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基于RSN-GRU融合网络的锂电池荷电状态估计

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第7期52卷 76-82页

作者：全睿刘品张键梁文龙湖北工业大学太阳能高效利用及储能运行控制湖北省重点实验室湖北武汉430068 湖北工业大学新能源及电网装备安全监测湖北省工程研究中心湖北武汉430068

为了提高锂电池荷电状态(SOC)估计的精度,提出一种基于残差收缩网络(RSN)与门控循环单元(GRU)并行融合的锂电池SOC估计方法.RSN提取锂电池参数输入序列的局部特征并通过一个小型子网络去除多余的噪声,GRU提取锂电池多参数输入序列的时... 详细信息

为了提高锂电池荷电状态(SOC)估计的精度,提出一种基于残差收缩网络(RSN)与门控循环单元(GRU)并行融合的锂电池SOC估计方法.RSN提取锂电池参数输入序列的局部特征并通过一个小型子网络去除多余的噪声,GRU提取锂电池多参数输入序列的时序信息,最终将RSN和GRU进行并行融合得到锂电池的SOC估计值.多种动态工况及不同温度下的实验结果表明:RSN-GRU并行融合网络能显著提高锂电池SOC估计精度,在25℃环境温度下估计结果的平均绝对误差为0.34%,均方根误差为0.51%,比单独的GRU和RSN估计精度分别提升了50%和61.7%.另外,将RSN-GRU与其他多种常用网络进行了对比,结果表明该网络SOC估计精度更高,具有明显的优越性.

关键词：门控循环单元残差收缩网络并行融合网络锂电池荷电状态估计

少油设备PD绝缘缺陷油面特征气体的变化特性

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高电压技术 2024年第3期50卷 1281-1288页

作者：张国治黄雅兰叶高翔刘翔闫伟阳张晓星湖北工业大学新能源及电网装备安全监测湖北省工程研究中心武汉430068 湖北省电力有限公司经济技术研究院武汉430077 襄阳湖北工业大学产业研究院襄阳441100

少油设备存在油量非常少、钢性全密封结构以及缺少防爆措施的客观特征,长期的局部放电(partial discharge,PD)绝缘缺陷会诱发设备爆炸、起火等安全事故的发生,而少油设备一直缺乏有效的PD绝缘缺陷检测、诊断技术。基于此,通过搭建110 k... 详细信息

少油设备存在油量非常少、钢性全密封结构以及缺少防爆措施的客观特征,长期的局部放电(partial discharge,PD)绝缘缺陷会诱发设备爆炸、起火等安全事故的发生,而少油设备一直缺乏有效的PD绝缘缺陷检测、诊断技术。基于此,通过搭建110 kV正立式电流互感器PD绝缘缺陷油面气体检测实验平台,试验研究了少油设备不同PD强度下油面特征气体变化规律及其与油中溶解气体的关联特性,试验结果表明:PD特征气体H_(2)、CH_(4)、CO在油面上富集明显,且浓度增速远大于油中的值,基于油面气体的PD检测较油色谱检测有着更高的灵敏度;当PD绝缘缺陷严重劣化时,油中溶解气体浓度增速无明显提升且关键气体C_(2)H_(2)未达到预警值,而油面特征气体浓度均出现明显突增,其中H_(2)、C_(2)H_(2)的浓度增量最为显著,C2H2体积分数可以达到17.41×10^(–6),在放电缺陷劣化过程中通过捕捉该变化能够有效预警击穿放电的发生。油面气体浓度能够有效表征少油设备内部PD缺陷的产生、发展,该研究成果为少油设备PD绝缘缺陷的高灵敏监测提供了新的解决思路。

关键词：少油设备局部放电油面特征气体溶解气体分析产气规律

环保型绝缘气体C_(5)F_(10)O对大鼠致畸作用研究

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高压电器 2024年第9期60卷 33-39页

作者：楚奕天叶凡超田双双刘伟豪万茜茜张晓星湖北工业大学新能源及电网装备安全检测湖北省工程研究中心武汉430068 武汉大学中南医院武汉430072

全氟戊酮(C_(5)F_(10)O)作为一种环保型气体绝缘介质,具备替代SF_(6)应用于中低压气体绝缘设备的潜力。然而,目前关于C_(5)F_(10)O的生物安全性特别是生物致畸作用的相关研究较少。为了确保C_(5)F_(10)O在电力行业的安全性,有必要对C_(5... 详细信息

全氟戊酮(C_(5)F_(10)O)作为一种环保型气体绝缘介质,具备替代SF_(6)应用于中低压气体绝缘设备的潜力。然而,目前关于C_(5)F_(10)O的生物安全性特别是生物致畸作用的相关研究较少。为了确保C_(5)F_(10)O在电力行业的安全性,有必要对C_(5)F_(10)O气体开展更为全面的毒理学研究。文中通过C_(5)F_(10)O气体对妊娠大鼠的胚胎发育器官形成期给予吸入染毒,然后对孕鼠和胎鼠各项生命体征及胎鼠发育情况进行检查分析,系统评估吸入一定体积分数的C_(5)F_(10)O气体所引起的子代致畸可能性。实验结果表明,吸入高体积分数的C_(5)F_(10)O气体可能会导致大鼠后代存在内脏畸形、骨骼发育不全等不良现象,但并未表现出明显的统计学意义,C_(5)F_(10)O气体对大鼠致畸实验观察到的最大无作用致畸剂量(NOAEL)为7 715.3μL/L,相关结果可以为C_(5)F_(10)O的工程应用和安全防护策略提供了重要参考。

