基于CBAM改进YOLOv7的电力设备红外图像分类检测

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作者 陈佳 余成波 +3 位作者 王士彬 蒋启超 何鑫 张未 《红外技术》 北大核心 2025年第1期72-80,共9页

针对复杂环境下电力设备红外图像的深度学习目标检测数据繁杂、检测精度较低等问题,本文提出一种基于卷积块注意模块(Convolutional Block Attention Module,CBAM)改进YOLOv7的电力设备红外图像分类算法。首先将已有数据集进行标注,并... 针对复杂环境下电力设备红外图像的深度学习目标检测数据繁杂、检测精度较低等问题,本文提出一种基于卷积块注意模块(Convolutional Block Attention Module,CBAM)改进YOLOv7的电力设备红外图像分类算法。首先将已有数据集进行标注,并按一定比例划分成训练集、验证集以及测试集,然后在YOLOv7的主干网络中引入CBAM,使模型能对感兴趣的区域进行强调并抑制无用信息,其次将划分好的数据集放入改进后的YOLOv7进行模型训练,同时对比了6种改进的YOLOv5s模型。实验结果表明,在相同实验条件下改进YOLOv7模型优于YOLOv7模型、YOLOv5s模型和基于YOLOv5s的6种注意力模型。改进YOLOv7性能有明显提升,可实现快速、精准的红外图像分类。 展开更多

关键词 电力设备 YOLOv7 红外图像 CBAM

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基于开通延时变化的多芯片IGBT模块部分芯片失效监测方法

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作者 罗丹 陈民铀 +2 位作者 赖伟 李涵锐 夏宏鉴 《重庆大学学报》 北大核心 2025年第3期14-26,共13页

多芯片绝缘栅极双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)模块被广泛应用于大功率变换器中,对其进行状态监测可以有效提高电力设备可靠性。文中提出了一种基于开通延时变化的多芯片IGBT模块部分芯片故障检测方法,分析了芯... 多芯片绝缘栅极双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)模块被广泛应用于大功率变换器中,对其进行状态监测可以有效提高电力设备可靠性。文中提出了一种基于开通延时变化的多芯片IGBT模块部分芯片故障检测方法,分析了芯片失效对开通过程的影响,指出了芯片失效与开通延时的关系,基于开通延时与失效芯片数的映射关系提出了对应的故障监测方法,并通过实验验证了方法的有效性。实验结果表明:文中所提方法可用于多芯片模块的健康状态监测,对提高变流器的运行可靠性具有重要意义。 展开更多

关键词 故障诊断 IGBT 多芯片模块 开通延时 状态监测

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基于改进移相变压器的综合调压合环装置及调控策略

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作者 杨用春 杜翔宇 +2 位作者 唐健雄 陈巽同 赵成勇 《电工技术学报》 北大核心 2025年第8期2532-2546,共15页

合环转供电已成为中压配电网转移负荷的重要方式,但计划停电进行合环会降低供电可靠性,直接合环又会产生较大的冲击电流,影响电网稳定运行。基于此,该文首先提出了一种改进型移相变压器(IPST),其在传统移相器的基础上增加了调幅绕组,可... 合环转供电已成为中压配电网转移负荷的重要方式,但计划停电进行合环会降低供电可靠性,直接合环又会产生较大的冲击电流,影响电网稳定运行。基于此,该文首先提出了一种改进型移相变压器(IPST),其在传统移相器的基础上增加了调幅绕组,可以灵活改变电压幅值与相位,实现不停电合环;其次针对负荷转供后,IPST内部阻抗引起的负荷侧电压质量下降问题,通过多端口网络理论建立IPST等效模型,将IPST端口阻抗特性转化为等效解析式,并推导调节电压关于调幅挡位T_(m)、调相挡位T_(p)的函数表达式,从而结合电压调节目标预测出IPST的目标挡位,提升电压质量;然后针对IPST退出旁路合闸时产生的冲击电流问题,推导出冲击电流关于IPST挡位的函数关系式,结合电流调节目标及电压质量约束预测出IPST目标挡位,实现在保证电压质量的同时,使得冲击电流下降,安全退出IPST;最后基于PSCAD/EMTDC验证阻抗表达式的正确性和调控策略的有效性。 展开更多

关键词 配电网 合环转供 移相变压器 等效阻抗 合环电流

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基于VMD-LSTM-LightGBM的多特征短期电力负荷预测 被引量：39

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作者 张未 余成波 +3 位作者 王士彬 李涛 何鑫 陈佳 《南方电网技术》 CSCD 北大核心 2023年第2期74-81,共8页

