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基于多尺度特征融合的绝缘子缺陷程度检测

高电压技术 2024年第5期50卷 1889-1899,I0008页

作者：陈奎贾立娇刘晓方永丽赵昌新中国矿业大学电气工程学院徐州221000 国网江苏省电力有限公司徐州供电分公司徐州221000

针对绝缘子不同程度缺陷特征相似、像素信息少、不同程度缺陷检测效果不佳的问题,提出了一种基于多尺度特征融合的绝缘子缺陷程度检测网络(multi-scale feature fusion defect degree detection network,MFFD3Net)。该网络采用重构的Res... 详细信息

针对绝缘子不同程度缺陷特征相似、像素信息少、不同程度缺陷检测效果不佳的问题,提出了一种基于多尺度特征融合的绝缘子缺陷程度检测网络(multi-scale feature fusion defect degree detection network,MFFD3Net)。该网络采用重构的ResNeSt50架构提高了对绝缘子缺陷程度数据集的特征提取能力。设计了基于反卷积的多尺度特征融合模块,丰富了不同尺寸特征图的表达能力,提高了对不同尺度目标的检测性能。同时,在输入检测模块的浅层特征图后增加多感受野的特征提取模块(receptive field block,RFB),使得更多绝缘子缺陷信息进入有效感受野,对最终特征图产生影响,提升不同程度绝缘子缺陷的检测精度。MFFD3Net在绝缘子缺陷程度数据集上的全类平均精度达到85.02%,其中绝缘子轻微破损与绝缘子轻微闪络小目标的检测精度分别为78.37%、79.98%,能够完成不同程度绝缘子缺陷的识别与定位。因此,该文提出的MFFD3Net对于完善电力系统故障预警、保障电网安全稳定运行具有重要意义。

关键词：绝缘子缺陷程度检测 ResNeSt50 特征提取模块感受野

基于轻量化网络与增强多尺度特征融合的绝缘子缺陷检测

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高电压技术 2024年第3期50卷 1289-1300,I0025页

作者：陈奎刘晓贾立娇方永丽赵昌新中国矿业大学电气工程学院徐州221000 国网江苏省电力有限公司徐州供电分公司徐州221000

随着无人机搭载目标检测算法在输电杆塔绝缘子巡检领域的发展,针对绝缘子缺陷检测速度较低,网络复杂度高且缺陷小目标难以准确检测的问题,提出一种基于轻量化网络与增强多尺度特征融合的YOLOv5-3S-4PH模型进行绝缘子缺陷实时检测。首先... 详细信息

随着无人机搭载目标检测算法在输电杆塔绝缘子巡检领域的发展,针对绝缘子缺陷检测速度较低,网络复杂度高且缺陷小目标难以准确检测的问题,提出一种基于轻量化网络与增强多尺度特征融合的YOLOv5-3S-4PH模型进行绝缘子缺陷实时检测。首先将重构的ShuffleNetV2-Stem-SPP(3S)网络作为YOLOv5的主干网络,显著减小了网络的参数量和计算量;其次引入针对小目标的增强多尺度特征融合网络以及4个预测头,来增强网络对绝缘子缺陷的感知能力,并结合Mosaic-9数据增强、CIoU损失函数进一步补偿轻量化导致的检测精度损失;最后将其应用到自制绝缘子数据集进行验证。实验结果表明,该文所提出的模型相对于未改进的YOLOv5,全类平均精度提高了3%,检测速度提高了81.8%,参数量、计算量分别压缩了82.4%、67%。因此,所提出的模型更适合部署在无人机平台上进行绝缘子缺陷的实时监测。

关键词：绝缘子缺陷检测 YOLOv5 轻量化 ShuffleNetV2网络小目标检测无人机

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电热氢综合能源系统建模及容量规划研究

高压电器 2024年第7期60卷 34-47页

作者：袁晓冬曾飞缪惠宇侯永全徐敦彬张潇梅霜国网江苏省电力有限公司电力科学研究院南京211103 国网江苏省电力有限公司徐州供电分公司江苏徐州221600

在“双碳”目标下,电热氢综合能源系统的应用将成为能源高效利用、多能耦合发展以及清洁低碳转型的重点战略方向。结合当前电热氢综合能源系统的国内外研究现状,首先对系统建模部分进了归纳与总结,并建立了考虑系统电热特性、自身寿命... 详细信息

在“双碳”目标下,电热氢综合能源系统的应用将成为能源高效利用、多能耦合发展以及清洁低碳转型的重点战略方向。结合当前电热氢综合能源系统的国内外研究现状,首先对系统建模部分进了归纳与总结,并建立了考虑系统电热特性、自身寿命衰减特性等特点的各设备数学模型,为后续相关方向的深入研究提供一定的参考。其次,对电热氢综合能源系统的容量规划问题展开研究,并分别从系统运行策略、目标函数与求解以及当前存在问题与创新方面展开详细分析。最后,对电热氢综合能源系统的未来创新与发展进行了展望。

