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基于GO法的地铁供变电系统可靠性分析

铁道标准设计 2024年

作者：王开康雷崇刘琛何俊文王瑞恒刘佳成中铁第四勘察设计院集团有限公司西南交通大学电气工程学院

供变电系统作为地铁中的动力环节，若其发生故障，轻则影响地铁的运行效率，产生一定的经济损失，重则会造成重大的灾难性事故，危及地铁乘客的生命安全。随着可靠性技术的发展，将可靠性技术应用到地铁供变电系统可以有效提升地铁供变... 详细信息

供变电系统作为地铁中的动力环节，若其发生故障，轻则影响地铁的运行效率，产生一定的经济损失，重则会造成重大的灾难性事故，危及地铁乘客的生命安全。随着可靠性技术的发展，将可靠性技术应用到地铁供变电系统可以有效提升地铁供变电系统可靠性。为保证地铁供变电系统长期稳定运行，本文首次将GO法引入到整个地铁供变电系统的可靠性分析中，提出了一种基于GO法的地铁供变电系统可靠性分析方法。首先对系统结构进行分析，将整个地铁供变电系统分为主变电所、环网电缆和牵引/降压变电所三个子系统模块，了解其结构组成和工作原理；然后对主变电所、环网电缆、牵引/降压变电所依次以成功供电为目标，建立相应子系统GO图模型，并根据GO法计算原理编写程序；其次依据地铁供变电系统的整体接线图，确定每个子系统的可靠性连接端口，再依次定量计算子系统的可靠性数据，并根据连接端口向下一个子系统传递；最后计算分析得到不同位置地铁供变电系统对接触网和低压配电系统供电的可靠性数据，为后续其他地铁供变电系统的设计优化提供可靠性数据支撑。通过GO法计算确定了系统中的薄弱环节，可为运营维护决策提供依据。

关键词：地铁供变电系统变电所环网电缆 GO法可靠性分析

基于FIA*-APF算法的蟹塘投饵船动态路径规划

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农业工程学报 2024年第9期40卷 137-145页

作者：孙月平方正袁必康孙杰孟祥汶汪彦彤赵德安江苏大学电气信息工程学院镇江212013 常州东风农机集团有限公司常州213200 江苏大学机械工业设施农业测控技术与装备重点实验室镇江212013

为了提高无人投饵船在含障碍物河蟹养殖池塘自主巡航的作业效率和安全性,该研究提出基于改进A*算法与人工势场法相融合(fusion of improved A*and artificial potential field,FIA*-APF)的蟹塘投饵船动态路径规划算法。首先引入动态加... 详细信息

为了提高无人投饵船在含障碍物河蟹养殖池塘自主巡航的作业效率和安全性,该研究提出基于改进A*算法与人工势场法相融合(fusion of improved A*and artificial potential field,FIA*-APF)的蟹塘投饵船动态路径规划算法。首先引入动态加权因子优化A*算法评价函数;其次加入转折惩罚函数并删除冗余点,接着利用B样条曲线对全局路径进行平滑处理;最后将改进A*算法得到的全局路径作为改进人工势场法中的引力路径,生成投饵船自主巡航高效路径。根据养殖池塘创建静态和动态2种仿真环境,分别对传统人工势场法(traditional artificial potential field,TAPF)、基于A*和人工势场法的融合算法(the A*and artificial potential field,TA*-APF)和FIA*-APF算法的性能进行20次测试。仿真试验结果表明:2种环境下,FIA*-APF算法的平均规划时间是TAPF算法的17.23%,是TA*-APF算法的51.96%,平均指令节点数量比TAPF算法减少50.64%,比TA*-APF算法减少65.03%,平均路径长度比TA*-APF算法减少2.82%。蟹塘试验结果表明:FIA*-APF算法的规划时间为TAPF算法的38.16%,为TA*-APF的62.42%,路径长度比TAPF算法减少29.13%,比TA*-APF减少10.15%;另外,TAPF和TA*-APF算法规划路径上大于60°的转角分别是FIA*-APF算法的3.28和2.62倍,大于100°的转角分别是FIA*-APF算法的3.73和1.67倍,该研究算法规划的路径更高效平滑。研究结果可为无人投饵船自主导航提供参考。

