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基于LWN-Net的印刷电路板缺陷检测算法

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计算机集成制造系统 2024年第2期30卷 496-507页

作者：文斌胡晖杨超三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002

针对现阶段印刷电路板缺陷检测任务中网络精度低、速度慢、模型参数量大的问题,提出基于改进YOLOv3的轻量级权重新型网络(LWN-Net),并提出轻量级特征增强网络作为模型的特征提取网络,解决YOLOv3中主干网络Darknet53参数量过多的问题。... 详细信息

针对现阶段印刷电路板缺陷检测任务中网络精度低、速度慢、模型参数量大的问题,提出基于改进YOLOv3的轻量级权重新型网络(LWN-Net),并提出轻量级特征增强网络作为模型的特征提取网络,解决YOLOv3中主干网络Darknet53参数量过多的问题。考虑到特征提取过程中语义信息和位置信息不平衡会导致检测精度降低,构建权重聚合分配机制消除不平衡,以提高模型特征提取能力。提出新型特征金字塔网络,增强网络对细节信息的提取能力并降低信息冗余度。采用回归损失函数SIoU加快模型的收敛速度并提高检测精度。结果表明,相比YOLOv3,LWN-Net网络的模型规模压缩了87.5%,而检测速度提升了8.32帧·s^(-1),预测精度和召回率分别提升了0.88%和1.6%。该网络的提出为印刷电路板的缺陷检测问题提供了一种更高效的方法。

关键词： PCB缺陷检测 YOLOv3 轻量级 SIoU损失函数

基于互Box-Cox变换和Markov链风速云模型的发电系统充裕度评估

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电力自动化设备 2024年第3期44卷 113-119,141页

作者：安睿缪书唯三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002

为准确计及风速随机性和自相关性对风电并网系统充裕度的影响,建立基于互Box-Cox变换和Markov链的风速云模型,并将该模型与时序Monte Carlo模拟法结合,提出计及风速随机性和自相关性的风电并网系统充裕度评估方法。仿真结果表明,所提模... 详细信息

为准确计及风速随机性和自相关性对风电并网系统充裕度的影响,建立基于互Box-Cox变换和Markov链的风速云模型,并将该模型与时序Monte Carlo模拟法结合,提出计及风速随机性和自相关性的风电并网系统充裕度评估方法。仿真结果表明,所提模型产生的仿真风速样本与实测风速样本具备相似的概率分布特性和自相关性,所提方法可较精确地评估风电并网系统充裕度及风电容量可信度。

关键词： Box-Cox变换 Markov链混合半云模型风速自相关性充裕度评估

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考虑弹性恢复的微电网经济优化调度

系统仿真学报 2024年

作者：陈将宏时康昊胡佳慧赵小涵三峡大学电气与新能源学院

随着微电网结构的不断发展，其面临的风险和隐患也在不断增加，传统的微电网经济优化方案已经不能满足现代的微电网结构。为了增强微电网抵抗极端灾害事件的能力，基于传统的电力系统弹性和可靠性概念本文提出了弹性微电网的概念，提出... 详细信息

随着微电网结构的不断发展，其面临的风险和隐患也在不断增加，传统的微电网经济优化方案已经不能满足现代的微电网结构。为了增强微电网抵抗极端灾害事件的能力，基于传统的电力系统弹性和可靠性概念本文提出了弹性微电网的概念，提出了一种考虑弹性恢复和经济性的多目标调度模型，并将弹性恢复力具体量化，模型基于传统的微电网经济调度下，将储能量加入目标函数，在约束条件中加入可靠性指标，通过多策略改进的白鲨算法和多目标模糊规划求解该优化问题，为各个目标函数设置不同的权重并通过算例平衡分析最优权重，得到了兼具经济性和弹性恢复力的微电网调度方案。仿真算例表明，该方法可以按照不同的电网责任来分配合适的权重系数，得到兼具弹性恢复力和经济性的电网系统。

关键词：微电网弹性可靠性模糊规划白鲨算法

基于在线参数辨识和SVD-AUKF的锂电池荷电状态估计

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南方电网技术 2024年

作者：丁璨王滔张露露郭庆三峡大学电气与新能源学院

针对动力电池在复杂多变工况下，离线参数辨识无法实时反映电池动态特性导致参数辨识精度低，无迹卡尔曼滤波(UKF)在估计电池荷电状态(State of charge，SOC)时对噪声处理十分有限，同时在处理协方差矩阵时出现非正定问题会导致算法波... 详细信息

