固态变压器(solid state transformer,SST)在新型电力系统中的应用逐渐增加,因其复杂的拓扑结构、节点数多、子模块内开关频率高等特点,使得面向SST的电磁暂态仿真计算效率低,目前针对SST大步长仿真方法的研究较少。为此,提出一种基于...固态变压器(solid state transformer,SST)在新型电力系统中的应用逐渐增加,因其复杂的拓扑结构、节点数多、子模块内开关频率高等特点,使得面向SST的电磁暂态仿真计算效率低,目前针对SST大步长仿真方法的研究较少。为此,提出一种基于离散状态空间小步合成的SST大步长仿真方法。首先,建立小步长建模、小步长仿真的离散状态空间模型;然后,根据离散状态空间方程的特点,采用小步迭代合成法构建离散状态空间大步长仿真模型,从而实现小步长建模、大步长仿真;最后,给出大步长仿真模型的二次等效方法,减少系统整体建模的系数矩阵维度,降低计算复杂度。结果表明,所提方法不仅能减少数值积分误差和电力电子开关动作误差,实现100 k Hz开关频率下SST换流系统的精确仿真,还能显著提升SST的仿真效率。展开更多
视频字幕生成(Video Captioning)旨在用自然语言描述视频中的内容,在人机交互、辅助视障人士、体育视频解说等领域具有广泛的应用前景。然而视频中复杂的时空内容变化增加了视频字幕生成的难度,之前的方法通过提取时空特征、先验信息等...视频字幕生成(Video Captioning)旨在用自然语言描述视频中的内容,在人机交互、辅助视障人士、体育视频解说等领域具有广泛的应用前景。然而视频中复杂的时空内容变化增加了视频字幕生成的难度,之前的方法通过提取时空特征、先验信息等方式提高生成字幕的质量,但在时空联合建模方面仍存在不足,可能导致视觉信息提取不充分,影响字幕生成结果。为了解决这个问题,本文提出一种新颖的时空增强的状态空间模型和Transformer(SpatioTemporal-enhanced State space model and Transformer,ST2)模型,通过引入最近流行的具有全局感受野和线性的计算复杂度的Mamba(一种状态空间模型),增强时空联合建模能力。首先,通过将Mamba与Transformer并行结合,提出空间增强的状态空间模型(State Space Model,SSM)和Transformer(Spatial enHanced State space model and Transformer module,SH-ST),克服了卷积的感受野问题并降低计算复杂度,同时增强模型提取空间信息的能力。然后为了增强时间建模,我们利用Mamba的时间扫描特性,并结合Transformer的全局建模能力,提出时间增强的SSM和Transformer(Temporal enHanced State space model and Transformer module,TH-ST)。具体地,我们对SH-ST产生的特征进行重排序,从而使Mamba以交叉扫描的方式增强重排序后特征的时间关系,最后用Transformer进一步增强时间建模能力。实验结果表明,我们ST2模型中SH-ST和TH-ST结构设计的有效性,且在广泛使用的视频字幕生成数据集MSVD和MSR-VTT上取得了具有竞争力的结果。具体的,我们的方法分别在MSVD和MSR-VTT数据集上的绝对CIDEr分数超过最先进的结果6.9%和2.6%,在MSVD上的绝对CIDEr分数超过了基线结果4.9%。展开更多
为解决新能源多变流器并网系统MGCCS(multiple grid-connected-converter system)中的电能质量相关问题,首先基于谐波状态空间HSS(harmonic state space)方法建立MGCCS的串联和并联模型。HSS模型考虑了开关过程中的高频分量,其内部的Toe...为解决新能源多变流器并网系统MGCCS(multiple grid-connected-converter system)中的电能质量相关问题,首先基于谐波状态空间HSS(harmonic state space)方法建立MGCCS的串联和并联模型。HSS模型考虑了开关过程中的高频分量,其内部的Toeplitz矩阵能够有效捕捉变流器内部的谐波耦合。在建立MGCCS串联和并联HSS模型的基础上,引入虚拟电阻改进模型,并考虑电网阻抗的影响,以模拟多变流器并网系统。通过对状态矩阵的特征值分析,对多变流器互联系统的谐波稳定性进行研究。研究深入分析了主电路和控制器参数对谐波不稳定性的影响,预测谐波不稳定模式的振荡频率。MATLAB/Simulink仿真结果及RT-LAB实验结果验证了基于HSS改进模型的正确性以及谐波稳定性分析的准确性。展开更多
