融合注意力与多尺度特征的电力绝缘子缺陷检测方法

针对无人机巡检时绝缘子缺陷因目标小、种类多、尺度差异大造成的漏检、误检问题,提出了一种融合注意力与多尺度特征的YOLOX-s算法。首先,在主干网络中融合坐标注意力机制,使网络能够更加准确地对绝缘子及其缺陷进行定位;其次,为解决绝缘子缺陷小目标特征丢失的问题,在主干网络尾端的空间金字塔池化模块引入多尺度深度可分离卷积,构建多尺度上下文敏感模块以充分提取多尺度信息;最后,在特征融合网络中用Shuffle unit替换原网络中的CBS堆叠结构,实现了模型压缩。实验表明,改进模型的FPS为26.4帧/s,mAP值达到了93.6%,相较于YOLOX-s提升了4.7%,在不增大模型参数量和计算复杂度的前提下,对多类型多尺度的绝缘子缺陷检测达到了更好的效果。该方法对提升电力巡检业务运维效率具有现实指导意义。

融合Transformer和DeepLabv3+的电力线语义分割网络

为解决目前语义分割算法在电力线分割领域存在预测速度缓慢和分割精度不高的双重问题,提出一种电力线分割网络STDC-DeepLabv3+。首先,为提升网络预测速度,在编码器部分采用Swin Transformer V2设计轻量化的主干特征提取网络;其次,为提高分割精度,针对电力线的细长结构以及贯穿整幅图片的特点,提出动态蛇形空间金字塔池化(DSASPP)模块,同时,在解码器部分设计多尺度特征融合模块,使网络更好地利用不同层次的语义信息提取电力线特征,减少网络对电力线的漏分割现象;最后,引入坐标注意力(CA)机制减少背景干扰,进一步提升分割的准确率。实验结果表明,改进后的算法平均交并比(MIoU)和平均像素精度(MPA)分别达到了84.18%和92.85%,与现有分割算法相比,分割精度和预测速度均有所提升,预测速度与DeepLabv3+相比提升了93.92%。

SiC MOSFET测试系统设计与开关特性分析

以碳化硅金属-氧化物半导体场效应晶体管(SiC MOSFET)为代表的第3代半导体功率器件因其优异的开关特性,在新能源等领域被广泛应用,但面对高速开关耦合寄生参数所产生的负面效应,使得测试系统难以快速、准确评估其开关瞬态等相关参数。首先,根据改进的双脉冲模型设计了一种高精度测试系统,硬件主要包括功率测试板、集成脉冲发生器的控制板及驱动板,软件主要利用Keil编写控制板程序,LabVIEW进行用户界面设计。其次,还探讨了电压和电流测量技术、连接技术和测量数据的处理,并且结合器件数据手册及仿真结果分析实测结果,表明该系统测量误差小,量程大,抗干扰能力强,可信度高,能为优化第3代半导体器件和驱动电路的设计和应用提供有益支持。

考虑电-气-热耦合和需求响应的虚拟电厂优化调度策略

热电联产机组以热定电的工作方式无法同时满足冬季供暖效率最大化和电力调峰需求,存在发电出力调节能力不足的问题。针对上述问题,提出了考虑电、气、热能源耦合特性以及需求响应的虚拟电厂优化调度策略。首先,为提升热电联产机组向下调峰能力,引入电制气设备和碳捕集技术,构建新型的热电联产耦合模型。其次,为提升系统运行的灵活性,考虑峰谷分时电价、热价,建立综合需求响应机制。然后,为减少系统发电成本,引入电、热储能装置,以系统总成本和电、热储能运行成本最小化为目标建立虚拟电厂双层优化模型,并根据下层优化模型的KKT(Karush-Kuhn-Tucher,KKT)条件将双层模型转为单层并线性化处理进行求解。结果表明,所提方法的碳排放、运行成本以及新能源消纳率达到最优,提升了热电机组向下调峰能力,满足了系统低碳性、经济性的需求。

