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融合注意力机制的轻量级摔倒检测

光电子．激光 2024年第3期35卷 283-292页

作者：李尧李金哲黄刚周箩鱼长江大学电子信息学院湖北荆州434023 国网湖北省电力有限公司松滋市供电公司湖北荆州434200

摔倒检测大都依靠传感器设备,此类方法受设备自身和环境因素影响较大,常常无法发挥该有的作用,同时,基于视觉的方法往往实时性较差,鲁棒性不强。针对上述问题,本文提出了一种鲁棒性强、能有效部署在嵌入式设备上的轻量化摔倒检测算法。... 详细信息

摔倒检测大都依靠传感器设备,此类方法受设备自身和环境因素影响较大,常常无法发挥该有的作用,同时,基于视觉的方法往往实时性较差,鲁棒性不强。针对上述问题,本文提出了一种鲁棒性强、能有效部署在嵌入式设备上的轻量化摔倒检测算法。以YOLOv5为基准模型,首先,融合轻量级注意力机制模块,使网络更关注要识别的目标区域,增强网络的识别精度。其次,使用模型压缩方法对模型进行剪枝,减小模型体积和计算量,使模型轻量化,以提高推理速度和便于部署在嵌入式设备中。最后,对剪枝后的模型进行知识蒸馏,在不提升模型复杂度的前提下提升模型的检测精度。实验结果表明:本文模型相较于基准模型,mAP增加了1.7%,召回率提高了1.2%,模型体积减小了79.1%,浮点运算量降低了70.9%。将本文模型部署在嵌入式设备Jetson Nano上,检测速率达到13.2 frame/s,基本满足实时性摔倒检测的要求。

关键词：摔倒检测注意力机制轻量化模型压缩知识蒸馏

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数字孪生技术在新型电力系统中的发展综述

电网技术 2024年第9期48卷 3872-3889,I0087,I0088-I0091页

作者：王榕泰吴细秀冷宇宽侯慧吴士普邱进武汉理工大学自动化学院湖北省武汉市430070 国网孝感供电公司湖北省孝感市432000 中国电力科学研究院有限公司湖北省武汉市430074

随着新能源入网比例的增加,电力系统正经历向新型电力系统转型的深刻改变,面临很多新问题,尤其是新能源并网带来的不确定性,给电力系统建模带来了巨大挑战。基于新一代信息技术发展起来的数字孪生技术在应对转变上具有独到优势,是解决... 详细信息

随着新能源入网比例的增加,电力系统正经历向新型电力系统转型的深刻改变,面临很多新问题,尤其是新能源并网带来的不确定性,给电力系统建模带来了巨大挑战。基于新一代信息技术发展起来的数字孪生技术在应对转变上具有独到优势,是解决和发展新型电力系统的重要手段。为此,该文梳理近年来数字孪生在电力系统最新的应用情况,首先通过文献计量分析了解数字孪生发展趋势和研究热点,在此基础上明确数字孪生在电力领域的定义,辨析其与传统仿真的区别。根据不同学者的研究成果对比总结数字孪生的共性特征、实现框架、实现方法及关键使能技术。然后,总结现有数字孪生在电力系统中的应用现状,通过Pareto曲线和时间趋势分析对数字孪生的具体应用展开讨论,分析数字孪生应用的评价标准,并通过数字孪生建模案例初步探讨了数字孪生在电力系统中的实际应用和评价体系。最后,理清数字孪生目前待解决的关键问题,展望数字孪生在电力系统应用的未来发展趋势。

关键词：新型电力系统数字孪生文献计量分析数据驱动评价体系

基于动作时限曲线拟合思想的含DG型配电网后备保护新方法

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电网技术 2024年第5期48卷 2199-2206,I0115页

作者：黄景光赵珩李浙栋张宇鹏梅诺男孙佳航张员宁翁汉琍三峡大学电气与新能源学院湖北省宜昌市443002 国网浙江省电力有限公司绍兴供电公司浙江省绍兴市312000 国网湖北省电力有限公司超高压公司湖北省武汉市430050

