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城轨混合储能系统控制策略综述与展望

电源学报 2024年

作者：韩悦李佳静乔宇王佳兴石家庄铁道大学电气与电子工程学院河北省交通电力网智能融合技术与装备协同创新中心

随着城市轨道交通建设速度的不断加快，再生制动能量利用率低等问题日益凸显。储能系统是解决城轨再生能量利用问题的有效方式之一。对储能系统的合理控制可以提高城轨系统稳定性、加快储能系统响应速度。针对城轨交通混合储能系统，首... 详细信息

随着城市轨道交通建设速度的不断加快，再生制动能量利用率低等问题日益凸显。储能系统是解决城轨再生能量利用问题的有效方式之一。对储能系统的合理控制可以提高城轨系统稳定性、加快储能系统响应速度。针对城轨交通混合储能系统，首先，对车载式和地面式储能系统的安全性、灵活性、传输损耗、节能效率等特性进行分析；其次，结合储能介质特点分别归纳电池、飞轮、超级电容和混合储能四种用于车载式和地面式的主要储能方式；在此基础上，从控制方式和研究应用现状等多个角度，阐述和分析五种混合储能系统的控制策略。最后，对城轨混合储能系统的控制策略关键技术进行总结，展望未来发展方向。

关键词：城市轨道交通混合储能再生制动能量控制策略

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分数阶移相全桥变换器的建模与优化控制

广西大学学报（自然科学版） 2024年第1期49卷 97-111页

作者：陈新帅刘玉芝杨鹏李倩石家庄铁道大学河北省交通电力网智能融合技术与装备协同创新中心河北石家庄050043 石家庄铁道大学电气与电子工程学院河北石家庄050043 国网河北省电力公司科技部河北石家庄050000

基于电路中的分抗元件具有非整数阶特性,利用分数阶微积分理论和状态空间平均法,对分数阶移相全桥变换器进行建模与优化控制分析。建立了移相全桥变换器的分数阶状态平均方程,研究电感和电容的分数阶特性对移相全桥变换器频域特性的影... 详细信息

基于电路中的分抗元件具有非整数阶特性,利用分数阶微积分理论和状态空间平均法,对分数阶移相全桥变换器进行建模与优化控制分析。建立了移相全桥变换器的分数阶状态平均方程,研究电感和电容的分数阶特性对移相全桥变换器频域特性的影响。结合遗传算法的优点,得到满足误差绝对值积分的最优分数阶比例积分(PIλ)控制器参数与最优整数阶比例积分(PI)控制器参数,并搭建了分数阶移相全桥变换器的电路仿真模型与不同控制器的仿真模型,进行了不同控制器、不同工况和负载变化下电路仿真结果的比较。结果表明:相较于整数阶PI控制器,分数阶PIλ控制器能够提供更优的控制性能,使分数阶移相全桥变换器具有更快的响应速度、更好的稳态性能和更强的鲁棒性。

关键词：分数阶移相全桥变换器遗传算法最优控制分数阶比例积分控制

基于优化DeepLabv3+的智能化高速铁路安全区域划分算法研究

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南京信息工程大学学报（自然科学版） 2024年第1期16卷 20-29页

作者：王勇达王硕禾朱钰常宇健蔡承才赵瑞康石家庄铁道大学、河北省交通电力网智能融合技术与装备协同创新中心石家庄050043 石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄050043 中国铁路北京局集团有限公司石家庄供电段石家庄050041

针对目前电气化铁路沿线复杂背景下铁路安全区域划分均需采用实际固定标准件为参照物且区域划分范围小等问题,提出一种无需参照物的高速铁路安全区域划分算法.首先基于无人机所采集图像中的相关参数计算出相应的GSD(地面采样间距)参数,... 详细信息

针对目前电气化铁路沿线复杂背景下铁路安全区域划分均需采用实际固定标准件为参照物且区域划分范围小等问题,提出一种无需参照物的高速铁路安全区域划分算法.首先基于无人机所采集图像中的相关参数计算出相应的GSD(地面采样间距)参数,然后利用加入ECA-Net模块的DeepLabv3+模型对图像中的轨道进行精确分割.通过边缘检测、开运算、概率霍夫变换等一系列图像处理操作,提取出构成轨道的关键像素点,并运用最小二乘法进行轨道拟合,得出轨道数学表达式.最后,结合数学算法和GSD参数以及轨道数学表达式,完成安全区域的划分.实验结果表明,所提算法测量精度高达90%以上,无需选取固定参照物,适应性强、鲁棒性高,具有较高的实用性和可靠性.

