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新型电力系统下电力二次系统仿真的建模方法

上海交通大学学报 2024年

作者：何瑞文谢海骏陆嘉亮杨长鑫 Mohammad Shahidehpour 伊利诺伊理工学院电气与计算机工程系广东工业大学自动化学院

新型电力系统的架构将极大地增加其运行和控制的难度和脆弱性，信息与通信技术（Information and Communication Technology， ICT）的高度集成有利于实现充分的信息共享，由此也带来了建立基于ICT的电力二次系统建模分析需求的紧迫性... 详细信息

新型电力系统的架构将极大地增加其运行和控制的难度和脆弱性，信息与通信技术（Information and Communication Technology， ICT）的高度集成有利于实现充分的信息共享，由此也带来了建立基于ICT的电力二次系统建模分析需求的紧迫性。本文首次提出实现信息共享和互联互通互操作准则的电力二次系统仿真建模方法。以功能描述复杂的智能变电站二次系统为研究对象，首先提出契合智能电子设备（Intelligent Electronic Device， IED）互联互通需求的结构模型，进一步提出带电力系统二次业务内置算法的IED功能模型，以及符合IEC 61850标准互操作需求的电力通信协议模型；从而通过进程域的状态设计，实现节点域的IED功能以及网络域的IED之间数据交互。最后以典型220kV智能变电站的线路电流保护为例，关联电力一次系统运行状态仿真实现电力二次系统继电保护定值修改以及故障后保护动作全流程，验证了所提仿真模型的正确性。

关键词：新型电力系统信息与通信技术电力二次系统有限状态机智能电子设备

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新型电力系统下电力二次系统仿真的设计方法

上海交通大学学报 2024年

作者：何瑞文陆嘉亮杨长鑫彭浩 Mohammad Shahidehpour 伊利诺伊理工学院电气与计算机工程系广东工业大学自动化学院

为了与新型电力系统的建模和仿真技术相匹配，新形势下急需对信息高度共享并实施实时决策的电力二次系统进行建模和仿真。本文首次提出关联电力一次系统运行状态实现电力二次系统仿真的设计方法。以功能描述复杂的智能变电站二次系统为... 详细信息

为了与新型电力系统的建模和仿真技术相匹配，新形势下急需对信息高度共享并实施实时决策的电力二次系统进行建模和仿真。本文首次提出关联电力一次系统运行状态实现电力二次系统仿真的设计方法。以功能描述复杂的智能变电站二次系统为研究对象，首先提出电力一次系统和二次系统仿真的关联方法，阐明其仿真实现框架、数据交互方法以及数据同步管理，从而将一次系统实际电气量数据传导至二次侧，解决二次系统仿真数据源问题；进一步提出电力二次系统的仿真设计方法，面向对象基于统一建模语言提出其系统级交互设计、元件级类设计和模块级状态设计的方法，从而解析电气量数据在二次系统的传输交互处理转换全流程；最后以220/110/10kV主变间隔110kV侧出口处短路故障场景为算例，结合主变差动保护方案，仿真验证所提方法的有效性。

关键词：新型电力系统电力信息物理系统电力二次系统数据同步管理统一建模语言

非线性电导调制SiC/环氧树脂绝缘涂层热氧/湿热老化研究

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机械工程学报 2024年第6期60卷 207-215页

作者：梁玉陆国权梅云辉天津大学材料科学与工程学院天津300350 弗吉尼亚理工大学电气与计算机工程系美国黑堡镇24061 天津工业大学电气工程学院天津300387

高压电力电子器件的发展对其绝缘封装提出了更高要求。提出一种可以提升功率器件高压绝缘性能的非线性电导调制绝缘涂层,并对其性能进行研究分析。首先研究了非线性电导调制SiC/环氧树脂复合材料的制备工艺方法,并研究了材料电导率随电... 详细信息

高压电力电子器件的发展对其绝缘封装提出了更高要求。提出一种可以提升功率器件高压绝缘性能的非线性电导调制绝缘涂层,并对其性能进行研究分析。首先研究了非线性电导调制SiC/环氧树脂复合材料的制备工艺方法,并研究了材料电导率随电场强度及温度的变化规律。之后采用非线性电导调制SiC/环氧树脂作为绝缘涂层封装器件,通过有限元电场仿真结合试验的方法,验证了复合材料对器件局部放电性能的改善效果,结果表明采用非线性电导调制SiC/环氧树脂封装的器件的电场峰值相较于对照组降低了38.6%,且局部放电试验结果表明,非线性电导调制SiC/环氧树脂绝缘涂层可以将器件的局部放电起始电压提升44.9%以上。最后,对非线性电导调制SiC/环氧树脂绝缘涂层的长期可靠性进行了研究,通过热氧老化与湿热老化试验对其长期绝缘可靠性进行了试验验证,并从微观机理对试验结果进行分析。最终结果表明,采用非线性电导调制SiC/环氧树脂涂层封装的功率器件长期绝缘可靠性仍优于对照组。

