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考虑通信流量控制的配电网线路5G差动保护方案

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浙江电力 2024年第7期43卷 29-36页

作者：薛明军徐胜邹磊张灏李进张涛国电南京自动化股份有限公司南京211100 南京国电南自电网自动化有限公司南京211153

针对5G通道承载配电网线路差动保护业务时数据流量大的问题,提出了考虑通信流量控制的配电网线路5G差动保护方案。从差动数据的发送频率、报文内容和报文类型入手,优化发送策略、简化数据格式、提高报文效率,并在此基础上优化差动保护... 详细信息

针对5G通道承载配电网线路差动保护业务时数据流量大的问题,提出了考虑通信流量控制的配电网线路5G差动保护方案。从差动数据的发送频率、报文内容和报文类型入手,优化发送策略、简化数据格式、提高报文效率,并在此基础上优化差动保护数据同步方案和CT(电流互感器)饱和判别逻辑,大幅降低了数据流量,且不影响差动保护的性能,同时仍具备通道监视的功能。最后通过实验验证了该方案具备工程应用推广价值,为5G通信技术承载配电网差动保护业务的实用化提供了借鉴。

关键词： 5G通信流量差动保护保护装置配电网

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基于正序瞬时功率算法的宽频振荡检测技术

浙江电力 2024年第1期43卷 12-19页

作者：来子晗温富光国电南京自动化股份有限公司南京211100

现代电力系统表现出含高比例可再生能源和高比例电力电子设备的“双高”特征,电力系统中不同频率的谐波、间谐波与工频量相互作用,将可能导致宽频振荡,威胁电力系统安全稳定运行。针对无法在三相不平衡状态下实现宽频振荡准确检测的问题... 详细信息

现代电力系统表现出含高比例可再生能源和高比例电力电子设备的“双高”特征,电力系统中不同频率的谐波、间谐波与工频量相互作用,将可能导致宽频振荡,威胁电力系统安全稳定运行。针对无法在三相不平衡状态下实现宽频振荡准确检测的问题,提出了基于FPGA(现场可编程门阵列)和正序瞬时功率算法的宽频振荡检测技术。利用三相正序瞬时功率能滤除三相不平衡分量的原理,确保宽频振荡的检测结果不受三相不平衡的影响。利用FPGA并行计算的特性,大幅提升了宽频振荡检测算法的性能。测试结果表明,该技术能够在发生宽频振荡时准确检测出振荡分量,解决了现有技术存在误判和并行计算能力不足的问题。

关键词： “双高”电力系统宽频振荡正序瞬时功率分布式并行计算 FPGA

非结构化环境下番茄采摘机器人目标识别与检测

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中国农机化学报 2024年第4期45卷 205-213页

作者：张永宏李宇超董天天秦夏洋刘云平曹景兴南京信息工程大学自动化学院南京市210044 无锡新松机器人自动化有限公司江苏无锡214000

针对采摘机器人收获技术中的识别技术受限于非结构化环境中复杂背景干扰的问题,采用改进模型后处理的研究路线,提出一种改进YOLOv5算法。首先将果实目标的中心点距离、预测框宽高实际差值与面积交并比三者共同考虑为损失项,提升预测框... 详细信息

针对采摘机器人收获技术中的识别技术受限于非结构化环境中复杂背景干扰的问题,采用改进模型后处理的研究路线,提出一种改进YOLOv5算法。首先将果实目标的中心点距离、预测框宽高实际差值与面积交并比三者共同考虑为损失项,提升预测框实际尺寸精度,再利用中心点距离作为惩罚项加权面积交并比得分,提升密集目标的识别能力,最后通过设置辅助训练头,提供更多的梯度信息以防止过拟合现象。通过多种损失函数损失值对比与模型改进精度对比试验证明改进有效性,部署至机器人验证可行性。结果表明,改进后的算法模型识别平均精度95.6%,召回率达到90.1%,相较于改进前全类精度提升0.4个百分点,召回率提升0.4个百分点,满足采摘机器人识别需求。

关键词：非结构化番茄果实目标识别损失函数优化 YOLOv5算法

基于变权属性矩阵的变压器零样本故障诊断技术

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电工技术学报 2024年第20期39卷 6577-6590页