关键词：无人投饵船算法导航路径规划 A*算法人工势场法动态避障

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城轨低压配电系统可靠性评估研究

铁道标准设计 2024年

作者：王蕾雷崇王德发于琳刘佳成中铁第四勘察设计院集团有限公司西南交通大学电气工程学院

随着我国城市轨道交通的快速发展，其低压配电系统的可靠性和安全性也变得更为重要，该系统稳定可靠运行是整个城轨系统正常安全运行的关键因素，因此有必要对其进行可靠性评估研究，计算相应可靠性指标。针对城轨低压配电系统供电构架... 详细信息

随着我国城市轨道交通的快速发展，其低压配电系统的可靠性和安全性也变得更为重要，该系统稳定可靠运行是整个城轨系统正常安全运行的关键因素，因此有必要对其进行可靠性评估研究，计算相应可靠性指标。针对城轨低压配电系统供电构架，首次利用GO法对不同配电功能的子系统展开可靠性评估研究，并结合等分配法与AGREE分配法验证所研究系统安全可靠运行的可能性以及可靠性指标的合理性。分析了城轨低压配电系统整体结构和可靠性研究原理后，对动力配电系统中的一级负荷切换箱和环控配电系统中的消防环控系统进行GO图建模，并进行共有信号修正得到系统输出概率，再根据线路实际数据计算设备故障重要度确定薄弱环节。根据系统整体结构图和GO法原理编写相应程序，计算城轨低压配电系统中所有子系统的可靠性指标，并计算各子系统的理论可靠度，再将子系统的理论、实际可靠度进行对比验证后采用增设备用线路的方法提高系统可靠度。可靠性指标计算结果表明，城轨低压配电系统中一级负荷切换箱故障率最大，非消防环控系统维修时间最长，照明配电系统平均正常工作概率最大。可靠性分配验证了增加备用线路后系统能安全可靠的运行并且所得指标结果正确，能作为后续车站建设的理论参考。

关键词：城轨低压配电系统可靠性评估可靠性分配 GO法 AGREE分配法

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列车大小交路通信协同运行自适应控制方法

铁道科学与工程学报 2024年第3期21卷 969-979页

作者：朱爱红田晓晴何明明兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司北京100070

针对列车运输能力与客流时空分布不匹配的问题,提出列车灵活编组方案和短编组小间隔自适应控制方法。首先,根据新型列控系统的特点,设计列车自适应闭环控制框架,构建列车最小追踪间隔模型,提出大小交路列车在小交路通信协同运行的编组... 详细信息

针对列车运输能力与客流时空分布不匹配的问题,提出列车灵活编组方案和短编组小间隔自适应控制方法。首先,根据新型列控系统的特点,设计列车自适应闭环控制框架,构建列车最小追踪间隔模型,提出大小交路列车在小交路通信协同运行的编组方案。其次,根据列车编组方案短编组小间隔控制需求,基于深度确定性策略梯度(Deep Deterministic Policy Gradient,DDPG)算法设计列车自适应控制模型,模型中通过设置奖励函数实现列车多目标控制,通过设计神经网络输出列车最优控制策略。然后,利用Matlab/Simulink仿真平台,以上海地铁2号线2A-2A列车通信协同运行为例,设置其追踪间隔为10 s,搭建加入随机阻力扰动的列车自适应控制模型并进行训练。研究结果表明:列车停车误差为0.1 m,准时误差为0.2 s,协同速度差小于2 km/h,区间最小追踪间隔为180.6 m,满足列车精准停车、速度协同和间隔安全性要求。针对DDPG算法估值过高而导致列车运行速度波动的问题,将神经网络中的Critic网络进行改进,改进后训练仿真表明:列车停车误差为0.03 m,准时误差为0.1 s,协同速度差小于2 km/h,区间最小追踪间隔为181.1 m,列车停车精度和间隔安全性均有提高,且速度波动相对平稳。最后,为验证该控制方法的实时性和安全性,假设前车在意外情况下减速停车,经仿真验证:后车停车误差为1.3 s,停车间隔为220.8 m,满足实时性和安全性的要求。研究成果可为城市轨道交通提供一种灵活匹配客流量的行车编组方案,为新型列控系统列车短编组小间隔运行提供一种安全高效的自适应控制方法。

