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功率耦合和电流限幅影响下构网型变流器的暂态同步稳定分析

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中国电机工程学报 2024年第7期44卷 2815-2824,I0024页

作者：付熙坤黄萌凌扬坚田震查晓明武汉大学电气与自动化学院湖北省武汉市430072

在有限过流能力的构网型变流器中,有功和无功环之间的功率耦合以及电压电流环之间的电流限幅,会极大地影响变流器与电网的同步过程。因此,该文致力于研究大扰动故障下功率耦合和电流限幅对变流器暂态同步稳定性的影响。首先,考虑上述环... 详细信息

在有限过流能力的构网型变流器中,有功和无功环之间的功率耦合以及电压电流环之间的电流限幅,会极大地影响变流器与电网的同步过程。因此,该文致力于研究大扰动故障下功率耦合和电流限幅对变流器暂态同步稳定性的影响。首先,考虑上述环节建立构网型变流器并网系统的降阶模型;然后,构建包含构网型控制主要状态变量(功角、频率和输出电压)的能量函数,并在此基础上通过拉塞尔理论估计变流器的吸引域及其对应的暂态稳定裕度。分析表明,功率耦合和电流限幅分别通过影响等效势能和阻尼分布削弱变流器的暂态同步稳定性。由此,该文提出一种基于虚拟阻抗和功率解耦的构网型控制优化策略,以抑制功率耦合和电流限幅引入的负面影响。最后,仿真和实验结果验证上述理论分析的正确性。

关键词：构网型变流器暂态同步稳定性功率耦合电流限幅

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儿童青少年大脑发育及脑图谱研究综述

中国图象图形学报 2024年第6期29卷 1555-1574页

作者：李雯樊令仲宋明张瑜罗娜程禄祺蒋田仔中国科学院自动化研究所北京100190

大脑发育是神经系统结构和功能分化及成熟的一系列动态过程。大脑结构的发育包括部分脑区白质体积和完整性的增加,以及灰质体积的下降等;而这些结构的改变往往伴随着认知功能的变化,如智商、工作记忆和问题解决能力的提高以及社会认知... 详细信息

大脑发育是神经系统结构和功能分化及成熟的一系列动态过程。大脑结构的发育包括部分脑区白质体积和完整性的增加,以及灰质体积的下降等;而这些结构的改变往往伴随着认知功能的变化,如智商、工作记忆和问题解决能力的提高以及社会认知的改善等。越来越多的发育研究为儿童青少年的教育干预提供了参考信息,帮助学校和家庭引导其从拥有冲动冒险心理状态的少年儿童阶段平稳过渡到心智更为成熟的成人阶段。脑图谱作为研究脑结构、脑功能及脑疾病的重要手段,是研究者对大脑进行解析的有力工具,在大脑发育研究中发挥着不可缺少的作用。本文立足于发育脑图谱,从3方面对儿童青少年大脑发育及脑图谱研究进展进行综述。首先,介绍儿童青少年发育阶段大脑特征的转变,以此来强调关注儿童青少年阶段大脑健康发育的重要性;其次,介绍现有的包括数据预处理步骤在内的发育图谱绘制的方法和手段;最后,对儿童和青少年图谱的研究进展进行描述,并分析当前研究对理解儿童青少年发育所做出的贡献以及它们的不足之处。对发育中的大脑进行研究,有利于增强对正常发育过程的了解,以针对性地对失衡的发育过程进行早期干预;通过对现有技术手段优缺点的总结,促进相关领域研究者开发更多以研究儿童青少年为导向的数据处理工具;综述具有精细划分的基于特定年龄儿童的大脑发育图谱,为未来的发育研究提供了强有力的研究工具的参考。这一综述有助于促进跨学科研究,推动儿童和青少年大脑发育领域的进展,从而为青少年的教育、健康和神经疾病研究提供更好的指导。

关键词：儿童青少年发育大脑图谱大脑模板磁共振成像(MRI) 发育数据集预处理

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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基于电压调控自旋轨道矩器件多数决定逻辑门的存内华莱士树乘法器设计

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电子与信息学报 2024年第6期46卷 2673-2680页

作者：惠亚娟李青朕王雷敏刘成中国地质大学(武汉)自动化学院武汉430074 复杂系统先进控制与智能自动化湖北省重点实验室武汉430074 地球探测智能化技术教育部工程研究中心武汉430074 中国科学院计算技术研究所北京100080

在使用新型非易失性存储阵列进行存内计算的研究中,存内乘法器的延迟往往随着位宽的增加呈指数增长,严重影响计算性能。该文设计一种电压调控自旋轨道矩磁随机存储器(VGSOT-MRAM)单元交叉阵列,并提出一种存内华莱士树乘法器的电路设计... 详细信息

