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不平衡工况下MMC桥臂能量平衡的模型预测控制

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电力建设 2024年第3期45卷 78-86页

作者：徐常天杨兴武刘海波孟致丞丁青杰上海电力大学电气工程学院上海市200090 国网江苏省电力有限公司泰州供电分公司江苏省泰州市225300

模型预测控制(model predictive control,MPC)以其动态响应速度快、输出谐波含量低、易实现多目标控制等优势,被广泛应用于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)中。但在电网不平衡工况下,MMC上下桥臂能量不对称引起... 详细信息

模型预测控制(model predictive control,MPC)以其动态响应速度快、输出谐波含量低、易实现多目标控制等优势,被广泛应用于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)中。但在电网不平衡工况下,MMC上下桥臂能量不对称引起基频环流波动,二倍基频及更高频次的零序电流流过直流母线,导致直流母线功率波动,体现在电流波动中。将不平衡电流进行分解,将环流分解为正序、负序与零序分量,并提出一种模型预测控制方法,利用基于桥臂能量的复合控制器抑制环流负序与零序分量,以实现不平衡工况下交流输出电流、环流与子模块电容电压的综合控制。该方法既能有效抑制不平衡工况下的环流波动,同时能够抑制直流母线电流波动,利用MATLAB/Simulink软件搭建了MMC系统进行仿真分析,并利用实验平台验证所提方法的正确性及有效性。

关键词：模块化多电平变换器模型预测控制不平衡工况桥臂能量平衡

Wear-YOLO:变电站电力人员安全装备检测方法研究

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计算机工程与应用 2024年第9期60卷 111-121页

作者：王茹刘大明张健上海电力大学计算机科学与技术学院上海201306 中国科学院等离子体物理研究所电源及控制工程研究室合肥230031

针对传统变电站电力人员的安全帽、绝缘手套、绝缘鞋等安全装备的目标检测算法精度低,泛化性差,尤其针对是否佩戴绝缘手套检测难的问题,提出了一种改进YOLOv8的变电站电力人员安全装备检测算法Wear-YOLO。为了更好地学习复杂场景的语境... 详细信息

针对传统变电站电力人员的安全帽、绝缘手套、绝缘鞋等安全装备的目标检测算法精度低,泛化性差,尤其针对是否佩戴绝缘手套检测难的问题,提出了一种改进YOLOv8的变电站电力人员安全装备检测算法Wear-YOLO。为了更好地学习复杂场景的语境信息,将YOLOv8的Backbone部分的C2f(CSP bottleneck with 2 convolutions)模块替换为融合Transformer结构的MobileViTv3模块,捕获长距离依赖关系和上下文信息,并与局部信息相融合,提升模型在变电站场景中特征提取的能力。同时为优化小目标检测效果,引入小目标检测层以增强网络对浅层语义信息的提取,从而提升模型对于未佩戴绝缘手套小目标的检测精度。采用WIoUv3改进边界框回归损失函数,引入动态非单调聚焦机制使得模型更专注于普通质量的锚框,从而提高模型检测的准确率和对于复杂情况的适应能力。实验结果表明,平均检测精度92.1%,对安全帽的检测精度96.8%,对佩戴绝缘手套的检测精度92.1%,对未佩戴绝缘手套的检测精度81.6%,对绝缘鞋的检测精度93.0%,并且在与经典目标检测模型Faster R-CNN、SSD、RetinaNet、YOLOv5的对比实验中具有更好的检测精度和鲁棒性。

关键词：安全装备检测绝缘手套 YOLO 融合Transformer 损失函数

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纯电动绿色船舶长航程航次规划与充换电策略

交通运输工程学报 2024年第3期24卷 266-278页

作者：梁民仓王胜正上海海事大学商船学院上海201306 浙江海洋大学船舶与海运学院浙江舟山316022

针对纯电动船舶长航程航次规划和充换电站选址的动态规划问题,提出了一种可行的多变量、多目标优化模型,实现航速和充换电策略的同步优化;建立了能耗最低和航时最短的双目标函数,分析了影响纯电动船舶长航程航次规划的环境和操作因素,... 详细信息

