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网络攻击下船舶综合能源系统弹性能源管理策略研究

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中国舰船研究 2024年

作者：张裕欣滕菲李铁山肖杨大连海事大学航海学院国际海事组织海事知识中心大连海事大学船舶电气工程学院电子科技大学自动化工程学院阿拉巴马大学计算机科学系(美国)

【目的】为抵御船舶航行期间能源系统面临信息攻击威胁，提出一种针对船舶综合能源系统的分布式弹性能源管理策略。【方法】首先，协同考虑经济效益和环境效益，基于航行特征构建船舶综合能源系统能源管理模型，利用交替乘子算法提出完... 详细信息

【目的】为抵御船舶航行期间能源系统面临信息攻击威胁，提出一种针对船舶综合能源系统的分布式弹性能源管理策略。【方法】首先，协同考虑经济效益和环境效益，基于航行特征构建船舶综合能源系统能源管理模型，利用交替乘子算法提出完全分布式的能源管理策略。其次，考虑到船舶能源系统通讯网络受攻击后呈现的连通/非连通状态，就所提策略的最优性及收敛性进行分析。此外，针对船舶能源设备节点将会遭受的非共谋攻击/共谋攻击，提出异常能源设备检测及隔离策略。最后，以新加坡至槟城航线为例，基于64节点游轮能源系统进行仿真验证。【结果】仿真结果显示，在船域通讯网络攻击和能源设备节点攻击的影响下，所提出的分布式弹性能源管理策略导致电能和热能的边际成本增量低于2.70%和0.50%。【结论】所提方法显著提升了船舶综合能源系统运行的可靠性，可有效提升船舶远航程作业的安全性。

关键词：船舶综合能源系统能源管理分布式优化通讯网络攻击能源设备节点攻击

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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新型电力系统居民分布式资源管理综述

电力系统自动化 2024年第5期48卷 157-175页

作者：陈心宜胡秦然石庆鑫崔翰韬李雪李方兴东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 华北电力大学电气与电子工程学院北京市102206 俄克拉荷马州立大学电气与计算机工程系美国斯蒂尔沃特74078 东北电力大学电气工程学院吉林省吉林市132012 田纳西大学电气工程与计算机科学系美国诺克斯维尔37996

随着新型电力系统建设加快推进,能源供需平衡模式正在经历由“源随荷动”向“源荷互动”的深刻变革。靠近电力需求侧的居民分布式资源以其庞大规模和灵活调节能力,具备支撑新型电力系统清洁低碳、安全高效发展的潜力。为此,在全面梳理... 详细信息

随着新型电力系统建设加快推进,能源供需平衡模式正在经历由“源随荷动”向“源荷互动”的深刻变革。靠近电力需求侧的居民分布式资源以其庞大规模和灵活调节能力,具备支撑新型电力系统清洁低碳、安全高效发展的潜力。为此,在全面梳理国内外居民分布式资源管理具体进展的基础上,阐述其对新型电力系统建设的推动作用。首先,介绍了户用光伏、户用储能、电动汽车、柔性负荷4类居民分布式资源,并阐述了居民分布式资源管理概念及发展。其次,围绕新型电力系统四大关键特征,讨论了分布式资源在促进电网安全高效运行、推动能源清洁低碳转型、实现电力柔性灵活调控、助力智慧融合系统建设4个方面发挥的重要作用。同时,从政策制度与管理机制、硬件设备与软件平台、管理技术与优化方法 3个方面综述了居民分布式资源管理的核心要素,并分析了居民分布式资源管理内外部重要影响因素。最后,提出了对新型电力系统居民分布式资源管理的未来展望,包括完善政策机制、升级基础设施、优化市场交易、强化技术方法 4个方向。

关键词：新型电力系统居民分布式资源需求响应虚拟电厂安全运行低碳转型灵活性资源耦合系统

基于预期动态方程的含高比例可再生能源孤岛运行微电网负荷频率控制

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上海交通大学学报 2024年第6期58卷 954-964,I0009页

作者：吴振龙刘艳红薛亚丽李东海 CHEN Yangquan 郑州大学电气与信息工程学院郑州450001 清华大学能源与动力工程系北京100084 加州大学默塞德分校工程学院美国默塞德CA 95343