面向风电机组运维的知识图谱构建研究与应用

规模化风机高频运维信息愈发呈现数据高维、类间互联、规模攀升的特点,传统人工孤岛式故障检修运维模式难以适应人机料法环一体式发展进程。针对风机全环节、全要素的主动运维要求,提出知识规则、主从设备、规范条例一体融合的风电机组运维知识图谱构建方法。利用图论文本关键词提取算法(TextRank)完成对风电专业运维文本的实体识别与关系抽取,用以提高特征词的提取精度。采用Neo4j图数据库构建风电安全管理规程图谱及风电设备运维图谱,实现多元数据的互联与可视,进而实现风电运维信息的智能化查询。应用上述方法构建了629个实体、742条关系类型的风机知识图谱。数据查询试验表明:该方法的精确率及召回率等主要指标均在89%以上,较传统数据库方法平均提升了6.5%。该方法建立了运维要求可视表达和类间任务关联。运维大数据的有效查询,将有助于节省双碳战略风电运维力量,提高运维智能化水平。

电力用户信息的多区块链管理及跨链查询方法研究

区块链技术在保证电力用户信息安全隐私上具有良好表现及前景,但其去中心化特点带来节点存储压力过大的问题,导致节点服务器运行速度过慢,交易处理性能低下。为减轻节点的存储任务,提出多链管理及跨链查询的方法。利用多通道技术对账本进行多路隔离,实现了巨量数据节点的多链管理。针对多链间的“数据孤岛”问题,增加中间人节点并结合键值查询方法实现了跨链查询,从而成功构建了具备多链管理及跨链查询的电力用户信息区块链管理系统。系统测试表明:在保证用户信息安全隐私的前提下,有效缓解了节点存储压力过大的问题,系统稳定高效且能够跨链查询。该方法实现了电力用户信息安全存储、系统高效运行、数据全局共享,为推动国家电网数字化建设提供参考。

基于自适应遗传算法的变电站红外图像模糊增强

为增强变电站中电力设备红外热像图的视觉效果,突出局部热异常区域,方便故障定位及检修,提出了一种基于自适应遗传算法的红外热像图模糊增强技术。对小波变换后的红外子热像图,进行同态滤波增强处理和模糊增强处理,并运用动态自适应遗传算法对模糊参数进行优化,最后,经小波重构得到了效果增强的红外图像。实验结果表明,该方法相对同态滤波、模糊集增强、遗传模糊等算法,红外图像的边缘强度、对比度、清晰度分别至少提高12.6%、27.7%、33.7%,有利于检修人员进行电力设备的热异常定位及故障诊断。

皮秒脉冲激光照射下碲镉汞光伏红外探测器的负光伏响应新现象

利用皮秒脉冲激光激发碲镉汞线列探测器上的光敏元,发现光伏响应表现为在最初大约15 ns范围内首先形成一个明显的负光生电压的响应谷,之后才演变为正的光伏响应峰.改变入射激光脉冲的光子能量发现,无论是光子能量大于禁带宽度的单光子吸收跃迁还是小于禁带宽度的双光子吸收跃迁,器件的光伏响应随时间的演变均表现出类似的规律.用光阑对探测器的受光面积进行限制将使负的光生电压减弱并接近消失.结合探测器线列的电极分布构形,将负光伏响应指认为p-电极的肖特基接触所致.利用该方法有可能对p-电极是否形成欧姆接触进行判定,其灵敏度应远高于常规的电学测量方法.

基于MIV和BRBP神经网络的电路板红外诊断方法

针对BP神经网络对于海量数据训练及多维数据训练收敛困难的问题,在使用增加动力项、自适应学习速率等方法的基础上,引入均值影响度算法(MIV)构造了贝叶斯正则化反向传播(BRBP)神经网络,以此提高电子线路板红外故障诊断算法的效率。利用红外测温方式,获取了不同室温及运行状态下电路板中21个元器件温度数据。将此21个参数作为故障诊断模型的初始输入变量,经过MIV算法简约为12个参数输入至BRBP神经网络,进行故障评估和诊断。结果表明:相对于传统的BRBP神经网络,本文设计的基于MIV和BRBP神经网络模型诊断方法极大简化了数据训练的数据量并解决了数据收敛的困难,因此效率更高,用时更省。

多孔硅传感器的研究进展

综述了几种常见的多孔硅传感器的制备方法与敏感特性,并着重对气敏、湿敏、生物敏多孔硅传感器的传感机理做了详细的介绍,论述了多孔硅传感器研究的新动向,展望了它的未来发展。

紫外成像技术在电力设备局部放电探测中的应用

分析了紫外成像技术检测电力设备局部放电的基本原理和影响紫外探测设备探测结果准确度的几种因素,并阐述了紫外成像探测技术的国内外发展状况,结果表明,空气温度、湿度、仪器增益水平、风力,以及测试距离都会对测试结果产生影响.

