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基于图像编码与多头自注意力卷积神经网络的电网虚假数据注入攻击检测

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中国电机工程学报 2025年

作者：席磊李宗泽刘治洪陈洪军三峡大学电气与新能源学院(梯级水电站运行与控制湖北省重点实验室) 输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学)

虚假数据注入攻击是影响电网安全运行的重要威胁之一。现有检测方法对空间特征的提取依赖于电网拓扑结构，可扩展性较差；且未充分提取电网量测数据中的深层空间信息，限制了检测方法的定位检测性能。因此，本文提出一种基于图像编码与... 详细信息

虚假数据注入攻击是影响电网安全运行的重要威胁之一。现有检测方法对空间特征的提取依赖于电网拓扑结构，可扩展性较差；且未充分提取电网量测数据中的深层空间信息，限制了检测方法的定位检测性能。因此，本文提出一种基于图像编码与多头自注意力卷积神经网络的虚假数据注入攻击定位检测方法。该方法通过主成分分析和格拉姆角场对一维历史时间断面电网数据进行图像编码以提取电网量测数据中的深层空间信息，突破了现有检测方法依赖于电网拓扑结构进行空间特征提取的局限性。在此基础上，将多头自注意力机制引入二维卷积神经网络中，以加强对二维图像数据中富含深层空间信息的重要特征的关注。通过对所提定位检测方法在IEEE-14和57节点系统进行仿真，验证所提方法的有效性；且与其他方法在不同场景下进行对比分析，验证了所提方法具有更优的精确率、准确率、召回率和F1值。

关键词：电力信息物理系统虚假数据注入攻击主成分分析多头注意力机制卷积神经网络格拉姆角场

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锂离子电池温度状态:定义、检测与估计

中国科学:技术科学 2025年

作者：杨博文刘思垒冯旭宁饶中浩刘吉臻吴伟雄暨南大学国际能源学院清华大学智能绿色车辆与交通全国重点实验室河北工业大学能源与环境工程学院华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室

锂离子电池作为新型储能技术的重要载体,其全生命周期的安全性和可靠性备受关注.作为复杂的温度敏感型电化学系统,随着能量密度上升和应用场合的拓展,热效应引起的温度变化极大地影响锂离子电池性能.相较于荷电状态、健康状态等,电池温... 详细信息

锂离子电池作为新型储能技术的重要载体,其全生命周期的安全性和可靠性备受关注.作为复杂的温度敏感型电化学系统,随着能量密度上升和应用场合的拓展,热效应引起的温度变化极大地影响锂离子电池性能.相较于荷电状态、健康状态等,电池温度状态能够直观地反映其内部工作状况和外部环境条件,是未来智能电池管理系统中必不可少的物理量之一.本文首先归纳了电池的4种温度表征指标:表面温度、核心温度、体均温度及温度分布,与此同时,在模组层面讨论了温度极值和温度差值的适用性;随后,从温度检测和温度估计两方面对现有方法进行分类,并系统阐述了各种温度检测估计方法的原理、优势以及局限性;最后,讨论了电池温度状态领域面临的挑战,并提出了未来的发展方向.

关键词：锂离子电池温度状态智能电池温度检测温度估计

新能源柔直送出系统变压器保护性能分析及改进方法

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高电压技术 2025年

作者：闫旭何佳伟温涛李斌李岩周博昊智能电网教育部重点实验室(天津大学) 广东电网有限责任公司电力调度控制中心直流输电技术国家重点实验室(南方电网科学研究院有限公司)

在大规模新能源柔直送出场景中，新能源送端变压器发生故障时差动电流的高谐波特点以及受端变压器阀侧发生单相接地故障时的故障涌流特征为变压器保护带来新的挑战。为解决该场景中变压器在特定故障情况下传统保护方法失效的问题，提出... 详细信息

在大规模新能源柔直送出场景中，新能源送端变压器发生故障时差动电流的高谐波特点以及受端变压器阀侧发生单相接地故障时的故障涌流特征为变压器保护带来新的挑战。为解决该场景中变压器在特定故障情况下传统保护方法失效的问题，提出一种基于拟合误差权重累积的变压器时域等效电感保护方法。该方法结合参数识别思想，通过计算等效电感来直观反映变压器状态，并利用拟合误差的累积权重进行结果加权，以克服传统时域计算波动性大的缺陷。研究结果表明，该方法有效避免了二次谐波闭锁判据误闭锁保护的问题，并在仿真测试中表现出优越的性能，不受电源特性和控制策略的影响，具有显著的工程应用价值。

