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复杂背景下输电线路缺陷检测算法研究

计算机科学 2024年第S01期51卷 535-540页

作者：邬春明王调君东北电力大学电气工程学院吉林吉林132012

输电线路定期巡检对保障电力系统安全稳定运行具有重要的意义。针对输电线路航拍图像背景复杂、目标尺度变化大、小目标多等问题,提出了基于YOLOv5s的输电线路目标检测算法。该算法采用特征细化模块优化微小目标特征,并在网络中嵌入SimA... 详细信息

输电线路定期巡检对保障电力系统安全稳定运行具有重要的意义。针对输电线路航拍图像背景复杂、目标尺度变化大、小目标多等问题,提出了基于YOLOv5s的输电线路目标检测算法。该算法采用特征细化模块优化微小目标特征,并在网络中嵌入SimAM注意力模块,通过能量函数统一权值的方式优化模型的特征提取,最后引入NWD损失函数削弱模型对小目标位置偏差的敏感性,提升模型对小目标的识别检测能力。实验结果表明,该模型对输电线路目标的平均检测精度高达98.8%,相较于基准模型,提高了1.2%。

关键词：输电线路缺陷检测注意力机制 NWD损失特征细化

基于纳什谈判和主从博弈的多园区综合能源系统优化调度

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智慧电力 2024年第5期52卷 37-43,104页

作者：聂永辉李宗锴东北电力大学电气工程学院吉林吉林132012

为充分考虑多园区综合能源系统(MCIES)中多利益主体间交易合作与多种能量间的耦合关系,提出了1种基于纳什谈判-主从博弈的点对点分布式交易策略。首先,建立考虑综合需求响应的MCIES主从博弈动态定价模型,以园区综合能源系统(CIES)运营... 详细信息

为充分考虑多园区综合能源系统(MCIES)中多利益主体间交易合作与多种能量间的耦合关系,提出了1种基于纳什谈判-主从博弈的点对点分布式交易策略。首先,建立考虑综合需求响应的MCIES主从博弈动态定价模型,以园区综合能源系统(CIES)运营商作为领导者,给下层用户制定动态电价与热价,用户响应电价与热价进行综合需求响应,CIES运营商根据用户的需求响应计划调整机组出力;其次,基于纳什谈判理论,建立包含主从博弈动态定价机制与CIES间合作博弈的MCIES双层优化模型;然后,将原问题等效为MCIES收益最大化子问题和合作收益分配最大化子问题,采用交替方向乘子法(ADMM)对模型进行求解。最后,仿真结果表明所提策略可实现CIES联盟利润的最大化,并合理分配收益,同时最小化用户用能成本。

关键词：多园区综合能源系统点对点交易纳什谈判主从博弈动态内部定价

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基于联盟链的细粒度安全访问控制机制

计算机科学 2024年第S1期51卷 1023-1029页

作者：田洪亮宪明杰葛平东北电力大学电气工程学院吉林吉林132012

针对工业物联网存在数据规模庞大、访问安全性差以及隐私安全的问题,提出了基于联盟区块链并使用零知识令牌返回授权的安全访问控制机制,同时,应用IPFS星际文件系统进行链下存储以拓展区块链的可存储性。通过Hyperledger Fabric平台部... 详细信息

针对工业物联网存在数据规模庞大、访问安全性差以及隐私安全的问题,提出了基于联盟区块链并使用零知识令牌返回授权的安全访问控制机制,同时,应用IPFS星际文件系统进行链下存储以拓展区块链的可存储性。通过Hyperledger Fabric平台部署区块链网络并编写智能合约,定义访问过程的形式化表达,以更细粒度的模式实现本地和全局的访问授权,并对访问控制的模型和流程进行详细的阐述。最后,通过实验说明区块链网络对访问授权的延迟情况以及策略生成的平均延迟情况,并对比分析了模型的安全性和有效性。结果表明,所提机制在物联网访问控制方面具有安全性、有效性和低延迟性。

关键词：区块链访问控制物联网智能合约 IPFS

一种改进YOLOv5的CT图像肺结节检测方法

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计算机科学 2024年第S1期51卷 575-580页

作者：邬春明刘亚丽东北电力大学电气工程学院吉林吉林132000

针对YOLOv5算法对CT图像中的肺结节检测效果较差的问题,提出基于改进YOLOv5的肺结节检测方法。将YOLOv5网络中Neck部分的特征金字塔改进为加权双向特征金字塔网络;在YOLOv5网络中的Backbone部分加入高效通道注意力机制与坐标注意力机制... 详细信息