在可再生能源高渗透率的背景下,电力系统的负荷频率控制(load frequency control,LFC)面临虚假数据注入攻击(false data injection attack,FDIA)的安全威胁。现有检测方法难以有效区分控制输入攻击和测量数据攻击,影响系统的稳定性和安...在可再生能源高渗透率的背景下,电力系统的负荷频率控制(load frequency control,LFC)面临虚假数据注入攻击(false data injection attack,FDIA)的安全威胁。现有检测方法难以有效区分控制输入攻击和测量数据攻击,影响系统的稳定性和安全性。为此建立了包含可再生能源及储能系统的LFC状态空间模型,并分析了FDIA对系统动态特性的影响。通过状态空间分解方法将攻击信号解耦为控制输入攻击和测量攻击,提高检测精度。基于滑模观测器设计攻击估计方法,实现对攻击信号的实时检测。进一步结合H∞控制理论,提出了抗攻击控制(attack-resilient control,ARC)策略,以增强系统在攻击环境下的鲁棒性。仿真算例表明:与传统方法相比攻击估计均方误差降低约30%,系统频率响应稳定性显著提升。结果表明,该方法能够有效检测FDIA并提高电力系统的安全性和抗干扰能力。展开更多
随着深度学习的发展,基于CNN和Transformer的语义分割在遥感领域得到了广泛应用。然而,这些方法仍存在局限:前者缺乏远程建模能力,后者受制于计算复杂性。最近,Mamba所提出的视觉状态空间(visual state space,VSS)模型展现了其能够对远...随着深度学习的发展,基于CNN和Transformer的语义分割在遥感领域得到了广泛应用。然而,这些方法仍存在局限:前者缺乏远程建模能力,后者受制于计算复杂性。最近,Mamba所提出的视觉状态空间(visual state space,VSS)模型展现了其能够对远程关系进行有效线性计算的能力。受此启发,提出了一种基于CNN和视觉状态空间的遥感影像语义分割网络,以克服现有方法的局限。首先,构建一个由CNN和VSS分支组成的架构,并行提取多尺度特征信息,挖掘局部相关性并捕获远程上下文依赖关系,并将VSS代替Transformer应用于解码器;其次,设计了协同调制模块学习空间权重调制特征,以自适应融合双分支语义信息,增强语义信息间的依赖关系;最后,使用额外的辅助头优化网络,通过辅助损失函数引导模型在训练中更多关注关键区域。该方法在LoveDA和Vaihingen数据集上进行实验验证,其mF1指标分别为69.61%和90.53%,mIoU指标分别为53.95%和83.13%。实验结果表明,所提出的模型在这两个公共数据集上表现优于其他分割模型。展开更多
海上风电大型化和深远海化发展对电网安全稳定运行带来了新的挑战。近年事故表明,暂态扰动如变压器、空载线路投切激励下,海上风电并网系统易出现严重的谐振过电压问题,相关机理仍不明晰。聚焦变压器空载投切场景,研究励磁涌流引发的谐...海上风电大型化和深远海化发展对电网安全稳定运行带来了新的挑战。近年事故表明,暂态扰动如变压器、空载线路投切激励下,海上风电并网系统易出现严重的谐振过电压问题,相关机理仍不明晰。聚焦变压器空载投切场景,研究励磁涌流引发的谐振过电压问题,旨在揭示多类型设备如风电机组、静止无功发生器、饱和变压器对谐振过电压的影响机制。基于谐波状态空间(harmonic state space,HSS)理论,构建了浙江某海上风电并网系统动态模型,通过多项式拟合准确描述饱和变压器的非线性特性。进一步,利用数值积分刻画了变压器空投过程中谐振过电压的产生过程,并与电磁暂态仿真对比验证了结果的准确性。最后,利用局部线性化得到的单入单出阻抗模型,探讨了多类型设备对于励磁涌流特性的影响,明晰了谐振过电压的关键影响因素。展开更多
文摘固态变压器(solid state transformer,SST)在新型电力系统中的应用逐渐增加,因其复杂的拓扑结构、节点数多、子模块内开关频率高等特点,使得面向SST的电磁暂态仿真计算效率低,目前针对SST大步长仿真方法的研究较少。为此,提出一种基于离散状态空间小步合成的SST大步长仿真方法。首先,建立小步长建模、小步长仿真的离散状态空间模型;然后,根据离散状态空间方程的特点,采用小步迭代合成法构建离散状态空间大步长仿真模型,从而实现小步长建模、大步长仿真;最后,给出大步长仿真模型的二次等效方法,减少系统整体建模的系数矩阵维度,降低计算复杂度。结果表明,所提方法不仅能减少数值积分误差和电力电子开关动作误差,实现100 k Hz开关频率下SST换流系统的精确仿真,还能显著提升SST的仿真效率。