分布式电源(distributed generation,DG)的接入可能会改变电力系统的短路电流特性,从而影响到反时限过流保护的选择性和配合关系。为此,提出一种基于动作时限曲线拟合思想的含DG型配电网后备保护新方法。从配电网主保护和后备保护的动... 详细信息

分布式电源(distributed generation,DG)的接入可能会改变电力系统的短路电流特性,从而影响到反时限过流保护的选择性和配合关系。为此,提出一种基于动作时限曲线拟合思想的含DG型配电网后备保护新方法。从配电网主保护和后备保护的动作时间差入手,建立曲线拟合模型,并运用梯度下降法对反时限过流保护的动作时限曲线进行优化。通过在优化整定计算中考虑保护的选择性以及DG接入所带来的影响,使优化参数适用于配电网中各分段位置。然后,在配电网中设置两相、三相短路故障,并根据故障位置、类型进行整定参数再调整,最终得到参数的全局最优解。基于PSCAD/EMTDC仿真软件进行仿真分析,验证了所提方法的有效性和实用性。

关键词：反时限过流保护分布式电源梯度下降算法曲线拟合速动性选择性

基于区间概率不确定集的微电网两阶段自适应鲁棒优化调度

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中国电机工程学报 2024年第5期44卷 1750-1763,I0007页

作者：王灿张雪菲凌凯席磊陈然王傲奇褚四虎田福银李欣然三峡大学电气与新能源学院湖北省宜昌市443002 梯级水电站运行与控制湖北省重点实验室(三峡大学) 湖北省宜昌市443002 国网衢州供电公司浙江省衢州市324000 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

光伏出力的随机性和负荷用电的波动性对微电网的优化调度影响显著,为此提出了预测-调节-决策一体化的策略框架。基于高斯过程回归(Gaussian process regression,GPR)将光伏出力和负荷用电典型日历史数据自适应生成的置信区间与鲁棒优化... 详细信息

光伏出力的随机性和负荷用电的波动性对微电网的优化调度影响显著,为此提出了预测-调节-决策一体化的策略框架。基于高斯过程回归(Gaussian process regression,GPR)将光伏出力和负荷用电典型日历史数据自适应生成的置信区间与鲁棒优化中不确定集的构建相结合,建立了基于区间概率不确定集的自适应鲁棒优化调度模型。首先,通过GPR生成自适应鲁棒优化调度模型中不确定集的固定项,然后调节决策环节所考虑的风险水平以确定不确定集中的波动项,进而确定衡量不同调度保守度下的不确定集边界;接着采用预测区间质量评测指标来考核各个不确定集所对应的区间优劣。最后,通过改进的IEEE-37节点微电网系统验证了所提模型在有效抵御光伏出力和负荷用电波动的同时保持较低的运行成本。

关键词：微电网风险水平置信区间不确定集鲁棒优化

考虑需求响应和用户满意度的主动配电网优化调度

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全球能源互联网 2024年第4期7卷 443-453页

作者：程江洲胡敏刘闯三峡大学电气与新能源学院湖北省宜昌市443000 国网湖北省电力有限公司孝感供电公司湖北省孝感市434000 国网湖北省电力有限公司荆门供电公司湖北省荆门市448000

为提高主动配电网(active distribution network,ADN)运行经济性和用户满意度,提出一种考虑需求响应和用户满意度的ADN优化调度方法。综合考虑ADN运行过程中的购电成本、发电成本、维护成本和需求响应成本,建立了以ADN总运行成本最小为... 详细信息

为提高主动配电网(active distribution network,ADN)运行经济性和用户满意度,提出一种考虑需求响应和用户满意度的ADN优化调度方法。综合考虑ADN运行过程中的购电成本、发电成本、维护成本和需求响应成本,建立了以ADN总运行成本最小为目标函数的优化调度模型。利用混沌映射、莱维飞行和收敛因子非线性变化等策略对斑点鬣狗优化算法(spotted hyena optimization,SHO)进行优化,以提高斑点鬣狗算法的优化性能。采用改进斑点鬣狗优化算法(ISHO)对ADN优化调度模型进行求解,算例分析结果表明,ISHO算法的优化效果优于其他算法,2种需求响应同时参与系统调度时的ADN总运行成本最小,经济性更好。

