稳步推进试点学院改革 全面提升人才培养质量——湖北工业大学电气信息类人才培养模式改革的探索与实践

湖北工业大学电气与电子工程学院按照"7-实、2-宽、1-深"的总体思路,即针对70%左右的学生,突出实践环节,培养就业能力强的高素质应用型人才;针对20%左右的学生,重在交叉融合,培养一专多能的复合型中坚人才;针对10%左右的学生,实施精英式教育,来培养高素质创新型的未来领军人才。学院通过全面设计人才培养体系、师生全员参与、全过程整体推进、校内校外协同,创造了学生多途径发展、人人能成才的新格局。

高校思想政治教育与大学生创新创业教育的有机融合

高校思想政治教育与大学生创新创业教育的融合发展,对于落实党和国家相关文件政策及立德树人根本任务意义重大。价值引领同向、育人内容同构、育人过程同步是高校思想政治教育与大学生创新创业教育之间逻辑关联的具体表现。为有效解决高校思想政治教育与大学生创新创业教育的融合在协同、载体、功能、队伍等方面面临的问题,高校可通过坚持协同推进、拓展融合载体、明确主体定位、强化队伍建设等路径,实现思想政治教育与大学生创新创业教育的有机融合,发挥协同育人的最大功效。

基于能馈型电子负载的简化双环控制策略

为了在简化控制的前提下提升能馈型电子负载后级的并网逆变环节性能,针对系统后级逆变环节双环控制系统进行了改进,在替换了电流内环的控制方式的前提下,参考万向节死锁的原理,通过拟似演化博弈的方式比较了电压外环受控参数的关系,对其进行了简化与寻优,仿真结果表明,所提出的控制方法相较之原有控制,将受控参数由4个降低为2个,中间母线电压超调量降低29.8%,并网电流谐波畸变率降低25.3%,且能简单地应用于实验中。

基于KM-LSTM-AE方法的非侵入式工业负荷辨识

针对非侵入式负荷监测(NILM)具有静态建模的局限性和辨识精度低等问题,构建了长短时记忆网络(LSTM)自动编码器,并搭载K-means聚类进行数据清洗,提出了一种KM-LSTM-AE方法,针对NILM在工业领域的空白,选用某工厂的真实能耗数据作为KM-LSTM-AE的测试数据集,实验结果表明KM-LSTM-AE方法的辨识精确率较高,且耗时较短。

基于ESO与改进滑模控制的交流电子负载研究

针对能馈型交流电子负载中负载模拟单元输入电流跟踪精度差以及抗扰能力弱的问题,研究一种扩张状态观测器(ESO)结合改进滑模控制的复合控制策略。为削弱滑模控制的抖振问题,根据幂次趋近率与指数趋近率各自优点提出新型趋近率,设计改进滑模控制器以削减电流稳定时的抖振,同时通过扩张状态观测器对电路参数摄动以及外界扰动进行观测并补偿滑模控制率。最后,仿真实验结果表明本文所提控制方法相较传统PI控制方案具备更好的电流跟踪能力以及抗扰能力。

世界一流工程学科建设经验与启示——以佐治亚理工学院为例

以佐治亚理工学院工程学科为对象,从工程研究、师资队伍、人才培养和产学研合作四个方面介绍其世界一流工程学科特点,总结其建设经验,研究结果启示我们,工程教育需要回归工程实践;工程教育需要培养高素质创新工程科技人才;工程学科研究需要“顶天立地”;工程学科建设需要一流师资队伍;工程学科发展需要加强产学研合作。

“碳达峰、碳中和”目标下高压电气设备中强温室绝缘气体SF_(6)控制策略分析

广泛应用在高压电气设备中的绝缘气体六氟化硫(SF_(6))具有极强的温室效应。近些年随着中国输、变、配电网络的高速发展,SF_(6)的使用量和排放量持续增加。通过提取卫星测试数据发现,中国区域内SF_(6)大气含量呈逐年提高的趋势。为实现“碳达峰、碳中和”目标,控制电力行业SF_(6)的使用和排放具有重要意义。该文综合分析SF_(6)的净化回收、降解处理、环保替代3种减排手段的研究现状,并对各类技术的优劣势、互补性和发展前景进行讨论;同时,指出现有SF_(6)减排技术仍处在较为初级的阶段,治理方案亟待提升,建立SF_(6)全寿命周期管理体系是现阶段最为有效的手段。因此,该文对电力行业减排措施研究和策略制定具有理论实施和实际参考价值。

