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基于多核数据合成的离线小数据驱动的进化算法

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浙江大学学报(工学版) 2025年第2期59卷 278-288页

作者：李二超刘昀兰州理工大学电气工程与信息工程学院甘肃兰州730050

为了增强离线数据驱动的进化算法在小数据情景中的表现,削弱代理模型对数据集规模的依赖,提出基于多核数据合成的离线小数据驱动的进化算法(DDEA-MKDS).考虑到代理模型易因小数据陷入过拟合,通过经验公式与遍历法找出针对离线数据集的... 详细信息

为了增强离线数据驱动的进化算法在小数据情景中的表现,削弱代理模型对数据集规模的依赖,提出基于多核数据合成的离线小数据驱动的进化算法(DDEA-MKDS).考虑到代理模型易因小数据陷入过拟合,通过经验公式与遍历法找出针对离线数据集的最优隐含层节点数,以简化模型结构.为了弥补数据量的不足,训练了3个不同核函数的径向基网络生成合成数据,通过轮盘赌法选择其中的部分数据与原数据集合并,使用新数据集训练代理模型.将DDEA-MKDS与其他5种流行的离线数据驱动的进化算法在6个单目标基准测试问题上进行对比,实验结果表明,所提算法在数据量极小的条件下能够取得良好的效果,寻优效率显著优于其他算法.

关键词：离线数据驱动进化算法小数据代理模型隐含层节点合成数据

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基于矩阵扰动法和传感器优化配置的光伏阵列故障定位方法

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太阳能学报 2025年第1期46卷 641-653页

作者：陈伟丁聪裴婷婷张馨尹兰州理工大学电气工程与信息工程学院兰州730050

针对现有光伏阵列故障定位方法难以同时考虑组件的定位精度与成本的问题,提出一种基于信息熵原理的传感器优化配置法和矩阵扰动法的光伏阵列故障定位方法。首先根据光伏系统在不同故障状态下的特征数值,通过基于信息熵的传感器配置方法... 详细信息

针对现有光伏阵列故障定位方法难以同时考虑组件的定位精度与成本的问题,提出一种基于信息熵原理的传感器优化配置法和矩阵扰动法的光伏阵列故障定位方法。首先根据光伏系统在不同故障状态下的特征数值,通过基于信息熵的传感器配置方法布置传感器并获取光伏阵列侧的输出值;然后构建响应矩阵并将矩阵的迹与谱半径作为故障特征,以响应矩阵的迹与谱半径随光伏阵列输出值在不同故障状态下的对应关系准确定位故障的位置;最后通过实验和仿真对提出的传感器配置和矩阵扰动法进行验证,实验与仿真结果验证所提方法的可行性和有效性。

关键词：光伏系统故障定位传感器最小二乘拟合矩阵扰动

基于离心泵数字孪生流场云图的叶轮故障诊断方法与应用

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北京航空航天大学学报 2025年第1期51卷 193-201页

作者：李亚洁刘强李炜兰州理工大学电气工程与信息工程学院兰州730050 兰州理工大学甘肃省工业过程先进控制重点实验室兰州730050 兰州理工大学电气与控制工程国家级实验教学示范中心兰州730050

随着工业技术的发展,离心泵的健康诊断与维护需求日益迫切,结合数字孪生和机器视觉技术,提出一种基于数字孪生流场云图的离心泵叶轮机械故障智能诊断方法。借助离心泵数字孪生模型来模拟叶轮叶片随机断裂故障的演化发展,生成具有不同故... 详细信息

随着工业技术的发展,离心泵的健康诊断与维护需求日益迫切,结合数字孪生和机器视觉技术,提出一种基于数字孪生流场云图的离心泵叶轮机械故障智能诊断方法。借助离心泵数字孪生模型来模拟叶轮叶片随机断裂故障的演化发展,生成具有不同故障特征的叶轮流场压力及速度云图;基于对Yolov5算法的学习训练,获得了压力和速度云图两类机器视觉模型,并结合统计分析实现了叶轮故障的初步诊断;进而考虑两类检测模型的优势互补特性,基于堆叠集成的思想将二者融合,以提升叶轮故障诊断的准确性。经实验验证,针对叶轮叶片的随机断裂故障,所提方法可达到0.99以上的诊断准确度,开发的离心泵叶轮机械故障智能诊断系统使所提方法得以落地应用。

关键词：离心泵数字孪生叶轮机械机器视觉智能诊断

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基于RLANPE的工业过程故障诊断算法

控制与决策 2025年第2期40卷 590-598页

作者：牟淼赵小强兰州理工大学电气工程与信息工程学院兰州730050 兰州理工大学甘肃省工业过程先进控制重点实验室兰州730050 兰州理工大学国家级电气与控制工程实验教学中心兰州730050

