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基于群体划分的冠状病毒群体免疫优化算法

上海交通大学学报 2024年第4期58卷 555-564页

作者：李博群孙志锋浙江大学电气工程学院杭州310027

针对冠状病毒群体免疫优化(CHIO)算法收敛速度慢、求解精度低的问题,提出一种基于群体划分的冠状病毒群体免疫优化(SD-CHIO)算法.基于适应度均匀原则将初始群体划分为两部分,即全局寻优个体与局部寻优个体.对于全局寻优个体,在其位置更... 详细信息

针对冠状病毒群体免疫优化(CHIO)算法收敛速度慢、求解精度低的问题,提出一种基于群体划分的冠状病毒群体免疫优化(SD-CHIO)算法.基于适应度均匀原则将初始群体划分为两部分,即全局寻优个体与局部寻优个体.对于全局寻优个体,在其位置更新中加入差分变异与漫反射变异策略,分别用来增强全局寻优个体之间的交流与群体多样性,从而提高算法的全局搜索能力.对于局部寻优个体,在其位置更新中引入一种自适应快速收敛策略:基于增量法进行精英预测,并加入一种自适应收敛系数使局部寻优个体能快速收敛至精英解,以提升算法的局部搜索能力.数值实验表明:SD-CHIO能够有效提高原算法的收敛速度与精度,并表现出明显优于其他元启发式算法的全局与局部搜索能力以及一定的工程价值.

关键词：冠状病毒群体免疫优化算法群体划分自适应快速收敛差分变异漫反射变异

适用于大型海上风电的谐振型飞跨电容式模块化升压变换器

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电工技术学报 2024年第12期39卷 3746-3760页

作者：潘俊良王明渝重庆大学电气工程学院重庆400044

随着海上风电发电容量的增大与离岸距离的增加,全直流型海上风电系统的优势越发明显。高压DC-DC变换器是该系统的核心部件,承担直流升压与输电的关键功能。对此,该文提出一种适用于大型海上风电的谐振型飞跨电容式模块化升压变换器,不... 详细信息

随着海上风电发电容量的增大与离岸距离的增加,全直流型海上风电系统的优势越发明显。高压DC-DC变换器是该系统的核心部件,承担直流升压与输电的关键功能。对此,该文提出一种适用于大型海上风电的谐振型飞跨电容式模块化升压变换器,不受大功率中频高压变压器制造工艺的限制,无变压器结构使其能工作在更高频率,减少内部无源器件,实现轻量化。在高升压比应用场景中,变换器内部大部分功率器件为二极管,可节省控制单元,并降低成本。与电流连续模式相比,当内部二极管半桥工作在电流断续模式时,该变换器能在仅增加少量通态损耗的前提下实现内部功率器件的软开关。此外,该变换器采用准方波调制时,电流断续模式能避免内部串联二极管承受高dv/dt。最后,通过样机实验验证了该变换器拓扑的可行性与参数设计方法的正确性。

关键词：海上风电高压直流输电 DC-DC变换器模块化飞跨电容

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基于深度强化学习的模糊作业车间调度问题

控制与决策 2024年第2期39卷 595-603页

作者：朱家政张宏立王聪李新凯董颖超新疆大学电气工程学院乌鲁木齐830047

针对具有模糊加工时间和模糊交货期的作业车间调度问题,以最小化最大完工时间为目标,以近端策略优化(PPO)算法为基本优化框架,提出一种LSTM-PPO(proximal policy optimization with Long short-term memory)算法进行求解.首先,设计一种... 详细信息

针对具有模糊加工时间和模糊交货期的作业车间调度问题,以最小化最大完工时间为目标,以近端策略优化(PPO)算法为基本优化框架,提出一种LSTM-PPO(proximal policy optimization with Long short-term memory)算法进行求解.首先,设计一种新的状态特征对调度问题进行建模,并且依据建模后的状态特征直接对工件工序进行选取,更加贴近实际环境下的调度决策过程;其次,将长短期记忆(LSTM)网络应用于PPO算法的行动者-评论者框架中,以解决传统模型在问题规模发生变化时难以扩展的问题,使智能体能够在工件、工序、机器数目发生变化时,仍然能够获得最终的调度解.在所选取的模糊作业车间调度的问题集上,通过实验验证了该算法能够取得更好的性能.

