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基于改进黏菌算法的分布式光伏发电并网规划

南方电网技术 2024年

作者：杨海柱刘森张鹏白亚楠天津大学电气自动化与信息工程学院河南理工大学电气工程与自动化学院

针对分布式光伏的不合理布局会给配电网带来重大冲击，提出了一种考虑负荷与光伏系统出力时序性的双层优化分布式光伏选址定容模型。上层优化旨在筛选一组包含光伏接入节点和装机容量的组合数据，下层优化以网损、电压偏移量和投资成本... 详细信息

针对分布式光伏的不合理布局会给配电网带来重大冲击，提出了一种考虑负荷与光伏系统出力时序性的双层优化分布式光伏选址定容模型。上层优化旨在筛选一组包含光伏接入节点和装机容量的组合数据，下层优化以网损、电压偏移量和投资成本最小为目标函数，在解决高维度、非线性的功率因数优化问题同时，将最优规划结果反馈给上层优化层，从而确定分布式光伏的最佳接入节点和装机容量。此外，引入改进交叉算子的自适应人工蜂群黏菌算法求解该模型，其具有优秀的全局搜索能力，局部开发能力和个体跟新机制，针对此类模型能够获得更加理想的高质量解。仿真结果表明，改进黏菌算法在兼顾经济性的同时，配电网的有功损耗、电能质量的改善效果显著优于其他算法。

关键词：分布式光伏选址定容改进黏菌算法配电网功率因数

基于ECA和BiFPN改进YOLOv5s的PCB缺陷检测

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制造技术与机床 2024年

作者：任金霞吴吉林王金荣江西理工大学电气工程与自动化学院

针对常规的PCB缺陷检测算法存在精度不高、缺陷定位不准确等问题，提出一种基于ECA和BiFPN改进YOLOv5s的PCB缺陷检测方法。首先在主干网络的C3中引入ECA注意力机制，使模型更加关注小目标的特征信息，保证模型检测效果；其次引入加权双... 详细信息

针对常规的PCB缺陷检测算法存在精度不高、缺陷定位不准确等问题，提出一种基于ECA和BiFPN改进YOLOv5s的PCB缺陷检测方法。首先在主干网络的C3中引入ECA注意力机制，使模型更加关注小目标的特征信息，保证模型检测效果；其次引入加权双向特征金字塔网络(BiFPN)，让模型能够更快速地开展多尺度特征融合；最后使用SIoU Loss替换CIoU Loss，进一步提升模型的稳定性。以同一PCB数据集为实验对象，实验结果表明，改进后的模型mAP达到了98.1%，相较于原模型，FPS提高了4.68，在检测精度和速度上均有提升，满足PCB缺陷的实际检测要求。

关键词： PCB缺陷检测 YOLOv5s ECA BiFPN SIOU

基于变遗忘因子的改进卡尔曼滤波锂电池荷电状态估算研究

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河南理工大学学报(自然科学版) 2024年第4期 126-132页

作者：张涛陈东明侯鹏鹏王尧彬河南理工大学电气工程与自动化学院

目的为了解决锂电池在不同放电阶段和噪声干扰下荷电状态（SOC）估算结果发散问题，方法通过分析锂电池机理特性，查找影响估算结果的因素和原因。选取适当的数学模型并得到开路电压特性-荷电状态（OCV-SOC）试验曲线后，针对传统算... 详细信息

目的为了解决锂电池在不同放电阶段和噪声干扰下荷电状态（SOC）估算结果发散问题，方法通过分析锂电池机理特性，查找影响估算结果的因素和原因。选取适当的数学模型并得到开路电压特性-荷电状态（OCV-SOC）试验曲线后，针对传统算法估算误差波动较大的问题，提出变遗忘因子递推最小二乘（VFF-RLS）与自适应平方根无迹卡尔曼滤波（ASRUKF）算法联合估算SOC。结果以动态应力测试（DST）为例，遗忘因子最小二乘（FFRLS）算法的开路电压初期误差最大值为0.02 V，稳定后端电压误差为0.004～0.010 V，误差收敛时间约45 s;UKF算法的SOC估算初期最大误差为0.03，在400 s左右逐渐收敛到理论值附近，稳定后的波动误差为0.83%;VFF-RLS算法在相同的条件下，开路电压实验初期误差最大值为0.04 V，稳定后端电压误差为0.003～0.007 V，误差收敛时间约10 s;ASRUKF的SOC估算初期最大误差为0.1，随着算法迭代，200 s内收敛到理论值附近，稳定后最大波动误差0.413%。结论为了保证算法适用的普遍性，在不同初值下观察算法的收敛性，结果表明，在复杂的试验工况下，与传统算法比较，改进算法的参数辨识速度明显加快，精度提高，在估算SOC阶段，波动范围明显变小；在实际值误差较大的情况下，依然能够迅速收敛，证明本文方法的改进切实可行，可用于实际电池研究。

