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水电机组调相运行与新能源发电协同优化技术研究

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电力系统保护与控制 2025年第3期53卷 108-119页

作者：齐郑吉苏朋华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

新能源直流外送系统发生直流闭锁后会产生暂态过电压,严重限制了系统内新能源机组的出力。针对这一问题,分析了新能源直流外送系统发生直流闭锁后产生暂态过电压的机理及其对新能源消纳的影响,提出了水电机组调相运行与新能源发电协同... 详细信息

新能源直流外送系统发生直流闭锁后会产生暂态过电压,严重限制了系统内新能源机组的出力。针对这一问题,分析了新能源直流外送系统发生直流闭锁后产生暂态过电压的机理及其对新能源消纳的影响,提出了水电机组调相运行与新能源发电协同优化技术。以系统运行经济性最优为优化目标,考虑暂态过电压等约束,建立了水电机组调相运行与新能源发电协同优化模型。利用改进粒子群算法进行寻优,得到水电机组和新能源机组的优化运行方案。根据某地区实际电网搭建仿真算例,仿真计算结果表明所提模型及方法不仅能促进新能源的消纳,而且能有效抑制新能源直流外送系统的暂态过电压,使系统运行的经济性、安全性得到显著提升。

关键词：水电机组暂态过电压新能源直流外送粒子群算法

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基于切换调制策略的ANPC三电平逆变器开路故障诊断方法研究

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电力系统保护与控制 2025年第2期53卷 27-37页

作者：陈怡薇徐永海袁敞宋昕一孙曙光华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

由于开关器件故障是有源中性点箝位(active neutral point clamped,ANPC)三电平逆变器故障的主要类型,快速定位故障器件对提升ANPC三电平逆变器的可靠性具有重要意义。针对ANPC三电平逆变器开关器件开路故障,从传播路径的角度分析了不... 详细信息

由于开关器件故障是有源中性点箝位(active neutral point clamped,ANPC)三电平逆变器故障的主要类型,快速定位故障器件对提升ANPC三电平逆变器的可靠性具有重要意义。针对ANPC三电平逆变器开关器件开路故障,从传播路径的角度分析了不同调制算法下开关器件故障对输出电流的影响以及输出电流与负载侧电压的相位差对故障电流波形的影响。以三相输出电流作为故障特征量,提出一种基于切换调制策略的ANPC三电平逆变器开路故障诊断方法。首先采用电流平均值法先对故障开关器件的大致范围进行判定,然后切换调制策略以实现故障器件的精确定位。最后,通过仿真与实验验证了该方法可以在1个基波周期内实现故障定位,具有检测速度快、抗干扰能力强的优点,且无需额外增加用于故障检测的传感器。

关键词： ANPC三电平逆变器切换调制策略开路故障故障诊断

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单向功率混合型MMC及其启动/直流短路故障穿越控制

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电力自动化设备 2025年第1期45卷 139-146页

作者：周琳智路茂增赵艳雷张厚升山东理工大学电气与电子工程学院山东淄博255000

单向功率传输场景下,挖掘桥臂内部全桥及半桥子模块的协调控制空间,提出可节省器件的类半桥子模块及由其与全桥子模块构成的新型单向功率混合型模块化多电平换流器(MMC)。针对启动阶段和直流短路故障穿越期间潜在的电容电压不均衡及电... 详细信息

单向功率传输场景下,挖掘桥臂内部全桥及半桥子模块的协调控制空间,提出可节省器件的类半桥子模块及由其与全桥子模块构成的新型单向功率混合型模块化多电平换流器(MMC)。针对启动阶段和直流短路故障穿越期间潜在的电容电压不均衡及电压、电流应力问题,提出适用于该拓扑的启动策略。基于直流环流注入控制实现直流短路故障穿越,保证设备在整个运行区域可靠运行。在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,验证所提控制策略的可行性和有效性。相比现有的混合型MMC,所提拓扑在保证直流短路故障穿越能力的前提下,节省半桥子模块内部的一个开关器件,具有较好的成本优势。

