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基于云边协同的电力物联终端数据轻量化处理方法

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计算机技术与发展 2024年

作者：李世豪曾锃缪巍巍夏元轶周忠冉张俊杰国网江苏省电力有限公司信息通信分公司南瑞集团有限公司

电力物联网在大规模化高频数据传输应用中，由于现场存在海量实时数据传输，因而会造成对现场数据无法进行有效压缩，进而导致云边信息传输效率低以及传输流量费用高等问题。本文提出一种基于云边协同的电力物联数据轻量化处理方法（LPC... 详细信息

电力物联网在大规模化高频数据传输应用中，由于现场存在海量实时数据传输，因而会造成对现场数据无法进行有效压缩，进而导致云边信息传输效率低以及传输流量费用高等问题。本文提出一种基于云边协同的电力物联数据轻量化处理方法（LPCE），该方法基于一种物模型结构，通过提取云边交互数据形成压缩字典，并将压缩字典同步至边缘设备来完成海量数据压缩。针对传统常见的压缩方法，本文在数据有效率、压缩率、压缩时间以及压缩速度和解压缩速度等方面分别做了对比分析实验。实验结果表明，在面对高频、实时传输的电力物联网系统中以JSON(JavaScript Object Notation)格式报文数据为代表的交互数据的压缩，本文提出的LPCE方法具有明显效果和优势。本文提出的方法实现了电力物联网云边数据无损压缩，可减少电力物联网云边之间的冗余数据传输，提升了云边数据传输效率，降低了云边之间数据传输成本，具有较高的应用价值。

关键词：电力物联网云边协同数据压缩边缘计算智慧物联多元感知

基于改进下垂控制的多模块谐振变换器均衡控制策略研究

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全球能源互联网 2024年第3期7卷 348-355页

作者：过亮陈志强曲慧星吕振华李群南瑞集团有限公司(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 国网江苏电力有限公司电力科学研究院江苏省南京市210000

当前,光伏、海上风电等新能源场站的直流汇流应用得到越来越多的关注,在新能源发电低压输入中高压汇流输出的场合,为了提升直流输电电压并进一步减小器件应力,多采用输入并联输出串联(IPOS)结构。虽然这种模块化串并联结构有着许多优势... 详细信息

当前,光伏、海上风电等新能源场站的直流汇流应用得到越来越多的关注,在新能源发电低压输入中高压汇流输出的场合,为了提升直流输电电压并进一步减小器件应力,多采用输入并联输出串联(IPOS)结构。虽然这种模块化串并联结构有着许多优势,但由于模块间器件参数误差,导致各模块存在电压电流不均衡的问题,影响整个功率变换系统的稳定运行。为此提出了面向直流汇流应用的IPOS多模块谐振变换器的改进下垂控制均衡方法,各模块间无需加入通信就实现各模块的输出电压和功率的完全均衡,改进了传统下垂控制电压与参考值不符的问题,并进一步提升了系统的动态响应性能。基于该控制方式,搭建了三路模块化IPOS谐振变换器原理样机,通过实验验证了所提改进下垂控制方法对IPOS系统的均衡效果。

关键词：谐振变换器电压控制下垂控制输入并联输出串联

新型电力系统数据跨域流通泛安全边界防护技术

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电力系统自动化 2024年第6期48卷 96-111页

作者：郭少勇刘岩邵苏杰臧志斌杨超亓峰网络与交换技术国家重点实验室(北京邮电大学) 北京市100876 国网信息通信产业集团有限公司北京市102211 国网辽宁省电力有限公司辽宁省沈阳市110006

新型电力系统建设涉及多业务系统、多部门、多方主体间进行海量、异构数据的交互和共享,电力数据的内外部网络环境与安全形势日趋复杂化,数据流通的脆弱性风险加剧。首先,分析新型电力系统下数据流的类型与特性,概括电力数据流通安全防... 详细信息

新型电力系统建设涉及多业务系统、多部门、多方主体间进行海量、异构数据的交互和共享,电力数据的内外部网络环境与安全形势日趋复杂化,数据流通的脆弱性风险加剧。首先,分析新型电力系统下数据流的类型与特性,概括电力数据流通安全防护面临的新形势;其次,基于专用数据处理器(DPU)的高性能流量编排和多功能安全网关能力,构建面向电力数据跨域流通安全增强的泛安全边界,凭借数据面可编程技术沟通网络安全与数据安全双维度安全能力,提出基于DPU的数据跨域流通协同防护技术应用方案;最后,阐释DPU在不同电力通信网络层次的部署方式、价值与关键技术,分析现阶段DPU在电力领域应用存在的挑战。

关键词：新型电力系统数据流通专用数据处理器数据安全网络安全安全防护

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基于物理机理引导的数据驱动潮流计算方法

电网技术 2024年

作者：战鹏祥黄飞虎廖思睿彭舰徐文政李强张凌浩四川大学计算机学院国网信息通信产业集团有限公司国网四川省电力公司电力科学研究院

随着电力系统可再生能源波动性、负荷随机性等不确定因素的增加，特别在N-1故障场景下，高效大规模重复潮流计算对于实时安全分析愈发重要。然而，基于物理机理的传统潮流计算方法计算成本较高，运算速度较慢，无法满足实时风险评估需... 详细信息

