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具备自适应重合闸能力的多端口混合式直流断路器

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高电压技术 2024年第6期50卷 2601-2613,I0010-I0014页

作者：陈晓龙冯永涛周宁韩小文李永丽李斌天津大学智能电网教育部重点实验室天津300072 国网天津市电力公司城西供电分公司天津300190

为解决柔性直流电网中混合式直流断路器成本高以及盲目重合闸的问题,提出了一种具备自适应重合闸能力的多端口混合式直流断路器。所提断路器能够在能量耗散期间旁路故障线路中的限流电抗器,配合电容充电回路的导通,将本应经避雷器耗散... 详细信息

为解决柔性直流电网中混合式直流断路器成本高以及盲目重合闸的问题,提出了一种具备自适应重合闸能力的多端口混合式直流断路器。所提断路器能够在能量耗散期间旁路故障线路中的限流电抗器,配合电容充电回路的导通,将本应经避雷器耗散的限流电抗器能量转移到电容中,从而有效减少了故障隔离时间与避雷器能量耗散压力,并为故障性质的判别提供了能量支持。同时,该断路器通过共享主断路器的方式实现故障隔离,结合避雷器泄能需求的下降,大大降低了断路器的制造成本,在经济性方面优势明显。此外,该断路器利用故障识别电流与电容电压在永久性故障与瞬时性故障下的幅值差异来识别故障性质,实现了自适应重合闸,操作简单且易于控制。最后,利用PSCAD/EMTDC在三端MMC柔性直流系统环境下对所提方案的有效性进行了仿真验证,并通过与其他方案的对比分析,证明了所提方案的优越性。

关键词：柔性直流电网多端口混合式直流断路器直流故障隔离经济性自适应重合闸

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基于变分模态分解和改进灰狼算法优化深度置信网络的自动转换开关故障识别

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电工技术学报 2024年第4期39卷 1221-1233页

作者：刘帼巾刘达明缪建华杨雨泽王乐康刘琦省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学) 天津300130 施耐德万高(天津)电气设备有限公司天津300384

自动转换开关(ATSE)是保证系统连续供电的设备,对其进行健康监测和故障诊断对系统的稳定运行具有重要意义。为了实现对ATSE的非侵入式故障识别,该文提出一种基于电流信号变分模态分解(VMD)的特征提取和改进灰狼算法(IGWO)优化深度置信网... 详细信息

自动转换开关(ATSE)是保证系统连续供电的设备,对其进行健康监测和故障诊断对系统的稳定运行具有重要意义。为了实现对ATSE的非侵入式故障识别,该文提出一种基于电流信号变分模态分解(VMD)的特征提取和改进灰狼算法(IGWO)优化深度置信网络(DBN)相结合的故障诊断方法。该方法首先利用样本熵确定VMD分解次数并对故障电流进行分解;其次对分解后得到的本征模态函数进行小波包能量的提取,并利用IGWO对DBN网络结构参数进行优化;最后通过DBN将电流能量特征与ATSE的故障类型建立起映射关系从而完成最终的故障识别。所提IGWO采用了分段调节与非线性递减的衰减因子相结合的策略,以平衡算法全局搜索和局部搜索能力;并采用莱维飞行更新探狼的移动位置,来避免算法陷入早熟收敛。实验结果表明,该算法不仅能显著提高前期对参数寻优的训练速度,后续泛化实验的故障分类准确率也有98.78%的良好表现。

关键词：优化灰狼算法深度置信网络自动转换开关故障识别

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数字化新型电力系统攻击与防御方法研究综述

电力系统自动化 2024年第6期48卷 112-126页

作者：杨挺许哲铭赵英杰翟峰智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市300072 中国电力科学研究院有限公司北京市100192

随着先进数字技术、通信技术和互联网技术的发展,传统电力系统转变为数字化、自动化和高效管理的新型电力系统。然而,信息域与物理域的深度融合使新型电力系统中的网络、层次和组件变得更加复杂,大量的智能电子设备频繁访问与信息交互,... 详细信息

随着先进数字技术、通信技术和互联网技术的发展,传统电力系统转变为数字化、自动化和高效管理的新型电力系统。然而,信息域与物理域的深度融合使新型电力系统中的网络、层次和组件变得更加复杂,大量的智能电子设备频繁访问与信息交互,更容易出现如窃取篡改数据、堵塞通信信道和破坏关键设备等恶意攻击,对新型电力系统的安全性、稳定性和经济性构成巨大威胁,引发了学术界的极大关注。首先,文中剖析了新型电力系统的结构和面临的潜在威胁,从控制层、网络层、物理层3个层面对新型电力系统攻击模式进行了深入分析。然后,详细归纳总结了新型电力系统攻击前、攻击中、攻击后的3层安全防御方法。最后,明确阐述了新型电力系统安全性研究的未来技术发展前景,为构建可靠、安全、健壮的新型电力系统提供技术支撑。

关键词：新型电力系统网络物理攻击攻击入侵识别防御策略密码技术

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适用于直流保护的数学形态学降噪与噪声干扰识别方法

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电力系统保护与控制 2024年第13期52卷 136-148页

