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基于VMD和改进BiLSTM的短期风电功率预测

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太阳能学报 2024年第6期45卷 422-428页

作者：朱菊萍魏霞谢丽蓉杨家梁新疆大学电气工程学院乌鲁木齐830017

精准的短期风电功率预测对电力系统稳定运行至关重要。为提高短期预测精确度,提出一种基于变分模态分解(VMD)-样本熵(SE)和利用注意力(attention)机制改进双向长短期记忆网络(BiLSTM)以及误差修正的组合预测模型。首先,采用VMD将原始功... 详细信息

精准的短期风电功率预测对电力系统稳定运行至关重要。为提高短期预测精确度,提出一种基于变分模态分解(VMD)-样本熵(SE)和利用注意力(attention)机制改进双向长短期记忆网络(BiLSTM)以及误差修正的组合预测模型。首先,采用VMD将原始功率数据分解为若干个相对平稳的子序列,重构样本熵值相似分量以降低复杂性;然后,引入Attention对BiLSTM的隐含层状态输出分配相应的权重以突出重要影响的输入特征,同时采用极限梯度提升(XGBoost)对误差进行修正,从而进一步提高预测精确度;最后,将初步预测值和修正预测值相加得到最终结果。采用风电场实际数据进行验证,结果表明,所提组合模型的平均绝对误差(MAE)下降至1.6565,与其他模型相比精度提升25.8%~56.5%,具有较好的预测效果。

关键词：风电功率预测变分模态分解注意力机制双向长短期记忆网络误差修正

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严寒干热地区集热冷却联用系统试验研究

太阳能学报 2024年第1期45卷 102-108页

作者：齐典伟饶博闻徐凤谢丽蓉张佳琦新疆大学建筑工程学院乌鲁木齐830046 同济大学机械与能源学院上海201800 新疆大学电气工程学院乌鲁木齐830046

该文结合新疆地区昼夜大温差气候特性,在乌鲁木齐市搭建一套小型太阳能集热——天空辐射冷却两用系统,通过对比PE防风膜层数和测试不同流速工况下的系统运行结果来探究两用装置的集热/冷却潜力。试验结果表明:系统在日间集热模式下的最... 详细信息

该文结合新疆地区昼夜大温差气候特性,在乌鲁木齐市搭建一套小型太阳能集热——天空辐射冷却两用系统,通过对比PE防风膜层数和测试不同流速工况下的系统运行结果来探究两用装置的集热/冷却潜力。试验结果表明:系统在日间集热模式下的最大进出口温升为6.40℃,最大瞬时集热功率为721.88 W/m^(2);夜间冷却模式下最大进出口温降为0.94℃,出口温度相对环境温降可达1.43℃,最大瞬时冷却功率为50.89 W/m^(2),这为其在实际中的工业集热应用和本地区的温湿度独立控制空调系统高温冷冻水制备提供可能。

关键词：辐射冷却太阳能集热被动冷却太阳辐射大气窗口

Fuzzy Modeling of Non-Uniformly Sampling Nonlinear Systems Based on Clustering Method and Convergence Analysis

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Journal of Systems Science & Complexity 2021年第2期34卷 502-519页

作者： WANG Hongwei xie lirong School of Electrical Engineering Xinjiang UniversityUrumqi 830047China School of Control Science and Control Engineering Dalian University of TechnologyDalian 116024China

The studying motivation of this paper is that there exist many modeling issues of nonuniformly sampling nonlinear systems in industrial *** on multi-model modeling principle,the corresponding model of non-uniformly sampling nonlinear systems is described by the nonlinear weighted combination of some linear models at local working *** modeling based on multimodel scheme is a common method to describe the dynamic process of non-linear *** this paper,the fuzzy modeling method of non-uniformly sampling nonlinear systems is *** premise structure of the fuzzy model is confirmed by GK fuzzy clustering,and the conclusion parameters of the fuzzy model are estimated by the recursive least squared *** convergence perfromance of the proposed identification algorithm is given by using lemmas and martingale ***,the simulation example is given to demonstrate the effectiveness of the proposed method.

