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电力数据驱动的电池剩余寿命预测研究

工程设计学报 2024年

作者：金晶王京周奕辰潘文明国网上海市电力公司国网安徽省电力有限公司

新型能源系统的发展越发强调设备的状态监测和性能预测。电池的使用寿命和性能作为新型能源系统的重要基础部分，对其准确的监测和预测对于提高设备的性能，降低维护成本，提升能源使用效率和设备的可靠性有着深远意义。然而，由于电池... 详细信息

新型能源系统的发展越发强调设备的状态监测和性能预测。电池的使用寿命和性能作为新型能源系统的重要基础部分，对其准确的监测和预测对于提高设备的性能，降低维护成本，提升能源使用效率和设备的可靠性有着深远意义。然而，由于电池的性能受多种复杂因素影响，预测其剩余寿命仍是一大挑战。本论文针对此问题，提出了一种基于多头自注意力机制的深度残差双向长短期记忆网络(Multi-Attention-Res-BiLSTM)预测模型。本文先对ResNet神经网络模型、BiLSTM神经网络模型和多头自注意力机制进行了深入的理论研究，然后基于这些理论，构建了基于Multi-Attention-Res-BiLSTM的电池剩余寿命预测模型，并对特征参数进行了优化设计。实验结果显示，该模型在电池剩余寿命预测问题上表现优越，相比其他几种预测模型，具有更低的平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)。因此所提出的基于Multi-Attention-Res-BiLSTM的电池剩余寿命预测模型具有良好的预测性能和收敛性能。

关键词：电池管理系统剩余寿命预测深度学习自注意力机制

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基于深度强化学习的多能流楼宇低碳调度方法

浙江电力 2024年第2期43卷 126-136页

作者：胥栋李逸超李赟徐刚杜佳玮国网上海市电力公司浦东供电公司上海200122

建筑减排已成为中国达到“双碳”目标的重要途径,智慧楼宇作为多能流网络耦合的综合能源主体,面临碳排放量较多、多能流网络耦合程度高、负荷用能行为动态特性明显等问题。针对这一问题,提出基于深度强化学习的多能流楼宇低碳调度方法... 详细信息

建筑减排已成为中国达到“双碳”目标的重要途径,智慧楼宇作为多能流网络耦合的综合能源主体,面临碳排放量较多、多能流网络耦合程度高、负荷用能行为动态特性明显等问题。针对这一问题,提出基于深度强化学习的多能流楼宇低碳调度方法。首先,根据智慧楼宇的实际碳排放量,建立了一种奖惩阶梯型碳排放权交易机制。其次,面向碳市场和多能流耦合网络,以最小化运行成本为目标函数,建立多能流低碳楼宇调度模型,并将该调度问题转换为马尔可夫决策过程。然后,利用Rainbow算法进行优化调度问题的求解。最后,通过仿真分析验证了优化调度模型的可行性及有效性。

关键词： “双碳”目标多能流低碳调度深度强化学习

计及互感器融合偏差的变电站站用电剩余电流监测系统研究

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电工电能新技术 2024年第8期43卷 69-77页

作者：田金虎汪金刚徐郁潘子豪杨皓博国网重庆市电力公司超高压分公司重庆400039 输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学) 重庆400044

稳定的站用电源系统是变电站生产设备可靠工作之本,一旦站用电系统出现问题将直接或间接地影响变电站安全。目前变电站站用电绝缘监测主要通过对变电站电源系统剩余电流实时监测实现。然而剩余电流监测方法主要面向多电流互感器融合测... 详细信息

稳定的站用电源系统是变电站生产设备可靠工作之本,一旦站用电系统出现问题将直接或间接地影响变电站安全。目前变电站站用电绝缘监测主要通过对变电站电源系统剩余电流实时监测实现。然而剩余电流监测方法主要面向多电流互感器融合测量场合,现有的测量系统未考虑融合过程中互感器偏差影响,致使误报警状况频出。有鉴于此,本文提出了一套计及互感器融合偏差的变电站站用电剩余电流监测系统。该系统同步采集并实时合成多通道电流互感器剩余电流数据,并利用自回归差分移动平均模型(ARIMA)对剩余电流进行时序建模与异常检测,再使用小波阈值去噪算法对修复后的剩余电流序列降噪,以实现剩余电流的高效、精准监测。为验证所提出系统的有效性,在变电站进行现场试验。结果表明,该系统能够成功识别并修复剩余电流异常值数据且去噪效果显著。修复数据最大绝对误差仅5.9 mA,与0.5S级互感器测量数据相比,去噪后数据平均绝对百分比误差与均方根误差分别降低了0.024与1.222。