针对动力电池在复杂多变工况下，离线参数辨识无法实时反映电池动态特性导致参数辨识精度低，无迹卡尔曼滤波(UKF)在估计电池荷电状态(State of charge，SOC)时对噪声处理十分有限，同时在处理协方差矩阵时出现非正定问题会导致算法波动和估计失效。本文基于双极化(Dual Polarization，DP)电路模型，提出遗忘因子递推最小二乘法(FFRLS)和奇异值分解-自适应无迹卡尔曼滤波法(SVD-AUKF)对电池SOC进行在线估计。仿真表明，在复杂工况(美国联邦城市运行工况，FUDS)下，与真实SOC值进行比较，SVD-AUKF进行模拟验证时平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)分别为0.5286%和0.5447%，在传统的UKF算法的基础上其MAE和RMSE分别提高了57.96%和63.3%，进一步表明SVD-AUKF准确性和稳定性更高。

关键词：荷电状态双极化模型参数辨识奇异值分解自适应无迹卡尔曼滤波

具有量化输入输出的不确定非线性系统的鲁棒非脆弱控制

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系统科学与数学 2024年

作者：吴泽彬沈艳军吴晨光三峡大学电气与新能源学院

本文研究了一类具有量化输入和输出的不确定非线性系统的鲁棒非脆弱输出反馈控制.采用一个输出滤波器对所考虑的非线性系统进行扩展,构造扩展非脆弱观测器,避免量化误差和测量噪声引入到观测器每个状态中,并采用扰动估计器对系统噪声和... 详细信息

本文研究了一类具有量化输入和输出的不确定非线性系统的鲁棒非脆弱输出反馈控制.采用一个输出滤波器对所考虑的非线性系统进行扩展,构造扩展非脆弱观测器,避免量化误差和测量噪声引入到观测器每个状态中,并采用扰动估计器对系统噪声和扰动进行估计.在此基础上,设计具有量化输入和输出的鲁棒非脆弱控制器.此外,引入两个时变矩阵不等式解决观测器和控制器增益存在不确定摄动问题.稳定性分析表明,闭环系统中的所有信号最终都是有界的.通过两个数值仿真案例以验证所提方案的准确性和有效性.

关键词：噪声非脆弱时变矩阵不等式量化输入输出鲁棒不确定非线性系统

基于PSOGSA算法的水电机组调节系统非线性鲁棒H/H控制研究

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水力发电学报 2024年

作者：黄紫馨李佰霖付文龙三峡大学电气与新能源学院

针对含有非线性与不确定性水电机组调节系统，本文提出并设计了基于粒子群与引力搜索混合算法(PSOGSA)的非线性鲁棒H2/H∞控制策略对其进行控制。首先，建立了水电机组调节系统整体精细化模型，其中水轮机模型采用BP神经网络描述予以描... 详细信息

针对含有非线性与不确定性水电机组调节系统，本文提出并设计了基于粒子群与引力搜索混合算法(PSOGSA)的非线性鲁棒H2/H∞控制策略对其进行控制。首先，建立了水电机组调节系统整体精细化模型，其中水轮机模型采用BP神经网络描述予以描述。然后，采用输出反馈线性化理论以及线性矩阵不等式(LMI)设计非线性鲁棒H2/H∞控制器，以确保系统在存在扰动情况下具有良好的鲁棒H2/H∞性能。此外，为了使控制器的控制性能最优化，通过PSOGSA算法对控制器加权函数参数进行寻优操作，最后，通过仿真表明，本文提出的基于PSOGSA的非线性鲁棒H2/H∞控制策略在提高水电机组调节系统的稳定性以及抗干扰能力上具有优势，也为实际水电机组控制应用提供一种有效的参考方案。

关键词：水轮发电机组调节系统 H /H 控制线性矩阵不等式(LMI)