针对纯电动船舶长航程航次规划和充换电站选址的动态规划问题,提出了一种可行的多变量、多目标优化模型,实现航速和充换电策略的同步优化;建立了能耗最低和航时最短的双目标函数,分析了影响纯电动船舶长航程航次规划的环境和操作因素,构建了航速、航时和能耗约束条件;研究了集装箱式电池运营管理模式,建立了能量补给按照实际耗电量计费和更换电池一次性计费2种优化模型;利用非支配排序遗传算法完成了模型求解并进行试验案例验证。研究结果表明:基于案例数据条件,优化前以保证续航到第2个充换电站进行补给的最大平均航速8.5 kn计算,需耗能96637.7 kWh、总航时62.1 h;以实际耗电量计费时,采用优化模型得到的充换电策略均是在第2个充换电站进行补给,以最短航时为优化目标时总航时仅需56.9 h,以最低能耗为优化目标时总能耗仅需65762.5 kWh;以更换电池一次性计费时,优化模型的结果存在2种策略,即全程不换电池和在第2个充换电站更换一次电池,并且满足在更换电池前累积能耗接近船载电池的总容量,可最大程度利用能量;优化模型能够给出不同电池运营管理模式和用户偏好条件下的最优航速和充换电策略,并且能够应用于充换电站选址决策,对提高纯电动绿色船舶的运营效益具有重要意义。

关键词：船舶工程纯电动绿色船舶长航程航次规划充换电策略选址动态规划多目标优化

具有自萃取功能的相变CO_(2)吸收剂体系开发

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中国电机工程学报 2024年第1期44卷 203-213,I0017页

作者：陆诗建刘含笑吴黎明方梦祥俞徐林赵东亚刘玲康国俊中国矿业大学碳中和研究院江苏省徐州市221116 浙江菲达环保科技股份有限公司浙江省诸暨市311800 杭州钢铁集团有限公司浙江省杭州市310000 能源清洁利用国家重点实验室(浙江大学) 浙江省杭州市310058 中石化江汉石油工程设计有限公司湖北省武汉市430200 中国石油大学(华东)新能源学院山东省青岛市266580

二氧化碳(CO_(2))捕集工程应用的吸收剂存在再生能耗高、传质速率低、运行损耗大等问题,严重制约了CO_(2)捕集技术的大规模推广应用。为解决这些问题,该文开发适用于低分压CO_(2)捕集的相变吸收剂。该相变吸收体系以亲水性胺N-氨乙基哌... 详细信息

二氧化碳(CO_(2))捕集工程应用的吸收剂存在再生能耗高、传质速率低、运行损耗大等问题,严重制约了CO_(2)捕集技术的大规模推广应用。为解决这些问题,该文开发适用于低分压CO_(2)捕集的相变吸收剂。该相变吸收体系以亲水性胺N-氨乙基哌嗪(N-aminoethyl piperazine,AEP)为主吸收体系,添加亲脂性分相剂二正丁胺(Di-n-butylamine,DPA)和活化剂(activator,ACT)。通过核磁共振波谱(nuclear magnetic resonance,NMR)和捕集CO_(2)连续测试实验研究该相变吸收剂的性能。实验结果表明,吸收负载达1.082 mol CO_(2)/mol溶液,再生温度降至98.5℃,具有优异的吸收性能和解吸性能。NMR分析表明,反应产物具有氨基甲酸盐分子结构,捕集CO_(2)连续测试实验研究与同浓度3 mol/L一乙醇胺(Monoethanolamine,MEA)溶液进行对比分析可知,相同再生能耗下,单位体积同浓度相变体系相比MEA吸收容量提高33%以上;相同再生能耗下相变体系的再生率比MEA提高15%,相同再生率下相变体系的再生能耗比MEA降低31%以上。结果表明,该相变吸收剂对于低分压CO_(2)捕集具有良好的应用前景。

关键词： CO_(2)捕集亲水性胺亲酯性胺再生能耗自萃取相变体系

结合时间注意力机制和单模态标签自动生成策略的自监督多模态情感识别

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电子与信息学报 2024年第2期46卷 588-601页

作者：孙强王姝玉西安理工大学自动化与信息工程学院通信工程系西安710048 西安市无线光通信与网络研究重点实验室西安710048

大多数多模态情感识别方法旨在寻求一种有效的融合机制,构建异构模态的特征,从而学习到具有语义一致性的特征表示。然而,这些方法通常忽略了模态间情感语义的差异性信息。为解决这一问题,提出了一种多任务学习框架,联合训练1个多模态任... 详细信息

大多数多模态情感识别方法旨在寻求一种有效的融合机制,构建异构模态的特征,从而学习到具有语义一致性的特征表示。然而,这些方法通常忽略了模态间情感语义的差异性信息。为解决这一问题,提出了一种多任务学习框架,联合训练1个多模态任务和3个单模态任务,分别学习多模态特征间的情感语义一致性信息和各个模态所含情感语义的差异性信息。首先,为了学习情感语义一致性信息,提出了一种基于多层循环神经网络的时间注意力机制(TAM),通过赋予时间序列特征向量不同的权重来描述情感特征的贡献度。然后,针对多模态融合,在语义空间进行了逐语义维度的细粒度特征融合。其次,为了有效学习各个模态所含情感语义的差异性信息,提出了一种基于模态间特征向量相似度的自监督单模态标签自动生成策略(ULAG)。通过在CMU-MOSI,CMU-MOSEI, CH-SIMS 3个数据集上的大量实验结果证实,提出的TAM-ULAG模型具有很强的竞争力:在分类指标(Acc_(2),F_(1))和回归指标(MAE, Corr)上与基准模型的指标相比均有所提升;对于二分类识别准确率,在CMUMOSI和CMU-MOSEI数据集上分别为87.2%和85.8%,而在CH-SIMS数据集上达到81.47%。这些研究结果表明,同时学习多模态间的情感语义一致性信息和各模态情感语义的差异性信息,有助于提高自监督多模态情感识别方法的性能。