针对高比例可再生能源并入微电网带来的负荷频率控制问题,提出基于预期动态方程的比例-积分-微分(PID)控制策略.在分析微电网负荷频率控制模型和控制难点的基础上,设计基于预期动态方程的PID控制策略,采用单一变量法分析控制器参数对控... 详细信息

针对高比例可再生能源并入微电网带来的负荷频率控制问题,提出基于预期动态方程的比例-积分-微分(PID)控制策略.在分析微电网负荷频率控制模型和控制难点的基础上,设计基于预期动态方程的PID控制策略,采用单一变量法分析控制器参数对控制效果的影响,总结了简单、实用的参数整定流程,并在微电网负荷频率控制系统中应用.在不同工况下与多种控制器进行仿真对比,结果表明:所提控制策略能够在保证鲁棒性的前提下取得最佳控制效果,展现出很高的工程应用价值.

关键词：微电网负荷频率控制预期动态方程比例-积分-微分参数整定

考虑V2G及碳排放量的风光储综合能源系统协调优化运行

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电测与仪表 2024年第6期61卷 20-25,35页

作者：罗继东邹梦丽侯宝华胡灜月樊小朝降国俊塔里木大学机械电气化工程学院新疆阿拉尔843300 新疆大学电气工程学院乌鲁木齐830047

结合我国“碳达峰”、“碳中和”目标的提出,文中将电动汽车的充放电特性考虑到风光储综合能源系统中,建立了以碳排放量最小为目标函数的综合能源系统协调优化模型。所提模型通过利用电动汽车的充放电特性,以此调整综合能源系统的负荷曲... 详细信息

结合我国“碳达峰”、“碳中和”目标的提出,文中将电动汽车的充放电特性考虑到风光储综合能源系统中,建立了以碳排放量最小为目标函数的综合能源系统协调优化模型。所提模型通过利用电动汽车的充放电特性,以此调整综合能源系统的负荷曲线,在系统调峰调频的基础上实现系统的经济最优与碳排放达标。利用改进的禁忌-细胞膜优化算法对模型进行求解,经过算例分析表明,所提优化方案能通过对常规电负荷与电动汽车负荷的平移和替换,平抑系统负荷波动,实现经济的最优与碳排放量的控制。

关键词：电动汽车碳排放综合能源系统碳中和

引入PID反馈的SHAEKF算法估算电池SOC

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电池 2024年第1期54卷 47-51页

作者：蔡黎向丽红晏娟徐青山重庆三峡学院电气工程系重庆404000 东南大学电气工程学院江苏南京210000

电池荷电状态(SOC)的估算精度是电动汽车电池组的重要指标。为提升SOC估算精度,在融合Sage-Husa扩展卡尔曼滤波(SHEKF)算法与自适应扩展卡尔曼滤波(AEKF)算法的基础上,增加比例积分微分(PID)反馈环节,形成改进算法。采用粒子群优化(PSO... 详细信息

电池荷电状态(SOC)的估算精度是电动汽车电池组的重要指标。为提升SOC估算精度,在融合Sage-Husa扩展卡尔曼滤波(SHEKF)算法与自适应扩展卡尔曼滤波(AEKF)算法的基础上,增加比例积分微分(PID)反馈环节,形成改进算法。采用粒子群优化(PSO)算法对二阶RC等效电路模型进行参数辨识;用开源电池数据集对模型和算法进行实验和分析。改进的SHAEKF算法在电池动态应力测试(DST)、北京动态应力测试(BJDST)和美国联邦城市驾驶(FUDS)等工况下的平均估计误差都在1%以内,与单纯的融合算法SHAEKF算法相比,最大误差可减小5%。

关键词：荷电状态(SOC)估算二阶RC等效电路模型比例积分微分(PID) 粒子群优化(PSO)算法自适应扩展卡尔曼滤波(AEKF)

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基于多类型传感器的变电站火灾预警技术研究综述

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智慧电力 2024年第10期52卷 103-111页

作者：冯子毅马恒瑞王红霞王波马富齐袁傲添闫雨辰青海大学能源与电气工程学院青海西宁810000 武汉大学电气与自动化学院湖北武汉430072 丹佛大学电气与计算机工程系美国丹佛80208 西安理工大学电气工程学院陕西西安710054

随着变电站规模不断扩大,变电站内设备负荷增加、设备老化速度加剧以及安全监管难度复杂化等问题将会导致站内火灾事故的概率增大。为避免火灾事故所导致的人员伤亡和财产损失,针对变电站火灾防控技术进行研究至关重要。首先对电气火灾... 详细信息