关键词：剩余电流监测系统互感器融合偏差 ARIMA模型小波阈值去噪

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自适应步长增维精细积分法的电磁暂态仿真

电力系统及其自动化学报 2024年

作者：叶婧谢继豪王永吕金伟张磊三峡大学电气与新能源学院国网上海市电力公司特高压换流站分公司

针对电磁暂态仿真(EMTP)类程序中易有数值振荡的产生，且常采用定步长仿真难以兼顾精度和效率问题，提出一种自适应步长增维精细积分仿真算法。首先为避免矩阵求逆引入扩展向量进行增维，并对增维矩阵进行分块计算降低计算规模；其次根... 详细信息

针对电磁暂态仿真(EMTP)类程序中易有数值振荡的产生，且常采用定步长仿真难以兼顾精度和效率问题，提出一种自适应步长增维精细积分仿真算法。首先为避免矩阵求逆引入扩展向量进行增维，并对增维矩阵进行分块计算降低计算规模；其次根据估计误差确立自适应步长变化的依据，并通过预设步长进一步提高计算效率；最后建立电磁暂态数值计算流程，对电力系统中线性与非线性元件进行建模。通过典型的算例验证了所提算法的有效性与优点。

关键词：电磁暂态仿真数值振荡增维精细积分法自适应步长

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户内高压开关设备操动机构润滑脂选用研究

润滑与密封 2024年第8期49卷 182-188页

作者：邓先钦黄雄健周谷亮丁敏杨杰徐鹏周群庄亮国网上海市电力公司电力科学研究院上海200092 国网上海市电力公司市北供电公司上海200072 国网上海市电力公司上海200122 上海润凯油液监测有限公司上海201206

高压开关是电力系统中最为重要的开关设备,其操动机构的润滑是影响开关运行的重要因素。通过分析操动机构典型零部件的机械结构特性、工况、摩擦种类以及其润滑需求,提出适合的润滑脂品种。利用模型和机器学习对提出的润滑脂的极压性能... 详细信息

高压开关是电力系统中最为重要的开关设备,其操动机构的润滑是影响开关运行的重要因素。通过分析操动机构典型零部件的机械结构特性、工况、摩擦种类以及其润滑需求,提出适合的润滑脂品种。利用模型和机器学习对提出的润滑脂的极压性能和寿命进行预测,利用S-N曲线近似估计和可靠性计算方法对该润滑脂润滑下操动机构的磨损量进行预测,验证了提出的润滑脂满足操动机构的润滑和寿命需求。

关键词：高压开关摩擦磨损润滑脂寿命预测滚针轴承

基于有限关键节点及Wasserstein距离的配网拓扑识别

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中国电力 2024年第4期57卷 151-161页

作者：赵耀陈永江纪坤华王云上海电力大学电气工程学院上海200090 国网上海市电力公司上海200122

明确配电网结构是配电网最优潮流、安全评估、网络重建、故障定位的基础。针对现有配电网拓扑识别方法缺乏结合现有网络结构参数和潮流信息,仅通过量测数据来进行拓扑识别效率低的问题,提出一种基于有限关键节点及Wasserstein距离的配... 详细信息

明确配电网结构是配电网最优潮流、安全评估、网络重建、故障定位的基础。针对现有配电网拓扑识别方法缺乏结合现有网络结构参数和潮流信息,仅通过量测数据来进行拓扑识别效率低的问题,提出一种基于有限关键节点及Wasserstein距离的配电网拓扑识别方法。首先,利用子空间扰动模型证明配网拓扑变化时,可以利用有限的关键节点来进行拓扑识别,基于熵值法的混合K-Shell算法引入影响度概念,通过影响度与节点电气距离得出节点的重要度,确定配电网拓扑结构中的关键节点。其次,基于密度的噪声应用聚类算法通过电压、电流、有功、无功等4个特征来进行节点的聚类,将其他节点与关键节点进行类别归属,再结合Wasserstein距离得出节点间的连接关系从而得出配电网的拓扑结构。最后,通过IEEE 33节点算例和某小区实例,验证该方法的有效性。该方法极大地提高配电网拓扑识别效率与正确率,实现了配网拓扑结构的动态识别。