关键词：新型列控系统大小交路协同运行 DDPG算法自适应控制

基于集群动态划分的配电网无功电压自律-协同控制

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电力系统自动化 2024年第10期48卷 171-181页

作者：杜红卫尉同正夏栋周苏洋韩韬南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 江苏省南京市211106 国电南瑞科技股份有限公司江苏省南京市211106 东南大学电气工程学院江苏省南京市210096

针对高渗透率分布式光伏接入配电网导致的电压越限问题,以及传统集中式控制面临的通信延时、计算量大与控制设备过多等问题,提出一种基于集群动态划分的配电网无功电压自律-协同控制方法。首先,建立日前集中式无功电压优化模型,安排离... 详细信息

针对高渗透率分布式光伏接入配电网导致的电压越限问题,以及传统集中式控制面临的通信延时、计算量大与控制设备过多等问题,提出一种基于集群动态划分的配电网无功电压自律-协同控制方法。首先,建立日前集中式无功电压优化模型,安排离散无功补偿设备投退计划,日内调度以节点电压偏差最小为目标建立日内无功电压滚动优化模型,结合同步型交替方向乘子法实现各集群间的分布式协调控制;然后,通过群内本地电压实时控制抑制群内节点电压的波动;最终,以改进的IEEE 33节点系统及某地实际60节点配电网为例,验证了该方法的正确性与有效性。

关键词：配电网分布式电源集群划分同步型交替方向乘子法无功电压优化协同控制

基于TCN-LSTM模型的电网电能质量扰动分类研究

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电力系统保护与控制 2024年第17期52卷 161-167页

作者：王义国林峰李琦刘钰淇胡贵洋孟祥宇广东省能源集团有限公司广东广州510620 广东粤电青溪发电有限责任公司广东梅州514200 西南交通大学电气工程学院四川成都610000

随着新能源发电和众多电动汽车充电桩等非线性设备并网运行,电网电能质量问题日渐凸显。现有解决方案在电能质量扰动分类上流程复杂,且在处理扰动信号时分类准确率偏低。为应对这一挑战,引入了TCN-LSTM混合模型,融合了时域卷积网络(temp... 详细信息

随着新能源发电和众多电动汽车充电桩等非线性设备并网运行,电网电能质量问题日渐凸显。现有解决方案在电能质量扰动分类上流程复杂,且在处理扰动信号时分类准确率偏低。为应对这一挑战,引入了TCN-LSTM混合模型,融合了时域卷积网络(temporal convolutional network,TCN)和长短时记忆网络(longshort-term memory,LSTM)。其中,TCN专注于捕捉时序数据的局部特性,而LSTM负责挖掘长期依赖关系,两者结合能够有效捕捉信号的局部特征和全局关系。为验证模型性能,对14种加入不同信噪比白噪声的电能质量扰动信号进行分类测试。结果表明,TCN-LSTM模型展现出较强的抗噪性能,并在与现有深度网络模型的对比中展现了更高的分类准确度。

关键词：电能质量扰动分类 TCN-LSTM模型时序数据抗噪性能

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计及杂散参数的柔性直流启动电阻冲击电压分布特性研究

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高压电器 2024年第6期60卷 156-165页

作者：周竞宇张文博韩坤洪波胡秋玲黄永瑞中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州510620 许继集团有限公司河南许昌461000 许继电气股份有限公司河南许昌461000