针对YOLOv5算法对CT图像中的肺结节检测效果较差的问题,提出基于改进YOLOv5的肺结节检测方法。将YOLOv5网络中Neck部分的特征金字塔改进为加权双向特征金字塔网络;在YOLOv5网络中的Backbone部分加入高效通道注意力机制与坐标注意力机制。在LIDC-IDRI数据集上进行实验,结果表明,检测的平均精度可达80.2%,召回率可达90.75%,因此该方法能够有效检测肺结节。相较于YOLOv5算法,改进后的算法在mAP上提高了7.7%,在召回率上提高了5.5%。

关键词：肺结节检测深度学习特征金字塔注意力机制

二维MXene材料在太阳能电池和金属离子电池中的研究进展

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化工学报 2024年第2期75卷 412-428页

作者：曹宇张国辉高昂杜心宇周静蔡永茂余璇于晓明现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学) 吉林吉林132012 东北电力大学电气工程学院吉林吉林132012 东北电力大学化学工程学院吉林吉林132012 东北电力大学理学院吉林吉林132012 浙江海洋大学海洋工程装备学院浙江舟山316022

MXene是一种新型二维材料,具有导电性高、表面官能团丰富、层间距和能带结构可调等特点,从而在新能源器件中拥有重要的研究价值。综述了MXene在太阳能电池和金属离子电池中应用的相关进展。在太阳能电池中,基于MXene高电导率、高透明度... 详细信息

MXene是一种新型二维材料,具有导电性高、表面官能团丰富、层间距和能带结构可调等特点,从而在新能源器件中拥有重要的研究价值。综述了MXene在太阳能电池和金属离子电池中应用的相关进展。在太阳能电池中,基于MXene高电导率、高透明度和功函数灵活可调的特点,讨论了其在电极和载流子传输层中的相关应用研究,并对MXene功函数调整的策略进行了总结。在金属离子电池中,基于MXene独特的二维层状结构、优异的力学性能和良好的导电性,讨论了MXene作为负极材料以及与碳纳米材料、金属氧化物和硅组成的复合材料对电化学性能的提升作用,并对MXene在正极材料、集流体以及隔膜中应用也进行了介绍。最后对MXene的下一步发展进行了展望。

关键词： MXene 太阳能电池金属离子电池纳米材料器件性能

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基于完全数据驱动化递归模态参与因子的精细化阻尼调控策略

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中国电机工程学报 2024年

作者：王丽馨王鑫太杨德友高晗蔡国伟江守其东北电力大学电气工程学院哈尔滨理工大学电气与电子工程学院

随着互联系统规模和复杂度增大，区域间弱阻尼低频振荡是影响系统安全稳定的关键因素。通过发电机有功定向调制改善区域间模式阻尼时，准确定位调控机组及估计调控量是实现高效阻尼调控的关键。以环境激励下随机响应数据为基础，首先利... 详细信息

随着互联系统规模和复杂度增大，区域间弱阻尼低频振荡是影响系统安全稳定的关键因素。通过发电机有功定向调制改善区域间模式阻尼时，准确定位调控机组及估计调控量是实现高效阻尼调控的关键。以环境激励下随机响应数据为基础，首先利用本文提出的递推子空间动态模式分解方法（Recursive Subspace Dynamic Mode Decomposition， Re-SDMD）在线提取递归模态参与因子(Recursive Mode Participation Factor， ReMPF)，在线跟踪系统运行动态并量化发电机有功输出与模式阻尼之间关系，准确定位提升弱阻尼模式的关键调控机组。其次，在评估小干扰稳定约束下区域间最大传输功率基础上，精准估计提升系统阻尼至小干扰稳定安全边界所需的最小有功调制量，进而设计了参调发电机组有功调制量最优分配方案。在此基础上，构建了完全数据驱动化基于发电机有功精准调制的互联电网阻尼提升策略。IEEE 16机5区域系统和某实际电网仿真分析，验证了本文所提方法的可行性和有效性。

关键词：弱阻尼模式阻尼调控 Re-SDMD算法递归模态参与因子(ReMPF) 数据驱动

考虑新能源不确定性的暂态稳定预防控制结构优化方法

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电力自动化设备 2024年第9期44卷 41-48页

作者：郄朝辉李威姜涛刘福锁东北电力大学电气工程学院吉林吉林132012 南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 江苏南京211106