关键词： Convergence analysis fuzzy modeling nonlinear systems non-uniformly sampling systems

基于深度学习与卡尔曼滤波的多模态融合里程计

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激光与光电子学进展 2024年第18期61卷 1-12页

作者：李隆安毅谢丽蓉孙卓董宏翔新疆大学电气工程学院大连理工大学控制科学与工程学院

里程计是同步定位与建图技术的重要组成部分，现有里程计算法多以视觉或激光传感器为主，未能充分发挥多模态传感器的优势，在特征缺失场景和复杂环境下鲁棒性不足。针对此问题，本文同时采用了激光雷达、彩色相机和惯性测量单元等多模... 详细信息

里程计是同步定位与建图技术的重要组成部分，现有里程计算法多以视觉或激光传感器为主，未能充分发挥多模态传感器的优势，在特征缺失场景和复杂环境下鲁棒性不足。针对此问题，本文同时采用了激光雷达、彩色相机和惯性测量单元等多模态传感器的数据，提出一种多模态融合深度网络——MLVIO-Net，并与一个误差状态卡尔曼滤波器（ESKF）共同组成多模态融合里程计。MLVIO-Net由特征金字塔网络、多层双向长短期记忆（Bi-LSTM）网络、位姿估计网络和位姿优化网络组成，实现了对多模态数据的紧密融合。特征金字塔网络可以对激光点云进行层级化特征提取，LSTM网络可以更好地学习惯性测量数据的时序特征，位姿估计网络和位姿优化网络可以逐级优化预测结果。ESKF通过惯性测量单元运动学模型预测位姿，并利用来自MLVIO-Net的预测结果校正位姿，在提升预测精度的同时，还可以大幅提高里程计的输出帧率。在开源数据集KITTI上进行验证，实验和测试结果表明，与其他常见的算法相比，本文提出的多模态融合里程计具有更高的精度。

关键词：遥感激光雷达同步定位与建图多模态融合里程计误差状态卡尔曼滤波里程计

基于优化赋权模型预测控制的风储协调策略研究

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太阳能学报 2024年第5期45卷 260-266页

作者：王威谢丽蓉张琦包洪印王贺佳刘昕可再生能源发电与并网技术教育部工程研究中心(新疆大学) 乌鲁木齐830047 中船海为(新疆)新能源有限公司乌鲁木齐830002

风储系统多目标之间存在难以协调控制的问题,权重系数的选择对多目标控制效果具有显著影响。首先,构建以储能充放平衡、并网波动最小和储能输出最小的风储系统多目标函数,考虑各子目标权重系数对风储系统的影响,提出一种改进鲸鱼算法(IW... 详细信息

风储系统多目标之间存在难以协调控制的问题,权重系数的选择对多目标控制效果具有显著影响。首先,构建以储能充放平衡、并网波动最小和储能输出最小的风储系统多目标函数,考虑各子目标权重系数对风储系统的影响,提出一种改进鲸鱼算法(IWOA)优化模型预测控制(MPC)的风储协调运行方法,采用组合隶属度函数进行满意度评价,得到混合储能最优总控制量和权重系数。然后,采用集合经验模式分解(ICEEMDAN)算法对混合储能总控制量进行分解,利用Pearson相关系数对分解分量进行重构,实现混合储能功率的分配。最后,以新疆某风电场数据进行仿真,验证所提优化模型的有效性和功率分配策略的合理性。

关键词：风储系统模型预测控制混合储能权重系数改进鲸鱼算法组合模糊隶属度函数

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储能调频控制参数自适应优化与退出机制设计

太阳能学报 2024年第4期45卷 338-346页

作者：杨永辉谢丽蓉包洪印马伟孙金辉新疆大学电气工程学院乌鲁木齐830047 电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084 乌鲁木齐市达坂城海为支油风电有限公司乌鲁木齐830039

为解决储能控制参数设置不当引起的频率稳定性问题以及储能调频效果和循环使用寿命难以平衡的问题,提出一种储能调频控制参数自适应优化与退出机制设计方法。首先分析储能下垂、虚拟正(负)惯量系数对系统频率动态性能及稳定性的影响,得... 详细信息

为解决储能控制参数设置不当引起的频率稳定性问题以及储能调频效果和循环使用寿命难以平衡的问题,提出一种储能调频控制参数自适应优化与退出机制设计方法。首先分析储能下垂、虚拟正(负)惯量系数对系统频率动态性能及稳定性的影响,得到参数稳定变化的范围;然后,根据控制参数稳定变化区间,设计含虚拟负惯量的模糊自适应控制方法,实现控制方式之间的平滑切换和优势互补,加快频率恢复;再则,利用Logistic函数设计考虑储能荷电状态(SOC)的自适应反馈控制策略,同时引入储能退出机制,反馈调节优化储能出力,以期解决储能调频效果和循环使用寿命难以平衡的问题。最后,在Matlab/Simulink仿真平台上进行仿真验证,验证所提策略的有效性及对频率的改善作用。

