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移动充放电设施技术及其规划与运营研究综述

电力自动化设备 2024年第7期44卷 246-254页

作者：黄小庆于慎仟朱彬段建焱胡晓锐黄会湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 国网重庆市电力公司营销服务中心重庆400023

目前,充放电需求区域性、时段性短缺,固定充电设施存在总量不足、扩容难、利用率低等问题,移动充电设施因其移动便捷性,受到广泛关注。阐明移动充放电设施的8种典型应用场景,阐述了“智能插座+移动充电桩”、不带储能装置的移动充电车... 详细信息

目前,充放电需求区域性、时段性短缺,固定充电设施存在总量不足、扩容难、利用率低等问题,移动充电设施因其移动便捷性,受到广泛关注。阐明移动充放电设施的8种典型应用场景,阐述了“智能插座+移动充电桩”、不带储能装置的移动充电车、带储能装置的移动充放电车3种移动充放电设施类型。分析规划布局、调度运行、运营模式与价格机制、关键组件以及安全等关键技术。针对移动模式选取等7个关键方面对移动充放电设施的发展模式进行总结和展望。

关键词：电动汽车移动充电桩移动放电智能插座移动充放电车调度运营

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基于改进NCC算法的大尺寸原位风机叶片可见光图像拼接

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电子测量与仪器学报 2024年

作者：王洪金刘香怡何赟泽文灿彭一誉王彦鑫王耀南湖南大学电气与信息工程学院湖南大学深圳研究院

风机叶片的原位检修与维护对保证风电机组的安全运行起着至关重要的作用，目前主流的无人机巡检方式需要对风机叶片图像进行全景拼接以进一步定位分析叶片的微小缺陷和评估叶片的整体状态。针对风机叶片结构单一纹理稀疏难以拼接的问题... 详细信息

风机叶片的原位检修与维护对保证风电机组的安全运行起着至关重要的作用，目前主流的无人机巡检方式需要对风机叶片图像进行全景拼接以进一步定位分析叶片的微小缺陷和评估叶片的整体状态。针对风机叶片结构单一纹理稀疏难以拼接的问题，提出一种改进归一化互相关NCC算法的图像拼接技术，利用Canny边缘检测算法提取叶片边缘并进行筛选去重得到边界坐标，将NCC算法沿叶片边界坐标搜索匹配以简化搜索路径加快运算速度，同时增加关键信息的权重提高拼接准确率，并结合图像金字塔粗-精匹配思想对算法进行进一步加速，最终根据得到的最佳匹配位置获取空间对应关系实现图像拼接。实验结果表明，所提方法的匹配耗时约为原始NCC算法的6%，其他经典灰度匹配算法的3%～10%，同时也低于其它改进的NCC算法。其拼接成功率为94.74%，高于所有对比方法，最终成功获取了风机叶片可见光全景图像，表明该方法对大尺寸风机叶片可见光图像全景拼接具有良好的稳定性。

关键词：风机叶片图像拼接改进NCC算法模板匹配边界搜索

车联网中多主体参与的电动汽车预充电路径规划

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控制理论与应用 2024年第8期41卷 1438-1450页

作者：刘东奇谢金焕王耀南长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410114 湖南大学机器人视觉感知与控制技术国家工程研究中心湖南长沙410012

随着电动汽车的发展和普及,能源网、交通网以及信息网之间的耦合程度不断加深,以单一路网交通系统为背景的传统路径规划模型已不能适应路电耦合场景中电动汽车充电导航决策的需求.针对此问题,本文计及能源侧负荷需求响应和交通侧流量分... 详细信息

随着电动汽车的发展和普及,能源网、交通网以及信息网之间的耦合程度不断加深,以单一路网交通系统为背景的传统路径规划模型已不能适应路电耦合场景中电动汽车充电导航决策的需求.针对此问题,本文计及能源侧负荷需求响应和交通侧流量分布限制,建立了一种基于车–路–站–网系统信息交互的多主体参与的电动汽车预充电路径规划模型;然后,在综合评估用户侧出行成本、配电网负荷波动以及聚合商运营利益的基础上,利用启发式的A*算法对规划区域内的最优充电桩及其预约时段进行求解;最后,以随机性和灵活性较大电动私家车为建模对象,结合长沙市某地区路网验证了该模型在短时间尺度调度中的有效性.结果表明,文中所提模型能有效减少用户侧开销,促进电网的安全稳定运行,同时能在一定程度上均衡充电桩的区域使用差异,实现统筹多元主体目标的综合最优路径规划.