在使用新型非易失性存储阵列进行存内计算的研究中,存内乘法器的延迟往往随着位宽的增加呈指数增长,严重影响计算性能。该文设计一种电压调控自旋轨道矩磁随机存储器(VGSOT-MRAM)单元交叉阵列,并提出一种存内华莱士树乘法器的电路设计方法。所提串联存储单元结构通过电阻求和的方式,有效解决磁存储器单元阻值较低的问题;其次提出基于电压调控自旋轨道矩磁存储器单元交叉阵列的存内计算架构,利用在“读”操作期间实现的5输入多数决定逻辑门,进一步降低华莱士树乘法器的逻辑深度。与现有乘法器设计方法相比,所提方法延迟开销从O(n^(2))降低为O(log_(2)n),在大位宽时延迟更低。

关键词：存算一体新型非易失性存储器自旋轨道矩磁存储器华莱士树乘法器

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磁悬浮织针驱动方法和控制技术

纺织学报 2024年第5期45卷 202-208页

作者：熊涛李成缘桂顺王意张成俊左小艳武汉纺织大学机械工程与自动化学院湖北武汉430073 湖北省数字化纺织装备重点实验室湖北武汉430073

为完善磁悬浮针织横机的工艺流程,实现花型设计图案到织针编织动作的数据转换,首先根据混合磁悬浮针织横机系统的工作原理,设计了步进式磁悬浮织针的驱动方案;然后采用数学矩阵的方法,建立磁悬浮针织横机双色单面提花织物的意匠图模型,... 详细信息

为完善磁悬浮针织横机的工艺流程,实现花型设计图案到织针编织动作的数据转换,首先根据混合磁悬浮针织横机系统的工作原理,设计了步进式磁悬浮织针的驱动方案;然后采用数学矩阵的方法,建立磁悬浮针织横机双色单面提花织物的意匠图模型,同时推导出双色单面提花织物的数据转换算法,最后将意匠图设计的花型数据转换成织针编织的驱动数据,并根据步进式磁悬浮织针的驱动方案定义织针编织动作对应的电流信号。在此基础上搭建织针驱动的实验平台进一步验证步进式驱动方案的可行性,并使用仿真软件验证意匠图转换算法的准确性。研究结果表明,步进式织针驱动方案可使织针逐步达到工艺编织高度,满足工艺设计要求;双色单面提花转换算法也能准确将意匠图的花型数据转换成织针驱动的编织数据,通过定义编织动作对应的线圈电流信号使设计的织物花型图案能转换成磁悬浮针织横机驱动的电流信号,达到织针驱动和编织工艺相结合的效果,简化了磁悬浮针织横机编织双色单面提花织物的工艺流程,为磁悬浮针织横机的工艺设计探索出一条可行路线。

关键词：横机驱动方案意匠图转换算法花型设计图案数据转换磁悬浮织针

计及混合交易模式的多区域互联电力系统碳排放流计算方法

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电网技术 2024年第9期48卷 3535-3543,I0001页

作者：唐爱红余文晗张莹瞿子涵王庆铭王文浩武汉理工大学自动化学院湖北省武汉市430070 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院湖北省武汉市430077

为理清在多区域互联系统中各子区域间的混合交易对碳流分布的影响,该文提出了一种计及混合交易模式的多区域互联电力系统碳排放流计算方法。首先采用分裂法的思想,将原多区域互联电力系统转化为直观的双边交易系统。再根据潮流追踪法,... 详细信息

为理清在多区域互联系统中各子区域间的混合交易对碳流分布的影响,该文提出了一种计及混合交易模式的多区域互联电力系统碳排放流计算方法。首先采用分裂法的思想,将原多区域互联电力系统转化为直观的双边交易系统。再根据潮流追踪法,将联营交易等效为多笔虚拟双边交易,成功将网损分至每笔交易,实现双边交易网络与联营交易网络的解耦。然后根据每笔交易的特性,得出新交易网络的运行参数,分别计算出各网络中的支路碳流率与负荷碳流率,进而计算出原多区域互联系统的碳流分布。算例结果显示,与传统的碳流计算法相比,上述方法能够反映出不同混合交易模式对系统碳流分布的影响,有效地避免不同交易耦合所造成的“碳泄露”,并能向电力用户展示碳排放的构成信息,具有较高的实用价值。

关键词：多区域互联交易模式碳流率碳流分布

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环形介电弹性体发电机的输出特性研究

发电技术 2024年第3期45卷 517-526页

作者：张洺驿黄鹏王亚午中国地质大学(武汉)自动化学院湖北省武汉市430074 复杂系统先进控制与智能自动化湖北省重点实验室湖北省武汉市430074 地球探测智能化技术教育部工程研究中心湖北省武汉市430074