关键词：深度学习强化学习近端策略优化算法模糊作业车间调度

电动重卡替代柴油重卡的全生命周期碳减排效益分析

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环境科学 2024年第5期45卷 3119-3128页

作者：徐圆圆龚德鸿黄正光杨浪贵州大学电气工程学院贵阳550025

为精准预测电动重卡替代柴油重卡的全生命周期碳减排效益,以单辆重卡为对象,通过预测2023~2050年的电力和柴油碳排放因子变化特性,耦合两类重卡寿命及生命周期行驶里程,分阶段构建了重卡动态碳排放模型,深入分析了“2050年净零排放(NZE... 详细信息

为精准预测电动重卡替代柴油重卡的全生命周期碳减排效益,以单辆重卡为对象,通过预测2023~2050年的电力和柴油碳排放因子变化特性,耦合两类重卡寿命及生命周期行驶里程,分阶段构建了重卡动态碳排放模型,深入分析了“2050年净零排放(NZE)情景”、“承诺目标(APS)情景”和“既定政策(STEPS)情景”下两类重卡的碳排放足迹,并计算碳减排量和碳减排率.结果表明,电池生产和电池回收是分别导致电动重卡生产阶段和拆解回收阶段碳减排效益不佳的重要因素.电力碳排放因子(以CO_(2)计)每降低1 g·(kW·h)^(−1),电动重卡全生命周期碳排放可减少1.74 t.3种情景下,两类重卡运行阶段碳排放均占全生命周期碳排放总量的90%以上.碳减排效益由高到低的情景依次为NZE、APS和STEPS,其对应的全生命周期碳减排量分别为1054.68、1021.78和1007.97 t,碳减排率分别为54.38%、52.68%和51.97%.

关键词：重卡碳排放因子动态模型情景分析碳排放全生命周期

基于变载波频率的永磁同步电机驱动系统效率优化控制

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第3期54卷 724-729页

作者：刘凯张阔花为胡铭觐东南大学电气工程学院南京210096

为降低永磁同步电机驱动系统的损耗,提高系统效率,提出了一种基于母线电流反馈的变载波频率优化控制方法.首先,建立了系统损耗数学模型,探究了载波频率与系统损耗的关系.然后,针对离线优化方法对于参数敏感的问题,设计了一种基于母线电... 详细信息

为降低永磁同步电机驱动系统的损耗,提高系统效率,提出了一种基于母线电流反馈的变载波频率优化控制方法.首先,建立了系统损耗数学模型,探究了载波频率与系统损耗的关系.然后,针对离线优化方法对于参数敏感的问题,设计了一种基于母线电流反馈的载波频率在线寻优方法.结果表明,在不同转速与负载条件下均存在使系统损耗最小的最优载波频率,其随转速与负载条件变化而变化.在各个工作点,系统损耗的计算值均与实测值基本吻合.在线寻优方法在中高负载情况下能够实现约0.6%的效率优化,并且在负载变化的情况下仍然能够实现损耗优化.

关键词：变载波频率损耗模型效率优化永磁同步电机

基于元学习的气体放电等离子体电子Boltzmann方程数值求解

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电工技术学报 2024年第11期39卷 3457-3466页

作者：仲林林吴冰钰吴奇东南大学电气工程学院南京210096

在气体放电等离子体中,电子的输运行为可由Boltzmann方程精确描述,该方程的解是许多等离子体仿真模型的基础。物理信息神经网络作为一种求解Boltzmann方程的新型方法,虽克服了传统数值方法网格剖分和方程离散的缺陷,但其参数空间规模大... 详细信息

在气体放电等离子体中,电子的输运行为可由Boltzmann方程精确描述,该方程的解是许多等离子体仿真模型的基础。物理信息神经网络作为一种求解Boltzmann方程的新型方法,虽克服了传统数值方法网格剖分和方程离散的缺陷,但其参数空间规模大,在求解多任务时训练效率较低。为此,该文构建了一种基于元学习的双循环物理信息神经网络,在内循环中对多个Boltzmann方程求解任务进行优化训练,得到各任务优化后的元损失函数,用于在外循环中进行网络参数更新,从而提高网络在求解新任务时的计算效率。计算结果表明,基于元学习的双循环物理信息神经网络在求解新的Boltzmann方程时,网络损失函数值和L2误差值的下降速度均显著快于普通的物理信息神经网络。此外,该文还研究了网络容量和内循环迭代次数对Boltzmann方程多任务求解效率的影响,结果显示计算效率并不随网络容量的增大而提高,且受内循环迭代次数影响较小。

关键词：气体放电等离子体 Boltzmann方程元学习物理信息神经网络

无线电能传输零电压开关角跟踪和动态电容补偿矩阵复合控制策略

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电工技术学报 2024年第12期39卷 3602-3615页

作者：李争唐明磊解波朱乙丁孙鹤旭河北科技大学电气工程学院石家庄050018 燕山大学电气工程学院秦皇岛066004

为了保证动态无线电能传输(DWPT)系统工作于较高的电能传输效率和传输功率,减小由于系统参数变化导致的传输功率和传输效率的下降。该文提出一种零电压开关角(ZVSA)跟踪和动态电容补偿矩阵(DCCM)相结合的无线电能传输系统频率跟踪控制... 详细信息