关键词：电动汽车车网互动路电耦合路径规划多主体决策

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面向IED攻击的多变电站防御-攻击-防御鲁棒优化模型

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电力系统及其自动化学报 2024年

作者：唐夏菲孙溶佐谭玉东赵一睿长沙理工大学电气与信息工程学院国网湖南省电力有限公司经济技术研究院湖南大学电气与信息工程学院

变电站的网络安全对提升系统抵御大停电能力具有重要意义。因此，首先利用贝叶斯攻击图分析变电站网络入侵过程，量化规划者、攻击者、调度中心交互作用下系统遭受的网络风险，从而建立基于变电站入侵成功概率的防御-攻击-防御模型，模... 详细信息

变电站的网络安全对提升系统抵御大停电能力具有重要意义。因此，首先利用贝叶斯攻击图分析变电站网络入侵过程，量化规划者、攻击者、调度中心交互作用下系统遭受的网络风险，从而建立基于变电站入侵成功概率的防御-攻击-防御模型，模型上层以网络风险最小为目标制定变电站防御策略，中层以网络风险最大为目标制定变电站和线路攻击策略，下层以负荷损失最小为目标制定调度方案；然后，通过定制的列与约束生成算法求解所提模型；仿真结果表明所提模型能够有效减小系统存在的网络风险。

关键词：鲁棒优化网络攻击攻防博弈三层优化模型对偶理论电力信息物理系统

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动态障碍物状态空间重构的无人车路径规划

机械设计与制造 2024年第3期 243-248页

作者：雷芳华袁小芳湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 郴州职业技术学院现代装备制造学院湖南郴州423000

为了保证无人驾驶汽车在动态障碍物的环境下,实现安全的避障路径规划,提出了一种基于动态障碍物状态空间重构的避障路径规划方法。该避障路径规划方法,以前轮偏角为控制量,运用模型预测控制(MPC)方法,忽略车身尺寸信息建立点质量模型,... 详细信息

为了保证无人驾驶汽车在动态障碍物的环境下,实现安全的避障路径规划,提出了一种基于动态障碍物状态空间重构的避障路径规划方法。该避障路径规划方法,以前轮偏角为控制量,运用模型预测控制(MPC)方法,忽略车身尺寸信息建立点质量模型,主要在规划层中利用车载传感器的采集信息,对动态障碍物状态空间信息进行重构,研究不同重构构型对避障效果以及“穿越”现象的影响问题。在特定行驶工况中,采用CarSim和Simulink进行联合仿真,以低中高三种速度进行动态障碍物避障稳定性分析,仿真结果表明,所提出的避障路径规划方法对于存在动态障碍物环境下是有效的,避免了由于忽略车身尺寸所导致的“穿越”现象,通过与传统人工势场法比较,验证了本方法规划的路径更短,避障曲率更优。基于动态障碍物状态空间重构的避障路径规划具有安全性和稳定性。

关键词：无人车动态障碍物状态空间重构路径规划

连续雷电冲击下杆塔导电混凝土基础的热效应分析

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电力科学与技术学报 2024年第2期39卷 249-254页

作者：张牧桑冯子阳汤昕周力行长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410114 长沙电力职业技术学院电网技术系湖南长沙410131

导电混凝土做输电线路杆塔基础接地已在国内多个工程中得到试点应用。但其连续雷电冲击作用下杆塔导电混凝土基础的温升特性目前尚需理论分析与试验研究。为此,考虑连续雷电冲击下土壤电离的火花效应及其累积效应,建立杆塔导电混凝土基... 详细信息

导电混凝土做输电线路杆塔基础接地已在国内多个工程中得到试点应用。但其连续雷电冲击作用下杆塔导电混凝土基础的温升特性目前尚需理论分析与试验研究。为此,考虑连续雷电冲击下土壤电离的火花效应及其累积效应,建立杆塔导电混凝土基础散流的ATP-EMTP仿真模型,计算导电混凝土的杆塔基础在受到连续雷电流冲击作用时的热稳定情况,为工程实际提供理论参考。结果表明:在雷电冲击下,导电混凝土基础的热效应改变了周围土壤的盐碱度和含水量,提高周围土壤的电阻率,使得接地电阻相较于雷击前提高了6.56%;当连续雷电冲击次数n≤2时,导电混凝土基础上产生的温升Δt=287.06安全稳定的。当n≥3时,Δt>300℃,导电混凝土基础的结构存在被破坏的可能,有可能给电力系统稳定运行带来安全风险。因此,在工程实际中采用导电混凝土基础作为杆塔接地装置,应当尽可能减小导电混凝土基础周围土壤的电阻率,增强其散流散热能力。

关键词：连续雷电冲击导电混凝土热效应 ATP-EMTP

无线电能传输系统高效率低漏磁的全向环绕型有源磁屏蔽结构

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电子测量与仪器学报 2024年第1期38卷 94-105页

作者：李中启甘子玥任立权孔彭生熊鑫博程宇周鑫湖南工业大学电气与信息工程学院株洲412007 湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 湖南工业大学轨道交通学院株洲412007