关键词：非线性电导涂层局部放电绝缘材料功率器件封装

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考虑频率空间分布特性的虚拟惯量配置优化

电力系统自动化 2024年第8期48卷 122-130页

作者：刘瑞煦汪震吴佳良赵天阳单煜浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027 瑞典皇家理工学院电气工程与计算机科学学院斯德哥尔摩11428瑞典

高比例电力电子设备并网改变了电力系统频率响应特性,使各节点的频率动态异质化明显,导致低系统惯量、弱频率稳定等问题。电力电子装备提供虚拟惯量支撑是提升频率稳定性的有效途径之一。为改善以新能源为主体的新型电力系统频率响应性... 详细信息

高比例电力电子设备并网改变了电力系统频率响应特性,使各节点的频率动态异质化明显,导致低系统惯量、弱频率稳定等问题。电力电子装备提供虚拟惯量支撑是提升频率稳定性的有效途径之一。为改善以新能源为主体的新型电力系统频率响应性能,提出一种考虑新型电力系统频率响应空间分布差异化的虚拟惯量配置优化方法。首先,基于分频器理论,构建反映频率空间分布差异特性的系统频率响应模型。其次,为定量描述惯量分布对节点频率响应性能的影响,提出节点惯量指标与节点动能偏差指标。然后,考虑频率空间分布特性,以优化扰动后各节点的能量不平衡为目标,建立虚拟惯量配置优化模型。最后,通过仿真验证了节点惯量指标有效性以及所提虚拟惯量配置方法对系统节点频率稳定性的提升作用。

关键词：虚拟惯量配置优化频率稳定空间分布节点惯量

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基于多模态融合技术的红外人脸识别方法

激光杂志 2024年第5期45卷 246-251页

作者：张杰汤嘉立江苏理工学院计算机工程学院江苏常州213000 东南大学电气工程学院南京210096

针对当前红外人识别准确率低问题,提出基于多模态融合技术的红外人脸识别方法。对人脸图像进行去噪与增强处理,得到高灰度级图像,采用二维小波变换提取串联特征向量,利用多模态融合算法计算特征通道的上下文注意力系数,使类间特征差异... 详细信息

针对当前红外人识别准确率低问题,提出基于多模态融合技术的红外人脸识别方法。对人脸图像进行去噪与增强处理,得到高灰度级图像,采用二维小波变换提取串联特征向量,利用多模态融合算法计算特征通道的上下文注意力系数,使类间特征差异得以量化,结合模态融合决策函数,对人脸图像特征进行融合,根据分类器的最优分类准则计算图像间的匹配度,实现红外人脸识别。在实验论证中,对所提方法的识别性能进行了验证,结果显示,在大样本与小样本的识别中,所提方法得到的识别准确率为95%左右,对于红外人脸图像具有较高的识别准确率。

关键词：多模态融合技术红外人脸人脸识别识别准确率

GaN基异质结霍尔传感器封装测试与输出特性

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电子学报 2024年第8期52卷 2737-2745页

作者：马凯鸣代建勋张卉丁喃喃孙楠孙仲豪刘艳红 Yung C Liang 黄火林大连理工大学光电工程与仪器科学学院辽宁大连116024 大连理工大学物理学院辽宁大连116024 新加坡国立大学电气与计算机工程系新加坡119260

霍尔传感器作为磁传感领域最常用的传感器类型,在工业生产、汽车电子、航空航天以及生物医学等方面均有广泛应用.本文利用宽禁带氮化镓(GaN)半导体耐高温、高迁移率等优点,采用标准半导体芯片制造工艺研制出AlGaN/GaN异质结结构霍尔传感... 详细信息

霍尔传感器作为磁传感领域最常用的传感器类型,在工业生产、汽车电子、航空航天以及生物医学等方面均有广泛应用.本文利用宽禁带氮化镓(GaN)半导体耐高温、高迁移率等优点,采用标准半导体芯片制造工艺研制出AlGaN/GaN异质结结构霍尔传感器.高温应用环境下的传感器要求封装材料耐高温、产生应力低以及对传感器关键指标影响小.本文通过软件仿真树脂橡胶类3种不同封装材料封装后对传感器及键合线的性能影响规律,并通过实验验证不同材料封装前后传感器灵敏度、失调电压、温漂系数等物理参量的变化,遴选出综合性能最优的、可在550 K高温环境下使用的封装材料.最终得到封装后的霍尔传感器失调电压在1.0 mA激励电流时小于115μV,信号线性度在0~3.0 mA激励电流和0~1.0 T磁场测量范围内优于0.3%,而温漂系数在300~550 K温度范围内仅有-120.9 ppm/K,优于目前文献报道结果,因此有望应用于极端环境磁场检测中.