为了保证动态无线电能传输(DWPT)系统工作于较高的电能传输效率和传输功率,减小由于系统参数变化导致的传输功率和传输效率的下降。该文提出一种零电压开关角(ZVSA)跟踪和动态电容补偿矩阵(DCCM)相结合的无线电能传输系统频率跟踪控制策略。采用电流传感器来获取谐振电流的相位,并利用处理器产生的参考信号来测量谐振电流的相位。微控制根据频率漂移的程度计算补偿电容的大小,粗略地将自然谐振频率调至85 kHz,然后系统自动跟踪谐振电流相位,对谐振频率精确跟踪。该方法通过直接对相位检测电路输出的直流信号进行采样,轻松地获取高频电流的相位,大大降低了对微控制器的占用。该文提出的控制策略和系统结构结合了模拟电路和数字控制的优点,不仅对系统参数变化有高动态响应,而且极大地节省了处理器资源。

关键词：动态无线电能传输(DWPT) 零电压开关角(ZVSA) 动态电容补偿矩阵(DCCM) 频率跟踪

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基于容性耦合的钢轨压力传感器电磁干扰分析

仪器仪表学报 2024年第4期45卷 317-324页

作者：杨阳朱峰西南交通大学电气工程学院成都611756 四川建筑职业技术学院机电与信息工程系德阳618000

目前随着弱电装置在铁路通信、传感测量等方面的普及,电磁干扰问题越来越引起人们的重视,但是关于电磁干扰机理的耦合分析等方面的工作开展较少。本文针对一则典型的钢轨压力传感器电磁干扰问题,从干扰源排查入手,建立了电源线与信号线... 详细信息

目前随着弱电装置在铁路通信、传感测量等方面的普及,电磁干扰问题越来越引起人们的重视,但是关于电磁干扰机理的耦合分析等方面的工作开展较少。本文针对一则典型的钢轨压力传感器电磁干扰问题,从干扰源排查入手,建立了电源线与信号线的容性耦合物理模型,提取线缆间分布电容参数,定量分析了耦合电场大小;同时找出干扰源,确定为电源线容性耦合导致的串扰电压干扰,给出了相应抑制干扰的措施,该分析与实测相符合。研究结果表明,接地装置对电源线地线的电磁干扰影响很大,从而进一步影响了信号线的信号电压。当接地电阻的埋入深度从0.1 m增加到0.6 m时,电源线的干扰电压得到了抑制;信号线的连接端头是容易耦合到外界电磁干扰的薄弱环节,是改善屏蔽效能的关键点。本文所提出的关于容性耦合的机理分析、计算方法、以及传感器信号的电磁干扰抑制措施,能够为今后电气设备的电磁干扰分析抑制提供普遍的借鉴意义。

关键词：容性耦合电磁干扰压力传感器串扰电压

高压套管用液体硅橡胶闪络性能的直接氟化改善

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高电压技术 2024年

作者：董曼玲杨知非詹振宇王鑫郑含博安振连同济大学电气工程系国网河南省电力公司电力科学研究院广西大学电气工程学院

直流穿墙套管硅橡胶外绝缘的闪络危及特高压直流输电工程安全，为了改善其直流闪络性能，本研究在实验室使用氟气体积浓度为12.5%的氟/氮混合气对两种可用作高压套管外绝缘的液体硅橡胶进行了表层氟化修饰。对比研究了两种硅橡胶试样在... 详细信息

直流穿墙套管硅橡胶外绝缘的闪络危及特高压直流输电工程安全，为了改善其直流闪络性能，本研究在实验室使用氟气体积浓度为12.5%的氟/氮混合气对两种可用作高压套管外绝缘的液体硅橡胶进行了表层氟化修饰。对比研究了两种硅橡胶试样在氟化前后的直流闪络性能、表层物化特征和基本电性能。使用片状试样/指形电极组合的闪络试验表明氟化显著地提升了两种硅橡胶试样的直流闪络电压，但具有不同的提升率（51.7%和31.0%）。ATR-IR和XPS分析表明，两种硅橡胶试样的二氧化硅含量不同，氟化层中不仅含有C-F键、而且含有相当量的Si-F键，氟原子通过取代甲基的氢或甲基或通过与二氧化硅反应被引入表层。表面电位衰减测量和电导率测量表明，两种硅橡胶试样有不同的体传导和不同的表面电位衰减特征，氟化引起的表面传导增加或表面电荷积累抑制是直流闪络电压增大的主要原因。

关键词：液体硅橡胶配方直流闪络直接氟化表面物化特征基本电性能