关键词：多模态情感识别自监督标签生成多任务学习时间注意力机制多模态融合

富氨对常州PM_(2.5)理化性质与二次反应的影响

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环境科学 2024年第8期45卷 4493-4501页

作者：余益军庄旻王振李锴基杨卫芬江苏省常州环境监测中心常州213004

NH_(3)是PM_(2.5)重要前体物,并影响其理化性质.基于2021年12月至2022年2月江苏常州NH_(3)、SO_(2)、NO_(2)、PM_(2.5)及其水溶性离子在线观测,结合热力学平衡模型计算气溶胶酸度和气溶胶含水量(AWC),分析了富氨条件下NH_(3)-NH_(4)^(+... 详细信息

NH_(3)是PM_(2.5)重要前体物,并影响其理化性质.基于2021年12月至2022年2月江苏常州NH_(3)、SO_(2)、NO_(2)、PM_(2.5)及其水溶性离子在线观测,结合热力学平衡模型计算气溶胶酸度和气溶胶含水量(AWC),分析了富氨条件下NH_(3)-NH_(4)^(+)转化对AWC、酸度及二次反应的影响.结果表明,2021年冬季常州为富氨,富余程度随PM_(2.5)浓度升高而加强,NH_(4)^(+)以NH_(4)NO_(3)和和(NH_(4))_(2)SO_(4)为主,多数时段有少量NH_(4)Cl.气溶胶呈中等酸度,pH均值4.2±0.4,与大气NH_(3)浓度正相关,pH值变幅随污染升级收窄趋中至4~5之间;AWC随湿度和颗粒物二次离子浓度升高而指数级攀升,主要由NH_(4)NO_(3)、(NH_(4))_(2)SO_(4)和NH_(4)Cl吸湿贡献,占比分别为58.5%、18.4%和8.3%,污染条件下NH_(4)NO_(3)主导颗粒物吸湿增长.NH_(3)-NH_(4)^(+)促进SO_(2)非均相反应和NO_(3)^(-)均相反应生成.因富氨环境,需降低30%以上NH_(3)方可影响pH值和含水量等理化性质.该结果对理解二次反应影响、支撑当地空气质量改善提供了参考.

关键词：氨(NH_(3)) 铵(NH_(4)^(+)) 气粒转化气溶胶含水量(AWC) 气溶胶酸度

悬索桥自适应锚碇基础土压力与变位离心模型试验

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中国公路学报 2024年第8期37卷 125-134页

作者：梁发云华建江铸炜卢永成戴建国同济大学土木工程学院上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司

以上海黄浦江某越江大桥在方案研究中提出的自适应锚碇基础为背景，针对埋置于砂土地基中的自适应锚碇基础开展了离心机模型试验，分析了主缆拉力作用下锚碇的侧土压力分布及变位规律，探讨了偏心填土对锚碇稳定性和变位的影响。研究结... 详细信息

以上海黄浦江某越江大桥在方案研究中提出的自适应锚碇基础为背景，针对埋置于砂土地基中的自适应锚碇基础开展了离心机模型试验，分析了主缆拉力作用下锚碇的侧土压力分布及变位规律，探讨了偏心填土对锚碇稳定性和变位的影响。研究结果表明：锚碇在主缆拉力作用下呈现绕侧面趾部的旋转变位模式，靠近锚拉点一侧受主动土压力作用，远离锚拉点一侧受被动土压力作用，两侧的土压力差能够提供一定的水平抗力。锚碇基础承受主缆拉力作用时，其主要的变位模式为转动变位，刚性水平变位对锚碇整体变位的贡献较小；偏心填土显著减小了锚碇的水平变位，有利于提高锚碇抗倾覆稳定性与变位控制。研究结论对于自适应锚碇基础的理论分析和工程设计具有参考价值。

关键词：桥梁工程自适应锚碇离心模型试验土压力水平位移偏心填土

贵阳市花溪城区大气PM_(2.5)中碳质气溶胶的变化特征及来源解析

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环境科学 2024年第3期45卷 1337-1348页

作者：桂佳群杨员王显钦李云武闫广轩徐鹏贵州大学资源与环境工程学院贵州喀斯特环境生态系统教育部野外科学观测研究站喀斯特地质资源与环境教育部重点实验室贵阳550025 贵州省环境科学研究设计院贵阳550081 河南师范大学环境学院新乡453007