关键词：单向功率类半桥子模块混合型MMC 协调控制启动策略直流短路故障穿越

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基于铰链杠杆结构光纤光栅温度压力传感器

中国光学(中英文) 2025年第1期18卷 63-69页

作者：刘强马超魏淑辉刘伟王建鑫吕靖薇吕婷婷刘超东北石油大学物理与电子工程学院黑龙江大庆163318

本文设计了一种高灵敏度温度和压力传感器。该传感结构利用膜片将压力传递给双铰链杠杆结构,采用光纤布拉格光栅(FBG1)作为应变传感器实现压力的测量。此外,双铰链杠杆的引入有效提升了传感器的压力测量灵敏度。仿真和实验测量结果证实... 详细信息

本文设计了一种高灵敏度温度和压力传感器。该传感结构利用膜片将压力传递给双铰链杠杆结构,采用光纤布拉格光栅(FBG1)作为应变传感器实现压力的测量。此外,双铰链杠杆的引入有效提升了传感器的压力测量灵敏度。仿真和实验测量结果证实,该传感器在0~18 MPa的测量范围内,灵敏度达到453.16 pm/MPa。同时,将另外一支光纤布拉格光栅(FBG2)粘贴在杠杆上,以消除压力测量过程中的温度交叉敏感问题,从而实现温度和压力的同时测量。在25~65℃测量范围内,温度灵敏度为10.41 pm/℃。由于光纤传感器的抗电磁干扰特性,该类传感器可用于苛刻环境中的温度和压力测量。

关键词：压力传感器光纤布拉格光栅铰链杠杆结构温度传感器

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锂电池死锂问题的相场研究进展

工程科学学报 2025年第3期47卷 504-513页

作者：刘静陈会益刘慧玉李述哈尔滨理工大学电气与电子工程学院哈尔滨150080

锂金属作为高比能电池的首选负极材料,具有广阔的应用前景.但在实际应用中,电池在充放电过程中会不可避免地产生锂枝晶和死锂,这导致电池的库伦效率和使用寿命显著下降,严重限制了锂电池的发展和应用.因此,深入研究锂枝晶和死锂的形成机... 详细信息

锂金属作为高比能电池的首选负极材料,具有广阔的应用前景.但在实际应用中,电池在充放电过程中会不可避免地产生锂枝晶和死锂,这导致电池的库伦效率和使用寿命显著下降,严重限制了锂电池的发展和应用.因此,深入研究锂枝晶和死锂的形成机制,以及探索有效的抑制策略,成为当前研究的热点.本文首先介绍了死锂的形成机制,重点从相场角度分析了死锂的形成过程,并进一步总结了温度、压力、隔膜、气泡和高活性电解质等多个因素对死锂的抑制作用,这些因素在一定程度上可以调控锂的沉积形态,减缓或避免锂枝晶和死锂的生成;然后介绍了采用相场法探究死锂的形成对电池寿命的影响,并进一步对电池寿命进行预测,最后总结了现有相场法在根治死锂研究方面的不足以及对未来发展前景进行了展望.

关键词：相场法锂电池枝晶死锂抑制策略

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计及构网型储能电站的新能源基地无功协调优化控制

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电力系统自动化 2025年第1期49卷 59-68页

作者：林俐马笑寒丁文敏华北电力大学电气与电子工程学院北京市102206

与传统火电主导的系统相比,缺乏同步电源支撑的新能源基地呈现低抗扰性和弱支撑性,采用构网型储能电站(GFMS)是一种有效的解决方案。文中首先对GFMS控制原理进行分析,确定了稳态及动态条件下GFMS的功率调节范围,并建立了GFMS运行模型。... 详细信息

与传统火电主导的系统相比,缺乏同步电源支撑的新能源基地呈现低抗扰性和弱支撑性,采用构网型储能电站(GFMS)是一种有效的解决方案。文中首先对GFMS控制原理进行分析,确定了稳态及动态条件下GFMS的功率调节范围,并建立了GFMS运行模型。然后,提出了考虑GFMS辅助治理的无功协调优化控制策略,以适应无功协调优化及实时电压支撑需求。在无功协调优化阶段,以经济性最优和动态无功预留容量最大为目标,对无功源进行日前-日内集中优化;在实时电压支撑阶段,提出了一种基于并网点电压支撑需求的GFMS电压控制策略。选取中国西北地区某缺乏同步电源支撑的新能源基地为算例进行仿真,验证所提策略的有效性。结果表明,所提无功协调优化控制策略有效提高了新能源基地安全稳定水平,充分发挥了GFMS的作用。

