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基于振电信号分析与二元维纳的断路器附件机械寿命预测

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高电压技术 2024年第2期50卷 503-514页

作者：孙曙光邵旭王景芹魏硕河北工业大学人工智能与数据科学学院天津300130 河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300130

分闸附件作为动作触发机构,其机械性能对于万能式断路器可靠运行至关重要。针对其寿命预测,提出了一种基于二元维纳性能退化分析的寿命预测方法。该方法结合分闸附件的工作机制,采取振电联合分析模式。首先,利用CEEMDAN-WD与短时能熵比... 详细信息

分闸附件作为动作触发机构,其机械性能对于万能式断路器可靠运行至关重要。针对其寿命预测,提出了一种基于二元维纳性能退化分析的寿命预测方法。该方法结合分闸附件的工作机制,采取振电联合分析模式。首先,利用CEEMDAN-WD与短时能熵比双门限法,实现分闸过程触发阶段特定动作振动事件的精准标定;然后,研究振动事件所对应的机构动作时间以及驱动能量参数作为性能退化指标;在此基础之上构建二元维纳模型,以振电联合分析指标作为预测模型的输入,最终实现剩余寿命的定量预测。通过对3台断路器的测试表明,基于振电协同分析的寿命预测方法具有更高的预测精度,3台试品平均相对误差分别为4.3%、9.77%、8.46%,兼具有工程实用性。

关键词：万能式断路器振电信号性能退化二元维纳过程剩余寿命预测

弱电网下计及背景谐波的多并网逆变器阻抗重塑谐振抑制方法

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电力系统保护与控制 2024年第1期52卷 59-72页

作者：陈林徐永海王天泽陈宗汉孙曙光华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

弱电网下多逆变器并网系统的谐振问题一直广受关注,当计及背景谐波时,逆变器的电网电压前馈环节引入正反馈通路,将进一步恶化系统的电能质量。鉴于此,提出了一种弱电网下计及背景谐波的多并网逆变器阻抗重塑谐振抑制方法。通过对逆变器... 详细信息

弱电网下多逆变器并网系统的谐振问题一直广受关注,当计及背景谐波时,逆变器的电网电压前馈环节引入正反馈通路,将进一步恶化系统的电能质量。鉴于此,提出了一种弱电网下计及背景谐波的多并网逆变器阻抗重塑谐振抑制方法。通过对逆变器的控制环节进行导纳划分,建立基于三分解导纳的多逆变器并网等效模型,并利用模态分析法得到逆变器数量和电网侧阻抗变化时系统的谐振特性。计及电网电压前馈和电容电流反馈环节,对加权电流控制进行改进,并通过公共耦合点并联虚拟导纳对逆变器进行阻抗重塑,以实现对弱电网下系统谐振的抑制。仿真结果表明,所提方法既能极大地减小背景谐波对逆变器输出电流的影响,又能有效地抑制弱电网下多逆变器并网系统的谐振。

关键词：弱电网背景谐波分解导纳模型多逆变器谐振模态分析阻抗重塑

基于卷积变分自编码和多头自注意力机制的断路器剩余机械寿命预测

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仪器仪表学报 2024年第3期45卷 106-118页

作者：孙曙光王泽伟陈静黄光临王景芹河北工业大学人工智能与数据科学学院天津300130 温州聚星科技股份有限公司温州325062 河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300130

针对万能式断路器退化过程的不确定性,考虑到振动信号对机械性能退化的完善表征,提出了一种基于卷积变分自编码(CVAE)和多头自注意力机制(MSA)的断路器分闸机械机构寿命预测方法。首先依据断路器不同的事件区间提取参数特征,再通过CVAE... 详细信息

针对万能式断路器退化过程的不确定性,考虑到振动信号对机械性能退化的完善表征,提出了一种基于卷积变分自编码(CVAE)和多头自注意力机制(MSA)的断路器分闸机械机构寿命预测方法。首先依据断路器不同的事件区间提取参数特征,再通过CVAE挖掘信号成分中的深度特征,将参数特征与深度特征融合得到完备退化特征,最后建立GRU-MSA的定量寿命预测模型,引入了多头自注意力机制,在多个不同表征子空间中捕捉信号的不同依赖关系,对重要的时间步赋予更大的权重。最后利用3台试品的振动信号测量数据对所提断路器分闸机械机构寿命预测方法进行测试,结果表明,所提出的方法在3个数据集中寿命预测均方根误差(RMSE)分别为141.46、128.75和134.16,平均绝对误差(MAE)分别为112.17、101.52和106.22,预测精度高且稳定性好,相对于其他混合预测模型更具优势。