作者：薛士敏张君婷李博通李翔宇智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津300072

柔性直流输电系统是调节我国能源分布不均问题的重要手段,直流保护是保证柔直系统安全的重要技术。现有工程中多采用行波保护作为主保护,然而行波保护存在易受噪声影响、故障波头不易捕捉等问题,制约了其广泛应用。针对上述问题,提出数... 详细信息

柔性直流输电系统是调节我国能源分布不均问题的重要手段,直流保护是保证柔直系统安全的重要技术。现有工程中多采用行波保护作为主保护,然而行波保护存在易受噪声影响、故障波头不易捕捉等问题,制约了其广泛应用。针对上述问题,提出数学形态学降噪与噪声干扰识别方法,并根据直流保护采样信号特点进行参数设计,用于直流保护采样信号降噪和噪声干扰的识别。首先,确定基于自适应多尺度形态滤波的直流信号降噪方法,并设计结构元素长度和形态学滤波器类型、自适应多尺度形态滤波器的滤波器阶数和步长。其次,确定基于形态学梯度变换的噪声干扰识别方法,并设计形态学梯度变换的阈值。接着,从不同角度对形态学降噪方法与现有典型信号处理方法的滤波效果进行对比分析。最后,对形态学降噪与噪声干扰识别方法和保护的配合效果进行验证。形态学降噪与噪声干扰识别方法所需采样频率较低,运算量适中,滤波效果好,对直流保护适用性好。

关键词：行波保护自适应多尺度形态滤波噪声干扰识别形态学梯度故障波头捕捉

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基于统计指标的曲线桥支座脱空病害识别方法

振动．测试与诊断 2024年第2期44卷 225-231,405页

作者：朱劲松鲁俊男杨祥天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室天津300350 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350 河北雄安荣乌高速公路有限公司保定071700

为快速评估曲线连续梁桥支座健康状态,提出了基于时程统计指标的桥梁支座脱空病害识别方法。首先,提取行车激励下桥面测点加速度信号的20个时程统计指标,通过概率统计的方式,得出各统计指标的置信区间;其次,根据各时程统计指标对支座脱... 详细信息

为快速评估曲线连续梁桥支座健康状态,提出了基于时程统计指标的桥梁支座脱空病害识别方法。首先,提取行车激励下桥面测点加速度信号的20个时程统计指标,通过概率统计的方式,得出各统计指标的置信区间;其次,根据各时程统计指标对支座脱空的敏感程度不同,采用熵值法确定各统计指标的权重分配值;最后,根据各测点异常指标数计算损伤指数,综合判断测点附近支座是否出现脱空病害。为验证方法的有效性,以某3×25 m曲线连续梁桥为工程背景,建立车桥耦合动力学模型进行分析验证。结果表明:该方法可以准确识别脱空支座所在位置,并且可以有效识别较小的损伤;相比于中间支座脱空,时程统计指标对端支座脱空更为敏感。

关键词：病害识别车桥耦合模型时程统计指标支座脱空

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基于网络流时空序列的加密流量分类

计算机应用与软件 2024年第3期41卷 297-302页

作者：唐博麟王晨飞江帆张虎徐李阳赵文华王蕾李晓红国家电网有限公司客户服务中心天津300309 天津大学智能与计算学部天津300072

流量分类问题对于网络资源管理和安全非常重要。然而用户流量经常被加密处理,为流量分类问题带来极大的挑战。为此,提出一种新型的时间序列特征提取方法,用于解决加密应用程序流量分类问题。该方法通过分析数据包的空序列,提取加密网络... 详细信息

流量分类问题对于网络资源管理和安全非常重要。然而用户流量经常被加密处理,为流量分类问题带来极大的挑战。为此,提出一种新型的时间序列特征提取方法,用于解决加密应用程序流量分类问题。该方法通过分析数据包的空序列,提取加密网络流量的关键行为特征,并结合自注意力机制的长短时记忆网络来训练并对流量进行分类。为了评估方法的有效性,在公开网络数据集ISCXVPN2016上进行了详细的实验。结果表明,此方法能够显著提高识别加密应用程序流量的准确性和计算效率。

关键词：深度学习加密流量识别神经网络

基于可逆固体氧化物电池的电氢耦合微电网全生命周期规划-运营研究

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中国电机工程学报 2024年第13期44卷 5169-5184,I0013页

作者：李远征任潇葛磊蛟彭靖轩徐秋实李曦华中科技大学人工智能与自动化学院湖北省武汉市430074 天津大学电气自动化与信息工程学院天津市南开区300072 湖北省电力有限公司经济技术研究院湖北省武汉市430074

为促进实现“双碳”目标,新能源将成为未来能源供应的主体。考虑到高比例新能源对电力系统容量规划和调度运营带来的巨大挑战以及电氢能源需求量的持续增长对电力系统的影响,以微电网为研究对象,设计基于可逆固体氧化物电池的考虑源荷... 详细信息