针对目前多特征电力负荷预测精度不准的问题,为充分挖掘电力负荷数据中的时序信息、天气信息等特征信息,提出了一种基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)的长短期记忆(long short-term memory,LSTM)神经网络与轻量级... 针对目前多特征电力负荷预测精度不准的问题,为充分挖掘电力负荷数据中的时序信息、天气信息等特征信息,提出了一种基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)的长短期记忆(long short-term memory,LSTM)神经网络与轻量级梯度提升机(light gradient boosting machine,LightGBM)预测模型,优化负荷数据非线性、非平稳、长记忆等问题,解决了多特征预测提取特征信息差的问题。该方法首先用VMD分解代表不同尺度的特征模态分量,降低了原始序列的不平稳度,同时分解的残差量代表负荷数据强非线性部分,通过特征性强的算法进行预测,将各模态分量通过LSTM的单特征预测,再将各个分量加入多特征利用LightGBM进行负荷预测。通过与目前多特征电力负荷预测模型进行对比实验,平均绝对误差(mean absolute error,MAE)值仅为其23%~73%,平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error,MAPE)值能达到0.37%,具有更好的预测精度。 展开更多

关键词 多特征 变分模态分解(VMD) 长短期记忆(LSTM) 轻量级梯度提升机(LightGBM) 短期负荷预测 残差量

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计及SOC自恢复的混合储能平抑风电功率波动控制 被引量：20

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作者 林莉 林雨露 +3 位作者 谭惠丹 贾源琦 孔宪宇 曹雅裴 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期658-671,共14页

混合储能系统能够较好地应对复杂的风电波动,有效地提高电网的稳定性和安全性。在混合储能平抑风电功率波动的典型应用场景下,该文首先提出一种计及荷电状态(SOC)自恢复的混合储能平抑风电功率波动控制方法,在满足风电平抑需求的情况下... 混合储能系统能够较好地应对复杂的风电波动,有效地提高电网的稳定性和安全性。在混合储能平抑风电功率波动的典型应用场景下,该文首先提出一种计及荷电状态(SOC)自恢复的混合储能平抑风电功率波动控制方法,在满足风电平抑需求的情况下,通过模型预测控制快速调节储能在平抑功率过程中的荷电状态,提高储能持续稳定运行能力;然后,为提高混合储能系统协调运行能力,设计了加权滑动平均(WMA)-模糊控制策略对超级电容和蓄电池功率进行动态分配;最后,结合实际风电功率数据,通过仿真验证了所提策略能有效平衡储能寿命和平抑风电波动的矛盾,能充分考虑两种储能设备的特性差异并提高功率分配的合理性。 展开更多

关键词 风电功率波动 混合储能 模型预测控制 加权滑动平均 模糊控制

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计及P2P市场产消者灵活性的配电网阻塞管理 被引量：2

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作者 周玮 王誉颖 +3 位作者 芝昕雨 彭飞翔 许连春 高纪阳 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第15期91-104,共14页

多点接入的柔性负荷和可再生分布式电源会使配网潮流大小和方向频繁变动,而配电侧产消者通常仅考虑自身效益最大为目标进行端对端(peer-to-peer,P2P)电能交易,忽略了不同设备能量流动对系统安全运行的影响,使得交易结果极易导致网络阻... 多点接入的柔性负荷和可再生分布式电源会使配网潮流大小和方向频繁变动,而配电侧产消者通常仅考虑自身效益最大为目标进行端对端(peer-to-peer,P2P)电能交易,忽略了不同设备能量流动对系统安全运行的影响,使得交易结果极易导致网络阻塞。针对采用连续双向拍卖机制和零智商增强型投标策略的分散式P2P交易模式所引起的配网阻塞,兼顾产消者数据隐私管理和消费心理学影响,提出一种两级市场动态协调阻塞管理方法。该方法以产消者综合效益最大和解决网络阻塞调节量最小为目标,利用Distflow潮流模型,构建基于节点边际电价的节点灵活性辅助服务价格计算模型。进而通过分布式优化算法求解得到阻塞成本,将该成本按照P2P交易时序和线路阻塞贡献度分摊至有责任的产消者,实现阻塞消除。算例采用IEEE 33节点改进的11节点配网系统,结果表明该方法可在设定的时间尺度和计算精度条件下有效解决网络阻塞,降低阻塞成本和分散式P2P电能交易的效益损失。 展开更多

关键词 P2P能源交易 配电网 阻塞管理 分布式能源 灵活性辅助服务

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VMD-Stacking集成学习的多特征变量短期负荷预测模型 被引量：2