关键词：锂电池变遗忘因子荷电状态自适应滤波平方根滤波

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陷阱标记联合懒蚂蚁的自适应粒子群优化算法

系统仿真学报 2024年第7期36卷 1631-1642页

作者：张伟蒋岳峰河南理工大学电气工程与自动化学院河南焦作454003

为解决现有粒子群改进策略无法帮助已陷入局部最优和过早收敛的粒子恢复寻优性能的问题,提出一种陷阱标记联合懒蚂蚁的自适应粒子群优化(adaptive particle swarm optimization based on trap label and lazy ant, TLLA-APSO)算法。陷... 详细信息

为解决现有粒子群改进策略无法帮助已陷入局部最优和过早收敛的粒子恢复寻优性能的问题,提出一种陷阱标记联合懒蚂蚁的自适应粒子群优化(adaptive particle swarm optimization based on trap label and lazy ant, TLLA-APSO)算法。陷阱标记策略为粒子群提供动态速度增量,使其摆脱最优解的束缚。利用懒蚂蚁寻优策略多样化粒子速度,提升种群多样性。通过惯性认知策略在速度更新中引入历史位置,增加粒子的路径多样性和提升粒子的探索性能,使粒子更有效地避免陷入新的局部最优。理论证明了引入历史位置的粒子群算法的收敛性。仿真实验结果表明,所提算法不仅能有效解决粒子群已陷入局部最优和过早收敛的问题,且与其他算法相比,具有较快的收敛速度和较高的寻优精度。

关键词：粒子群优化算法懒蚂蚁陷阱标记局部最优过早收敛

计及最恶劣场景概率和供需灵活性的综合能源系统分布鲁棒低碳优化调度

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电力系统保护与控制 2024年第13期52卷 78-89页

作者：王蓬蓬宋运忠河南理工大学电气工程与自动化学院河南焦作454003

随着可再生能源渗透率的提升,其不确定性给综合能源系统(integratedenergysystem,IES)的经济性和鲁棒性带来了极大挑战。为了促进可再生能源消纳以及降低碳排放量,提出了一种基于数据驱动的分布鲁棒优化(distributionally robust optimi... 详细信息

随着可再生能源渗透率的提升,其不确定性给综合能源系统(integratedenergysystem,IES)的经济性和鲁棒性带来了极大挑战。为了促进可再生能源消纳以及降低碳排放量,提出了一种基于数据驱动的分布鲁棒优化(distributionally robust optimization,DRO)调度策略。首先,构建了由有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)、氢燃料电池和电动汽车等构成的供需灵活响应模型,并引入阶梯碳交易机制来约束系统碳排放量。其次,为了能获取最恶劣情况下的场景概率分布,采用综合范数对风电输出场景的概率分布置信集合进行约束。然后,以在最恶劣场景概率分布下综合能源系统运行总成本最低为目标建立两阶段鲁棒优化模型,并通过列和约束生成(column and constraint generation,CCG)算法对模型进行迭代求解。最后,算例仿真结果表明了所提模型和求解方法的有效性,并分析了阶梯碳交易机制和供需灵活响应模型对提高系统灵活性和低碳经济性的影响。

关键词：综合能源系统供需灵活性阶梯碳交易数据驱动分布鲁棒优化

紧格式无模型自适应控制在四旋翼飞行器中的应用

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电光与控制 2024年第6期31卷 87-93页

作者：丁勇军王建宏罗熙张金龙江西理工大学电气工程与自动化学院江西赣州341000

为解决难以建立自适应离散变结构控制的受控系统数学模型问题,提出一类改进的基于紧格式离散时间非线性系统的无模型自适应控制(ICF-MFAC)方法。首先,在仅有一项时变积分项的CF-MFAC方法中加入误差反馈输出控制项,使得控制器具有在线整... 详细信息

为解决难以建立自适应离散变结构控制的受控系统数学模型问题,提出一类改进的基于紧格式离散时间非线性系统的无模型自适应控制(ICF-MFAC)方法。首先,在仅有一项时变积分项的CF-MFAC方法中加入误差反馈输出控制项,使得控制器具有在线整定内部参数的优势,提高系统的动态性能。然后,通过严格的数学推导对ICF-MFAC方法进行收敛性证明,理论分析表明,ICF-MFAC方法提高了伪偏导数估计值的利用率,加快了系统的响应速度。最后,在四旋翼飞行器中进行仿真实验,与CF-MFAC方法相比,改进的控制方法控制误差减小6.12%,且无超调、跟踪误差小,始终保持良好的控制效果和鲁棒性。

