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基于时变价格弹性矩阵的深谷电价多目标定价策略

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电网技术 2024年第3期48卷 958-967页

作者：任恒宇韩冬任曦骏梁霄上海理工大学电气工程系上海市杨浦区200093 国网安徽省电力有限公司经济技术研究院安徽省合肥市230022

随着碳中和、碳达峰目标的提出,构建高比例新能源的新型电力系统已成为未来能源电力的发展形态,由此导致的高比例新能源渗透使系统净负荷曲线呈现剧烈的波动性和显著的深谷特征,对电力系统安全运行以及供需平衡提出了新挑战。为此,提出... 详细信息

随着碳中和、碳达峰目标的提出,构建高比例新能源的新型电力系统已成为未来能源电力的发展形态,由此导致的高比例新能源渗透使系统净负荷曲线呈现剧烈的波动性和显著的深谷特征,对电力系统安全运行以及供需平衡提出了新挑战。为此,提出了一种基于时变价格弹性矩阵的需求侧深谷电价多目标定价模型。首先,确立基于模糊隶属度的深谷时段划分方法,并利用贝叶斯判别法对时段划分结果进行合理性评估。其次,针对用户需求响应的动态性,建立具有时变特征的价格弹性矩阵模型衡量用户的响应程度。最后,以用户满意度和系统峰谷差作为待优化的两个目标,建立多目标混合整数规划的深谷电价定价模型,并用非支配排序遗传算法求解模型并得到其Pareto最优解。为了检验所提模型的有效性,将其应用于中国华东地区某省的实际场景进行仿真分析。结果表明,上述模型可在高比例新能源渗透情景下降低峰谷差,促进用户用电行为向深谷时段转移,缓解电力系统在深谷时段的运行压力。

关键词：深谷电价需求响应时变价格弹性矩阵贝叶斯判别 Pareto解集

非对称针尖结构对远红外超材料谐振性能的影响研究

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红外与毫米波学报 2024年第3期43卷 322-328页

作者：陆小森吴旭魏小柯王俊杰王奇亮金钻明彭滟上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

为提高远红外超材料的品质因子Q和检测灵敏度,本文研究了一种用于金属远红外超材料的非对称针尖设计。以传统双开口方形谐振环为模型,通过理论模拟,研究了开口狭缝针尖角度变化对其电场分布、谐振频谱以及品质因子Q的影响。结果表明,非... 详细信息

为提高远红外超材料的品质因子Q和检测灵敏度,本文研究了一种用于金属远红外超材料的非对称针尖设计。以传统双开口方形谐振环为模型,通过理论模拟,研究了开口狭缝针尖角度变化对其电场分布、谐振频谱以及品质因子Q的影响。结果表明,非对称针尖增强了谐振环的表面电场局域性,减小了谐振峰的半峰全宽,并使品质因子Q提高到传统谐振环(非针尖设计)的三倍以上。该研究结果为开发高灵敏远红外超材料传感器提供了新的思路,并为传统开口谐振环提出了一种简单实用的Q因子优化方法。

关键词：太赫兹传感器超材料远红外品质因子Q

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轴承套圈内圆切入磨早期颤振在线监测方法

振动．测试与诊断 2024年第4期44卷 761-770,830,831页

作者：迟玉伦应晓昂俞鑫李希铭上海理工大学机械工程学院上海200093

为弥补轴承套圈内圆切入磨颤振在早期识别中的特征量选取和智能算法模型方面的不足,提出了基于均方频率和能量熵结合人工蜂群(artifical bee colony,简称ABC)优化支持向量机(support vector machine,简称SVM)的方法。首先,将轴承套圈内... 详细信息

为弥补轴承套圈内圆切入磨颤振在早期识别中的特征量选取和智能算法模型方面的不足,提出了基于均方频率和能量熵结合人工蜂群(artifical bee colony,简称ABC)优化支持向量机(support vector machine,简称SVM)的方法。首先,将轴承套圈内圆切入磨过程中的声发射、振动信号通过提取特征方法,获得能量熵、时域参数、能量占比和均方频率4个特征参数;其次,将4个特征参数两两组成特征向量导入SVM,利用准确度、Kappa系数和混淆矩阵分析结果;最后,将均方频率和能量熵导入不同智能算法进行监测分析。结果表明,均方频率和能量熵组成的特征向量对轴承套圈内圆切入磨早期颤振识别效果最优,同时结合ABC-SVM,识别效果可达100%,为在线监测轴承套圈内圆切入磨早期颤振提供了有效方法。

关键词：轴承套圈内圆切入磨早期颤振均方频率能量熵人工蜂群

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基于深度学习的微纳光纤自动制备系统

物理学报 2024年第10期73卷 212-220页

作者：刘鸿江刘逸飞谷付星上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

在微纳光纤拉锥制备过程中,对直径的大范围、高精度和动态实时性测量是实现低损耗传输和色散调控的关键.针对现有传统制备方法直径调控范围小、操作复杂及耗时长等问题,本文基于深度学习神经网络算法实现了微纳光纤自动检测系统.利用计... 详细信息

