顾洁金之俭上海交通大学电力传输与功率变换控制教育部重点实验室上海200240

为适应高温超导电缆商业化运行需求,提出一种考虑不同应用模式下制冷系统和过热保护影响的含高温超导电缆的配电网可靠性评估方法。依据高温超导电缆制冷系统的工作原理、故障特性及过热保护装置的动作逻辑和自动重合规则,对高温超导电... 详细信息

为适应高温超导电缆商业化运行需求,提出一种考虑不同应用模式下制冷系统和过热保护影响的含高温超导电缆的配电网可靠性评估方法。依据高温超导电缆制冷系统的工作原理、故障特性及过热保护装置的动作逻辑和自动重合规则,对高温超导电缆系统可靠性进行建模分析。考虑了低压联络和配电线路增效2种典型应用模式下高温超导电缆接入对配电网的可靠性影响,采用融入了计及高温超导电缆的新增故障模式的最小割集法求解配电网可靠性指标,实现含高温超导电缆的配电网可靠性评估。以某实际配电网为算例,通过仿真分析了制冷系统故障和过热保护对配电网不同可靠性指标的影响,并与传统的配电网改造方案进行对比,验证了所提方法的有效性。

关键词：高温超导电缆配电网可靠性评估最小割集法制冷系统过热保护

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基于在线高斯过程回归的短期风电功率概率预测

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电力系统自动化 2024年第11期48卷 197-207页

作者：王耀健顾洁温洪林金之俭电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市200240

预测未来几个小时的风电出力对于电力系统的安全经济运行以及风电参与电力市场至关重要。由于风电功率序列具有强随机性与非平稳性,需要对其不确定性进行刻画建模。同时,考虑到机组设备老化、叶片污染及风电场环境变化等因素会影响风电... 详细信息

预测未来几个小时的风电出力对于电力系统的安全经济运行以及风电参与电力市场至关重要。由于风电功率序列具有强随机性与非平稳性,需要对其不确定性进行刻画建模。同时,考虑到机组设备老化、叶片污染及风电场环境变化等因素会影响风电机组的出力特性,从而使得风电功率预测模型参数存在时变,增大了风电功率预测难度。文中提出了一种基于在线高斯过程的短期风电概率预测方法:首先,利用高斯过程回归模型对风电功率预测问题进行建模;然后,结合结构化内核插值与Woodbury恒等式,降低高斯过程计算复杂度,实现高斯过程的快速求解;最后,采用分块缓存与更新的方法实现高斯过程模型参数与超参数实时在线更新。经2014年全球能源预测大赛发布的风力发电数据验证,结果表明所提算法具有较好的预测性能,同时具有自适应性,可以有效应对模型参数时变问题。

关键词：风电功率预测概率预测时变参数高斯过程在线学习不确定性估计

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高铁接触网系统可靠性评估与维修计划决策

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铁道工程学报 2024年第1期41卷 81-87,98页

作者：池瑞郝芃斐陈进屈志坚池学鑫华东交通大学南昌330013

研究目的:针对高速铁路接触网系统四种维修方式,本文以接触网系统可靠性最高和维修费用最低为目标,建立基于维修方式组合的预防维修系统多目标优化模型,提出一种改进多目标粒子群优化算法对该模型进行求解。首先采用PWLMC混沌映射生成... 详细信息

研究目的:针对高速铁路接触网系统四种维修方式,本文以接触网系统可靠性最高和维修费用最低为目标,建立基于维修方式组合的预防维修系统多目标优化模型,提出一种改进多目标粒子群优化算法对该模型进行求解。首先采用PWLMC混沌映射生成初始化种群,增强种群多样性,然后采取非线性递减的惯性权重调整策略,提高算法寻优精度和收敛速度。在种群进化过程中,对每一代粒子使用归一化越界处理方法,防止算法陷入早熟。研究结论:(1)提出的改进多目标粒子群优化算法与现有算法相比,Pareto最优解前端的分布范围更广且种群多样性及获得的最优解精度均有提高;(2)在维修次数取13的情况下,改进算法获得的维修方案及该方案下各部件的动态可靠性能均达到较理想效果;(3)改进多目标粒子群优化算法可在满足实际安全运行的要求下得到最优决策方案,有效减低接触网系统维修费用的同时提高其可靠性,为高速铁路接触网系统可靠性评估与维修计划决策提供有效方法。

关键词：接触网系统电气化铁路改进的多目标粒子群优化算法维修费用可靠度归一化

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An Accurate and Real-time Method of Self-blast Glass Insulator Location Based on Faster R-CNN and U-net with Aerial Images