关键词：主动配电网优化调度需求响应用户满意度改进斑点鬣狗算法

基于PFC电路直流纹波抑制的二阶自适应滑模控制器设计

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中国电机工程学报 2024年第13期44卷 5258-5268,I0020页

作者：马辉曾雨涵苗桂喜曾斌卢云黄悦华三峡大学电气与新能源学院湖北省宜昌市443002 梯级水电站运行与控制湖北省重点实验室(三峡大学) 湖北省宜昌市443002 国网安阳供电公司河南省安阳市455000

文中提出一种背靠背型中性点钳位式(back-to-back neutral point clamped,BT-NPC)功率因数校正(power factor correction,PFC)电路,并设计二阶自适应滑模控制方法用于提高电路鲁棒性与降低电流谐波含量。首先,分析所提三电平PFC电路工... 详细信息

文中提出一种背靠背型中性点钳位式(back-to-back neutral point clamped,BT-NPC)功率因数校正(power factor correction,PFC)电路,并设计二阶自适应滑模控制方法用于提高电路鲁棒性与降低电流谐波含量。首先,分析所提三电平PFC电路工作特性,推导该电路的等效模型及其模态扰动,并分析模态扰动量对其工作特性的影响;然后,结合高阶滑模理论与自适应控制两者的优点,设计二阶自适应滑模控制器,既使电路具有变结构控制的良好鲁棒性,又能最大限度的减小控制震颤。同时,基于电流带宽分析,设计比例谐振控制器补偿交流电流与工频相位,并设计基于扩张状态观测器的直流电压采样滤波方法,用于消除二倍频纹波造成的电流谐波影响。最后,基于BT-NPC电路,搭建220 V/50 Hz、1 kW/400 V的实验样机,实验结果验证所提变换器的可行性和控制方法的有效性。

关键词：功率因数校正变换器扩张状态观测器滑模控制器纹波抑制

基于IHHO-HKELM输电线路覆冰预测模型

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电力科学与技术学报 2024年第4期39卷 33-41页

作者：黄力宋爽刘闯王骏骏胡丹何其新鲁偎依三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002 国网湖北省电力有限公司随州供电公司湖北随州441300 国网湖北省电力有限公司荆门供电公司湖北荆门448000 国网湖北省电力有限公司十堰供电公司湖北十堰442000 国网湖北省电力有限公司荆州供电公司湖北荆州434000

为了进一步提高输电线路覆冰预测精度,提出一种基于改进哈里斯鹰算法(improved harris hawk optimiza-tion,IHHO)优化混合核极限学习机(hybrid kernel extreme learning machine,HKELM)的输电线路覆冰预测模型。在核极限学习机(KELM)中... 详细信息

为了进一步提高输电线路覆冰预测精度,提出一种基于改进哈里斯鹰算法(improved harris hawk optimiza-tion,IHHO)优化混合核极限学习机(hybrid kernel extreme learning machine,HKELM)的输电线路覆冰预测模型。在核极限学习机(KELM)中引入混合核函数,形成HKELM,利用黄金正弦、非线性递减能量指数和高斯随机游走等策略对IHHO算法进行改进;以IHHO算法的优化性能采用其对HKELM的权值向量和核参数进行优化,建立基于IHHO-HKELM的输电线路覆冰预测模型,并通过计算气象因素与覆冰厚度之间的灰色关联度确定覆冰预测模型的输入量。算例分析结果表明,IHHO-HKELM模型预测结果的均方误差、最大误差和平均相对误差分别为0.285、0.860 mm和2.83%,预测效果好于其他模型,将本文覆冰预测模型应用于其他覆冰线路,可获得良好的应用效果并验证模型的优越性和实用性。

关键词：输电线路覆冰预测核极限学习机混合核函数改进哈里斯鹰算法

非正弦激励下高频变压器铁心动态磁滞特性模拟方法

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中国电机工程学报 2024年第13期44卷 5420-5430,I0034页