关键词：万能式断路器卷积变分自编码多头自注意力机制剩余寿命预测

基于振动-电流广域特征与软共享机制的断路器多故障诊断

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仪器仪表学报 2024年第1期45卷 46-59页

作者：孙曙光杨飞龙陈静黄光临王景芹河北工业大学人工智能与数据科学学院天津300401 温州聚星科技股份有限公司温州325062 河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300130

万能式断路器机械结构复杂,其产生的故障具有多源性,对多源故障进行失效溯源分析是十分必要的。然而,传统的多任务诊断方法不能很好地处理任务间存在的干扰问题,导致故障识别率降低。针对此问题,提出一种基于振动-电流广域特征与软共享... 详细信息

万能式断路器机械结构复杂,其产生的故障具有多源性,对多源故障进行失效溯源分析是十分必要的。然而,传统的多任务诊断方法不能很好地处理任务间存在的干扰问题,导致故障识别率降低。针对此问题,提出一种基于振动-电流广域特征与软共享机制的多故障诊断方法。首先利用TKEO与DTM,实现分合闸振动信号片段的精准分割,在此基础上分别融合触头动作关联振动信号和附件电流信号的广域特征信息合成彩色图像样本以丰富故障表征信息。然后基于多任务学习的软共享机制构建多故障诊断模型,并通过自适应加权方法来自动的调整两个任务损失函数的权重比例,消除了任务间的相互干扰,进而提高了故障诊断的性能。最后分别从合闸和分闸两个过程进行实例分析,结果表明本文所提方法在两个任务的分类准确率分别达到了99.78%和99.85%,可以有效地实现万能式断路器多故障诊断。

关键词：万能式断路器广域信息融合多任务学习多故障诊断

基于加窗插值压缩感知的谐波/间谐波检测方法

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电测与仪表 2024年第3期61卷 177-181页

作者：杜太行梁倩伟孙曙光王景芹河北工业大学人工智能与数据科学学院天津300130 河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300130

针对压缩感知在傅里叶变换基下,对谐波畸变信号进行变换时会产生频谱泄漏和栅栏效应的问题,提出一种基于加窗插值的压缩感知(WI-CS)算法。该算法结合二进制稀疏测量矩阵和六项五阶余弦窗,构造出一种新型窗稀疏测量(WSM)矩阵,经重构得到... 详细信息

针对压缩感知在傅里叶变换基下,对谐波畸变信号进行变换时会产生频谱泄漏和栅栏效应的问题,提出一种基于加窗插值的压缩感知(WI-CS)算法。该算法结合二进制稀疏测量矩阵和六项五阶余弦窗,构造出一种新型窗稀疏测量(WSM)矩阵,经重构得到稀疏向量后,利用四谱线插值修正公式,对谐波间谐波各参数进行精确检测。通过MATLAB仿真,结果表明文章所提方法能够在较少的采样数据下,具有较高的检测效率以及一定的抗噪声能力。

关键词：谐波间谐波窗稀疏测量压缩感知 SACoSaMP

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虚拟教研室助力新工科人才培养模式创新研究

中国现代教育装备 2024年第19期 75-78页

作者：孙兆荣郝魁红孙淑光中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300

构建了多模式多维度新工科创新型民航特色人才培养体系,并以虚拟教研室信息化教研平台为依托,探讨融合航空电子电气领域高校、企业、研究所打造高水平创新型人才培养教学团队和特色课题的新途径,高质量实现航空电气新工科人才培养目标... 详细信息