在微纳光纤拉锥制备过程中,对直径的大范围、高精度和动态实时性测量是实现低损耗传输和色散调控的关键.针对现有传统制备方法直径调控范围小、操作复杂及耗时长等问题,本文基于深度学习神经网络算法实现了微纳光纤自动检测系统.利用计算机视觉中的图像分割方法,通过制作高质量多尺度微纳光纤数据集,使用基于小目标检测改进的YOLOv8-FD算法对微纳光纤直径进行自动检测.在数据集中获得了平均均值精度高达mAP^(IoU=50)=0.975和mAP^(IoU=50_95)=0.765的性能参数.实验结果表明,该系统可实现微纳光纤直径462 nm—125μm范围,误差2.95%以内的测量和自动化制备,并随着光纤直径增长,误差逐渐缩小,且该系统光学成像单个像素分辨率为65.97 nm,平均检测时间为9.6 ms.本文工作适用于对微纳光纤的高精度实时测量和自动精确制备,为低损耗传输和色散可调的微纳光纤器件发展提供新的思路.

关键词：微纳光纤直径测量深度学习图像分割

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发光学报 2024年第7期45卷 1114-1122页

作者：张浩祺丁庆阳陈发艺缪煜清禹德朝张大伟上海理工大学材料与化学学院上海200093 上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

高性能稀土掺杂多色荧光材料的研发是发展先进荧光防伪技术的必要基础。本文通过高温固相法制备了一系列Tb^(3+)掺杂Mg_(7)Ga_(2)GeO_(12)荧光粉,并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能量色散X射线光谱(EDS)对荧光粉的物相、颗粒... 详细信息

高性能稀土掺杂多色荧光材料的研发是发展先进荧光防伪技术的必要基础。本文通过高温固相法制备了一系列Tb^(3+)掺杂Mg_(7)Ga_(2)GeO_(12)荧光粉,并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能量色散X射线光谱(EDS)对荧光粉的物相、颗粒尺寸与微观形貌、元素分布进行了系统表征,证实制得了结晶度良好的无规则微米级纯相荧光粉。在紫外377 nm激发下,Mg_(7)Ga_(2)GeO_(12)∶Tb^(3+)样品产生高效的Tb^(3+)蓝绿光特征发射,并具有20%Tb^(3+)最佳掺杂浓度,但同时还可发射峰值位于660 nm红光,其并不对应于Tb^(3+)离子的任何辐射跃迁。经电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和稳态/瞬态光谱分析,以及结合文献调研,证实红光~660 nm源于Mn^(4+)^(2)Eg→^(4)A_(2g)电子跃迁发射,Mn杂质元素来自于原材料。综合Tb^(3+)离子和Mn^(4+)杂质离子荧光性能,Mg_(7)Ga_(2)GeO_(12)∶Tb^(3+)样品具有200~420 nm范围内激发波长依赖的发光可调谐特性,可实现青、绿、黄、白、红等可视化多色显示效果,有望应用于多色荧光防伪与调控技术。

关键词：荧光粉可调谐激发多色发光荧光防伪 Tb^(3+)离子

基于有限时间观测器的光储系统母线电压互补滑模控制

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第2期51卷 12-21页

作者：皇金锋杨振宇陕西理工大学电气工程学院陕西汉中723001

针对光储直流微网混合储能系统易受能源间歇性输入、负载随机性扰动以及功率流向切换等干扰,会造成母线电压波动、系统功率失稳等问题,提出一种基于有限时间观测器的互补滑模控制(FTESO+CSMC)策略.首先,根据混合储能元件的高低频特性,... 详细信息

针对光储直流微网混合储能系统易受能源间歇性输入、负载随机性扰动以及功率流向切换等干扰,会造成母线电压波动、系统功率失稳等问题,提出一种基于有限时间观测器的互补滑模控制(FTESO+CSMC)策略.首先,根据混合储能元件的高低频特性,对系统差额功率进行电流等效分配.然后,设计有限时间扩张状态观测器,对系统受到的总扰动进行观测,并将扰动观测值作为前馈项输入互补滑模控制器中,对系统扰动进行补偿,保证系统状态在有限时间内达到收敛,提高了系统的快速性和抗扰性,并根据Lyapunov理论证明了控制系统的稳定性.最后,基于MATLAB仿真平台,对多种模拟工况进行仿真,仿真结果表明,相较于传统控制策略,本文所提控制具有更快的响应速度以及更好的抗扰性能.