关键词：数据驱动控制无模型自适应控制误差反馈控制紧格式动态线性化收敛性

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开关磁阻电机自抗扰无磁链直接转矩控制

探测与控制学报 2024年第2期46卷 138-148页

作者：黄朝志曹晓刚孙燕文陈洲江西理工大学电气工程与自动化学院江西赣州341000

针对传统直接转矩控制策略转矩脉动抑制性能弱、调速平稳性差和调速范围窄问题,提出一种基于自抗扰的开关磁阻电机无磁链直接转矩控制。分析传统直接控制转矩策略转矩脉动较大的原因,在此基础上设计了一种无磁链闭环控制方法并且重构了... 详细信息

针对传统直接转矩控制策略转矩脉动抑制性能弱、调速平稳性差和调速范围窄问题,提出一种基于自抗扰的开关磁阻电机无磁链直接转矩控制。分析传统直接控制转矩策略转矩脉动较大的原因,在此基础上设计了一种无磁链闭环控制方法并且重构了更适应电机运行特性的电压矢量;针对传统自抗扰参数过多难以整定问题,采用线性自抗扰控制器将其代替,提高了控制器的速度、抗扰动能力和鲁棒性。仿真验证结果表明,在不同转速、负载工况下,不仅动态响应性能提升,而且电机转矩脉动得到进一步抑制,电流峰值降低,进而提高了转矩电流比。

关键词：开关磁阻电机直接转矩控制自抗扰控制无磁链转矩脉动

含分布电源配电网多时段线性化二阶锥松弛算法研究

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重庆邮电大学学报（自然科学版） 2024年第2期36卷 374-382页

作者：朱美媛艾永乐王允建河南理工大学电气工程与自动化学院河南焦作454003

针对分布式电源接入配电网影响系统电压分布和潮流分析、造成系统电能质量下降的问题,建立系统优化模型,对系统电压、潮流进行分析与优化,提出含分布式电源的配电网多时段线性化二阶锥松弛优化算法。对分布式电源接入的配电网进行潮流分... 详细信息

针对分布式电源接入配电网影响系统电压分布和潮流分析、造成系统电能质量下降的问题,建立系统优化模型,对系统电压、潮流进行分析与优化,提出含分布式电源的配电网多时段线性化二阶锥松弛优化算法。对分布式电源接入的配电网进行潮流分析,建立分布式配电网最优潮流优化模型;对分布式配电网潮流优化模型进行简化处理,针对潮流分析中非凸非线性,提出多时段二阶锥松弛优化算法;针对电容器组、有载调压变压器的非凸非线性问题,进行分段线性化处理。仿真结果表明,提出的算法能合理调度有载调压变压器、电容器组和分布电源的出力,有效降低网损,减小电网电压偏差。

关键词：最优潮流混合整数线性规划分段线性规划多时段SOCP算法

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融合特征加权注意力的火焰检测

安全与环境学报 2024年第1期24卷 159-168页

作者：杨国亮龚志鹏杨浩李林森黄经纬江西理工大学电气工程与自动化学院江西赣州341000

针对基于图像处理的火焰检测方法检测精度不高,存在误检和漏检等问题,提出一种融合目标提取和特征加权注意力的火焰检测算法。首先,通过YCrCb色彩空间色度分离算法将火焰及火焰颜色相似物提取,滤除无关背景信息,减少模型训练时间,加快... 详细信息

针对基于图像处理的火焰检测方法检测精度不高,存在误检和漏检等问题,提出一种融合目标提取和特征加权注意力的火焰检测算法。首先,通过YCrCb色彩空间色度分离算法将火焰及火焰颜色相似物提取,滤除无关背景信息,减少模型训练时间,加快网络收敛;其次,在空间域上构建火焰颜色特征加权注意力机制(Flame Color-weighted Attention, FCA),使模型更加关注火焰目标,提高网络检测精度;最后,使用计算量更为经济的幻影卷积(Ghost Convolution)替换原有普通卷积,以降低网络计算量,减小模型参数量。试验结果显示,改进算法的精确率和平均精确率比原算法分别提高1.4百分点和0.9百分点,参数量比原模型减少了17.24%。此外,改进后的检测模型在不同场景下的实际检测效果较原模型有所改善,检测速度可满足实时性要求,能更好地应用于火灾防控任务。

关键词：公共安全目标检测目标提取注意力机制 YOLOv5s算法