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基于交互式定理证明的并发程序验证工作综述

软件学报 2024年第9期35卷 4069-4099页

作者：王中烨吴姝姝曹钦翔上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

并发程序与并发系统可以拥有非常高的执行效率和相对串行系统较快的响应速度,在现实中有着非常广泛的应用.但是并发程序与并发系统往往难以保证其实现的正确性,实际应用程序运行中的错误会带来严重的后果.同时,并发程序执行时的不确定... 详细信息

并发程序与并发系统可以拥有非常高的执行效率和相对串行系统较快的响应速度,在现实中有着非常广泛的应用.但是并发程序与并发系统往往难以保证其实现的正确性,实际应用程序运行中的错误会带来严重的后果.同时,并发程序执行时的不确定性会给其正确性验证带来巨大的困难.在形式化验证方法中,人们可以通过交互式定理证明器严格地对并发程序进行验证.对在交互式定理证明中可用于描述并发程序正确性的验证目标进行总结,它们包括霍尔三元组、可线性化、上下文精化和逻辑原子性.交互式定理证明方法中常用程序逻辑对程序进行验证,分析基于并发分离逻辑、依赖保证逻辑、关系霍尔逻辑等理论研究的系列成果与相应形式化方案,并对使用这些方法的程序验证工具和程序验证成果进行总结.

关键词：并发程序验证可线性化上下文精化程序逻辑关系霍尔逻辑

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可抑制直流偏移的软启动式单相锁频环

太阳能学报 2024年第1期45卷 552-562页

作者：罗韡王琛琛上海理工大学电气工程系上海200093

针对传统的锁频环无法抑制电网电压直流偏移问题,提出一种基于直流偏移抑制环路的锁频环结构;为提高锁频环在启动期间和相位跳变下的动态性能,对传统锁频环结构进行改进以降低锁频环的频率估计器环路增益,实现快速平滑的相角跳变跟踪;... 详细信息

针对传统的锁频环无法抑制电网电压直流偏移问题,提出一种基于直流偏移抑制环路的锁频环结构;为提高锁频环在启动期间和相位跳变下的动态性能,对传统锁频环结构进行改进以降低锁频环的频率估计器环路增益,实现快速平滑的相角跳变跟踪;最终提出一种可抑制电网电压直流偏移的软启动式单相锁频环。仿真分析和实验结果表明,所提结构具有良好的稳态特性和动态特性。

关键词：光伏发电频率估计同步抑制直流分量软启动

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引入注意力机制的LSTM-FCN海上风电功率预测

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太阳能学报 2024年第6期45卷 444-450页

作者：张昊立张菁倪建辉陈龙高典上海工程技术大学电子电气工程学院上海201620

提出一种注意力机制与LSTM-FCN网络结合的海上风电预测模型,在数据中引入风切变物理量来更准确地预测海上风电发电功率。选用公共数据集网站Zenodo内某海上风电场数据中2组风力机数据进行分析和预测验证。对数据集进行标准化预处理后,用... 详细信息

提出一种注意力机制与LSTM-FCN网络结合的海上风电预测模型,在数据中引入风切变物理量来更准确地预测海上风电发电功率。选用公共数据集网站Zenodo内某海上风电场数据中2组风力机数据进行分析和预测验证。对数据集进行标准化预处理后,用AMLSTM-FCN网络和CNN网络、LSTM网络、LSTM-FCN网络进行对比实验,其中AMLSTM-FCN网络在2份风力机数据预测中,RMSE、MAPE、MAE分别为:5号风力机:6.9434、14.01%、48.6636,6号风力机:2.6933、7.12%、17.2536,在相同时段上采用去除风切变的数据训练网络,得到的预测结果从4个指标中看出预测准确度下降。实验表明AMLSTM-FCN网络在海上风电功率预测中有更高的预测精度,以及风切变也对海上风电功率有显著影响。

关键词：海上风电功率预测注意力机制人工神经网络风切变

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混合调度协议下多智能体系统一致性滑模控制

控制与决策 2024年第9期39卷 3052-3058页

作者：胡志旭陈蓓上海工程技术大学电子电气工程学院上海201620

研究一类通信信道受限下“领导者-跟随者”结构的多智能体系统一致性跟踪问题.为了提升智能体的通信效率和降低能耗,引入事件触发机制与轮询协议相结合的混合调度策略,调节相邻智能体之间的信息传输,提高信道利用率.考虑到系统存在匹配... 详细信息