构建了多模式多维度新工科创新型民航特色人才培养体系,并以虚拟教研室信息化教研平台为依托,探讨融合航空电子电气领域高校、企业、研究所打造高水平创新型人才培养教学团队和特色课题的新途径,高质量实现航空电气新工科人才培养目标。虚拟教研室与新工科创新人才培养相辅相成,为院校协同、产学研融合、学科交叉融合提供了强有力的支撑,有效提升了新工科创新人才培养质量。

关键词：虚拟教研室新工科民航特色产教研融合

Empirical likelihood estimation of discretely sampled processes of OU type

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Science China Mathematics 2009年第5期52卷 908-931页

作者： sun shuguang ZHANG XinSheng School of Management Fudan UniversityShanghai 200433China

This paper presents an empirical likelihood estimation procedure for parameters of the discretely sampled process of Ornstein-Uhlenbeck type. The proposed procedure is based on the condi- tional characteristic function, and the maximum empirical likelihood estimator is proved to be consistent and asymptotically normal. Moreover, this estimator is shown to be asymptotically efficient under some mild conditions. When the background driving Lévy process is of type A or B, we show that the intensity parameter can be exactly recovered, and we study the maximum empirical likelihood estimator with the plug-in estimated intensity parameter. Testing procedures based on the empirical likelihood ratio statistic are developed for parameters and for estimating equations, respectively. Finally, Monte Carlo simulations are conducted to demonstrate the performance of proposed estimators.

关键词： process of OU type conditional characteristic function empirical likelihood instrument variable 62M02 62M05

孤岛直流微电网的多储能SOC稳定均衡控制策略

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电力系统保护与控制 2024年第20期52卷 49-59页

作者：宋昕一徐永海袁敞陈怡薇孙曙光华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

孤岛直流微电网一般需要配置多组储能单元保证系统稳定性。为实现多储能单元在充放电过程中荷电状态(state-of-charge,SOC)均衡,防止过充过放加速老化,提出了一种改进SOC稳定均衡控制策略。首先,利用幂指函数嵌套反正切函数构建下垂系数... 详细信息

孤岛直流微电网一般需要配置多组储能单元保证系统稳定性。为实现多储能单元在充放电过程中荷电状态(state-of-charge,SOC)均衡,防止过充过放加速老化,提出了一种改进SOC稳定均衡控制策略。首先,利用幂指函数嵌套反正切函数构建下垂系数与SOC的关系,合理设计下垂系数中加速因子与收敛因子参数使SOC快速达到均衡状态,实现自适应控制。其次,引入母线电压与虚拟压降二次补偿,减少母线电压波动同时忽略线路阻抗影响,提高电流分配精度。然后,通过频域根轨迹分布,讨论该策略控制参数对系统稳定的影响。最后,仿真结果验证了所提控制策略在正常充放电、负载或光伏功率波动、储能单元额定容量不同等工况下均能更好地实现SOC快速稳定均衡,电流精确分配,母线电压偏差较小且稳定性更强。

关键词：孤岛直流微电网多储能单元下垂系数二次补偿 SOC均衡

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基于多物理场耦合的交流接触器动态特性研究

电测与仪表 2024年第10期61卷 181-187页

作者：杜太行陈帆孙曙光王景芹孙靓刘金发河北工业大学人工智能与数据科学学院天津300130 河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300130

针对振动环境下交流接触器的动态特性研究,为深入分析其内部触头、铁芯等关键机构所受影响,设计了振动条件下交流接触器联合仿真模型。采用磁场与磁路相结合的电磁吸力计算方法,通过ADAMS与MATLAB/Simulink联合仿真实现机械-运动-电磁-... 详细信息

针对振动环境下交流接触器的动态特性研究,为深入分析其内部触头、铁芯等关键机构所受影响,设计了振动条件下交流接触器联合仿真模型。采用磁场与磁路相结合的电磁吸力计算方法,通过ADAMS与MATLAB/Simulink联合仿真实现机械-运动-电磁-电路等多种物理场耦合计算;仿真研究了不同振动条件对接触器关键机构吸合过程的动态特性影响;通过与试验结果对比验证了仿真模型的准确性。研究成果可为工作在风机、船舶等振动环境下的接触器动态性能评价提供依据。

关键词：交流接触器振动联合仿真多场耦合动态特性 LabVIEW