随着电力系统可再生能源波动性、负荷随机性等不确定因素的增加，特别在N-1故障场景下，高效大规模重复潮流计算对于实时安全分析愈发重要。然而，基于物理机理的传统潮流计算方法计算成本较高，运算速度较慢，无法满足实时风险评估需求；数据驱动潮流计算方法运算速度较快，但严重依赖数据质量，预测结果与物理机理缺乏一致性，难以应用于实际工业场景。对此，该文在数据驱动模型上引入电力系统领域知识，构建符合物理约束的深度学习模型，提高了模型性能；采用门控机制和正则化策略，将电力系统拓扑结构和物理公式嵌入到深度神经网络结构，使模型能够适应N-1故障场景下网络拓扑结构的变化。该文采用接入新能源的IEEE 14、 IEEE 39以及IEEE 300节点系统进行仿真实验，在正常和N-1故障场景中验证模型效果。实验结果表明，该文方法在误差精度和遵守物理约束的程度上，较传统深度学习潮流计算方法均有提升，可以有效地评估系统在不同故障情况下的运行状态，验证了所提方法的有效性。

关键词：潮流计算数据驱动深度学习物理机理引导拓扑门控

基于压力传感器采集数据的携带式短路接地线自动化监测系统

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自动化与仪表 2024年第4期39卷 89-93页

作者：刘星晔许洁陈亦寒无锡广盈集团有限公司无锡214000 国网江苏省电力有限公司无锡供电分公司无锡214061

电网作业过程中接地线使用量较大且使用区域相对分散,为保障工作人员的工作安全,该文设计基于压力传感器采集数据的携带式短路接地线自动化监测系统。设计携带式短路接地线操作棒,在接地线紧固件紧固接地线条件下,压感模块利用压力传感... 详细信息

电网作业过程中接地线使用量较大且使用区域相对分散,为保障工作人员的工作安全,该文设计基于压力传感器采集数据的携带式短路接地线自动化监测系统。设计携带式短路接地线操作棒,在接地线紧固件紧固接地线条件下,压感模块利用压力传感器采集受压数据,并将所受压力值传输到AI芯片内,作为深度学习网络模型的输入,通过训练过程输出接地线挂接状态监测结果。接地线挂接状态监测结果通过基于LoRa的通信模块传输至上位机显示器内,供用户查询使用。实验结果显示,该系统压力传感器数据采集过程中零偏稳定性高于0.03%。

关键词：压力传感器携带式短路接地线自动化监测通信模块

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基于MDS和改进SSA-SVM的高速铁路道岔故障诊断方法研究

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铁道学报 2024年第1期46卷 81-90页

作者：王彦快米根锁孔得盛杨建刚张玉兰州交通大学铁道技术学院甘肃兰州730000 兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070 中国铁路兰州局集团有限公司兰州电务部甘肃兰州730000 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司北京100070 国网甘肃省电力公司电力科学研究院甘肃兰州730070

针对高速铁路道岔设备故障频繁,现场维修工作量大等问题,提出基于多维尺度缩放法(MDS)和改进麻雀搜索算法(SSA)优化支持向量机(SVM)的高速铁路道岔故障诊断模型。首先以ZDJ9道岔转换功率曲线为研究对象,总结现场典型道岔故障类型及故障... 详细信息

针对高速铁路道岔设备故障频繁,现场维修工作量大等问题,提出基于多维尺度缩放法(MDS)和改进麻雀搜索算法(SSA)优化支持向量机(SVM)的高速铁路道岔故障诊断模型。首先以ZDJ9道岔转换功率曲线为研究对象,总结现场典型道岔故障类型及故障原因,分别提取道岔功率曲线的时域、频域特征指标以及小波包能量熵,组成特征指标向量;其次采用MDS方法进行多维特征指标的降维优化,建立道岔故障特征指标样本数据库;最后利用改进Circle混沌映射初始化种群,并通过自适应t分布增强麻雀种群的多样性,再以改进SSA算法优化SVM模型中的惩罚因子和核函数方差2个关键参数,构建改进SSA-SVM的道岔故障诊断模型。故障诊断结果表明,本模型的故障诊断正确率高达96.25%,诊断效果优于其他方法,可以为道岔设备的故障维修提供理论依据。

关键词：高速铁路道岔故障诊断改进麻雀搜索算法-支持向量机 Circle混沌映射自适应t分布小波包能量熵多维尺度缩放法

电网企业反违章工作体系优化举措研究及应用实践

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农电管理 2024年第2期 37-40页

作者：李岩帅伟蒋一峰高建陈南夏永欣国家电网有限公司安全监察部中国电力科学研究院有限公司国网江苏省电力有限公司国网上海市电力公司国网信息通信产业集团有限公司

针对当前电网企业反违章工作现状及存在问题,本文从完善制度机制、完善组织机构、强化管控措施、强化技术支撑、加强考核评价、加强文化建设6个方面进行深入研究,系统深入地提出了优化反违章工作的系列举措。实践应用表明电网企业安全... 详细信息