关键词：配网拓扑识别子空间扰动模型节点重要度关键节点 Wasserstein距离

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面向工业物联网时序数据的异常检测方法

计算机工程与应用 2024年第12期60卷 270-282页

作者：谢伟卢士达时宽治王虹岚顾荣斌黄君李静国网上海市电力公司上海200122 国网上海市电力公司信息通信公司上海200072 南京航空航天大学计算机科学与技术学院南京211106

作为第四次工业革命重要基石,工业互联网将孤立的工业系统转化为连接的网络,是数字产业化的重要拓展方向,工业物联网环境中的异常检测对自动化决策具有重要意义。针对现有大多数方法未能有效地考虑传感器间复杂的未知拓扑关系以及工业... 详细信息

作为第四次工业革命重要基石,工业互联网将孤立的工业系统转化为连接的网络,是数字产业化的重要拓展方向,工业物联网环境中的异常检测对自动化决策具有重要意义。针对现有大多数方法未能有效地考虑传感器间复杂的未知拓扑关系以及工业物联网时序数据内在的不同尺度模式导致异常检测精度有待提升的问题,提出了一种面向工业物联网时序数据的多尺度时空特征融合无监督异常检测方法MSTSAD,构建了一种新颖的双向时空特征提取模块依次捕获多个时间序列之间的相关性和双向依赖性。设计了多尺度门控时间卷积神经网络自适应地提取时间序列的多尺度时序特征,并引入双仿射实现多尺度时序特征和时空特征的交叉融合,增强模型对原始数据的特征提取。提出了结合对抗训练的变分自编码器来放大异常的重构误差并增强模型对训练数据噪声的抗干扰能力,提高了模型对异常数据的区分能力。在GPW、ECG5000、Occupancy和SWaT四个公开数据集上与五种先进方法进行了对比实验,实验结果表明,MSTSAD的F1分数提升了0.015~0.047。

关键词：工业物联网异常检测多尺度时空信息

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负荷聚合商参与需求侧资源聚合优化调控研究

中国电力 2024年

作者：傅成程张春雁刘键烨贾德香李丹王素国网能源研究院有限公司国网上海市电力公司

需求响应技术是目前实现新能源消纳及双碳战略的重要手段，但由于需求资源分散特性和和实际调度能力，独立需求侧主体缺乏有效参与调控途径。为此，本文综合考虑多运营主体共识、多类型需求响应和碳排放，提出一种负荷聚合商参与的需求... 详细信息

需求响应技术是目前实现新能源消纳及双碳战略的重要手段，但由于需求资源分散特性和和实际调度能力，独立需求侧主体缺乏有效参与调控途径。为此，本文综合考虑多运营主体共识、多类型需求响应和碳排放，提出一种负荷聚合商参与的需求侧资源聚合优化调控方法。首先，分析了需求侧资源的基本管理模式；其次，综合经济成本和碳排放目标，建立了考虑碳排放和多类型需求响应的需求侧资源聚合优化调控模型；最后，利用麻雀算法进行仿真求解，验证了优化调度模型的有效性。仿真结果表明，该模型可有效降低分散资源用能成本5.16%以上，明显改善需求侧资源主体的经济成本和碳排放量，提高需求侧资源管理水平，为低碳韧性电网的优化调控问题提供了一种有效手段。

关键词：需求侧资源运营主体共识碳排放负荷聚合商优化调控

横向风作用下变压器油池火燃烧速率与火焰倾角关系研究

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消防科学与技术 2024年第1期43卷 34-38页

作者：杨海铭商少波郑鑫陈轩国网江苏省电力有限公司超高压分公司江苏南京210000

油浸式变压器多布置在室外环境,环境风是影响开放空间变压器火灾发展的关键因素。本文开展了不同风速下变压器油池火试验,分析了池火燃烧速率和火焰倾角等参数的变化规律,结果表明:环境风流的作用下,池火稳定燃烧速率呈现非单调演化规律... 详细信息

油浸式变压器多布置在室外环境,环境风是影响开放空间变压器火灾发展的关键因素。本文开展了不同风速下变压器油池火试验,分析了池火燃烧速率和火焰倾角等参数的变化规律,结果表明:环境风流的作用下,池火稳定燃烧速率呈现非单调演化规律,稳定燃烧速率随着风速的增加,呈现上升、下降、上升的趋势。由于浮力与油池直径呈正相关,火焰倾角与油池直径成反比;随风速增加,火焰倾角呈现快速增加,然后缓慢增加的趋势。对比了4种火焰倾角模型,得到了适用性最佳的变压器油火焰倾角模型。研究结果可为变压器火灾控制提供理论支撑。

关键词：变压器火灾环境风池火火焰倾角燃烧速率