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考虑保护逻辑约束的电网故障诊断解析模型

电力系统及其自动化学报 2024年

作者：刘道兵翁文波李世春张业丽洪亚伦三峡大学电气与新能源学院

为解决故障假说内部变量取值无约束，导致模型求解时可能出现多解、误解这一问题，提出了考虑保护逻辑约束的电网故障诊断解析模型。首先通过主保护与后备保护动作逻辑上的配合关系建立约束条件对故障假说内部变量进行限制，筛选出符合... 详细信息

为解决故障假说内部变量取值无约束，导致模型求解时可能出现多解、误解这一问题，提出了考虑保护逻辑约束的电网故障诊断解析模型。首先通过主保护与后备保护动作逻辑上的配合关系建立约束条件对故障假说内部变量进行限制，筛选出符合实际故障情形的故障假说；后续引入装置通道异常告警信息，构建故障假说评价函数，对满足约束条件的故障假说进行评价；采用模糊集理论和二进制粒子群优化算法求解，得到满意度最大的故障假说，结合告警信息推算整个故障过程。最后通过故障算例验证了本文所提模型的有效性和通用性。

关键词：故障诊断解析模型约束条件通道异常告警粒子群算法

基于自适应图注意力网络的多时间尺度配电网重构与无功功率协同优化

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南方电网技术 2024年

作者：滕杰刘会家肖懂三峡大学电气与新能源学院

随着配电网与新能源的发展，分布式电源（distributed generation, DG）广泛应用，DG的强间歇性、配电网络的空间分布特性以及配电网电气量的时序性，导致考虑维度单一的传统优化方法和优化算法在无功优化问题上难以实现配电网最优运行... 详细信息

随着配电网与新能源的发展，分布式电源（distributed generation, DG）广泛应用，DG的强间歇性、配电网络的空间分布特性以及配电网电气量的时序性，导致考虑维度单一的传统优化方法和优化算法在无功优化问题上难以实现配电网最优运行。在此背景下，本文将配电网的空间分布特性与时间序列特性同时纳入考虑，提出一种基于自适应图注意力网络的多时间尺度配电网重构与无功协同优化：基于自适应邻接矩阵与空间注意力机制改进的图卷积网络（Graph convolution network, GCN）进行空间相关性建模，采用多时间尺度划分与双向门控循环网络（Bi-GRU）网络优化进行时间相关性建模，进而获得整体优化模型；同时，将含分布式电源的配电网重构与无功优化协同考虑，并利用传统无功装置与柔性智能开关（soft open point, SOP）进行协同优化。最后，通过改进的IEEE 33节点配电系统进行实验并验证，结果表明本文所述方法在不同渗透率下平均降损达55.83%，相比于深度学习模型平均网损降低10.1%，保证每小时整体电压水平波动小于0.0055p.u.，验证了本文模型在无功优化问题有效性与准确性。

关键词：无功功率优化分布式电源配电网图卷积 SOP 多时间尺度

基于HHT的绝缘子泄漏电流分析及放电状态分类识别

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高压电器 2024年第1期60卷 25-32页

作者：方春华陶玉宁吴田普子恒丁璨黎鹏三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002

泄漏电流是污秽绝缘子在线监测参数,能动态地反映绝缘子表面的放电状态。文中开展了瓷绝缘子人工污秽放电试验,利用Hilbert-Huang变换分析了不同污闪阶段的泄漏电流固有模态函数分量、Hilbert边际谱与时频熵,从时频域及波形细节提取了1... 详细信息

泄漏电流是污秽绝缘子在线监测参数,能动态地反映绝缘子表面的放电状态。文中开展了瓷绝缘子人工污秽放电试验,利用Hilbert-Huang变换分析了不同污闪阶段的泄漏电流固有模态函数分量、Hilbert边际谱与时频熵,从时频域及波形细节提取了15个特征量,使用主成分分析法与最小二乘支持向量机分类器对污秽放电状态进行识别。结果表明:起始放电阶段与闪络阶段的泄漏电流固有模态函数分量较多;泄漏电流的Hilbert边际谱上频率主要分布在0~150 Hz、200~250 Hz范围内;闪络前泄漏电流的时频熵值总是大于闪络后的;当训练样本数为测试样本数5倍及以上时,分类器的综合评判准确率可达99%,准确实现了污秽放电状态的分类识别。文中研究结果可为建立绝缘子污闪预警系统提供依据。

关键词：绝缘子泄漏电流 Hilbert-Huang变换主成分分析法最小二乘支持向量机分类识别