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基于功率控制环扰动的DC-DC变换器能量信息一体化研究

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电力系统保护与控制 2024年第7期52卷 149-156页

作者：祝贺谢志远曹旺斌胡正伟华北电力大学电气与电子工程学院北京102206 河北省电力物联网技术重点实验室(华北电力大学) 河北保定071003

针对实现DC-DC变换器之间的信息交互较为复杂的问题,提出了一种基于功率控制环扰动实现其能量信息一体化的方法。通过在DC-DC变换器的传统功率控制环中叠加二进制频移键控(binary frequency shift keying,2FSK)信号作为扰动,将数据信息... 详细信息

针对实现DC-DC变换器之间的信息交互较为复杂的问题,提出了一种基于功率控制环扰动实现其能量信息一体化的方法。通过在DC-DC变换器的传统功率控制环中叠加二进制频移键控(binary frequency shift keying,2FSK)信号作为扰动,将数据信息叠加到传统脉冲宽度调制(pulse-width modulation,PWM)信号中,使得该PWM信号同时包含数据信息,实现能量信息一体化。首先,给出基于2FSK的功率/数据双载波调制以及实时的滑动离散傅里叶变换(sliding discrete Fourier transform,SDFT)解调方案。然后,通过对Buck变换器的能量信息一体化模型进行小信号建模与分析可知,降低输入阻抗可提升通信的信噪比。最后搭建一个由两个Buck变换器并联的实验装置进行验证。实验结果表明在稳态和负载突变的工况下均可实现3 kb/s的稳定通信,验证了所提方法的可行性。该方法使得DC-DC变换器能同时进行功率变换和数据传输,提升数字化和智能化水平。

关键词：扰动信号二进制频移键控滑动傅里叶变换功率/数据双载波调制能量信息一体化

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异构边缘云架构下的多任务卸载算法

哈尔滨工程大学学报 2024年第4期45卷 800-807页

作者：尼俊红臧云华北电力大学(保定)电子与通信工程系河北保定071003 华北电力大学河北省电力物联网技术重点实验室河北保定071003

为在资源有限的终端设备上运行计算密集型与时延敏感型应用,同时降低系统时延和能耗,构建边缘云异构网络模型。本文提出了一种H-PSOGA多任务卸载优化算法,并通过无人机、路边单元、车辆等边缘设备以及边缘云服务器进行多任务计算卸载。... 详细信息

为在资源有限的终端设备上运行计算密集型与时延敏感型应用,同时降低系统时延和能耗,构建边缘云异构网络模型。本文提出了一种H-PSOGA多任务卸载优化算法,并通过无人机、路边单元、车辆等边缘设备以及边缘云服务器进行多任务计算卸载。该算法以先串行再并行的方式将粒子群和遗传算法结合在一起,通过适应度值排序、种群选择、多点交叉、反向变异等操作,利用遗传算法对粒子群进行优选,弥补粒子群算法早熟收敛、陷入局部最优的缺陷。6种标准测试函数的测试分析以及与基线方案进行仿真对比的结果表明:在用户数较多时,混合优化算法的系统平均开销可降低26%~43%,可以有效提高收敛精度。

关键词：移动边缘计算异构网络边缘节点任务卸载粒子群算法遗传算法多目标优化标准测试函数

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考虑极端天气冲击过程的风电机组竞争失效可靠性评估

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电力自动化设备 2024年第4期44卷 40-47页

作者：赵洪山林诗雨曲岳晗杨澳常杰英华北电力大学电气与电子工程学院河北保定071003

针对风电机组的运行可靠性易受极端天气影响的问题,提出了一种考虑极端天气冲击过程的风电机组竞争失效可靠性评估方法。同时考虑风电机组自然退化、极端天气冲击导致的瞬时退化以及极端天气持续过程产生的加速退化,构建极端天气下的风... 详细信息

针对风电机组的运行可靠性易受极端天气影响的问题,提出了一种考虑极端天气冲击过程的风电机组竞争失效可靠性评估方法。同时考虑风电机组自然退化、极端天气冲击导致的瞬时退化以及极端天气持续过程产生的加速退化,构建极端天气下的风电机组综合退化模型;考虑风电机组退化过程对其耐冲击性能的影响,建立风电机组竞争失效可靠度模型以评估风电机组可靠性;基于我国北方某风电场工程数据和极端天气历史数据评估了某2 MW风电机组的可靠性并进行了参数灵敏度分析。结果显示,到第5年时,仅考虑自然退化的方法评估风电机组可靠度为0.84,而考虑极端天气冲击过程的方法评估风电机组可靠度为0.178,后者更加符合工程实际。通过模型参数的灵敏度分析发现,运行时间超过3年后,退化失效开始逐渐影响风电机组的可靠性。