关键词：电热氢综合能源系统多能耦合系统建模容量规划

基于博弈论的含氢微网多主体能源系统优化配置

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高压电器 2024年第7期60卷 48-59页

作者：侯永全徐敦彬袁晓冬曾飞肖学权马立方梅霜国网江苏省电力有限公司徐州供电分公司江苏徐州221600 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院南京211103

随着氢储能技术的不断发展,含氢微网中包含多个主体电源的容量合理配置问题将是今后推进电氢融合的重要方向之一。文中针对风光氢微网系统之间的合理配置问题展开研究。首先,考虑风光氢三方个体的收益模式,以风光出力为前提,氢储能实现... 详细信息

随着氢储能技术的不断发展,含氢微网中包含多个主体电源的容量合理配置问题将是今后推进电氢融合的重要方向之一。文中针对风光氢微网系统之间的合理配置问题展开研究。首先,考虑风光氢三方个体的收益模式,以风光出力为前提,氢储能实现电网剩余功率消纳,构建多主体收益模型;其次,针对氢储能制氢侧采用质子交换膜电解槽和碱性电解槽混合方法,以制氢收益与消纳率为目标,构建混合制氢配置模型;最后,采用NSGA-Ⅱ算法计算各主体纳什均衡点求解各主体配置结果。结合西北某地区典型月风速、光照场景数据进行计算,仿真结果表明,通过优化配置后多主体能源参与博弈后整体系统收益提升6.8%,实现了能源消纳;同时在采用混合制氢设备后,氢储能主体收益提升2.64%,负荷中断率相较单一制氢降低14%,改善了系统经济性和可靠性。

关键词：风电光伏制氢氢储能燃料电池博弈论

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基于图像处理的碳钢表面激光除锈工艺研究

中国激光 2024年第20期 135-144页

作者：段家振史如新张伟王庆任显铭国网江苏省电力有限公司常州供电分公司

激光清洗技术是一种绿色、高效、无接触的先进清洗技术。为探究碳钢表面锈蚀污染层的激光清洗工艺，利用红外纳秒激光器，基于正交试验主要研究了激光功率、扫描速度、扫描次数和线间距等工艺参数对除锈效果的影响规律。通过对激光清洗... 详细信息

激光清洗技术是一种绿色、高效、无接触的先进清洗技术。为探究碳钢表面锈蚀污染层的激光清洗工艺，利用红外纳秒激光器，基于正交试验主要研究了激光功率、扫描速度、扫描次数和线间距等工艺参数对除锈效果的影响规律。通过对激光清洗前后区域进行灰度化处理，并对灰度均值进行极差和方差分析，建立起基于灰度均值特征的碳钢除锈效果评价标准。结果表明，通过图像识别处理能够快速、准确确定碳钢表面状态，为后续激光清洗工艺提供量化评价指标。

关键词：激光清洗碳钢正交试验工艺参数灰度特征

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多源数据驱动的中低压配电网通用拓扑辨识框架

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中国电力 2024年

作者：朱朝阳景栋盛李荷婷王邑斌何平国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司

为了提高配电网拓扑的可观察性，构建了一个通用的拓扑辨识框架。该框架包括三种拓扑辨识方法来处理不同的情况。第一种方法利用节点导纳矩阵的稀疏性特征，提出了一种用于单一拓扑识别的改进三阶段启发式程序；第二种方法在改进单一拓... 详细信息

为了提高配电网拓扑的可观察性，构建了一个通用的拓扑辨识框架。该框架包括三种拓扑辨识方法来处理不同的情况。第一种方法利用节点导纳矩阵的稀疏性特征，提出了一种用于单一拓扑识别的改进三阶段启发式程序；第二种方法在改进单一拓扑辨识方法的基础上，将给定拓扑数量的测量数据集中的记录分类为固定数量的拓扑，然后分别确定每个拓扑的节点导纳矩阵，构建了一种多拓扑辨识模型来处理具有给定拓扑数量的测量数据集；第三种方法为包含拓扑数量未知的测量数据集设计了一个两阶段程序，该程序确定了拓扑数量、记录分类和单个拓扑的节点导纳矩阵。最后通过两个算例验证了所提出的模型在三种拓扑情况下配电网拓扑辨识的有效性。