针对柔性直流输电系统中启动电阻异常放电问题。首先,从启动电阻温升、绝缘水平、电流应力及冲击能量几方面进行校核分析;然后,对现场启动电阻进行拆解,定量分析启动电阻放电原因;最后,利用Ansys搭建电阻器杂散电容求解模型,根据分布电... 详细信息

针对柔性直流输电系统中启动电阻异常放电问题。首先,从启动电阻温升、绝缘水平、电流应力及冲击能量几方面进行校核分析;然后,对现场启动电阻进行拆解,定量分析启动电阻放电原因;最后,利用Ansys搭建电阻器杂散电容求解模型,根据分布电容求解结果,基于PSCAD搭建电阻塔的宽频等效模型,仿真分析启动电阻在冲击电压下的电位分布规律,验证启动电阻异常放电机理并提出优化改进措施。研究结果可为今后柔性直流输电系统启动电阻的选型设计提供参考。

关键词：柔直系统启动电阻杂散参数电位分布放电分析

CO_(2)捕集及电催化还原制甲酸研究进展

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科学通报 2024年第27期69卷 4103-4118页

作者：王艺洁韩芳珍赵莉莉鲁仰辉马猛王凯高文强周伟家济南大学化学化工学院前沿交叉科学研究院济南250022 国家电投集团科学技术研究院有限公司北京102209 山东电工电气集团有限公司电力工程分公司济南250022

CO_(2)捕集与CO_(2)电催化还原技术是减少碳排放、提高碳的可再生循环利用率的重要途径.两种技术既独立存在,又可以作为碳循环周期中的上下环节相互结合,即先捕集并提纯混合气中的CO_(2),然后将收集到的高纯度CO_(2)进行电催化还原反应... 详细信息

CO_(2)捕集与CO_(2)电催化还原技术是减少碳排放、提高碳的可再生循环利用率的重要途径.两种技术既独立存在,又可以作为碳循环周期中的上下环节相互结合,即先捕集并提纯混合气中的CO_(2),然后将收集到的高纯度CO_(2)进行电催化还原反应,将其进一步转化为更有用的化学品.本文首先总结了CO_(2)捕集技术的研究现状,然后考虑到甲酸作为目前经济和技术上最具潜力的还原产物,调研并汇总了近年来在CO_(2)电还原制甲酸领域中关于高效电催化剂的制备和反应器件设计方面取得的研究进展.针对两种技术的研究现状,最后提出加快和开发新型碳捕集与利用技术,开发低成本、高效、稳定的电催化剂和设计具有低欧姆电阻、高转化能效的反应器等可以作为未来的研究重点和发展方向.

关键词： CO_(2)捕集 CO_(2)电化学还原反应甲酸电催化剂

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铁路信号机房数字化转型方案探讨

铁路通信信号工程技术 2024年第7期21卷 27-33页

作者：董文武中铁电气化局集团有限公司北京100036

铁路信号机房内的设备数量十分庞大且日益复杂,对于联锁系统中的继电电路模块、电缆配线等非智能设备,当发生信号故障时,因缺乏计算机信息化处理手段,人工排查难度极大。研究如何实现该类设备的数字化转型,进而向信息化、智能化和远程... 详细信息

铁路信号机房内的设备数量十分庞大且日益复杂,对于联锁系统中的继电电路模块、电缆配线等非智能设备,当发生信号故障时,因缺乏计算机信息化处理手段,人工排查难度极大。研究如何实现该类设备的数字化转型,进而向信息化、智能化和远程可视方向发展,以支撑对当前信号设备尤其是无人值守机房的信号设备运管,通过设计信号设备物理建模、数据配置、信息感知与信息映射、信息展示及动态管理等方案,基于信号集中监测系统,实现铁路信号机房数字化转型。

关键词：数字化信号机房信号集中监测

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