关键词：无人机地面采样间距 DeepLabv3+ ECA-Net 安全区域

基于特征注意匹配CYCLEGAN的高速列车轮对轴承数据均衡化方法

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振动与冲击 2024年第15期43卷 32-43页

作者：刘素艳汪浩宁马增强苑宗昊石家庄铁道大学河北省交通电力网智能融合技术与装备协同创新中心石家庄050043 石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄050043 省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043 石家庄铁道大学交通运输学院石家庄050043

高速列车滚动轴承一旦发生故障就会停车检修,导致样本数据极度不平衡。数据集的不平衡性会对故障诊断结果的准确性和稳定性产生重要影响。针对该问题,提出一种基于特征注意匹配(feature attention matching, FAM)和循环生成对抗网络(cyc... 详细信息

高速列车滚动轴承一旦发生故障就会停车检修,导致样本数据极度不平衡。数据集的不平衡性会对故障诊断结果的准确性和稳定性产生重要影响。针对该问题,提出一种基于特征注意匹配(feature attention matching, FAM)和循环生成对抗网络(cycle-consistent generative adversarial networks, CYCLEGAN)的轴承不平衡数据处理CYCLEGAN-FAM方法,该方法在CYCLEGAN的判别器中加入特征注意匹配模块,对从真实图像和生成图像中提取的特征进行对齐,从而提高生成样本的质量。试验表明,该方法能够生成与真实样本高度相似的生成样本,并随着不平衡数据集被逐渐平衡,故障诊断的准确率在凯斯西储大学4类和10类数据集上分别达到了99.8%和99.2%,在QPZZ-II四类和十类数据集上分别达到了99.4%和99.6%。

关键词：生成对抗网络特征注意力匹配(FAM) 不均衡数据集故障诊断

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基于元知识转移的认知雷达波形设计

雷达科学与技术 2024年

作者：王兴家王彬刘岳巍晏学成丁峰河北远东通信系统工程有限公司北京航天兴科高新技术有限公司石家庄铁道大学电气与电子工程学院河北省交通电力网智能融合技术与装备协同创新中心

认知雷达在实际应用中常常需要应对多样性的任务需求，传统的雷达系统往往是针对单一任务进行设计和优化。然而，现实场景中的雷达应用往往需要同时满足多个任务的需求。本文提出了一种多任务雷达波形设计方法，能够根据环境先验知识同... 详细信息

认知雷达在实际应用中常常需要应对多样性的任务需求，传统的雷达系统往往是针对单一任务进行设计和优化。然而，现实场景中的雷达应用往往需要同时满足多个任务的需求。本文提出了一种多任务雷达波形设计方法，能够根据环境先验知识同时使用多个优化准则进行发射波形的设计。与此同时，引入了基于元知识迁移（MKT，Meta-knowledge transfer）的协方差矩阵自适应进化策略算法，通过使用更通用的MKT方法在有限的雷达资源下求解多个雷达任务。该方法通过转移雷达任务求解过程中产生的元知识，来提高每个雷达任务的求解效率。通过仿真实验验证了所提出的求解多任务雷达发射波形算法的可行性。相较于使用进化算法分别求解单一的雷达任务，避免了每个任务都需要从头开始学习优化策略，节省大量的计算资源和时间，加快了最优发射波形的求解速度。

关键词：认知雷达元知识转移多任务雷达波形设计

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10kV箱式变压器差动保护仿真模型研究

电气技术与经济 2024年第8期 211-215页

作者：孙凯田行军申锐张梦浩董澳石家庄铁道大学电气与电子工程学院河北省交通电力网智能融合技术与装备协同创新中心河北电力装备有限公司

为有效躲避励磁涌流、系统频率频移等工况而引起继电保护误动,本文从已知的工程案例出发,搭建10kV箱式变压器不同工况下的差动保护仿真模型。分析变压器空载合闸、运行时发生单相接地故障、匝间短路故障、空载合闸时匝间短路以及系统频... 详细信息

为有效躲避励磁涌流、系统频率频移等工况而引起继电保护误动,本文从已知的工程案例出发,搭建10kV箱式变压器不同工况下的差动保护仿真模型。分析变压器空载合闸、运行时发生单相接地故障、匝间短路故障、空载合闸时匝间短路以及系统频率偏移时差动电流变化波形,模拟故障时变压器电流参数变化情况。对优化继电保护提供依据,同时也为后续变配电运维工作提供借鉴。