基于邻域保持嵌入(NPE)的故障诊断算法因其能够有效地提取过程数据的局部信息而被广泛应用,但是典型的NPE方法对参数选择和噪声等离群点敏感,同时忽略了过程数据的全局信息,由此提出一种基于鲁棒低秩自适应邻域保持嵌入(RLANPE)的故障... 详细信息

基于邻域保持嵌入(NPE)的故障诊断算法因其能够有效地提取过程数据的局部信息而被广泛应用,但是典型的NPE方法对参数选择和噪声等离群点敏感,同时忽略了过程数据的全局信息,由此提出一种基于鲁棒低秩自适应邻域保持嵌入(RLANPE)的故障诊断算法.该方法将自适应邻域嵌入、投影学习和低秩表示集成到一个框架中,在获得全局最优解的同时能有效提取数据的局部信息;进一步地,为了探索数据的全局信息并减轻异常值的影响,对RLANPE施加低秩表示约束,以增强RLANPE的特征提取能力和鲁棒性;此外,对RLANPE引入基于l2,1范数的投影约束,以从复杂的数据中选择最有判别力的特征.通过3个合成数据集验证所提方法的降维效果和结构保持能力,在田纳西伊斯曼过程中的平均故障检测率可达83.72%,相比对比算法可提高近3%.

关键词：工业过程故障诊断邻域保持嵌入低秩表示流形学习

一种考虑风光不确定性的热电混合共享储能双层优化配置方法

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太阳能学报 2025年第3期46卷 189-198页

作者：周勃李二超兰州理工大学电气工程与信息工程学院兰州730050

针对基于多区域综合能源系统的混合共享储能系统容量优化配置问题开展研究。首先,建立含混合共享储能的多区域综合能源系统总体架构,并阐述各主体的收益途径及交互模式;其次,针对区域综合能源系统提出一种考虑负荷侧电-热-冷耦合转换的... 详细信息

针对基于多区域综合能源系统的混合共享储能系统容量优化配置问题开展研究。首先,建立含混合共享储能的多区域综合能源系统总体架构,并阐述各主体的收益途径及交互模式;其次,针对区域综合能源系统提出一种考虑负荷侧电-热-冷耦合转换的综合需求响应机制;在此基础上,提出双层优化配置模型,其中上层模型以热电混合共享储能系统年运行成本最优为目标,下层模型以多区域综合能源系统年运行成本最优为目标;同时,针对下层优化模型中存在的风光出力不确定性的问题,将其转变为一类含时变参数的动态鲁棒优化问题,并提出一种基于特征变化引导的时域鲁棒优化算法(PCCG-ROOT)对问题进行求解。算例仿真结果表明所提双层优化配置算法能够合理配置混合共享储能系统的额定容量及运行功率。

关键词：需求响应储能可再生能源区域综合能源系统优化算法

计及EV和BESS的配电网削峰填谷两阶段优化调度策略研究

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电源学报 2025年第1期23卷 160-172页

作者：刘仲民王瑜兰州理工大学电气工程与信息工程学院兰州730050

随着电动汽车的大规模入网,其无序充电使得负荷峰谷差距进一步激增,给电力系统的稳定运行带来了负面影响,因此提出1种计及电动汽车负荷和电池储能系统的削峰填谷两阶段优化调度策略。首先,以用户充电成本和负荷绝对峰谷差最小为目标建... 详细信息

随着电动汽车的大规模入网,其无序充电使得负荷峰谷差距进一步激增,给电力系统的稳定运行带来了负面影响,因此提出1种计及电动汽车负荷和电池储能系统的削峰填谷两阶段优化调度策略。首先,以用户充电成本和负荷绝对峰谷差最小为目标建立电动汽车有序充电调度模型,利用改进粒子群优化算法对模型进行求解,促使电动汽车避峰充电;其次,以负荷方差和储能寿命综合成本最小为目标建立储能系统削峰填谷优化调度模型,采用改进哈里斯鹰优化HHO(Harris Hawks optimization)算法对模型进行求解,从而减小负荷峰谷差,并通过削峰填谷评价指标对优化结果进行评估和分析;最后,以某电网实测负荷功率为例进行仿真实验,结果表明,所提两阶段优化调度策略使得负荷峰值降低了约147 k W,负荷谷值上升了约223 k W,峰谷差降低了约46.73%,能够有效改善负荷曲线,缓解负荷高峰期电力供应紧张的压力,保证了电网的安全、稳定运行。