关键词：风电风电机组可靠性评估极端天气冲击冲击持续过程竞争失效硬失效阈值退化

基于双层负序差值与负序测距的风电场集电线不对称故障定位

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电力系统保护与控制 2024年第12期52卷 1-12页

作者：丁嘉朱永利魏源华北电力大学电气与电子工程学院河北保定071003

针对风电场集电线上复杂电源密集接入使得现有定位方法应用困难的问题,提出一种基于双层负序差值与负序测距的风电场集电线故障定位方案。首先,深入分析风机故障电流特性,从负序分量出发实现风机建模,同时计及风电场结构特点对其负序网... 详细信息

针对风电场集电线上复杂电源密集接入使得现有定位方法应用困难的问题,提出一种基于双层负序差值与负序测距的风电场集电线故障定位方案。首先,深入分析风机故障电流特性,从负序分量出发实现风机建模,同时计及风电场结构特点对其负序网络实施等效。然后,引入故障模拟策略,通过负序电压差值表征模拟故障与实际故障的差异以识别故障区域第一节点,进一步探究从实际故障场景到特定模拟故障场景的负序电压变化趋势,并定义负序电压比消除故障点电流影响,由此提出负序电压比差值判据以实现故障区域第二节点识别。最后,针对故障区域利用双端负序量推导测距公式确定故障位置。PSCAD/EMTDC验证表明,所提方案能够以较少测点计及含线路分支集电线的适用性准确定位集电线各类不对称故障,且定位效果不受故障位置、过渡电阻、风机、风速分布及相量不同步等因素影响。

关键词：负序电压差值负序电压比差值负序测距风电场集电线不对称故障故障定位

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URLLC场景下信道可靠连通度预测

系统工程与电子技术 2024年第5期46卷 1810-1819页

作者：王希任惠王威张嘉怡赵洪山华北电力大学电气与电子工程学院河北保定071003

第五代移动通信技术(5th generation,5G)中高可靠低时延通信(ultra reliability and low latency communication,URLLC)应用场景,十分契合航空5G机场场面宽带移动通信系统建设要求。以丢包率为定义的可靠性指标没有反应时变无线信道的... 详细信息

第五代移动通信技术(5th generation,5G)中高可靠低时延通信(ultra reliability and low latency communication,URLLC)应用场景,十分契合航空5G机场场面宽带移动通信系统建设要求。以丢包率为定义的可靠性指标没有反应时变无线信道的时间依赖性和不同URLLC服务所需的持续时间。针对以上存在的问题,运用生存分析的方法,将URLLC关键技术与可靠性理论中失效率相结合,提出了可靠连通度指标,基于接收端信号强度,建立理论分布模型和数据驱动模型,对时变信道在未来1子帧内可靠连通度进行预测,并建立城市宏单元非视距簇时延线信道模型算例对模型进行对比分析,并在不同雨衰条件下,分析信道系统的可靠连通度。结果表明,数据驱动模型可靠性预测的均方误差(mean square error,MSE)可达0.1%,优于理论分布模型,且在恶劣天气情况下,多输入多输出信道可靠性相比于多输入单输出信道具有更高的抗衰落能力。

关键词： 5G通信高可靠低时延通信场景可靠性机器学习

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一种组合电极电容层析成像重建图像融合方法

计量学报 2024年第1期45卷 38-43页

作者：张立峰赵建海华回春华北电力大学自动化系河北保定071003 华北电力大学数理系河北保定071003

提出一种基于电容层析成像(ECT)组合电极重建图像及层次聚类的ECT图像融合方法。首先,构建组合8电极及12电极ECT阵列传感器,研究2种组合传感器激励测量方案;其次,采用层次聚类法对两种组合电极ECT重建图像进行聚类,从而消除重建过程中... 详细信息

提出一种基于电容层析成像(ECT)组合电极重建图像及层次聚类的ECT图像融合方法。首先,构建组合8电极及12电极ECT阵列传感器,研究2种组合传感器激励测量方案;其次,采用层次聚类法对两种组合电极ECT重建图像进行聚类,从而消除重建过程中产生的伪影;最后,将聚类后的2种图像再进行小波融合重建。实验结果表明,相较于原始重建图像,所提方法重建图像平均相对误差最小,最大降幅达到23.4%,平均相关系数最大,最大增幅达到10.56%。