关键词： C_(5)F_(10)O SF_(6)替代气体致畸性生物安全风险评估

低气压条件下球-板间隙放电特性及放电电压校正方法

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高电压技术 2024年第8期50卷 3580-3588页

作者：涂弘仙方雅琪李恩文杨炳森方俊康张晓星湖北工业大学新能源及电网装备安全监测湖北省工程研究中心武汉430068 特高压电力技术与新型电工装备基础国家工程研究中心广州510663

随着我国对中西部地区能源开发力度的增大,超/特高压直流输电工程已经成为高海拔地区电能输送的主要途径。超/特高压直流输电工程换流站阀厅中存在大量球-板间隙,其空气间隙绝缘强度随海拔高度的增加而降低。为保障高海拔地区输电线路... 详细信息

随着我国对中西部地区能源开发力度的增大,超/特高压直流输电工程已经成为高海拔地区电能输送的主要途径。超/特高压直流输电工程换流站阀厅中存在大量球-板间隙,其空气间隙绝缘强度随海拔高度的增加而降低。为保障高海拔地区输电线路的绝缘安全,分别在武汉(海拔20 m)和昆明(海拔2100 m)地区对直径0.3~1.1 m球电极在1~3 m间隙下开展了正极性操作冲击放电试验,分析了气压、球电极尺寸、间隙距离对球-板间隙放电特性的影响,讨论了现有放电电压校正方法对高海拔地区球-板间隙的适用性。研究结果表明:现有标准中基于g参数的放电电压校正方法对于球-板间隙在低气压条件下的放电电压修正存在较大误差。最后基于放电物理过程和试验数据提出了改进的放电电压校正方法,可为合理确定低气压下球-板空气间隙取值、保障高海拔地区输电线路安全稳定运行提供依据。

关键词：球-板间隙高海拔操作冲击放电特性电压校正

基于MMoE-BiLSTM的非侵入式用电设备检测方法研究

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武汉大学学报（工学版） 2024年第3期57卷 372-379页

作者：刘辉高放赵国湖北工业大学新能源及电网装备安全监测湖北省工程研究中心湖北武汉430068

非侵入式用电设备检测能够以低成本的方式获取详细的用户用电数据,有助于提高居民用户用电意识,减少居民用电浪费现象,以达到节能减排的目的。针对现有的基于低频数据的单任务非侵入式用电设备检测方法存在的精度低和特征淹没等问题,提... 详细信息

非侵入式用电设备检测能够以低成本的方式获取详细的用户用电数据,有助于提高居民用户用电意识,减少居民用电浪费现象,以达到节能减排的目的。针对现有的基于低频数据的单任务非侵入式用电设备检测方法存在的精度低和特征淹没等问题,提出了一种基于多门控混合专家网络(multi-gate mixture-of-experts network,MMoE)和双向长短期记忆网络(bidirectional long short-term memory network,BiLSTM)相结合的多任务非侵入式用电设备检测模型。首先,利用MMoE实现底层参数的软共享,学习不同电器之间的耦合特征,充分挖掘用电设备负荷特征;然后,利用BiLSTM网络作为子任务层,在一个模型中同时输出各电器的功率序列。在UK-DALE(UK recording domestic appliance-level electricity)公开数据集上的实验结果表明,该方法在各电器的检测指标上均优于现有的几种单任务方法,验证了该方法具有良好的用电设备检测性能。

关键词：非侵入式深度学习多门控混合专家网络双向长短期记忆网络

基于多属性决策理论的抽蓄电站容量规划综合决策方法研究

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太阳能学报 2024年第09期 639-646页

作者：张成夏沛张晓星湖北工业大学新能源及电网装备安全监测湖北省工程研究中心

针对风电-火电-抽蓄联合运行系统中抽蓄电站的容量规划问题，提出一种基于德尔菲法、区间直觉模糊理论、灰色关联理论和前景理论的综合决策方法。该方法考虑定性指标的不确定性、指标间的相互影响关系和决策者的风险偏好。经算例验证，... 详细信息

针对风电-火电-抽蓄联合运行系统中抽蓄电站的容量规划问题，提出一种基于德尔菲法、区间直觉模糊理论、灰色关联理论和前景理论的综合决策方法。该方法考虑定性指标的不确定性、指标间的相互影响关系和决策者的风险偏好。经算例验证，所提方法能够决策出适应不同风险环境的最优容量规划方案，可为抽蓄电站容量规划问题提供参考。