关键词：新能源柔直送出系统故障电流谐波故障性涌流变压器保护等效电感误差权重拟合

考虑应急电源车的高速公路服务区微网两阶段优化调度方法

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电力建设 2025年

作者：胡俊杰曲佳桐刘雪涛桂江一新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 中国北方车辆研究所

针对雪灾、暴雨等极端事件可能导致高速公路服务区微网光伏发电骤减、与大电网联络线中断等突发事件，提出一种考虑应急电源车的高速公路服务区微网两阶段优化调度方法。日前阶段，考虑服务区综合能源微网中可调度储能容量的灵活性资源... 详细信息

针对雪灾、暴雨等极端事件可能导致高速公路服务区微网光伏发电骤减、与大电网联络线中断等突发事件，提出一种考虑应急电源车的高速公路服务区微网两阶段优化调度方法。日前阶段，考虑服务区综合能源微网中可调度储能容量的灵活性资源能力，以微网运行成本最低为优化目标，建立微网日前经济调度模型，得到储能资源荷电状态下限，作为日内优化调度阶段的参数；日内阶段，基于模型预测控制理论，建立日内滚动优化调度模型。日内滚动优化考虑应急电源车参与服务区微网调度，并对服务区的多种用能负荷按照重要程度进行了分级处理。以应急电源车运行费用最低和切负荷惩罚最低为目标函数，得到最终日内优化调度结果。算例对比了无储能最低SOC优化调度方法和不考虑应急电源车的方案，本文提出的方法可以降低服务区微网的运行成本和切负荷量，验证了本文所提出的高速公路服务区微网两阶段优化调度方法的有效性。

关键词：交通能源高速公路服务区微网优化调度模型预测控制应急电源车极端场景

采用全局健康因子和残差模型的锂离子电池健康状态估计

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西安交通大学学报 2025年

作者：胡循泉耿莉敏舒俊豪张文博巫春玲尉小龙黄东陈昊长安大学陕西省交通新能源开发应用与汽车节能重点实验室长安大学西安市交通先进动力重点实验室陕西重型汽车有限公司汽车工程研究院核工业二〇三研究所

为准确估计锂离子电池的健康状态（SOH），提出了一种卷积神经网络-残差网络-双向门控循环单元-注意力机制（CNN-Residual-BiGRU-Attention）模型和微调估计方法。首先，采用分段近似聚合算法对电池容量增量和恒流充电曲线进行降维，构... 详细信息

为准确估计锂离子电池的健康状态（SOH），提出了一种卷积神经网络-残差网络-双向门控循环单元-注意力机制（CNN-Residual-BiGRU-Attention）模型和微调估计方法。首先，采用分段近似聚合算法对电池容量增量和恒流充电曲线进行降维，构建全局健康因子；接着，利用卷积神经网络提取全局健康因子时序特征，通过注意力机制突出强相关特征，并引入残差网络保持信息完整性；最后，通过改进人工蜂群算法对模型超参数寻优，提升模型SOH估计精度。采用美国国家航空航天局和牛津大学锂离子电池数据集进行精度验证，结果表明：利用提出的微调估计方法，即使精度较差的卷积神经-长短期记忆模型，SOH估计结果的平均绝对误差e MAE、平均绝对百分比误差e MAPE和均方根误差e RMSE亦在2%以内；相较于卷积神经网络-双向门控循环单元-注意力机制模型，采用CNN-Residual-BiGRU-Attention模型对训练集比例为30%的同一电池SOH进行估计，得到的e MAE、e MAPE和e RMSE分别降低了41.86%、44.35%、42.11%；对训练集比例为40%的同类电池SOH进行估计，得到的e MAE、e MAPE和e RMSE分别降低了52.78%、53.11%、46.76%。研究结果可为低比例训练集条件下准确估计锂离子电池的SOH提供理论参考。

关键词：锂离子电池健康状态估计全局健康因子改进人工蜂群算法残差双向门控循环单元

风电经柔直送出系统送端交流故障低电压穿越策略

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电力系统自动化 2025年

作者：钟术威车延博苏鉴博陈怡静李春华智能电网教育部重点实验室(天津大学) 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司

风电经柔直送出系统送端交流汇集线路两端均为电力电子换流器，在送端发生交流故障时可能出现非故障相过电压和恢复过电压等问题，容易导致系统低电压穿越失败。为此，首先，分析了风电经柔直送出系统送端发生交流故障时系统产生非故障... 详细信息

风电经柔直送出系统送端交流汇集线路两端均为电力电子换流器，在送端发生交流故障时可能出现非故障相过电压和恢复过电压等问题，容易导致系统低电压穿越失败。为此，首先，分析了风电经柔直送出系统送端发生交流故障时系统产生非故障相过电压和恢复过电压的原因。然后，通过推导系统负序分量与非故障相电压之间的关系，并结合降压控制、闭锁控制和负序限幅优化等方法，提出了适用于送端对称和不对称交流故障等场景的低电压穿越策略。最后，在PSCAD/EMTDC中建立风电经柔直送出系统的电磁暂态仿真模型，通过在送端设置4种不同的交流故障类型，验证了所提策略的有效性和可行性。