关键词： AlGaN/GaN异质结霍尔传感器封装金丝键合高温稳定性

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仿生嗅觉感知系统气体识别和浓度估计模型

自动化学报 2024年第4期50卷 812-827页

作者：相洪涛张文文肖文鑫王磊王远西山西大学自动化与软件学院太原030006 上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 上海理工大学理学院上海200093 南洋理工大学电气与电子工程学院新加坡639798 北京大学计算机学院北京100871 同济大学电子与信息工程学院上海201804

常用气体检测模型需要使用气体传感器阵列响应信号的稳态值对气体进行种类识别和浓度估计,而在实际环境中,气体一般处于动态变化的状态,气体传感器阵列响应信号难以达到稳态值或长时间维持稳定状态.针对上述问题,提出一种由动态小波残... 详细信息

常用气体检测模型需要使用气体传感器阵列响应信号的稳态值对气体进行种类识别和浓度估计,而在实际环境中,气体一般处于动态变化的状态,气体传感器阵列响应信号难以达到稳态值或长时间维持稳定状态.针对上述问题,提出一种由动态小波残差卷积神经网络(Dynamic wavelet residual convolutional neural network, DWRCNN)子模型和权重信号自注意力(Weighted signal self-attention, WSSA)子模型组成的气体检测模型.该模型可以直接使用气体传感器阵列的原始动态响应信号对动态变化的气体进行成分识别,并进一步对每种成分气体的浓度在线估计.通过搭建的仿生嗅觉感知系统对模型的性能进行评估,实验结果表明,与常用气体识别模型相比, DWRCNN能获得接近100%气体识别准确率,且在线训练时间短,收敛速度快;与常用气体浓度估计模型相比, WSSA浓度估计模型能够大幅提高气体浓度估计精度,并能同时对不同气体都保持较高气体浓度估计精度,解决了动态环境中仿生嗅觉感知系统需要针对不同气体选择不同最优气体浓度估计模型问题.

关键词：气体识别浓度估计仿生嗅觉感知系统注意力机制

基于事件日志的业务过程控制流异常检测算法:现状与评测

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计算机集成制造系统 2024年第8期30卷 2631-2643页

作者：付建平赵海燕曹健陈庆奎上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200030

在业务过程的执行过程中,各个视角都可能出现异常,如控制流异常、时间异常、数据流异常等。控制流是业务过程的主干,控制流的异常通常也隐含其他视角发生了异常,因此控制流异常的检测对于业务过程的正确执行具有关键性作用。近年来,越... 详细信息

在业务过程的执行过程中,各个视角都可能出现异常,如控制流异常、时间异常、数据流异常等。控制流是业务过程的主干,控制流的异常通常也隐含其他视角发生了异常,因此控制流异常的检测对于业务过程的正确执行具有关键性作用。近年来,越来越多的研究基于业务过程的事件日志检测控制流异常,针对这些检测方法,进行了分类和总结。此外,对典型的控制流检测方法进行实验,并分析实验结果,总结各种检测方法的优缺点及其适用场景,以帮助业务过程分析人员根据特定的场景选择合适的检测方法。

关键词：业务过程事件日志控制流异常检测

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数字全息显微信号项频谱定位及干扰项抑制

光学技术 2024年第3期50卷 277-287页

作者：张贺孔勇吴慧慧廖后章陈杰上海工程技术大学电子电气工程学院控制工程系上海201620 上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

在离轴数字全息显微和非相干光成像研究中,空间频域滤波是重建目标物体的振幅和相位信息的关键步骤。信号项频谱选取及中心定位对滤波后重建相位的质量有着极大影响,即使像素级的微小差异也会导致重建相位的严重失真。为了解决这个问题... 详细信息

在离轴数字全息显微和非相干光成像研究中,空间频域滤波是重建目标物体的振幅和相位信息的关键步骤。信号项频谱选取及中心定位对滤波后重建相位的质量有着极大影响,即使像素级的微小差异也会导致重建相位的严重失真。为了解决这个问题,文章提出了一种数字全息显微信号项频谱定位及干扰项抑制的方法。方法根据全息图频谱的直方图分布特性,自适应确定滤波形状和大小,同时,采用质心法来快速准确的确定信号项频谱的中心,并在频域中运用形态学处理来消除信号项频谱周围的干扰项。实现了信号项频谱自适应滤波,从而提高了相位重建的质量。文章使用二维山形图模拟相位进行了仿真验证,并搭建光路拍摄USAF1951标定板上的数字区域和洋葱表皮细胞进行了实验验证。仿真和实验结果表明,算法可以实现高质量的相位重建,并对干扰项进行抑制,提高了离轴数字全息显微系统的成像质量。

关键词：数字全息频谱滤波频谱中心定位干扰项抑制相位重建