基于工程专业认证背景下电气工程专业教学改革探索

在工程专业认证的背景下,大学必须进行电气工程专业教学改革。电气工程专业改革必须以培养学生能力、专业认证的培养目标和社会及产业界的需求为导向,增强实践课程设置,努力提高课堂教学质量,提高学生的工程实践能力。湖北工业大学电气工程专业进行了探索性的教学改革实践。

电气工程基础课程教学改革实践与探索

根据电气工程及其自动化专业对人才培养的特点，我们对“电气工程基础”课程的教学内容、理论和实验的教学方法及教学手段进行探索。结合两所高校该专业的情况、学生的学习水平，通过将教学方法与实践结合起来达到良好的改革效果。

工程教育专业认证背景下电气专业拔尖人才工程能力培养模式的探索

以学生为中心是工程教育专业认证的三个核心理念，组织和实施工程专业认证对高校组织教学提出新要求与新挑战。传统的“填鸭式”的教育模式是一种以教师为主体的教学模式，学生只是被动的跟随者，很显然不符合当今教育的发展。而且，对于工科学生来说，仅仅只有良好的课堂教学往往是不够的，培养学生工程的思维方法，提高学生的动手能力和工程实践能力在工程教育专业认证背景下显得尤为重要。

高校同质化趋势下的电气工程专业教育

2002年我国高等教育毛入学率达15％，进入国际公认的高等教育大众化阶段。2010年我国高等教育毛入学率继续上升到26．5％。随着高等教育大众化进程的加快，高校出现了严重的同质化（趋同化）现象。本文探析高校同质化的现象和弊端，并对新形势下的电气工程专业教育提出建议。

发电场电气设备低电压穿越测试算法仿真

当前的低电压穿越测试算法无法准确获取穿越幅值,导致算法应用精度不高,电压暂降问题得不到明显抑制。为进一步确保电网平稳运行,促进大规模并网进程,提出新的发电场电气设备低电压穿越测试算法。将永磁风力发电机作为研究目标,根据发电机惯例建立数学模型,得到两相轴系坐标中电压与电流分量。依据电路叠加理论,令穿越过的定子三相电压与原端子电压为相反方向,用穿越深度指代穿越幅值。结合稳态电流空间向量分量与定子电流空间向量分量,得到定子侧电流与转子侧电流的三个组成部分,通过分析穿越过程里的设备暂态电流,完成低电压穿越测试。选取S43/600kW型号永磁风力发电机,在380V电网不同程度电压暂降工况下设计一次实验。结果表明,所提算法能够有效测试实验对象的低电压穿越,且该设备的电压暂降问题得到了良好的抑制。

电网不平衡下交流电子负载的无源反步控制

三相交流电子负载应用于三相电源测试时,输入电压若出现不平衡状况会产生负序电压影响系统性能,针对这一问题,提出基于端口受控的耗散哈密顿系统(PCHD)模型的无源反步控制策略。首先,建立系统在线电量参数下的PCHD模型,通过互联与阻尼分配法简化无源控制器的设计,确保系统在期望平衡点处全局稳定;其次引入反步控制策略对无源控制设计中的不足进行弥补,实现全局稳定的同时对参考值进行快速而精确的跟踪;最后将控制律转化为相电量参数下控制律。Matlab/Simulink仿真结果与实验验证了控制策略的有效性。

X公司电气增容工程项目质量管理分析

本文主要论述位于X公司发电厂机组自从投产运行以来，其电气、机械方面存在的问题以及进行电气增容工程改造的原因，说明其改造的必要性；第二个方面介绍主要改造项目、管理政策、协调解决项目实施过程中的“安全、质量、工期”三者之间的利益和关系；第三个方面对电气增容工程的成果及质量管理进行分析和总结。

一种风电场经VSC-HVDC并网的VSG变参数负荷频率控制策略

风电的大规模并网导致系统等效惯量下降、不确定性增加,给电力系统的负荷频率控制(loadfrequency control,LFC)带来新的挑战。考虑到柔性直流输电系统(voltage source converter based high voltage DC,VSC-HVDC)具有的潜在调频能力,对此展开研究,针对风电场经VSC-HVDC并网的情形提出了一种虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)变参数负荷频率控制策略。首先,在风电场经VSC-HVDC并网的LFC模型及拓扑结构分析基础上,为了提高VSC-HVDC的可控性,对换流器的控制环节进行了VSG控制方法的设计;然后,对VSG控制参数与频率变化的关联性进行分析,并基于分数阶梯度下降法(fractional-order gradient descent method,FOGDM),利用频率的分数阶导数提取频率深层变化特征,以优化VSG控制参数;在此基础上,考虑到系统的不确定性,设计触发机制对VSG变参数优化模式进行调整,以降低VSG参数的变换频次,提高系统频率控制的针对性。仿真结果表明:所提控制方法能有效改善电网负荷频率控制效果,具有良好的适应性。