研究一类通信信道受限下“领导者-跟随者”结构的多智能体系统一致性跟踪问题.为了提升智能体的通信效率和降低能耗,引入事件触发机制与轮询协议相结合的混合调度策略,调节相邻智能体之间的信息传输,提高信道利用率.考虑到系统存在匹配的输入扰动,构建基于信道调度令牌的分布式滑模控制策略及协同设计方法,控制器仅依赖触发时刻的采样状态分量而不是实时状态信息,从而有效降低控制能耗,缓解数据冲突.所提出的协同控制策略不依赖于任何全局网络信息,因此,该控制策略的有效性不受网络规模的影响.通过Lyapunov稳定性理论,给出了系统一致性误差的跟踪分析来保证领导跟随一致性.同时,通过求解所提出的优化问题得到了调度协议参数和控制器增益.仿真实例验证了所提出协同控制策略的有效性.

关键词：多智能体系统一致性滑模控制事件触发机制信道调度协议分布式控制

基于状态平面分析法的LLC谐振变换器四阶段软启动

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中国电机工程学报 2024年第16期44卷 6597-6609,I0026页

作者：李佳昊陈捷侯俊峰江凌峰佘焱王勇上海交通大学电气工程系上海市闵行区200240

LLC谐振变换器的启动过程是一个复杂的动态过程,现有的启动方案往往很难同时保证谐振电流在电流限值之下且启动过程迅速。为实现快速且稳定的软启动,该文提出基于状态平面分析法的LLC四阶段软启动方案。通过对LLC启动过程中状态轨迹的分... 详细信息

LLC谐振变换器的启动过程是一个复杂的动态过程,现有的启动方案往往很难同时保证谐振电流在电流限值之下且启动过程迅速。为实现快速且稳定的软启动,该文提出基于状态平面分析法的LLC四阶段软启动方案。通过对LLC启动过程中状态轨迹的分析,将LLC的启动过程分为4个阶段,并对各个阶段的谐振电流进行计算,保证谐振电流的最大值不超过电流限值,根据各个阶段设计不同的实现方式,并介绍LLC四阶段软启动方案的数字控制实现方法。搭建仿真模型和实验样机,验证LLC四阶段软启动方案的安全性与快速性以及计算方法的精确性与合理性。

关键词： LLC谐振变换器软启动状态轨迹

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考虑管道多种失效模式及结构参数相关性的电-气互联系统可靠性评估

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中国电机工程学报 2024年第3期44卷 948-959,I0008页

作者：李宏仲孔振宇上海电力大学电气工程学院上海市杨浦区200082

目前在电-气互联系统供能可靠性评估方面,通常考虑天然气管道的破裂失效,较少考虑管道泄漏失效对系统可靠性的影响。实际上管道的失效模式包括小孔泄漏、穿孔及破裂,管道在泄漏时仍能输送部分天然气。另外,在天然气管道结构可靠性计算... 详细信息

目前在电-气互联系统供能可靠性评估方面,通常考虑天然气管道的破裂失效,较少考虑管道泄漏失效对系统可靠性的影响。实际上管道的失效模式包括小孔泄漏、穿孔及破裂,管道在泄漏时仍能输送部分天然气。另外,在天然气管道结构可靠性计算中通常假设管道参数相互独立,而忽略了参数间的相关性。该文针对上述问题,提出考虑管道多种失效模式及结构参数相关性的电-气互联系统可靠性评估模型。首先,根据管道失效机理,采用Mises准则建立管道的极限状态函数,在考虑极限状态函数参数相关性的基础上分析管道的失效率,并根据天然气管道的状态转移特性,建立管道的多状态运行模型;其次,针对管道小孔泄漏、穿孔建立管道的天然气泄漏模型,以刻画管道在这两种降额运行状态下的输送能力;最后,采用IEEE RTS79-NGS20系统作为算例,验证模型有效性。

关键词：电-气互联系统管道多种失效模式管道参数相关性可靠性评估

基于无迹卡尔曼滤波水下WPT系统副边关键参数在线辨识

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中国电机工程学报 2024年第11期44卷 4470-4479,I0025页