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CSEE Journal of Power and Energy Systems 2019年第4期5卷 474-482页

作者： Zenan Ling Dongxia Zhang Robert C.Qiu zhijian jin Yuhang Zhang Xing He Haichun Liu Department of Electrical Engineering Center for Big Data and Artificial IntelligenceState Energy Smart Grid Research and Development CenterShanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200240China China Electric Power Research Institute Beijing 100192China Department of Electrical and Computer Engineering Tennessee Technological UniversityCookevilleTN 38505USA

This paper proposes a new deep learning framework for the location of broken insulators(in particular the self-blast glass insulator)in aerial images.We address the broken insulators location problem in a low signal-noise-ratio(SNR)setting.We deal with two modules:1)object detection based on Faster R-CNN,and 2)classification of pixels based on U-net.For the first time,our paper combines the above two modules.This combination is motivated as follows:Faster R-CNN is used to improve SNR,while the U-net is used for classification of pixels.A diverse aerial image set measured by a power grid in China is tested to validate the proposed approach.Furthermore,a comparison is made among different methods and the result shows that our approach is accurate in real time.

关键词： Aerial images deep learning faster R-CNN insulators location real-time U-net

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小型闭环无绝缘高温超导线圈失超特性研究

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低温与超导 2024年第3期52卷 8-15,36页

作者：李蒙珠吴蔚钟卓言卢力金之俭上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

在持续电流模式下工作的闭环高温超导线圈可以消除电流引线引起的巨大漏热,无绝缘绕制技术的应用进一步提高了其热稳定性和失超自保护能力。当闭环无绝缘线圈发生局部热失超时,由于没有外加电源的持续供电,损失的磁能不会被及时补偿。... 详细信息

在持续电流模式下工作的闭环高温超导线圈可以消除电流引线引起的巨大漏热,无绝缘绕制技术的应用进一步提高了其热稳定性和失超自保护能力。当闭环无绝缘线圈发生局部热失超时,由于没有外加电源的持续供电,损失的磁能不会被及时补偿。本文建立了电-磁-热耦合模型研究闭环无绝缘线圈发生局部热点失超过程中的电磁暂态行为,系统地揭示了其热失超机制,并提出了衡量闭环线圈宏观失超特性的最终剩余磁场保有率这一概念。基于仿真结果,发现较小的匝间电阻率有助于线圈最大限度地保存磁能,以及在匝间电阻率极小时会出现饱和效应,但最高温升几乎不受匝间电阻率的影响。此外,发现线圈最高温升与热失超能量呈线性关系,而磁能损失随热失超能量的增加而增大,直至线圈中存储的磁能被完全消耗。

关键词：无绝缘线圈闭环线圈失超特性多物理场耦合模型

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基于产业链图谱的服装企业产业链挂链关系挖掘

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现代纺织技术 2024年第6期32卷 108-115页

作者：方志坚程玉金耀汤哲冲徐锦英浙江理工大学计算机科学与技术学院(人工智能学院) 杭州310018 浙江省现代纺织技术创新中心(鉴湖实验室) 浙江绍兴312000 浙江省科技项目管理服务中心杭州310018

服装产业是全球最重要的制造行业之一,而服装产业链图谱则是服装产业生态中的重要工具。为了服装相关企业能快速、准确挂链,文章研究并构建服装产业链图谱,将产业链中的链点、关系和属性进行建模和表示,再通过企业信息收集和企业关键词... 详细信息

服装产业是全球最重要的制造行业之一,而服装产业链图谱则是服装产业生态中的重要工具。为了服装相关企业能快速、准确挂链,文章研究并构建服装产业链图谱,将产业链中的链点、关系和属性进行建模和表示,再通过企业信息收集和企业关键词提取构建企业信息数据库,从而提出了一种产业链企业自动挂链算法。该算法基于CoSENT模型计算企业关键词和产业链链点之间的相似性,并通过自定义规则对匹配结果进行过滤,进而评估关键词和链点之间的相关性,自动匹配和选择最优的产业链图谱链点,实现企业的产业链自动挂链。通过与其他匹配算法的对比实验表明,该算法在F1-Measure指标上明显优于其他算法(比基于Jaccard方法高14%,比Word2Vec方法高10.5%,比SBERT方法高2.5%),显著提升了企业挂链效率和准确性,为优化服装产业链图谱提供了有力的支撑和参考。

关键词：服装产业链产业链图谱自动挂链算法 CoSENT模型

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