【目的】能源是当今世界经济社会发展的重要物质基础。伴随着传统能源的日渐枯竭,可再生能源的收集与利用凸显出重要意义。介电弹性体是一种新型软质智能材料,具有机电双向耦合特性,可用于制作介电弹性体发电机以产生电能。【方法】首先... 详细信息

【目的】能源是当今世界经济社会发展的重要物质基础。伴随着传统能源的日渐枯竭,可再生能源的收集与利用凸显出重要意义。介电弹性体是一种新型软质智能材料,具有机电双向耦合特性,可用于制作介电弹性体发电机以产生电能。【方法】首先,设计并制作一种环形介电弹性体发电机;然后,通过分析其工作流程、发电机理与能量转换机制,建立环形介电弹性体发电机的数学模型,用以描述其发电性能与偏置电压、外部负载、预拉伸倍数之间的关系。最后,通过实验验证所建立数学模型的有效性。【结果】预拉伸倍数、拉伸位移和偏置电压的增加都有助于提高环形介电弹性体发电机的发电性能。【结论】该项工作对介电弹性体发电机的设计具有指导意义。

关键词：介电弹性体发电机能量收集发电性能偏置电压预拉伸

基于高阶磁异常导数与高阶统计量的地震短临预测方法

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地球科学 2024年第8期49卷 2952-2960页

作者：刘欢赵润卓董浩斌中国地质大学自动化学院湖北武汉430074 复杂系统先进控制与智能自动化湖北省重点实验室湖北武汉430074 地球探测智能化技术教育部工程研究中心湖北武汉430074

中强级地震给我国人民生命财产安全带来不可磨灭的灾难,探索中强震发生时地球内部磁场与地震间的联系,获取地震发生的前兆信息,进而实现对中强级地震的预报,是亟待解决的关键问题.近年来,地磁场垂直分量Z被普遍用来进行地震预警,但其存... 详细信息

中强级地震给我国人民生命财产安全带来不可磨灭的灾难,探索中强震发生时地球内部磁场与地震间的联系,获取地震发生的前兆信息,进而实现对中强级地震的预报,是亟待解决的关键问题.近年来,地磁场垂直分量Z被普遍用来进行地震预警,但其存在预测周期长、阈值不易确定、对中强震预测精度不高等问题.为解决上述问题,提出一种基于高阶磁异常导数与高阶统计量的地震短临预测方法(简称:HMAD-HS),以有效减少高斯噪声对中强震前兆地磁信号的影响、缩短预测期、降低预测误报率,进而提高预测性能.为验证该方法的可行性,以2017年新疆喀什地区中强震情况为例,将HMAD-HS与加卸载响应比、地磁逐日比等常用方法进行对比分析,实验表明:HMAD-HS处理得到的中强震前兆信号明显且漏报率与误报率降低30%以上,大幅提升了预报可信度.此外,将HMAD-HS应用于我国多个地区的中强震短临预测,证明该方法具有普适性且对中强震预测效果良好.

关键词：中强震前兆信息高阶磁异常导数高阶统计量地球物理学

基于最优经济运行区域的主动配电网日前日内协同调度方法

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电网技术 2024年第4期48卷 1602-1611,I0066,I0067-I0071页

作者：王灿方仍存雷何孙建军查晓明武汉大学电气与自动化学院湖北省武汉市430072 综合能源电力装备及系统安全湖北省重点实验室(武汉大学) 湖北省武汉市430072 国网湖北省电力有限公司经济技术研究院湖北省武汉市430077

传统的日前-日内协同调度通常以与日前时序计划曲线偏差最小作为日内目标函数,当日内新能源出力预测值与日前相差较大时,储能装置(energy storage systems,ESS)等由于其时间耦合约束日内调整范围有限,导致经济性和灵活性较差。对此,提... 详细信息

传统的日前-日内协同调度通常以与日前时序计划曲线偏差最小作为日内目标函数,当日内新能源出力预测值与日前相差较大时,储能装置(energy storage systems,ESS)等由于其时间耦合约束日内调整范围有限,导致经济性和灵活性较差。对此,提出了基于最优经济运行区域(optimal economic operation region,OEOR)的主动配电网(active distribution networks,ADN)日前-日内协同调度方法。在日前阶段,构建线性化ADN调度模型,基于拉丁超立方采样法生成的大量随机场景下调控设备优化曲线,以全时间段内设备出力上下界内所包含的随机场景优化结果数量最大为目标,考虑储能装置荷电状态的相邻时段约束和微型燃气轮机的爬/滑坡率,构建OEOR生成模型。最后,在日内阶段,调控设备在OEOR内滚动优化调整,当该时段优化值贴近OEOR边界时,考虑相邻时段出力约束,将OEOR扩展为最优经济极限运行区域(E-OEOR)。算例结果表明,所提方法相比于传统方法能够更有效地提升配电网经济性。

关键词：最优经济运行区域时间耦合性约束协同调度主动配电网