作者：陈彬蔡文杰冯昱璋唐波王帅兵黄力湖北省输电线路工程技术研究中心(三峡大学) 湖北省宜昌市443002 三峡大学电气与新能源学院湖北省宜昌市443002 国网湖北省电力有限公司武汉供电公司湖北省武汉市430000 南方电网科学研究院有限责任公司广东省广州市510663

高频变压器是DC/DC变换器的核心部件,其激励波形一般为非正弦波,工作频率可达数千赫兹以上,导致铁心损耗显著增加,准确模拟非正弦激励下高频变压器铁心动态磁滞特性,有助于铁心损耗计算以及变压器的电磁暂态分析。首先,该文考虑铁心磁... 详细信息

高频变压器是DC/DC变换器的核心部件,其激励波形一般为非正弦波,工作频率可达数千赫兹以上,导致铁心损耗显著增加,准确模拟非正弦激励下高频变压器铁心动态磁滞特性,有助于铁心损耗计算以及变压器的电磁暂态分析。首先,该文考虑铁心磁化物理过程,利用系统级电力电子仿真软件PLECS中底层模块和语言编写程序,建立基于静态J-A磁滞模型和磁导-电容类比法的铁心静态磁滞磁导模型;然后,考虑高频条件下涡流效应与弛豫效应对铁心动态磁滞特性的影响,根据损耗统计理论建立铁心动态磁滞磁导模型;最后,基于模拟退火与Levinberg-Marquardt混合算法提取静态J-A磁滞模型参数,根据铁心损耗特性曲线采用最小二乘法提取动态损耗系数。对比分析不同占空比、高频方波电压激励下电流波形以及磁滞回线的仿真结果与实验测量结果,验证了模型的有效性。

关键词： J-A磁滞模型铁心损耗磁导-电容类比非正弦激励磁滞特性

环保绝缘介质C_(6)F_(12)O混合气体FTIR检测技术研究

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高压电器 2024年第9期60卷 126-134页

作者： KWAME B B 王毅田双双张晓星黄佳辰邹怡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 国网上海嘉定供电公司上海201800 国网荆州供电公司湖北荆州434000

环保绝缘介质C_(6)F_(12)O混合气体具有应用于中低压设备的潜力,因此C_(6)F_(12)O混合气体检测技术的研究具有非常重要的现实意义。文中基于红外吸收光谱提出了C_(6)F_(12)O混合气体定性定量检测技术。基于密度泛函理论,对C_(6)F_(12)O... 详细信息

环保绝缘介质C_(6)F_(12)O混合气体具有应用于中低压设备的潜力,因此C_(6)F_(12)O混合气体检测技术的研究具有非常重要的现实意义。文中基于红外吸收光谱提出了C_(6)F_(12)O混合气体定性定量检测技术。基于密度泛函理论,对C_(6)F_(12)O分子进行结构优化,仿真计算其振动频谱,与实验检测红外光谱进行对比。对体积分数标定模型的波段和特征量的选取进行了详细的研究,提出C_(6)F_(12)O混合气体相关绝缘设备的混合比和微量体积分数检测方案。结果表明,红外光谱的仿真结果与实验结果具有较好的一致性;不同体积分数的吸收峰有很好的线性关系,利用峰值作为特征值比峰面积建立的体积分数标定模型准确性和稳定性强。混合比检测时,以3 500~3 567 cm^(-1)波段的峰值作特征量建立模型的拟合度为0.999 57,检测误差在2%以内;微量检测时,以1 750~1 820 cm^(-1)波段的峰值作特征量建立模型的拟合度高达0.999 97,检测误差小于3.8%,建立的体积分数标定模型的稳定性、准确性较好。文中研究结果提供实验和仿真的C_(6)F_(12)O红外光谱信息,为C_(6)F_(12)O型气体绝缘设备提供FTIR检测技术,为C_(6)F_(12)O混合气体绝缘设备的混合比和微量体积分数检测提供了重要的理论支撑。

关键词： C_(6)F_(12)O混合气体红外光谱 FTIR 混合比检测微量检测