基于改进YOLOX-S的太阳能电池片表面缺陷检测

针对太阳能电池片表面缺陷检测存在模型体积大和检测性能不达标的问题,提出了一种轻量化YOLOX-S检测模型用于工业生产。首先以YOLOX-S模型为基础,采用轻量级网络MobileNetV3优化主干网络,减少模型参数,降低模型运算量,提高检测速度。其次采用FReLU激活函数改进MobileNetV3,使模型具有空间像素级建模能力,提高模型空间特征信息灵敏度,增强模型对小目标缺陷的特征提取能力。最后,在颈部网络引入注意力特征融合模块,聚合多尺度信息,加强模型的多尺度特征融合能力。实验结果表明,改进的YOLOX-S检测模型平均精度均值可达97.6%,参数量减少43.2%,检测速度达到51帧/s,置信度均在90%以上,检测结果可靠。

基于频率响应特性的储能辅助电网调频方法

新能源渗透率的提高增加了电网频率控制的复杂度,储能辅助电网调频能在一定程度上缓解该问题,但受储能运行的安全性与经济性约束,要求调频措施更具针对性。文中对此展开研究,提出一种基于频率响应特性的储能辅助电网一次调频方法。首先,在储能辅助电网调频模型基础上,选择惯性加下垂的储能辅助电网调频综合控制方法,通过电网频率变化率(rate of change of frequency,RoCoF)、频率偏差与调频需求的关联性分析,设计基于频率响应特性的调频需求分区规则;然后,根据不同调频需求对应的分区判断,对储能有功输出方式进行动态调整,以响应调频需求的不确定性,并在此基础上,针对调频需求与储能出力需求、储能出力强弱与其循环使用寿命间的矛盾关系,通过多目标优化问题的设计与求解来予以平衡;最后,仿真结果验证了所提方法能够在保证电网调频效果的基础上,有效降低储能充放电深度。

垃圾渗滤液污水处理设备的臭氧投加复合抗扰控制

垃圾渗滤液污水处理设备中的臭氧投加系统具有大时滞、大惯性和多扰动的特点,导致难以实时调整臭氧投加量,从而影响后续设备出水水质。针对以上问题,在水流量比例的控制方面提出一种基于扰动观测器的改进型Smith预估器与滑模控制相结合的复合抗扰控制。其中,滑模控制为主控制器,扰动观测器用于估计出系统的集总扰动并反馈至前向通道消除扰动的不利影响,以便于Smith预估器更好地进行时滞补偿。仿真和实验结果表明,复合抗扰控制相较于PID控制和自抗扰控制具有更好的控制性能和抑制扰动的能力,能够有效提高垃圾渗滤液污水处理设备的出水水质。

基于参数自适应SVR和VMD-TCN的水电机组劣化趋势预测

针对水电机组难以利用实时监测数据对机组劣化状态进行有效评估,以及水电机组不同运行工况对运行状态指标趋势预测模型参数影响显著的问题,提出一种基于参数自适应支持向量回归机(SVR)、变分模态分解(VMD)和时间卷积网络(TCN)的水电机组劣化趋势预测方法;首先按照功率和水头将机组运行工况细化为若干典型工况,在此基础上采用改进天鹰算法建立SVR模型,对各个工况下的预测参数进行寻优,建立起工况与最优参数的数据;再通过神经网络对工况和最优预测参数进行拟合,构建出映射两者复杂关系的非线性函数,然后将构建出的映射关系加入到传统的SVR中,实现适应于水电机组工况变化的自适应SVR健康模型;其次,根据健康模型输出的标准值和监测数据,计算出劣化趋势序列;最后,考虑到劣化趋势序列的非线性因素,建立了一个基于VMD-TCN的时间序列预测模型,以实现对劣化趋势的准确预测。并设计多组对比实验,验证所提出模型的精度更高,时间更快。

基于SHAP重要性排序和时空双流的多风场超短期功率预测

针对多风场风功率预测中时空特征提取不充分的问题,提出一种基于空间、时间双流特征提取的功率预测方法。采用沙普利加性解释(SHAP)方法分析原始高维数值天气预报(NWP)中各变量的重要性,选择贡献度高的变量子集作为预测模型输入,降低模型复杂度。构建基于自适应动态邻接矩阵的改进图注意力网络(IGAT)提取多风场的动态空间特征;同时将多头注意力机制(MHA)与时间卷积网络(TCN)结合,加强关键时序特征的学习。使用前馈神经网络输出多风场功率预测结果。以西北某十风场的数据进行案例研究,结果表明所提模型的预测效果优于其他模型。