关键词：电池储能调频模糊控制参数自适应优化退出机制

基于VMD-BOA-LSSVM-AdaBoost的短期风电功率预测

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太阳能学报 2024年第1期45卷 226-233页

作者：史彭珍魏霞张春梅谢丽蓉叶家豪杨家梁新疆大学电气工程学院乌鲁木齐830046 北京师范大学数学科学学院北京100875

针对风电信号具有间歇性、非线性、波动性、非平稳性和不确定性等特征,建立一种基于变分模态分解(VMD)和蝴蝶优化算法(BOA)优化最小二乘支持向量机(LSSVM)的风电功率短期预测模型,为提高预测精度,引入自适应校正算法(AdaBoost)。首先,... 详细信息

针对风电信号具有间歇性、非线性、波动性、非平稳性和不确定性等特征,建立一种基于变分模态分解(VMD)和蝴蝶优化算法(BOA)优化最小二乘支持向量机(LSSVM)的风电功率短期预测模型,为提高预测精度,引入自适应校正算法(AdaBoost)。首先,利用变分模态分解将原始功率信号数据分解多个子序列。其次,利用蝴蝶优化算法优化最小二乘支持向量机组合预测模型对每个子序列进行预测。最后通过自适应校正算法将多个分量预测值重构得到最终的预测值,结合西北某一风电场提供的风电功率数据为例验证模型的有效性。结果验证了建立的组合预测模型能够较好地对短期风电功率进行预测,并具有较好的预测精度。

关键词：风电功率预测最小二乘支持向量机变分模态分解自适应校正预测精度

Convergence analysis of a least squared algorithm of linear switched identification

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Journal of Control and Decision 2020年第4期7卷 379-396页

作者： Hongwei Wang lirong xie School of Control Science and Engineering Dalian University of TechnologyDalianPeople’s Republic of China School of Electrical Engineering Xinjiang UniversityUrumqiPeople’s Republic of China

A novel identification algorithm is proposed to deal with the modelling issues of linear switched systems under the switching modes being *** main contributions of this paper embody the following aspects:(1)for simplifying the identification problems,the label functions are proposed to replace the switching states of the modes;(2)The recursive least square algorithm is used to identify the system parameters,and the convergence performance of the proposed algorithm is *** using convergence analysis,the parameter estimation error can converge to zero point when the input signals satisfy persistent excited conditions and the total time of mode mismatch is ***,the effectiveness of the proposed method is verified by a simulation example.

关键词： Linear switched systems label functions mode matching convergence analysis

基于特征判定系数的电力变压器振动信号故障诊断

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电力工程技术 2024年第3期43卷 217-225页

作者：谢丽蓉严侣吐松江·卡日张馨月新疆大学电气工程学院新疆乌鲁木齐830047

变压器带电故障诊断对于保证电力变压器安全平稳运行具有重要的意义。针对变压器工作环境复杂且单一参数表征变压器故障类型不全面的问题,文中提出一种基于自适应噪声完备集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposit... 详细信息

变压器带电故障诊断对于保证电力变压器安全平稳运行具有重要的意义。针对变压器工作环境复杂且单一参数表征变压器故障类型不全面的问题,文中提出一种基于自适应噪声完备集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)和特征熵权法(entropy weight method,EWM)进行故障诊断的方法。通过相关系数与峭度加权(correlation coefficient and weighted kurtosis,CCWK)原则筛选CEEMDAN分量并重构信号,在实现剔除冗余分量的同时,提升变压器振动信号特征的表征能力;利用EWM构建特征判定系数实现单一数据诊断变压器故障类型;通过主成分分析法减小混合域特征尺度,采用鸡群优化算法优化支持向量机(support vector machine,SVM)模型进行故障诊断。对某变电站110 kV三相油浸式变压器进行分析,结果表明与概率神经网络和SVM等变压器故障诊断方法相比,文中方法能在提前定性故障类型的同时,进一步提高变压器故障诊断的准确率与效率。

关键词：故障诊断变压器振动信号自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN) 信噪比熵权法(EWM) 支持向量机(SVM) 鸡群优化算法