关键词：计量学电容层析成像组合电极图像重建图像融合油-气两相流

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基于实例迁移学习的小样本光伏功率短期预测

太阳能学报 2024年第6期45卷 325-333页

作者：王晓霞艾兴成王涛华北电力大学计算机系保定071003 河北省能源电力知识计算重点实验室保定071003 华北电力大学数理系保定071003

针对新建光伏电站历史数据匮乏导致功率预测精度不足的问题,提出一种基于实例迁移学习的小样本光伏发电功率短期预测方法。首先,以一组丰富的长期运行光伏数据为源域,利用多核最大均值差异估计源域与目标域光伏数据的匹配相似性,筛选出... 详细信息

针对新建光伏电站历史数据匮乏导致功率预测精度不足的问题,提出一种基于实例迁移学习的小样本光伏发电功率短期预测方法。首先,以一组丰富的长期运行光伏数据为源域,利用多核最大均值差异估计源域与目标域光伏数据的匹配相似性,筛选出高相似的迁移源域;然后,建立加权对抗双向长短期记忆网络,通过对抗学习赋予源域光伏样本权重以调整其数据分布,将调整后的源域数据充实目标域数据集,采用双向长短期记忆网络挖掘公共知识域中光伏发电功率序列与气象数据的双向时序关联特性,实现小样本条件下光伏功率的精准预测。结果表明:相较于传统深度学习和模型迁移方法,所提方法能有效提高历史数据有限条件下光伏功率的预测精度。

关键词：光伏发电预测深度学习迁移学习双向长短期记忆网络

非均匀流体的体积黏度:Maxwell弛豫模型

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物理学报 2024年第6期73卷 305-315页

作者：孙宗利康艳霜张君霞华北电力大学数理系保定071003 华北电力大学数理系河北省物理学与能源技术重点实验室保定071003 河北农业大学理学院保定071001

基于黏弹力学中的Maxwell弛豫理论,提出一种新颖的、可用于计算非均匀体积黏度的理论方法.该方法通过体相流体的黏性和弹性特征来计算体系的局域弛豫时间,进而结合体系的局域弛豫模量来计算体积黏度的非均匀分布.作为应用,计算了受限于... 详细信息

基于黏弹力学中的Maxwell弛豫理论,提出一种新颖的、可用于计算非均匀体积黏度的理论方法.该方法通过体相流体的黏性和弹性特征来计算体系的局域弛豫时间,进而结合体系的局域弛豫模量来计算体积黏度的非均匀分布.作为应用,计算了受限于平行狭缝中的Lennard-Jones流体的非均匀体积黏度,系统地研究了体密度、温度、缝宽和吸附强度等因素对体积黏度的影响.结果表明,上述因素的变化均可显著地调制狭缝中流体的体积黏度.其中,体密度和吸附强度的增大均有益于体积黏度的增强,而温度的升高将则会削弱其体积黏度.此外,毛细凝聚的发生也对受限流体的体积黏度具有显著的调制作用.

关键词：非均匀流体体积黏度局域弛豫时间力学模量

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泡沫铜导离气泡强化流动沸腾换热实验研究

化工学报 2024年第5期75卷 1765-1776,F0002页

作者：关朝阳黄国庆张一喃陈宏霞杜小泽华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验室北京102206 华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206

流动沸腾作为一种高效的换热方法,被广泛应用于高热流设备的冷却。在流动沸腾换热过程中可通过设置多孔疏水结构促进沸腾气泡脱离,为强化沸腾换热提供新思路。在截面为6 mm×4 mm的矩形通道顶部添加浸润角为140°的多孔泡沫铜;并在液相... 详细信息

流动沸腾作为一种高效的换热方法,被广泛应用于高热流设备的冷却。在流动沸腾换热过程中可通过设置多孔疏水结构促进沸腾气泡脱离,为强化沸腾换热提供新思路。在截面为6 mm×4 mm的矩形通道顶部添加浸润角为140°的多孔泡沫铜;并在液相入口温度70、75和80℃,流速为6.94、10.42和13.89 cm/s的不同工况下,观测通道内沸腾两相流流型变化以及泡沫铜的吸气过程对流动沸腾换热性能的影响;基于气泡受力分析获得泡沫铜吸气强化流动沸腾的换热机理。结果显示,在本实验工况范围内添加脱气泡沫铜后,壁面过热度下降可达20.7%;泡沫铜的吸气率为0.81时,热通量可提高至152%;增大入口流速,泡沫铜强化效果显著增大,而入口温度对泡沫铜的吸气效果影响不明显。

关键词：传热浸润性泡沫铜气液两相流气泡