作者：雷蕾潇何怡刚姚其新邢致恺武汉大学电气与自动化学院国网湖北省电力有限公司直流公司

针对变压器故障数据的稀缺性及数据分布中存在的长尾现象，导致故障诊断准确率低的问题，该文提出一种基于变权属性矩阵的变压器零样本故障诊断技术。首先，采用改进的高效通道注意力网络-堆栈式自编码器（IECANet-SAE）网络构建特征提... 详细信息

针对变压器故障数据的稀缺性及数据分布中存在的长尾现象，导致故障诊断准确率低的问题，该文提出一种基于变权属性矩阵的变压器零样本故障诊断技术。首先，采用改进的高效通道注意力网络-堆栈式自编码器（IECANet-SAE）网络构建特征提取模块，自适应地提取油中气体数据的关键特征信息；其次，利用基于潜在狄利克雷分布的主题建模方法构建变权属性矩阵；最后，提出基于神经网络的朴素贝叶斯（NNB）方法学习已知故障特征信息与属性矩阵的空间映射关系，建立零样本故障诊断模型并依靠模型实现未知故障类型诊断。应用IEC TC 10故障数据库及典型故障数据对所提方法加以验证。试验结果表明，所提出的方法具有更好的诊断效果，且在零样本条件下故障诊断平均准确率高达83%，平均诊断时间达0.18 s。

关键词：零样本学习特征提取故障诊断变权属性矩阵

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虚实特征融合与数据-机理驱动的变压器绕组小样本故障诊断

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电力自动化设备 2024年第9期44卷 212-218页

作者：段嘉珺吴晓欣何怡刚宋文斌殷奕恒南京信息工程大学自动化学院江苏南京210044 国网南京供电公司江苏南京210019 武汉大学电气与自动化学院湖北武汉430072 南京南瑞继保电气有限公司江苏南京211102

针对变压器绕组诊断的小样本场景,提出一种虚实特征融合的数据-机理驱动方法,通过引入仿真模型弥补实际样本特征不足的问题。提出虚实特征融合方法的原理,推导其基本公式,构建虚实特征融合的小样本故障诊断框架。搭建变压器绕组故障测... 详细信息

针对变压器绕组诊断的小样本场景,提出一种虚实特征融合的数据-机理驱动方法,通过引入仿真模型弥补实际样本特征不足的问题。提出虚实特征融合方法的原理,推导其基本公式,构建虚实特征融合的小样本故障诊断框架。搭建变压器绕组故障测试实验平台,采集包含不同故障位置、故障类型、故障程度的测试实验样本集,同时获得仿真模拟虚拟数据集。对比试验表明,所提数据-机理融合方法对多种智能算法在不同小样本程度下的诊断性能均有提升效果:在小样本程度为30%的小样本场景下,基于所提方法的平均诊断准确率提高了27.1%。针对虚实数据相似度对诊断结果的影响进行了探讨。

关键词：变压器故障诊断小样本数据-机理驱动虚实特征融合频率响应分析

引入注意力机制和参数优化的TCN短期风电功率预测

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电力系统及其自动化学报 2024年第9期36卷 88-95页

作者：柳天虹乔显菅利彬晋成凤孙康艳扬州大学信息工程学院扬州225127 国电南瑞科技股份有限公司南京211102 国电南京自动化股份有限公司南京211100

为提高短期风电功率预测的准确性,提出一种基于频率注意力机制和粒子群优化的时间卷积网络短期风电功率预测模型。首先,利用灰色关联分析方法计算气象变量与风电功率的关联度,选取特征变量;其次,引入频率注意力机制改进时间卷积网络残差... 详细信息

为提高短期风电功率预测的准确性,提出一种基于频率注意力机制和粒子群优化的时间卷积网络短期风电功率预测模型。首先,利用灰色关联分析方法计算气象变量与风电功率的关联度,选取特征变量;其次,引入频率注意力机制改进时间卷积网络残差块,赋予通道不同权重,并基于粒子群优化算法优化时间卷积网络超参数,搭建预测模型;最后,以黑龙江某风电场实测数据为例进行仿真分析,实验结果表明,所提方法能够充分提取风电功率序列的时序特征,提高短期风电功率预测精度。