关键词：风电抽蓄电站联合系统规划决策指标体系风险分析

高海拔正极性操作冲击下球-板间隙流注起始发展特性

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电工技术学报 2024年第19期 6175-6186页

作者：方雅琪毛苏涵杨炳森高嘉辰张晓星湖北工业大学新能源及电网装备安全监测湖北省工程研究中心湖南大学电气与信息工程学院

换流站阀厅作为我国高海拔超/特高压直流工程的重要组成部分，其内部存在大量球-板间隙结构。研究高海拔球-板间隙放电机理对高海拔超/特高压工程外绝缘设计具有实际工程意义。该文在昆明地区（海拔2 100 m）开展了不同尺寸球电极在1.0... 详细信息

换流站阀厅作为我国高海拔超/特高压直流工程的重要组成部分，其内部存在大量球-板间隙结构。研究高海拔球-板间隙放电机理对高海拔超/特高压工程外绝缘设计具有实际工程意义。该文在昆明地区（海拔2 100 m）开展了不同尺寸球电极在1.0～3.0 m间隙下的球-板间隙操作冲击试验，分析了不同电极结构和间隙距离下的放电过程、流注起始分散性、流注分支发展特性和注入电荷变化规律，并研究了电压上升率对流注放电参数的影响。研究结果发现，相同间隙结构下，随着海拔升高，气压变低，放电过程会缩短；当间隙距离分别为2.0 m和3.0 m，球电极直径从0.3 m增至0.9 m时，平均流注起始时间最大增量分别为54.8%和57.0%，其分散性也随之增加；初始流注注入电荷量随着间隙距离和球电极直径的增加而增加，注入电荷量范围为1.1～15.6μC；流注分支主通道和次通道平均发展速度分别为1.2～5.0 cm/μs和0.8～2.6 cm/μs。在末跃阶段流注分支主通道迅速发展，直至击穿，平均发展速度约为10～25 cm/μs，次通道停止发展后消失。流注起始时间及其分散性会随着外施电压上升率的增加而减小，同时注入电荷量会随着流注起始电压和电压上升率的增加而增加。

关键词：高海拔球-板间隙流注起始注入电荷电压上升率

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C_(6)F_(12)O与CO_(2)/N_(2)对变压器油分解气体火焰及HF的抑制作用

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南方电网技术 2024年第4期18卷 96-105页

作者：田双双李哲张晓星李晓涵王家浩湖北工业大学新能源及电网装备安全监测湖北省工程研究中心武汉430070 襄阳湖北工业大学产业研究院湖北襄阳441100

变压器油分解为可燃气体燃烧具有高危险性,新型的环保灭火剂C_(6)F_(12)O抗复燃性差会产生有害产物HF。为此研究了N_(2)或CO_(2)的加入对C_(6)F_(12)O扑灭变压器油分解气体火焰的灭火性能及有害产物HF的影响,采用化学动力学方法计算了... 详细信息

变压器油分解为可燃气体燃烧具有高危险性,新型的环保灭火剂C_(6)F_(12)O抗复燃性差会产生有害产物HF。为此研究了N_(2)或CO_(2)的加入对C_(6)F_(12)O扑灭变压器油分解气体火焰的灭火性能及有害产物HF的影响,采用化学动力学方法计算了不同当量比与混合比下C_(6)F_(12)O混合物对变压器油分解气体火焰绝热燃烧温度、活性自由基浓度的作用效果,分析了HF浓度变化及生成路径变化规律。理论计算表明N_(2)或CO_(2)与C_(6)F_(12)O具有良好的物理化学协同灭火作用,且能抑制有害产物HF的生成。研究结果为C_(6)F_(12)O灭火剂在电气火灾应用提供了理论依据和数据参考。

关键词： C_(6)F_(12)O 变压器油化学反应反应动力学绝热燃烧温度

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面向高性能摩擦纳米发电机的电介质材料

物理学报 2024年第7期73卷 8-27页

作者：邓浩程李祎田双双张晓星肖淞武汉大学电气与自动化学院电网环境保护全国重点实验室武汉430072 湖北工业大学电气与电子工程学院新能源及电网装备安全监测湖北省工程研究中心武汉430068

摩擦纳米发电机(triboelectric nanogenerator,TENG)作为微纳电源或自取能传感器近年来在多领域表现出广阔的应用潜力.TENG的输出性能提升与作为摩擦起电层的电介质材料接触起电特性密切相关.本文首先介绍了TENG及其电介质摩擦起电层的... 详细信息

摩擦纳米发电机(triboelectric nanogenerator,TENG)作为微纳电源或自取能传感器近年来在多领域表现出广阔的应用潜力.TENG的输出性能提升与作为摩擦起电层的电介质材料接触起电特性密切相关.本文首先介绍了TENG及其电介质摩擦起电层的相关基础理论和模型;其次,阐述了TENG电介质材料的选材、改性(表面改性、体改性)和结构设计策略,其中表面改性和体改性涉及表面粗糙度控制、官能团调控、电介质材料介电参数优化,在电介质的结构设计方面,重点介绍了电荷传输层、捕获层、阻挡层的原理及通过多层结构来提高TENG介电性能的典型方法;最后,强调了本领域发展面临的挑战和未来发展趋势,为面向高性能TENG的纳米电介质材料开发提供参考.

关键词：摩擦纳米发电机电介质材料微纳复合材料电荷调控