关键词：风电场柔性直流输电故障过电压低电压穿越

计及实时交通流的电动汽车灵活性多速率联合优化

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电力自动化设备 2025年第1期 200-207页

作者：李春燕赖伟彬刘杨易德荣杨坤张谦重庆大学输变电装备技术全国重点实验室

由于交通网-电网之间的耦合愈加紧密，电动汽车（EV）作为灵活性资源参与调度的潜力愈加明显。针对现阶段交通网-电网耦合网络对交通流实时性考虑不足的现状，提出一种计及实时交通流的EV灵活性多速率联合优化（MRCO）策略。构建考虑交... 详细信息

由于交通网-电网之间的耦合愈加紧密，电动汽车（EV）作为灵活性资源参与调度的潜力愈加明显。针对现阶段交通网-电网耦合网络对交通流实时性考虑不足的现状，提出一种计及实时交通流的EV灵活性多速率联合优化（MRCO）策略。构建考虑交通拥堵的动态交通模型，基于速度-流量实用模型建立道路实时车流量与等效道路邻接矩阵的关系，提出考虑拥堵的等效最优路径搜索算法；建立以电网侧为主体的EV灵活性实时调度模型，针对交通网-电网的EV调度时间尺度不同的问题，提出基于MRCO的实时滚动优化算法，以适应交通路况实时多变的要求。基于某区域路网及IEEE 33节点系统对所提模型进行有效性验证，结果表明，所提策略能在满足用户出行需求的前提下，提高EV灵活性，促进可再生能源消纳。

关键词：电动汽车灵活性交通拥堵实时调度多速率联合优化

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阻塞管理过程溯源及线路动态增容效益计算

电力系统自动化 2025年

作者：陈泽宇陈艳波张智黄伟新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 中国华能集团有限公司海南分公司

线路动态增容(DLR)作为一种缓解间歇性网络阻塞的有效技术，能够提升新型电力系统的运行效益。然而，在安全约束经济调度的求解过程中，阻塞管理的详细过程不易获取，市场运营机构往往难以准确分析DLR的经济效益以及制定兼顾经济性和安... 详细信息

线路动态增容(DLR)作为一种缓解间歇性网络阻塞的有效技术，能够提升新型电力系统的运行效益。然而，在安全约束经济调度的求解过程中，阻塞管理的详细过程不易获取，市场运营机构往往难以准确分析DLR的经济效益以及制定兼顾经济性和安全性的DLR计划。为此，针对单支路阻塞情况，提出了一种基于成因量化分析的阻塞管理过程溯源方法。通过全流程地拆分和解析安全约束经济调度下的阻塞管理过程，合理构建了DLR计划、阻塞管理、节点电价三者之间的联动关系；在此基础上，进一步提出了考虑阻塞管理过程溯源的DLR效益计算方法。最后，通过算例分析，验证了所提溯源方法的有效性以及所提DLR效益计算方法的可行性。

关键词：线路动态增容阻塞管理溯源方法电力市场经济调度

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功率器件芯片自发热对水汽入侵的抑制作用

半导体技术 2025年第1期50卷 77-85页

作者：吴天华王延浩邓二平王作艺周国华黄永章新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206 电能高效高质转化全国重点实验室(合肥工业大学) 合肥230009 国网浙江省电力有限公司杭州市萧山区供电公司杭州310000

为探究高温高湿环境中功率器件芯片自发热现象对水汽入侵的抑制作用机理及其对功率器件静态参数和封装可靠性的影响,将器件分成三组进行功率循环测试对比实验。第一组器件直接进行功率循环测试;第二组器件在60℃/85%RH环境储存1000 h再... 详细信息

为探究高温高湿环境中功率器件芯片自发热现象对水汽入侵的抑制作用机理及其对功率器件静态参数和封装可靠性的影响,将器件分成三组进行功率循环测试对比实验。第一组器件直接进行功率循环测试;第二组器件在60℃/85%RH环境储存1000 h再进行功率循环测试;第三组器件在60℃/85%RH环境储存1000 h期间导通电流,令芯片自发热模拟实际工况(芯片结温为120℃),然后进行功率循环测试。实验结果显示,水汽入侵会使功率器件的静态参数发生漂移,缩短器件功率循环寿命。器件功率循环寿命缩短的原因是水汽入侵腐蚀了器件键合线,影响了键合线可靠性。功率器件芯片自发热可以抑制水汽入侵,减小由水汽入侵导致的静态参数漂移及其对器件键合线的腐蚀作用。

关键词：高温高湿功率器件静态参数功率循环封装可靠性键合线

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