关键词： 10kV箱式变压器短路故障差动保护变配电运维

基于动态故障树的交通信号灯监测系统故障分析

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国防交通工程与技术 2024年第4期22卷 27-30,56,61页

作者：张宇轩马增强远松灵石家庄铁道大学交通运输学院河北石家庄050043 石家庄铁道大学河北省交通电力网智能融合技术与装备协同创新中心河北石家庄050043 石家庄铁道大学电气与电子工程学院河北石家庄050043 京华电子实业有限公司河北石家庄050200

针对交通灯故障无法及时处理影响交通效率与安全的问题,设计了基于ZigBee技术的监测终端,根据监测系统中部件发生故障的时序关系建立动态故障树模型,分别采用二元决策图法BDD(binary decision diagrams)和马尔科夫模型对静态子树和动态... 详细信息

针对交通灯故障无法及时处理影响交通效率与安全的问题,设计了基于ZigBee技术的监测终端,根据监测系统中部件发生故障的时序关系建立动态故障树模型,分别采用二元决策图法BDD(binary decision diagrams)和马尔科夫模型对静态子树和动态子树进行定量分析,确定监测系统底事件对系统整体的概率重要度,计算得到导致交通灯故障的主要原因为光纤传感器位置移动和灯珠寿命到期。使用动态故障树法设计交通灯监测系统为工作人员快速分析故障原因提供了理论依据。

关键词：交通信号灯故障监测算法设计 ZigBee 动态故障树静态故障树

基于知识与数据联合驱动的断路器状态评估系统研究

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国外电子测量技术 2023年第6期42卷 63-69页

作者：娄杲田行军闫辉宋伟石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄050043 石家庄铁道大学交通电力网智能融合技术与装备协同创新中心石家庄050043

为提高牵引供电关键设备状态检修能力,设计了一套适用于重载铁路的SF_6断路器服役健康管理系统。利用Winform开发可视化界面,采用MySQL数据库和云服务器建立数据基本台账,以牵引变电所内各断路器历史试验数据为驱动,构建了高压断路器机... 详细信息

为提高牵引供电关键设备状态检修能力,设计了一套适用于重载铁路的SF_6断路器服役健康管理系统。利用Winform开发可视化界面,采用MySQL数据库和云服务器建立数据基本台账,以牵引变电所内各断路器历史试验数据为驱动,构建了高压断路器机理和经验的状态评估模型,机理模型采用主观层次分析主成分分析(AHP-PCA)确定主客观权重,选择合适的隶属函数进行组合,最后进行模糊运算得到合适评语。经验模型选择PCA联合支持向量机(SVM)进行分类预测,评估设备运行工况。经验证,分级联合评估模型在铁路设备状态检修方面得到较好反馈,反映了该模型及系统的可靠性和准确性。

关键词： SF_6断路器状态评估经验模型机理模型健康管理系统

基于电磁-热-流体耦合的隧道敷设电缆载流量分析

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绝缘材料 2022年第12期55卷 111-118页

作者：石大城李乾余志强孙晓云张明志白英杰郑海青韩广北京全路通信信号研究设计院集团有限公司北京100070 国网石家庄供电公司河北石家庄050000 石家庄铁道大学电气与电子工程学院河北石家庄050043 石家庄铁道大学河北省交通电力网智能融合技术与装备协同创新中心河北石家庄050043

为研究电缆隧道敷设下电缆载流量的影响因素,本文建立电磁-热-流多物理场耦合的三维仿真模型,通过仿真计算隧道内空气流速、电缆水平排列间距、流入隧道空气温度和隧道通风口长度对载流量的影响规律,得到各影响因素与载流量的关系曲线... 详细信息

为研究电缆隧道敷设下电缆载流量的影响因素,本文建立电磁-热-流多物理场耦合的三维仿真模型,通过仿真计算隧道内空气流速、电缆水平排列间距、流入隧道空气温度和隧道通风口长度对载流量的影响规律,得到各影响因素与载流量的关系曲线。根据工程实际数据设计正交试验研究4种因素对载流量的影响,获得其影响程度的权重关系。结果表明:4种因素影响程度由大到小为:隧道内空气流速、电缆水平排列间距、通风口长度、流入隧道空气温度,为实际电缆隧道敷设施工提供参考依据。

关键词：有限元法多物理场耦合载流量电缆隧道