在电动汽车无线电能传输系统(WPT)中,如何通过电磁屏蔽技术来降低WPT系统中的漏磁,同时维持较高的传输效率是一个难题。为此本文提出了一种全向环绕型有源磁屏蔽线圈结构来减少WPT系统中的漏磁。首先,分析了该结构的磁屏蔽工作原理以及... 详细信息

在电动汽车无线电能传输系统(WPT)中,如何通过电磁屏蔽技术来降低WPT系统中的漏磁,同时维持较高的传输效率是一个难题。为此本文提出了一种全向环绕型有源磁屏蔽线圈结构来减少WPT系统中的漏磁。首先,分析了该结构的磁屏蔽工作原理以及设计思路,推导了该结构的数学模型;其次,根据本文线圈结构高效率低漏磁的特点,提出了一种线圈优化方法,得到了满足设计要求的线圈参数;最后,根据得到的线圈参数,搭建了一套基于所提线圈结构的WPT系统,并通过仿真和实验验证了该结构和方法的合理性。结果显示,在传输功率为4 kW时,本文提出的线圈结构在偏移0 cm时,目标面的最大漏磁为3.76μT,相比无屏蔽线圈结构降低了43.63%的漏磁,并且传输效率高达95.58%;在偏移10 cm时目标面的最大漏磁为6.03μT,仍符合漏磁安全标准,并且传输效率为92.92%,高于同尺寸无源屏蔽线圈结构和传统有源屏蔽线圈结构的传输效率。

关键词：电动汽车无线电能传输电磁屏蔽电磁兼容电磁场

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基于连续路网环境的实体化主体路径规划算法

系统工程与电子技术 2024年第4期46卷 1346-1356页

作者：刘钢安志镖张茂军刘煜李武湖南理工学院信息科学与工程学院湖南岳阳414000 国防科技大学系统工程学院湖南长沙410073 湖南民族职业学院湖南岳阳414000

为提高规划主体在复杂环境中运动的通过可行性和安全可靠性,解决路网环境通常不连续和主体大小普遍未计算的问题,基于连续路网环境提出了一种实体化主体路径规划算法。首先根据环境信息和主体大小,采用融合膨胀的策略构建实体化主体连... 详细信息

为提高规划主体在复杂环境中运动的通过可行性和安全可靠性,解决路网环境通常不连续和主体大小普遍未计算的问题,基于连续路网环境提出了一种实体化主体路径规划算法。首先根据环境信息和主体大小,采用融合膨胀的策略构建实体化主体连续环境模型(model continuous environment with subject objective, MCESO),然后采取路网优先(road network priority, RNP)策略,在实体化主体连续环境下利用骨架提取技术得到路网信息,最后以经典A*算法为例,将上述模型融合改进,提出一种路径规划MCESO-RNP-A*算法。仿真实验结果表明,建模方案和规划算法能够使得实体化主体在连续路网环境下安全顺利到达规划指定目标点,并且在大范围环境下相较MCE-A*算法生成路径的时间可降低约30%,验证了算法的可行性和有效性。

关键词：连续路网环境实体化主体路径规划双向A*算法

基于非线性激活函数的零化神经网络及其在动态问题求解中的应用

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系统科学与数学 2024年第7期44卷 1870-1884页

作者：刘万太练红海王芳李谟发邓鹏湖南电气职业技术学院风能工程学院湘潭411101 湖南科技大学信息与电气工程学院湘潭411201

零化神经网络(zeroing neural network,ZNN)因其具有快速的收敛速度和较为出色的抗外界噪声干扰的能力,自被提出以来就有大量研究且广泛地应用于时变问题的求解.然而,目前所存在的零化神经网络模型的收敛速度和抗干扰能力仍然不尽如人意... 详细信息

零化神经网络(zeroing neural network,ZNN)因其具有快速的收敛速度和较为出色的抗外界噪声干扰的能力,自被提出以来就有大量研究且广泛地应用于时变问题的求解.然而,目前所存在的零化神经网络模型的收敛速度和抗干扰能力仍然不尽如人意.因此,为进一步提高零化神经网络的性能,文章提出了一种固定时间收敛激活函数(fixed-time convergent activation function,FTCAF),然后,基于该激活函数建立了固定时间收敛的零化神经网络(fixed-time convergent zeroing neural network,FTCZNN)模型,并应用该模型对动态Sylvester方程(dynamic Sylvester equation,DSE)进行求解.理论分析证明了FTCZNN模型拥有固定的时间收敛上界和较为出色的抗外界噪声干扰的能力.此外,DSE数值仿真实验也证明了FTCZNN模型的优越性能.最后,FTCZNN模型被用于机械臂的轨迹跟踪实验,且实验结果再次证明了FTCZNN模型相较于传统ZNN模型拥有快速的收敛速度和较为出色的抗干扰能力,因此其实际应用能力也得到了验证.

关键词：零化神经网络激活函数动态Sylvester方程机械臂轨迹跟踪