关键词：削峰填谷储能系统调度策略两阶段优化哈里斯鹰优化

孤岛模式下基于VSG的光储发电系统多机并联运行策略

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全球能源互联网 2025年第1期8卷 98-109页

作者：张萍李扬兰州理工大学电气工程与信息工程学院甘肃省兰州市730050

随着光伏发电装机容量的大幅增加,电力系统呈现“低惯性、低阻尼”特性,虚拟同步发电机(virtual synchronous generators,VSG)技术可以提高系统稳定性和供电可靠性。针对孤岛模式下光储-VSG并联系统由于线路阻抗差异和负载投切等原因导... 详细信息

随着光伏发电装机容量的大幅增加,电力系统呈现“低惯性、低阻尼”特性,虚拟同步发电机(virtual synchronous generators,VSG)技术可以提高系统稳定性和供电可靠性。针对孤岛模式下光储-VSG并联系统由于线路阻抗差异和负载投切等原因导致的系统环流及功率分配不均问题,提出一种协同自适应控制策略。首先,通过系统无功功率偏差动态调整虚拟阻抗值,实现无功功率的精确分配,从而抑制系统稳态环流。其次,为提升系统动态特性和抑制负载投切过程中系统的振荡,建立双输入三输出径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络对系统关键参数进行优化。最后,建立3台光储-VSG并联模型,设定不同容量比进行仿真分析,验证了所提控制策略能更好地抑制系统环流,保证系统稳定运行。

关键词：光储发电系统虚拟同步发电机动态虚拟阻抗 RBF神经网络环流抑制

基于优化权重的YOLOv7密集行人检测算法

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液晶与显示 2025年第3期40卷 505-515页

作者：曹洁牛瑜梁浩鹏兰州理工大学电气工程与信息工程学院甘肃兰州730030 兰州城市学院信息工程学院甘肃兰州730020 兰州理工大学计算机与通信学院甘肃兰州730050

针对自然复杂场景中行人拥挤和相互遮挡,导致检测精度不佳的问题,提出了一种基于优化权重的YOLOv7密集行人检测算法。首先,针对遮挡行人特征提取问题,利用跨空间高效多尺度注意力机制(Efficient Multi-Scale Attention Module with Cros... 详细信息

针对自然复杂场景中行人拥挤和相互遮挡,导致检测精度不佳的问题,提出了一种基于优化权重的YOLOv7密集行人检测算法。首先,针对遮挡行人特征提取问题,利用跨空间高效多尺度注意力机制(Efficient Multi-Scale Attention Module with Cross-Spatial Learning,EMA)重新分配主干网络的权重,并跨维度学习不同通道特征之间的相关性,以增强模型对行人目标可见区域的关注。其次,针对检测模型复杂性较高的问题,设计了高效轻量化连接模块(Efficient Lightweight Connection Module,ELCM),旨在提升模型表达能力的同时加快训练速度。最后,构建了聚焦边界框损失函数Focal-SIoU loss,该损失函数注重抑制低质量样本,同时添加角度损失提高模型的检测精度。实验结果表明,所提算法在行人检测数据集Wider-Person与Crowd Human数据集上的均值平均精度分别达到83.7%和82.6%,相比其他先进的算法,在密集拥挤人群检测任务中有显著检测优势。

关键词：密集行人检测优化权重聚焦边界框损失函数 YOLOv7

基于信息间隙决策理论的多重不确定性滚动优化调度

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兰州理工大学学报 2025年第1期51卷 72-82页

作者：张明光高燕霞张飞祥王海滨兰州理工大学电气工程与信息工程学院甘肃兰州730050

针对区域综合能源系统(RIES)运行中存在的不确定性问题,借助滚动优化调度方法,结合信息间隙决策理论(IGDT),将其转化为运行经济性,从而构建了RIES双层鲁棒优化调度模型.模型上层求解系统不确定度;下层通过模型收益基准值,将不确定性量化... 详细信息

针对区域综合能源系统(RIES)运行中存在的不确定性问题,借助滚动优化调度方法,结合信息间隙决策理论(IGDT),将其转化为运行经济性,从而构建了RIES双层鲁棒优化调度模型.模型上层求解系统不确定度;下层通过模型收益基准值,将不确定性量化,确保模型运行收益不低于期望值,实现调度动态化.通过调整模型的水平因子,得到不同的调度方案,从而获得不同的调度收益期望值.决策者可根据对风险的规避程度,选择合适的调度方案.最后,对改进IEEE33节点配电网、19节点热网及20节点天然气网组成的RIES系统进行测试,结果表明在特定场景下,与确定性模型相比,鲁棒模型可将系统规避风险的程度提高5%.

关键词：区域综合能源系统多源协调调度滚动优化信息间隙决策理论源-荷不确定性