文摘视频字幕生成(Video Captioning)旨在用自然语言描述视频中的内容,在人机交互、辅助视障人士、体育视频解说等领域具有广泛的应用前景。然而视频中复杂的时空内容变化增加了视频字幕生成的难度,之前的方法通过提取时空特征、先验信息等方式提高生成字幕的质量,但在时空联合建模方面仍存在不足,可能导致视觉信息提取不充分,影响字幕生成结果。为了解决这个问题,本文提出一种新颖的时空增强的状态空间模型和Transformer(SpatioTemporal-enhanced State space model and Transformer,ST2)模型,通过引入最近流行的具有全局感受野和线性的计算复杂度的Mamba(一种状态空间模型),增强时空联合建模能力。首先,通过将Mamba与Transformer并行结合,提出空间增强的状态空间模型(State Space Model,SSM)和Transformer(Spatial enHanced State space model and Transformer module,SH-ST),克服了卷积的感受野问题并降低计算复杂度,同时增强模型提取空间信息的能力。然后为了增强时间建模,我们利用Mamba的时间扫描特性,并结合Transformer的全局建模能力,提出时间增强的SSM和Transformer(Temporal enHanced State space model and Transformer module,TH-ST)。具体地,我们对SH-ST产生的特征进行重排序,从而使Mamba以交叉扫描的方式增强重排序后特征的时间关系,最后用Transformer进一步增强时间建模能力。实验结果表明,我们ST2模型中SH-ST和TH-ST结构设计的有效性,且在广泛使用的视频字幕生成数据集MSVD和MSR-VTT上取得了具有竞争力的结果。具体的,我们的方法分别在MSVD和MSR-VTT数据集上的绝对CIDEr分数超过最先进的结果6.9%和2.6%,在MSVD上的绝对CIDEr分数超过了基线结果4.9%。
文摘为解决新能源多变流器并网系统MGCCS(multiple grid-connected-converter system)中的电能质量相关问题,首先基于谐波状态空间HSS(harmonic state space)方法建立MGCCS的串联和并联模型。HSS模型考虑了开关过程中的高频分量,其内部的Toeplitz矩阵能够有效捕捉变流器内部的谐波耦合。在建立MGCCS串联和并联HSS模型的基础上,引入虚拟电阻改进模型,并考虑电网阻抗的影响,以模拟多变流器并网系统。通过对状态矩阵的特征值分析,对多变流器互联系统的谐波稳定性进行研究。研究深入分析了主电路和控制器参数对谐波不稳定性的影响,预测谐波不稳定模式的振荡频率。MATLAB/Simulink仿真结果及RT-LAB实验结果验证了基于HSS改进模型的正确性以及谐波稳定性分析的准确性。
文摘在可再生能源高渗透率的背景下,电力系统的负荷频率控制(load frequency control,LFC)面临虚假数据注入攻击(false data injection attack,FDIA)的安全威胁。现有检测方法难以有效区分控制输入攻击和测量数据攻击,影响系统的稳定性和安全性。为此建立了包含可再生能源及储能系统的LFC状态空间模型,并分析了FDIA对系统动态特性的影响。通过状态空间分解方法将攻击信号解耦为控制输入攻击和测量攻击,提高检测精度。基于滑模观测器设计攻击估计方法,实现对攻击信号的实时检测。进一步结合H∞控制理论,提出了抗攻击控制(attack-resilient control,ARC)策略,以增强系统在攻击环境下的鲁棒性。仿真算例表明:与传统方法相比攻击估计均方误差降低约30%,系统频率响应稳定性显著提升。结果表明,该方法能够有效检测FDIA并提高电力系统的安全性和抗干扰能力。
文摘随着深度学习的发展,基于CNN和Transformer的语义分割在遥感领域得到了广泛应用。然而,这些方法仍存在局限:前者缺乏远程建模能力,后者受制于计算复杂性。最近,Mamba所提出的视觉状态空间(visual state space,VSS)模型展现了其能够对远程关系进行有效线性计算的能力。受此启发,提出了一种基于CNN和视觉状态空间的遥感影像语义分割网络,以克服现有方法的局限。首先,构建一个由CNN和VSS分支组成的架构,并行提取多尺度特征信息,挖掘局部相关性并捕获远程上下文依赖关系,并将VSS代替Transformer应用于解码器;其次,设计了协同调制模块学习空间权重调制特征,以自适应融合双分支语义信息,增强语义信息间的依赖关系;最后,使用额外的辅助头优化网络,通过辅助损失函数引导模型在训练中更多关注关键区域。该方法在LoveDA和Vaihingen数据集上进行实验验证,其mF1指标分别为69.61%和90.53%,mIoU指标分别为53.95%和83.13%。实验结果表明,所提出的模型在这两个公共数据集上表现优于其他分割模型。
文摘海上风电大型化和深远海化发展对电网安全稳定运行带来了新的挑战。近年事故表明,暂态扰动如变压器、空载线路投切激励下,海上风电并网系统易出现严重的谐振过电压问题,相关机理仍不明晰。聚焦变压器空载投切场景,研究励磁涌流引发的谐振过电压问题,旨在揭示多类型设备如风电机组、静止无功发生器、饱和变压器对谐振过电压的影响机制。基于谐波状态空间(harmonic state space,HSS)理论,构建了浙江某海上风电并网系统动态模型,通过多项式拟合准确描述饱和变压器的非线性特性。进一步,利用数值积分刻画了变压器空投过程中谐振过电压的产生过程,并与电磁暂态仿真对比验证了结果的准确性。最后,利用局部线性化得到的单入单出阻抗模型,探讨了多类型设备对于励磁涌流特性的影响,明晰了谐振过电压的关键影响因素。