关键词：时间卷积网络风电功率预测频率注意力机制粒子群优化算法灰色关联分析

基于SCADA图像数据增强的风机叶片结冰检测

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南京信息工程大学学报 2024年

作者：王昊姚刚卢应强葛泉波上海海事大学物流工程学院国电南京自动化股份有限公司南京信息工程大学自动化学院

为有效检测风电机组叶片是否结冰，提出一种基于SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）图像数据增强的风机叶片结冰检测方法。首先，对原始特征进行重构，并综合考虑数据相关性和特征重要性来筛选特征，随后，将SCADA数据... 详细信息

为有效检测风电机组叶片是否结冰，提出一种基于SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）图像数据增强的风机叶片结冰检测方法。首先，对原始特征进行重构，并综合考虑数据相关性和特征重要性来筛选特征，随后，将SCADA数据转换为二维图像形式，以适配二维神经网络模型的输入需求。在此基础上，采用经过优化的CycleGAN算法生成更具适应性的图像数据，旨在解决数据类别不平衡的问题，同时提高模型的泛化能力。选取WT15数据作为训练集，WT21数据作为测试集。实验结果表明：与采用XGBoost模型进行特征选择相比，本文所提出的特征选择方法使得模型的准确率、F1分数分别提升4.69和2.64个百分点，与原始CycleGAN模型相比，则分别提升6.78和6.91个百分点。本文提出的方法在提高模型准确率和泛化能力方面具有显著优势。

关键词：叶片结冰异常检测数据图形化 XGBoost CycleGAN

人工智能在新型电力系统智能传感、通信与数据处理领域应用

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高电压技术 2024年第1期50卷 19-29页

作者：杨挺耿毅男郭经红梁云王成山天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072 国网智能电网研究院有限公司电力传感技术研究所北京102211

新型电力系统以清洁能源为主体,借助海量数据和计算技术实现电源与负荷间的动态平衡,其核心特征是系统的可观、可测、可控。人工智能作为重要技术支撑,能够在能量流和信息流深度融合的基础上,提升电网智能感知水平,优化通信网资源利用... 详细信息

新型电力系统以清洁能源为主体,借助海量数据和计算技术实现电源与负荷间的动态平衡,其核心特征是系统的可观、可测、可控。人工智能作为重要技术支撑,能够在能量流和信息流深度融合的基础上,提升电网智能感知水平,优化通信网资源利用和系统数据处理能力。该文主要介绍了新型电力系统的形态、特征和机理,强调了在新形势下的电网数字化转型迫切需求,并对人工智能技术在电力传感、电力通信和电力大数据处理领域的研究现状和应用情况进行梳理分析,探究其促进新型电力系统各环节电气量、状态量、环境量的全面感知、即时通信与数据分析,有力支撑电力高级应用。最后对人工智能技术在新型电力系统建设中面临的挑战进行了总结和技术发展展望。

关键词：人工智能新型电力系统机器学习智能传感电力通信数据增强

非隔离型单相三桥臂统一电能质量控制器直流侧电压灵活调节与波动抑制技术

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电工技术学报 2024年第20期39卷 6517-6525页

作者：孟维奇何晋伟韩俊飞蒋玮王成山天津大学电气自动化与信息工程学院

非隔离型单相三桥臂统一电能质量控制器（UPQC）可以实现交流电压调节和并网点无功治理等功能，但传统控制方法直流侧母线电压高、二倍频波动大，既给设备带来巨大的电容成本，又影响设备的安全可靠运行。为了解决这些问题，该文详细分... 详细信息

非隔离型单相三桥臂统一电能质量控制器（UPQC）可以实现交流电压调节和并网点无功治理等功能，但传统控制方法直流侧母线电压高、二倍频波动大，既给设备带来巨大的电容成本，又影响设备的安全可靠运行。为了解决这些问题，该文详细分析了不同工况下直流侧电压的约束范围，推导了直流电压波动随并网点和负载功率因数、串联电压补偿相位、参考直流电压等复杂因素的关联性，并提出一种直流电压灵活降低与主动波动抑制控制方法。相比于传统控制，应用所提方法母线电压可降低至相电压峰值附近，二倍频电压波动可降低约80%。最后，实验验证了所提三桥臂UPQC直流电压控制技术的正确性。

关键词：单相三桥臂统一电能质量控制器直流电压波动直流电压控制主动波动抑制