为促进实现“双碳”目标,新能源将成为未来能源供应的主体。考虑到高比例新能源对电力系统容量规划和调度运营带来的巨大挑战以及电氢能源需求量的持续增长对电力系统的影响,以微电网为研究对象,设计基于可逆固体氧化物电池的考虑源荷不确定性的电氢耦合微电网全生命周期规划-运营优化模型及其求解算法。首先,针对风光产电、电氢负荷等多种不确定因素,设计包含微电网全生命周期内各年份不同典型日的数据,以构成随机场景。其次,对电氢耦合微电网容量规划成本、全生命周期调度运营成本以及新能源年均渗透率等多个优化目标进行数学表达,并对各发电机组、可逆固体氧化物电池以及储氢库的规划-运营约束进行线性描述。然后,设计一种改进的增广ε约束算法求解模型的Pareto解集,并提出一种平衡决策方法从解集中获取最佳规划-调度方案。最后,仿真结果表明,所提方法能均衡各优化目标,在保证新能源高渗透率的同时提升电氢耦合微电网的可靠性以及规划-运营经济性。

关键词：电氢耦合微电网可逆固体氧化物电池全生命周期规划-运营高比例新能源平衡决策

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基于MEMS-FPI片上光谱芯片的多组分痕量气体检测系统

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 359-366页

作者：刘兆海安昕辰陶治刘向南京信息工程大学电子与信息工程学院江苏南京210044 苏州捷准智能科技研发有限公司江苏苏州215128 中科芯集成电路股份有限公司江苏无锡214000

气体的特征吸收频率可以通过红外光谱技术进行提取,但以可调谐激光吸收光谱法(TDLAS)为标志的气体光谱检测技术难以兼顾宽波段与高精度。因此,高集成度、高速度和高稳定性的多组分痕量气体的检测技术一直是科研界研究的热点。为了拓宽... 详细信息

气体的特征吸收频率可以通过红外光谱技术进行提取,但以可调谐激光吸收光谱法(TDLAS)为标志的气体光谱检测技术难以兼顾宽波段与高精度。因此,高集成度、高速度和高稳定性的多组分痕量气体的检测技术一直是科研界研究的热点。为了拓宽红外激光器检测的范围,本项目研发了中心波长分别为1543、1579、1626、1653、1690与1742 nm波段可调谐的多通道、可调频分布式反馈(DFB)激光器作为光源。利用MEMS-FPI片上光谱芯片探测带宽窄(约5 nm)、工作波长可精准调控、滤波效率高等一系列优势,实现了与多波长红外激光器的同步探测,完成多种混合气体的稳定高精度的识别与浓度检测,有效抑制了背景气体的相互干扰。该系统采用可寻址的MEMS-FPI光谱芯片的多通道波长调制(WMS)技术,通过单路锁相放大电路分别对不同气体吸收谱线的二次谐波(2f)信号进行解调与数字采集。实现了甲烷(CH4),硫化氢(H_(2)S),乙烯(C2H4)等七种气体标志物的快速痕量级检测。能够兼顾多组分识别与低气体检测下限(识别速度2 s以内),检测下限相比于传统宽光谱直接测量方法降低了约700倍。实验结果表明,本系统对甲烷的检测下限可达到0.2μL·L^(-1),且二氧化碳的检测下限为10μL·L^(-1),丙酮的检测下限为2μL·L^(-1),乙烯、硫化氢的检测下限为1μL·L^(-1),氨气的检测下限为5μL·L^(-1),氯化氢的检测下限为4μL·L^(-1),完全满足包括双碳背景下的低浓度温室气体监测、医疗领域人体呼出气体检测与诊断在内的一系列痕量级多组分气体检测的应用需求。

关键词：多组分痕量气体检测 TDLAS 近红外光谱 MEMS-FPI光谱芯片

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基于多任务学习的IT运维服务需求语义解析

计算机集成制造系统 2024年第2期30卷 673-683页

作者：许明阳刘振元王承涛华中科技大学人工智能与自动化学院湖北武汉430074 图像信息处理与智能控制教育部重点实验室湖北武汉430074 武汉问道信息技术有限公司湖北武汉430040

IT运维服务的自动化水平影响着企业的运营效率,为实现基于无人坐席的智能服务台,提出一种IT运维服务需求语义解析方法,包括意图识别和命名实体识别两个任务。在Multi-BERT-BiLSTM-CRF(MBBC)基准模型之上,通过先验知识和外部资源将词性... 详细信息

IT运维服务的自动化水平影响着企业的运营效率,为实现基于无人坐席的智能服务台,提出一种IT运维服务需求语义解析方法,包括意图识别和命名实体识别两个任务。在Multi-BERT-BiLSTM-CRF(MBBC)基准模型之上,通过先验知识和外部资源将词性和实体词典特征融入编码层,增强模型对词法信息和领域知识的学习。对MBBC模型的参数共享方式进行改进,提出增强的MBBC模型模型,增强两个任务之间的信息共享能力。实验表明,与MBBC模型相比,融合词性与实体词典特征并采用增强的MBBC模型可以进一步提升两类任务的识别性能。

关键词： IT运维服务意图识别命名实体识别 BERT模型多任务学习