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作者 王士彬 何鑫 +2 位作者 余成波 张未 陈佳 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期218-224,共7页

针对当前短期电力负荷预测结果准确度不够高的问题,提出一种由变分模态分解(variational modal decomposition, VMD)和Stacking集成学习框架组合的多特征变量短期负荷预测模型。在预测前使用VMD算法将负荷数据分解,然后加入对模型重要... 针对当前短期电力负荷预测结果准确度不够高的问题,提出一种由变分模态分解(variational modal decomposition, VMD)和Stacking集成学习框架组合的多特征变量短期负荷预测模型。在预测前使用VMD算法将负荷数据分解,然后加入对模型重要性较高的特征变量,再建立由轻量级梯度提升机(light gradient boosting machine, LightGBM)与极限梯度提升机(extreme gradient boosting, XGBoost)融合的Stacking集成学习预测模型,并比较不同天气情况下对预测模型准确度的影响。经实际算例对比验证表明:多特征的VMD-Stacking集成学习预测模型的误差较小。采用VMD算法分解历史负荷序列,分解后子模态分量的周期性体现了出来,让模型预测波动性较大的负荷时更容易;温度、天气、农历和节假日情况等影响负荷变化的关键因素有被考虑到,模型的准确度得以提高;Stacking集成学习模型对各算法取长补短,泛化能力增强,预测的准确度高于单一模型。 展开更多

关键词 短期电力负荷预测 变分模态分解 Stacking集成学习 多特征变量 轻量级梯度提升机 极限梯度提升机

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自然覆冰导线直流电晕损失及其可听噪声特性实验研究 被引量：7

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作者 何高辉 胡琴 +4 位作者 杜茗茗 张智 吴执 张仕焜 唐超 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第12期4633-4640,共8页

实际输电线路所处的覆冰和声学环境与实验室存在较大差异。为研究导线在自然覆冰条件下的电晕损失和可听噪声特性,在雪峰山能源装备安全国家野外科学观测研究站搭建自然覆冰导线直流电晕效应实验平台,在半自由场声学环境中研究覆冰导线... 实际输电线路所处的覆冰和声学环境与实验室存在较大差异。为研究导线在自然覆冰条件下的电晕损失和可听噪声特性,在雪峰山能源装备安全国家野外科学观测研究站搭建自然覆冰导线直流电晕效应实验平台,在半自由场声学环境中研究覆冰导线的电晕损失和可听噪声特性,并与实验室结果进行对比。研究表明:自然覆冰导线的直流电晕损失和可听噪声分别服从幂函数和对数函数变形形式的经验公式;覆冰条件下的直流电晕可听噪声比好天气高,且为宽频带噪声;覆冰导线的直流电晕可听噪声服从幅值为1,位置参数为可听噪声50%值的正态分布。该文所作研究可为途径覆冰地区的直流输电线路设计提供参考。 展开更多

关键词 导线 直流 电晕损失 可听噪声 自然覆冰 半自由场

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考虑端对端交易与预测误差的配电网实时能量平衡策略 被引量：7

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作者 热依娜·马合苏提 周玮 +4 位作者 彭飞翔 王誉颖 党伟 刘桂百 芝昕雨 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2023年第23期1-15,共15页

端对端(peer-to-peer,P2P)交易下产消者发电具有较强的波动性和不确定性,其实时发电情况往往与日前计划存在偏差。针对采用连续双向拍卖机制(continuous double auction,CDA)的P2P交易下产消者出现的实时不平衡问题,提出了一种考虑P2P... 端对端(peer-to-peer,P2P)交易下产消者发电具有较强的波动性和不确定性,其实时发电情况往往与日前计划存在偏差。针对采用连续双向拍卖机制(continuous double auction,CDA)的P2P交易下产消者出现的实时不平衡问题,提出了一种考虑P2P交易时序特征的本地能量平衡策略。系统运营商(system operator,SO)利用模型预测控制方法,以总体平衡成本最小为目标,考虑了SO和平衡服务提供方的成本效益约束,建立基于日前P2P能量市场和实时平衡市场协调运行机制的本地能量平衡策略模型。在实时平衡市场中,SO从责任方收取的补偿费用于从服务提供方购买灵活性平衡服务。仿真结果表明,平衡服务提供方帮助平衡了本地78%的实时不平衡电量。与电网平衡策略相比,本地化的实时平衡市场成本是电网平衡成本的三分之一。同时保障了平衡服务提供方及SO的收益,促进光伏能源消纳,利于P2P交易市场长久发展。 展开更多