作者：程志远张智超眭清洋纪天睿李东东上海电力大学电气工程学院上海市杨浦区200090

为提升无线电能传输(wireless power transfer,WPT)系统传输性能,需在控制过程中实时获取负载与耦合系数等关键信息,而该信息的获取目前普遍采用无线通讯模块或增加额外通信线圈等方式,增加了系统复杂度,尤其面临复杂水下工况及高频电... 详细信息

为提升无线电能传输(wireless power transfer,WPT)系统传输性能,需在控制过程中实时获取负载与耦合系数等关键信息,而该信息的获取目前普遍采用无线通讯模块或增加额外通信线圈等方式,增加了系统复杂度,尤其面临复杂水下工况及高频电磁环境,在通讯过程中极易造成通讯异常而导致系统瘫痪。为此,文中提出一种新型基于无迹卡尔曼滤波的WPT系统互感及负载关键参数在线识别方法,该方法仅需采样原边侧电压瞬时值,即可实时获取互感与负载等关键参数信息。同时为提升辨识精度与收敛速度,采用离线式神经网络指导粒子群优化算法建立系统噪声协方差矩阵。实验结果表明,该算法具有模型简单、计算精度较高等特点,在变负载、变移相控制角及偏移情况下,所提出的在线辨识方法对负载与互感的最大识别误差分别为6.19%和1.7%,且2 ms左右即可完成负载的动态识别,具有一定的工程应用价值。

关键词：无线电能传输无迹卡尔曼滤波在线辨识互感识别负载识别

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考虑源荷互动的综合能源系统多目标双层规划

电网技术 2024年第2期48卷 527-539页

作者：李东东汪露璐王维林顺富周波上海电力大学电气工程学院上海市杨浦区200090

随着综合能源系统建设的不断推进,传统的“源随荷动”模式转向“源荷互动”已成为发展趋势。为此,提出了一种考虑源荷互动的综合能源系统多目标双层规划方法。首先,引入电–热–冷可中断负荷和可转移负荷参与综合需求响应,并制定了一种... 详细信息

随着综合能源系统建设的不断推进,传统的“源随荷动”模式转向“源荷互动”已成为发展趋势。为此,提出了一种考虑源荷互动的综合能源系统多目标双层规划方法。首先,引入电–热–冷可中断负荷和可转移负荷参与综合需求响应,并制定了一种基于新能源发电与等效负荷相匹配的动态定价策略。然后,构建了含电动汽车充电站的综合能源系统多目标双层规划与运行模型,在上层规划模型中以经济成本、碳排放量、自主性为目标,在下层模型中以综合能源系统和电动汽车充电站的总运行成本最小为目标。最后,利用非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm Ⅱ,NSGA-Ⅱ)算法和商业求解器CPLEX求解获得Pareto前沿解集,并利用Topsis法选择最优解。算例表明,该方法可以有效降低经济性成本、减少碳排放量、提高系统自主性。

关键词：源荷互动综合需求响应动态电价综合能源系统多目标规划

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基于二极管分散整流的风电机组中压直流汇集直接送出系统

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电力系统自动化 2024年第2期48卷 9-19页

作者：杨明扬王晗蔡旭张建文上海交通大学电子信息与电气工程学院上海市200240

基于二极管分散整流的风电机组中压直流汇集直接送出系统可以省去海上升压站及海上换流站,对于中远距离、中等规模海上风电具有突出经济优势。针对其特有的输电电流纹波问题,建立了多机动态移相参考坐标系(DPSRF)并提出按DPSRF坐标系d... 详细信息

基于二极管分散整流的风电机组中压直流汇集直接送出系统可以省去海上升压站及海上换流站,对于中远距离、中等规模海上风电具有突出经济优势。针对其特有的输电电流纹波问题,建立了多机动态移相参考坐标系(DPSRF)并提出按DPSRF坐标系d轴定向的电压矢量控制,实现多台机组的分散式二极管整流器整流电流矢量和输出电流纹波的交错分布,有效降低直流输电电流和电压纹波。计及纹波交错算法中动态移相角影响,建立风电机组网侧变换器小信号状态空间模型,基于特征根分析辨识系统弱阻尼环节,并针对性地提出镇定控制策略。发挥该系统有望免除直流断路器的优势,制定了基于扰动注入的故障定位策略,配合继电保护逻辑和机组动作时序实现无通信依赖的直流内网多故障位置故障定位与隔离。最后,PSCAD仿真和基于RT-LAB的硬件在环实验验证了所提控制保护策略的有效性。

关键词：海上风电直流汇集直流输电控制与保护