针对当前电网企业反违章工作现状及存在问题,本文从完善制度机制、完善组织机构、强化管控措施、强化技术支撑、加强考核评价、加强文化建设6个方面进行深入研究,系统深入地提出了优化反违章工作的系列举措。实践应用表明电网企业安全督查工作开展更加有力,反违章工作质效提升明显,安全生产形势总体好转。

关键词：电网企业反违章工作强化技术安全生产形势优化举措安全督查强化管控考核评价

基于参数优化VMD和改进LSSVM的道岔故障诊断方法

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铁道科学与工程学报 2024年第5期21卷 2072-2085页

作者：王彦快孟佳东张玉杨建刚兰州交通大学铁道技术学院甘肃兰州730070 兰州交通大学机电工程学院甘肃兰州730070 国网甘肃省电力公司电力科学研究院甘肃兰州730070 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司北京100070

为了解决道岔设备智能故障诊断中特征指标难以提取以及模型训练时间较长的问题,以ZDJ9型转辙机带动的道岔设备为研究对象,以转辙机功率曲线为数据基础,提出一种基于参数优化变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)和改进最... 详细信息

为了解决道岔设备智能故障诊断中特征指标难以提取以及模型训练时间较长的问题,以ZDJ9型转辙机带动的道岔设备为研究对象,以转辙机功率曲线为数据基础,提出一种基于参数优化变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)和改进最小二乘支持向量机(Least Squares Support Vector Machines,LSSVM)的道岔故障诊断方法。首先,采用鲸鱼优化算法(Whale Optimization Algorithm,WOA)优化VMD参数,得到模态(Intrinsic Mode Functions,IMF)分量个数和惩罚因子的最优参数组合。其次,计算IMF分量与功率曲线的相关系数,优选相关性较大的前3阶IMF分量,并计算功率谱熵、模糊熵及包络熵值,建立多特征融合样本数据库。最后,针对麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)易陷入局部最优的问题,通过改进Tent混沌映射初始化策略随机生成种群,正余弦算法(Sine Cosine Algorithm,SCA)更新追随者的位置,并采用改进SSA优化LSSVM算法的惩罚因子和核函数方差,构建基于TSSSA-LSSVM的道岔故障诊断模型。实验结果表明:所提道岔故障诊断方法是可行的,采用多特征融合能够更加全面地提取道岔典型故障特征,反映道岔的真实运行状态,提高了故障诊断准确率,而且较TSSSA-SVM,PSO-LSSVM,GWO-LSSVM以及SSA-LSSVM等方法具有较高的故障诊断准确率、召回率以及较低的漏报率,减少了模型训练时间,完全满足现场道岔故障导向安全的原则,具有更好的故障诊断性能,对现场道岔设备的故障维修具有一定的指导意义。

关键词：道岔故障诊断改进LSSVM 参数优化VMD 多特征融合

基于钢轨电位时空关联的钢轨对地绝缘缺陷诊断方法

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城市轨道交通研究 2024年第4期27卷 119-123,128页

作者：潘卫国李田吴鹤翔黄晓鹏刘炜北京全路通信信号研究设计院集团有限公司北京100071 国网湖南省电力有限公司益阳供电分公司益阳413099 西南交通大学电气工程学院成都611756

[目的]以钢轨电位为监测对象的各监测点数据间在时空上存在关联,钢轨对钢筋结构电阻变化后的直接表现形式为钢轨电位的变化。应基于钢轨电位时空关联的特点,对钢轨对地绝缘状态监测及缺陷诊断的方法进行深入研究。[方法]阐述了以钢轨电... 详细信息

[目的]以钢轨电位为监测对象的各监测点数据间在时空上存在关联,钢轨对钢筋结构电阻变化后的直接表现形式为钢轨电位的变化。应基于钢轨电位时空关联的特点,对钢轨对地绝缘状态监测及缺陷诊断的方法进行深入研究。[方法]阐述了以钢轨电位为监测对象的杂散电流监测系统。对绝缘缺陷下的钢轨电位数据特征进行了分析,建立了数据的特征矩阵。基于闵可夫斯基距离的异常检测原理,阐述了钢轨对地绝缘异常区段的检测步骤,以及绝缘缺陷定位的检测步骤,提出了基于钢轨电位时空关联的钢轨绝缘缺陷诊断方法。以青岛某城市轨道交通工程为案例进行建模仿真,用以评估所提方法的有效性及准确性。[结果及结论]该方法能对钢轨绝缘状态进行有效监测,可准确定位绝缘缺陷位置。

关键词：城市轨道交通供电杂散电流钢轨电位钢轨绝缘监测绝缘缺陷诊断

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