关键词：构网型储能电站新能源基地电压稳定无功优化电压支撑

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考虑电纳作用的输电可变成本计算

电力系统自动化 2025年第1期49卷 193-199页

作者：鲍海宋唯溢华北电力大学电气与电子工程学院北京市102206

科学准确地计算输电可变成本对于电力市场公平竞争具有重要意义。通过潮流追踪发现电源向电纳元件传输功率的过程也会产生有功损耗,进而影响最终的输电可变成本。因此,计算输电可变成本时需要考虑电纳元件的物理、经济特性。文中首先对... 详细信息

科学准确地计算输电可变成本对于电力市场公平竞争具有重要意义。通过潮流追踪发现电源向电纳元件传输功率的过程也会产生有功损耗,进而影响最终的输电可变成本。因此,计算输电可变成本时需要考虑电纳元件的物理、经济特性。文中首先对有功负荷及电纳等无功负荷建立满足自身功率平衡的模型;然后,借助费用守恒原则得到符合经济特性的费用计算模型。采用所提出的模型计算得到的输电可变成本能够提供丰富和准确的经济信息。最后,通过算例分析验证了所提计算模型与计算结果的合理性与准确性。

关键词：输电可变成本电纳潮流费用守恒无功输电费用电力市场

融合快速边缘注意力的Transformer跟踪算法

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计算机工程与应用 2025年第1期61卷 221-231页

作者：薛紫涵葛海波王淑贤安玉杨雨迪西安邮电大学电子工程学院西安710121

针对长期目标跟踪中出现模型退化和跟踪漂移的问题,提出了一种融合快速边缘注意力的Transformer跟踪算法TransFEA(fast edge attention on Transformer)。使用ResNet-50作为Siamese网络的骨干网络,并在其每个残差块后端引入注意力网络... 详细信息

针对长期目标跟踪中出现模型退化和跟踪漂移的问题,提出了一种融合快速边缘注意力的Transformer跟踪算法TransFEA(fast edge attention on Transformer)。使用ResNet-50作为Siamese网络的骨干网络,并在其每个残差块后端引入注意力网络进行特征提取,增强目标的关键信息和全局信息;边缘注意力网络(edge attention network,EA)提取模板与搜索区域的特征向量,快速注意力网络(fast attention network,FA)计算注意响应值,确定两个区域的相似度,以此调整目标位置。设计多层感知器预测边界框,避免过多超参数,使跟踪器实现了准确性与轻量化的平衡。实验结果表明,TransFEA在LaSOT数据集上成功率和准确率分别为65.3%、69.1%,运行可以达到90 FPS,提高了长期跟踪的成功率和准确率。

关键词： Transformer网络边缘注意力网络快速注意力网络多层感知器

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局部-全局特征相互补偿的伪装目标检测方法

计算机科学与探索 2025年第2期19卷 454-464页

作者：何文昊葛海波西安邮电大学电子工程学院西安710121

在伪装目标检测(COD)领域中,最新提出的方法主要利用伪装目标的局部特征完成COD任务,输出的预测图存在目标轮廓粗糙和对象不完整的问题。针对上述问题,提出了基于局部-全局特征相互补偿的伪装目标检测方法,利用局部特征与全局特征相互... 详细信息

在伪装目标检测(COD)领域中,最新提出的方法主要利用伪装目标的局部特征完成COD任务,输出的预测图存在目标轮廓粗糙和对象不完整的问题。针对上述问题,提出了基于局部-全局特征相互补偿的伪装目标检测方法,利用局部特征与全局特征相互补偿进行伪装目标的检测。设计一个非局部特征增强模块(N-LFEM),使用非局部机制来交互相邻局部区域,增强局部特征表达。构建一个局部-全局特征交互模块(L-GFIM),平均局部特征得到全局特征,执行局部特征与全局特征的相互补偿。设计一个局部-全局特征交叉协方差模块(L-GFCCM),通过语义对齐和交叉协方差获取空间指标定位伪装目标所在区域,选取相似性最高的特征图输出。在3个公开数据集上的实验表明,该算法优于其他8个最新模型。在COD10K数据集上,平均绝对误差(MAE)达到了0.028。

关键词：伪装目标检测局部-全局特征相互补偿局部-全局特征交叉协方差