随着变电站规模不断扩大,变电站内设备负荷增加、设备老化速度加剧以及安全监管难度复杂化等问题将会导致站内火灾事故的概率增大。为避免火灾事故所导致的人员伤亡和财产损失,针对变电站火灾防控技术进行研究至关重要。首先对电气火灾发生的原因和防护措施进行分析,再按照火灾检测技术手段将当前变电站火灾检测技术归纳为基于传感器火灾检测技术、基于视频图像火灾检测技术和基于多传感器数据融合火灾检测技术。通过对该3种火灾检测技术进行全方位的对比,指出当前变电站火灾检测中存在监测系统漏报或误报率高、温度检测实时性差、火灾位置定位不准确等问题。最后对建设智能化变电站消防监控系统进行总结与展望。

关键词：变电站电气火灾火灾检测技术传感器

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超低场磁共振膝关节正交接收线圈设计

电工技术学报 2024年第7期39卷 1923-1931页

作者：万裁何为沈晟徐征重庆大学电气工程学院重庆400044 麻省总医院Athinoula A.Martinos生物医学成像中心美国马萨诸塞州02114

射频接收线圈是磁共振成像(MRI)系统中的关键部件,用于检测变化的磁场,其性能直接影响图像的质量。超低场MRI射频接收线圈工作在较低频率,其阻抗特性不同于传统临床MRI射频接收线圈。理论上正交接收线圈比单通道线圈的信噪比(SNR)可以提... 详细信息

射频接收线圈是磁共振成像(MRI)系统中的关键部件,用于检测变化的磁场,其性能直接影响图像的质量。超低场MRI射频接收线圈工作在较低频率,其阻抗特性不同于传统临床MRI射频接收线圈。理论上正交接收线圈比单通道线圈的信噪比(SNR)可以提高41%。而与阵列线圈相比,正交接收线圈可以用更低的成本与设计复杂度达到很好的成像效果。因此该文研究了一种用于超低场MRI(50.4 mT)系统的膝关节正交接收线圈,它由鞍形线圈和亥姆霍兹线圈组成。首先,确定了线圈的支撑结构及尺寸,并通过计算单匝接收线圈的效率及磁场的不均匀性来确定鞍形以及亥姆霍兹线圈的最优尺寸。然后,实测了线圈交流电阻,来评估线圈不同匝数的SNR,发现匝数增多会使得交流电阻显著增加,从而使SNR随着线圈匝数增加先增加后减少。最后,得到了两线圈的最佳匝数,并制作了正交接收线圈,从CuSO_(4)·5H_(2)O体膜以及体内膝关节成像来评估正交接收线圈的性能。在体膜和体内膝关节成像中,正交接收线圈与单通道线圈相比,图像SNR分别最大程度地提升了约33.5%和30.9%。

关键词：磁共振成像超低场膝关节成像正交接收线圈

新型电力系统不确定性静态建模及量化分析方法评述

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电力系统自动化 2024年第19期48卷 14-27页

作者：林超凡别朝红纽约州立大学石溪分校电气与计算机系美国纽约11794 西安交通大学电气工程学院陕西省西安市710049

中国正处在新型电力系统建设的加速转型期。新型电力系统在源网荷侧呈现的强不确定性发展趋势以及其高维度、强相关、多样化特点给传统的不确定性建模及分析方法带来挑战。文中围绕新型电力系统不确定性静态建模及量化分析方法展开评述... 详细信息

中国正处在新型电力系统建设的加速转型期。新型电力系统在源网荷侧呈现的强不确定性发展趋势以及其高维度、强相关、多样化特点给传统的不确定性建模及分析方法带来挑战。文中围绕新型电力系统不确定性静态建模及量化分析方法展开评述。首先,梳理不确定性静态建模和量化分析的基本概念和框架;然后,以近几年文献调研为基础,重点从先验不确定性和后验不确定性的视角对不确定性静态建模方法进行整理和评述,以及从模型驱动和数据驱动两个层面对不确定性量化分析方法及其应用场景加以归纳和总结;最后,结合调研结果展望了未来新型电力系统不确定性静态建模和量化分析方法,指出应着力提高建模和分析方法的广度、计算效率、计算准确度并推动实际应用。

关键词：新型电力系统新能源不确定性概率静态建模量化分析