关键词：拓扑辨识多模型配电系统线性测量 MILP

考虑天然气混氢的园区综合能源系统电制氢优化配置

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电力工程技术 2024年第2期43卷 55-64页

作者：岑增光耿斌高明海姜泓辰唐雨荻舒石泷国网江苏省电力有限公司镇江供电分公司江苏镇江212000

电制氢(power to hydrogen,P2H)和天然气混氢技术在促进可再生能源消纳、降低系统碳排放量方面具有良好的理论研究和工程应用前景。面向含高比例可再生能源的园区综合能源系统,提出一种计及天然气混氢及跨季节存储的P2H优化配置方法。... 详细信息

电制氢(power to hydrogen,P2H)和天然气混氢技术在促进可再生能源消纳、降低系统碳排放量方面具有良好的理论研究和工程应用前景。面向含高比例可再生能源的园区综合能源系统,提出一种计及天然气混氢及跨季节存储的P2H优化配置方法。首先梳理了含氢园区综合能源系统的运行框架和能量流动关系,建立园区内部能源生产、转换与存储设备的数学模型;然后以设备的年化投资成本、园区综合能源系统的年度运行成本和碳交易成本最优为目标,提出P2H优化配置模型;最后通过算例分析验证文中所提模型的有效性,并比较了电解槽投资成本、混氢体积分数上限以及经济性和低碳性成本权重系数变化对规划运行结果的影响。算例结果表明文中所提模型可有效提升可再生能源消纳能力,降低系统整体经济成本和碳排放量。

关键词：园区综合能源系统电制氢(P2H) 天然气混氢碳交易跨季节储氢可再生能源消纳

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基于分数阶傅里叶变换的分布式光纤振动识别

激光与光电子学进展 2024年第5期61卷 159-164页

作者：孔小红张明管翰林蒋陵郭闯国网江苏省电力有限公司南京供电分公司江苏南京210000

针对当前分布式光纤振动传感对振动干扰事件的识别容易过拟合以及泛化能力不强的问题,提出了一种基于分数阶傅里叶变换(FrFT)的分布式光纤振动事件识别方法。采用FrFT对时域振动信号进行时频变换,相比传统的时域方法多了一个新的分析维... 详细信息

针对当前分布式光纤振动传感对振动干扰事件的识别容易过拟合以及泛化能力不强的问题,提出了一种基于分数阶傅里叶变换(FrFT)的分布式光纤振动事件识别方法。采用FrFT对时域振动信号进行时频变换,相比传统的时域方法多了一个新的分析维度。相比传统时频域方法,该方法不仅解决了时间分辨率和频率分辨率相互制约的问题,还增强了时频数据的特征丰富度,更利于深度模型的学习,可有效防止模型过拟合。户外实地实验表明,FrFT方法的识别准确率达到98.5%,且在专门的泛化测试集上依然能保持98%以上的准确率。同时引入更可靠的评估指标f1-score(f1-score是精确率和召回率的调和平均数)来综合评估精确率和召回率,该方法识别各事件的f1-score均高于0.975。

关键词：光纤传感分布式光纤传感分数阶傅里叶变换分布式光纤振动传感

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基于机器学习的水泥生产能耗系统建模与优化

洁净煤技术 2024年第S1期30卷 414-420页

作者：张航通李佳陈堃杨楠国网江苏省电力有限公司南京供电分公司

基于数据驱动探讨了水泥生产系统的电能耗建模与优化，由于水泥生产工业的复杂性和非线性特点，传统的机理分析难以建立准确的模型。采用BP神经网络和遗传算法相结合的方法，成功建立了电能耗模型，并进行参数优化。选择7个关键的可控... 详细信息

基于数据驱动探讨了水泥生产系统的电能耗建模与优化，由于水泥生产工业的复杂性和非线性特点，传统的机理分析难以建立准确的模型。采用BP神经网络和遗传算法相结合的方法，成功建立了电能耗模型，并进行参数优化。选择7个关键的可控参数进行优化，经过遗传算法优化，电能耗得以有效降低。通过这一方法，水泥生产企业可针对性降低电能耗，降低生产成本，提高经济效益。这一方法不仅适用于电能耗的预测和优化，还在其他领域有广泛应用前景。未来研究方向包括进一步改进模型的性能和稳定性，探索更多优化算法以提高参数优化效率和精度。本研究为电能耗的预测和优化提供新方法，具有积极经济效益，同时为其他领域类似问题提供有价值的经验和启示。经遗传算法优化后，水泥生产的最低电能耗值降至90 kWh/t,相比实际运行的88～115 kWh/t,减少约4 kWh/t,表明优化有效。关键参数推荐值有助于水泥企业针对性优化生产系统，降低电能消耗和生产成本。

关键词：水泥生产系统数据驱动参数优化电能耗