关键词：光储直流微网混合储能母线电压有限时间观测器互补滑模

非最小相位的单电感双输出Buck-Boost变换器的复合控制方法

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浙江大学学报（工学版） 2024年第6期58卷 1266-1274,1314页

作者：皇金锋李啸天陕西理工大学电气工程学院陕西汉中723001

单电感双输出Buck-Boost (SIDO Buck-Boost)变换器在电感电流连续模式(CCM)下工作存在交叉影响以及非最小相位特性的问题.为了解决上述问题,提出基于储能函数的扩张状态观测器(ESO)的改进非奇异快速终端滑模(NFTSM)和自抗扰控制(ADRC)... 详细信息

单电感双输出Buck-Boost (SIDO Buck-Boost)变换器在电感电流连续模式(CCM)下工作存在交叉影响以及非最小相位特性的问题.为了解决上述问题,提出基于储能函数的扩张状态观测器(ESO)的改进非奇异快速终端滑模(NFTSM)和自抗扰控制(ADRC)相结合的控制策略.设计主路控制器,对系统的传递函数进行拟合得到ADRC范式,利用该范式对主路进行解耦控制.设计支路控制器,采用改进型ESO对储能函数进行观测,并将观测值反馈补偿到非奇异快速终端滑模控制律中,达到支路解耦的效果.为了抑制滑模控制的抖振问题,对趋近律进行改进.利用Lyapunov理论证明系统稳定性.基于硬件在环(HIL)实验平台进行实验验证.结果表明,所提控制策略与PI控制策略以及基于ESO的滑模控制策略相比,在超调量和响应时间上具有较好的效果.

关键词：单电感双输出 Buck-Boost变换器非奇异快速终端滑模控制自抗扰控制改进滑模趋近律

基于动态蛇形卷积和非跨步卷积的绝缘子缺陷检测

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电力系统保护与控制 2024年第20期52卷 177-187页

作者：尹向雷解永芳屈少鹏苏妮陕西理工大学电气工程学院陕西汉中723000

针对复杂场景下绝缘子缺陷检测存在小目标识别困难的问题,提出基于动态蛇形卷积和非跨步卷积的绝缘子缺陷检测方法。首先,算法引入动态蛇形卷积,构造出符合绝缘子特点的特征提取模块,提高对绝缘子及其缺陷的特征提取能力。然后,采用“空... 详细信息

针对复杂场景下绝缘子缺陷检测存在小目标识别困难的问题,提出基于动态蛇形卷积和非跨步卷积的绝缘子缺陷检测方法。首先,算法引入动态蛇形卷积,构造出符合绝缘子特点的特征提取模块,提高对绝缘子及其缺陷的特征提取能力。然后,采用“空间-深度”的非跨步卷积,减少融合过程中的特征丢失。最后,为进一步降低模型复杂度,对模型进行通道剪枝,减少冗余部分。在绝缘子缺陷数据集上进行实验对比,与基准算法相比,绝缘子的破损、污闪以及自爆缺陷的识别率分别提升了5.7%、2.4%和0.8%,改进算法在绝缘子的检测率上提升了0.5%。同时平均精度均值较改进前提升了2.3%,模型大小降低了50.07%。实验结果表明,改进算法在提高绝缘子缺陷小目标检测精度的同时,有效降低了模型大小,对绝缘子缺陷检测的研究具有一定的参考和应用价值。

关键词：绝缘子缺陷检测 YOLOv7 动态蛇形卷积 “空间-深度”的非跨步卷积

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氦气风机驱动电机转子径向通风结构研究

电机与控制学报 2024年第3期28卷 96-109页

作者：陶大军孟卓然徐金燕戈宝军哈尔滨理工大学电气工程学院黑龙江哈尔滨150080

氦气风机驱动电机是高温气冷堆一回路唯一能动设备,其安全性直接影响到高温气冷堆的安全稳定运行。针对高温高压环境及氦气传热工质对驱动电机风路结构设计及相关参数影响引发的新问题,通过建立双侧转子铁心三维风路结构流固耦合传热模... 详细信息

氦气风机驱动电机是高温气冷堆一回路唯一能动设备,其安全性直接影响到高温气冷堆的安全稳定运行。针对高温高压环境及氦气传热工质对驱动电机风路结构设计及相关参数影响引发的新问题,通过建立双侧转子铁心三维风路结构流固耦合传热模型,计算分析了高温高压环境下传热工质氦气在转子径向风沟内的流动特性,研究了转子分别在动态和静态情况下,通风结构内流体流动规律及转子铁心和导条的温升变化规律。同时,对不同种类传热工质的对应规律进行了对比研究,搭建了模拟实验测试装置,实测数据与数值计算结果吻合较好,验证了计算分析结果的合理性和正确性,为氦气风机驱动电机转子风路结构优化、冷却性能的有效提升提供一定的理论参考。

关键词：高温气冷堆氦气风机驱动电机通风结构传热特性流固耦合