新能源不确定性对电网在线预防控制的影响已逐渐由量变向质变转变,预防控制寻优的复杂度和计算量大幅提高。为满足在线预防控制求解质量和求解效率的需求,将机器学习、结构优化方法和时域仿真方法相结合。为降低在线计算量,分析典型系... 详细信息

新能源不确定性对电网在线预防控制的影响已逐渐由量变向质变转变,预防控制寻优的复杂度和计算量大幅提高。为满足在线预防控制求解质量和求解效率的需求,将机器学习、结构优化方法和时域仿真方法相结合。为降低在线计算量,分析典型系统的电网稳定性函数结构,在此基础上利用机器学习方法离线构建稳定域。为解决控制措施冲突的问题,引入结构优化方法,构建预防控制的二次约束规划模型,实现预防控制措施的协调以及模型的快速求解。为保证控制措施的可靠性,基于可信性评价指标筛选高风险算例,通过迭代计算使所有高风险场景时域校核的结果均稳定。在实际电网中验证了所提方法的可行性与有效性。

关键词：不确定性预防控制暂态稳定稳定域算例筛选

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面向调峰需求的热轧负荷可调能力评估方法

电力系统自动化 2024年

作者：蔡云帆徐宪东余晓丹贾宏杰胡枭天津大学电气自动化与信息工程学院东北电力大学电气工程学院

作为钢铁厂内典型可中断负荷，热轧负荷在参与调峰等电网调控需求方面潜力巨大。近年来，需求侧电力市场政策相继出台，如何在充分考虑生产特性和调峰服务要求下，评估热轧负荷调控能力是亟须解决的问题。首先，针对热轧负荷多产线、多... 详细信息

作为钢铁厂内典型可中断负荷，热轧负荷在参与调峰等电网调控需求方面潜力巨大。近年来，需求侧电力市场政策相继出台，如何在充分考虑生产特性和调峰服务要求下，评估热轧负荷调控能力是亟须解决的问题。首先，针对热轧负荷多产线、多产品和连续生产的生产特性，建立了考虑电网调度需求的多产线热轧负荷模型。然后，在此基础上，剖析电力调峰市场和热轧环节生产用能优化的关联需求，提出兼顾多产线热轧负荷调峰和成本约束的综合调节能力评估方法。最后，通过仿真算例分析，验证了所提方法的有效性，并分析了热轧负荷参与日内与日前不同调峰市场下的容量和成本及其关键影响因素。

关键词：调峰容量热轧负荷成本评估生产约束优化调度

基于小脑模型-模糊滑模控制的电力系统低频振荡控制策略研究

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电网技术 2024年第2期48卷 789-798页

作者：聂永辉曲铭锐周恒宇张瑞东张杰东北电力大学电气工程学院吉林省吉林市132012 国网营口供电公司辽宁省营口市115002

由于现代电力系统互联规模不断增大,柔性控制系统加入和长距离输电使得电网阻尼不断减小,运行方式的多变性不断改变系统潮流分布,极易引发低频振荡现象。针对此问题,该文提出一种基于小脑模型关节误差修正的模糊滑模附加阻尼控制策略。... 详细信息

由于现代电力系统互联规模不断增大,柔性控制系统加入和长距离输电使得电网阻尼不断减小,运行方式的多变性不断改变系统潮流分布,极易引发低频振荡现象。针对此问题,该文提出一种基于小脑模型关节误差修正的模糊滑模附加阻尼控制策略。首先在模糊滑模控制(fuzzy sliding mode control,FSMC)的基础上,引入小脑模型关节控制(cerebellar model articulation control,CMAC)理论,构建CMAC-FSMC算法,提高滑模趋近阶段模糊逻辑对系统的补偿能力,最大程度提高系统稳定性能;其次通过构造CMAC-FSMC的调整指标与总控制率,减小控制误差,提高控制性能;最后通过线性降阶方法建立被控系统模型并确定区间振荡模态,采用几何测度法选择最佳反馈信号和安装位置,基于所提出的CMAC-FSMC方法进行广域阻尼控制器设计。通过对10机39节点系统进行仿真验证,结果表明CMAC-FSMC控制策略能够有效提高系统阻尼,显著抑制低频振荡。

关键词：电力系统小脑模型关节控制模糊滑模控制低频振荡