关键词 端对端交易 连续双向拍卖机制 实时平衡市场 不平衡电量 多级市场

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计及柔性负荷的高比例风光渗透下配电网孤岛划分策略 被引量：25

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作者 詹红霞 肖竣文 +3 位作者 邓小勇 陈铁 张曦 何江涛 《电力工程技术》 北大核心 2022年第4期108-116,共9页

含分布式电源(DG)的配电网孤岛运行时存在电源出力不确定及负荷波动等问题,为确保孤岛能稳定可靠地供电,文中提出计及孤岛备用需求并充分发挥柔性负荷调控能力的动态孤岛划分策略。首先,建立考虑风电、光伏不确定性的预测误差模型,使用... 含分布式电源(DG)的配电网孤岛运行时存在电源出力不确定及负荷波动等问题,为确保孤岛能稳定可靠地供电,文中提出计及孤岛备用需求并充分发挥柔性负荷调控能力的动态孤岛划分策略。首先,建立考虑风电、光伏不确定性的预测误差模型,使用深度优先搜索算法得到各时段最大供电范围,采用机会约束规划来处理模型中的随机变量并根据最大供电范围得到各时段的孤岛备用需求。然后,通过改进的粒子群优化(PSO)算法充分发挥柔性负荷的调控能力,以故障恢复期间等效恢复价值最大为目标,得到在各置信水平下满足备用需求的最优孤岛划分结果。最后,以修改后的IEEE 33节点系统为例,验证了所提策略在确保孤岛可靠性的同时可有效增加孤岛价值。 展开更多

关键词 柔性负荷 高比例风光 孤岛划分 备用需求 粒子群优化(PSO)算法 机会约束规划

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大功率MMC系统中子模块IGBT状态监测系统设计方法

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作者 罗丹 陈民铀 +2 位作者 赖伟 夏宏鉴 黎昌盛 《重庆大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期102-118,共17页

绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor)是模块化多电平换流阀(modular multi-level converter, MMC)中的关键部件之一,对其运行状态进行在线监测是保障MMC系统安全、可靠和经济运行的重要措施。针对MMC子模块中多芯片... 绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor)是模块化多电平换流阀(modular multi-level converter, MMC)中的关键部件之一,对其运行状态进行在线监测是保障MMC系统安全、可靠和经济运行的重要措施。针对MMC子模块中多芯片并联IGBT模块运行状态难以实时监测的问题,文中提出了基于模块壳温分布规律与老化状态映射关系的运行状态监测系统设计方法,以实现不同工况下IGBT模块状态的自适应评估和管理。首先,分析了MMC子模块中IGBT模块老化失效对热流的影响规律,甄选了壳温作为表征模块状态的特征参量。其次,建立了适用于不同工作点的基于神经网络的IGBT模块老化状态监测模型,并根据不同应用场景的需求偏好实现了对功率模块运行状态的表征和识别;最后,基于所提的状态监测系统设计方法在MMC测试平台上验证了方法可行性和有效性。文中所提方法为解决大功率工况下MMC子模块中IGBT模块的状态监测问题提供了新的思路,为系统的运行维护提供了实用、有效的解决方案。 展开更多

关键词 MMC IGBT 状态监测系统 神经网络 运行状态

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基于电流序分量的多源配电网故障定位方法 被引量：11

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作者 苑吉河 张曦 +2 位作者 黄虎 张豪 朱金龙 《电力工程技术》 2020年第5期204-210,共7页

为了克服传统配电网故障定位方法对分布式电源接入的适应性较差,且需要在馈线中配置大量测量装置导致成本增加的缺点,提出了一种基于电流序分量相关系数的多源配电网故障区段定位方法。首先利用叠加法分析了多端电源配电网故障点电流特... 为了克服传统配电网故障定位方法对分布式电源接入的适应性较差,且需要在馈线中配置大量测量装置导致成本增加的缺点,提出了一种基于电流序分量相关系数的多源配电网故障区段定位方法。首先利用叠加法分析了多端电源配电网故障点电流特征及定位原理,然后通过电源端口测量装置获取故障前后电源输出电流幅值差,再假设不同位置发生故障并计算此时各电源输出故障电流理论值,最后利用相关分析法计算理论与实测数据的相关系数,并提取相关系数最大的2个相邻节点实现区段定位。通过ETAP电力系统仿真平台搭建改进的IEEE33节点模型模拟测量值,利用Matlab编程进行相关分析,所得结果验证了该方法的正确性。 展开更多

关键词 配电网 分布式电源 故障定位 电流序分量 短路计算

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