碳质气溶胶作为大气气溶胶的重要组成部分,对大气环境质量、人类健康及全球气候变化有着重要的影响.为探究贵阳市花溪城区大气细颗粒物(PM_(2.5))中碳质气溶胶的变化特征及来源,于2020年不同季节开展大气PM_(2.5)原位观测研究,利用热/... 详细信息

碳质气溶胶作为大气气溶胶的重要组成部分,对大气环境质量、人类健康及全球气候变化有着重要的影响.为探究贵阳市花溪城区大气细颗粒物(PM_(2.5))中碳质气溶胶的变化特征及来源,于2020年不同季节开展大气PM_(2.5)原位观测研究,利用热/光学碳分析仪(DRI Model 2015)测定大气PM_(2.5)的碳质组分.结果表明,观测期间大气ρ(PM_(2.5))、ρ[总碳质气溶胶(TCA)]、ρ[有机碳(OC)]、ρ[二次有机碳(SOC)]和ρ[元素碳(EC)]的平均值分别为:(39.7±22.3)、(14.1±7.2)、(7.6±3.9)、(4.4±2.6)和(2.0±1.0)μg·m^(-3),OC/EC的平均值为(3.9±0.8).ρ(PM_(2.5))、ρ(TCA)、ρ(OC)、ρ(SOC)和ρ(EC)呈现冬季最高[(52.6±28.6)、(17.0±9.6)、(9.1±5.2)、(6.1±3.9)和(2.4±1.2)μg·m^(-3)],夏季最低[(25.1±7.1)、(11.6±3.6)、(6.3±1.9)、(3.7±1.2)和(1.6±0.6)μg·m^(-3)]的季节变化特征.OC/EC季节变化呈现:夏季(4.2±0.8)>冬季(3.8±0.9)>秋季(3.8±0.5)>春季(3.7±0.9),表明花溪城区各季节均存在SOC生成.SOC与OC呈现显著相关(R^(2)=0.9),且随着大气氧化性增强,SOC浓度呈增加趋势.OC与EC各季节均呈现较好相关性,其中秋季最高(R^(2)=0.9),其他3个季节偏低(R^(2)为0.74~0.75),表明二者具有共同来源.通过OC/EC值范围初步判断碳质气溶胶来源于机动车尾气排放、燃煤排放和生物质燃烧排放.为了进一步定量解析主要排放源对碳质气溶胶的贡献,利用PMF模型对碳质气溶胶来源解析,结果表明贵阳市花溪城区碳质气溶胶主要来源为燃煤源(29.3%)、机动车排放源(21.5%)和生物质燃烧源(49.2%).

关键词： PM_(2.5) 碳质气溶胶二次有机碳来源解析花溪

石墨烯低温远红外辐射干燥稻谷干燥特性与品质研究

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农业机械学报 2024年第4期55卷 346-351,384页

作者：陈坤杰王硕颜建春 ABDULAZIZ Nuhu Jibril 孙杰於海明南京农业大学工学院南京210031 盐城市沿海拖拉机制造有限公司盐城224007

为研究稻谷的石墨烯低温远红外干燥特性及其对稻谷干燥品质的影响,以辐射温度、排粮流量和除湿风量为影响因素,以整精米率和应力裂纹指数增值为评价指标,用自制的循环式石墨烯低温远红外干燥机进行稻谷干燥试验,通过BBD(Box-Behnken设计... 详细信息

为研究稻谷的石墨烯低温远红外干燥特性及其对稻谷干燥品质的影响,以辐射温度、排粮流量和除湿风量为影响因素,以整精米率和应力裂纹指数增值为评价指标,用自制的循环式石墨烯低温远红外干燥机进行稻谷干燥试验,通过BBD(Box-Behnken设计)响应面法,分析了低温远红外干燥对稻谷干燥品质的影响以及工艺参数优化。结果表明:影响稻谷干燥特性和品质的最主要因素是辐射温度,其次是排粮流量和除湿风量。随着辐射温度的升高,稻谷干燥速率和应力裂纹指数增值逐步增大,整精米率则逐步降低。与同温度的热风干燥相比,石墨烯低温远红外干燥平均干燥速率和干燥品质均有显著提高。经优化后,稻谷最佳石墨烯低温远红外干燥工艺条件为:辐射温度43℃、排粮流量4 kg/min、除湿风量193 m^(3)/h,此时应力裂纹指数增值为9,整精米率为79.75%,稻谷干燥品质最佳。这说明利用石墨烯低温远红外干燥稻谷,可以明显提高干燥速率并改善稻谷干燥品质。

关键词：稻谷石墨烯远红外辐射干燥热传导低温干燥