碲镉汞pn结中少数载流子寿命的测量

采用改进的光致开路电压衰退方法测量了不同组分Hg1-xCd，Te光伏探测器中光生少数载流子寿命。激发光源为脉冲YAG激光泵浦的光学参量产生器／放大器形成的可调谐红外脉冲激光器。为了减小结电容和串联电阻的影响，引入稳态背景光照明。用存储示波器记录pn结两端开路状态下的电压变化。从指数衰退的曲线经拟合得到开路电压的衰退时间常数，认为其反映了碲镉汞pn结中光生载流子的寿命。实验结果表明：四种组分的探测器在液氮温度下其少数载流子寿命值范围在18—407ns之间。

基于有效介质理论的多孔硅有效介电函数模型

采用改进过的Maxwell-Garnett模型研究了入射光波长和多孔硅的孔隙率对反射光谱和介电光谱的影响,结果表明:(1)随着入射光波长的增大,多孔硅的反射率先增大后减小,而随着孔隙率的增大反射光谱出现了明显的下榻趋势,且孔隙率越大下榻得越明显;(2)随着孔隙率的增加,多孔硅复介电光谱出现明显的蓝移现象,且多孔硅有效介电常数的实部和虚部均变小.并对这种现象给出了较为合理的解释.

电力变压器铁芯温度场分布的数值模拟及分析

应用ANSYS有限元软件的顺序耦合法,分析了变压器的电磁场分布,并将电磁场分析结果作为热生成率载荷,得到干式电力变压器铁芯的内部温度场分布.该方法可有效减少变压器的设计成本,也可以对已运行的设备进行电磁场和热场分布的分析.

多电子元件及芯片组布局的热分析

针对电子线路板上多电子元件及芯片组的不同布局所产生的热场分布问题,分析了分布元件的热产生、热传导、对流和辐射过程,采用有限元理论分析方法和ANSYS软件,对线路板上多芯片组件的热场分布进行仿真.结果表明:电子元件的不同布局将导致线路板热点的温度存在差别,在有限空间内合理布置元件可明显降低设备的热失效率.

基于labVIEW和红外测温技术的电力设备运行状态监测系统的设计与实现

在分析了红外测温基本原理及优点的基础上,利用labVIEW软件平台和红外测温仪构建了温度监测系统.应用此系统可以对电气设备的温度进行实时监测.经验证,该系统精度高、可靠性好,具有数据采集与处理、数据及曲线显示、信号分析与处理、数据保存等多种功能,以及可移植性和续开发能力.

电气设备故障红外诊断现状及发展趋势

为了进一步精准判断电气设备的热故障,探讨了图像处理中的分水岭算法,以及神经网络中的BP和SOM网络模型等,结合具体实验情况,指出了各种技术的优缺点及未来的发展趋势.

科研项目驱动式教学方法在《半导体器件基础》课程教学中的应用

半导体器件的发展日新月异,传统的弱电专业半导体器件课程教学存在知识系统更新慢、理论推导繁缛、教学方式僵化等问题,导致学生学习兴趣不高,对半导体器件前沿领域关注不够,制约了半导体器件课程的实际教学效果。针对这一问题,本文探讨了将科研思维贯穿在《半导体器件基础》课程中的教学方法,将最新的科研动态和学科科研思维融合到课程的教学中,引导学生自主学习,并实现教师教、学相长的目的。该教学方法的实践表明,学生的学习兴趣、学习意识、学习主动性提高,教学效果得到明显提升。

脉冲恢复技术测量有限宽基区HgCdTe光电二极管少子寿命(英文)

利用脉冲恢复技术测量了有限宽基区n+-on-p光电二极管中的少子寿命.实验发现,反向恢复时间同正、反向电流的大小有关.从恢复时间ts与IF/IR函数关系提取的少子寿命随着基区厚度与少子扩散长度比值降低而明显增大.在77 K时,采用传统方法脉冲回复技术提取的少子寿命为28 ns,而当考虑短基区效应时,所提取的少子寿命为51 ns.这表明HgCdTe光电二极管的基区厚度与少子扩散长度比值是采用脉冲恢复技术测量少子寿命技术中的一个重要参数.只有当基区厚度大于三倍少子扩散长度时,传统方法中无限基区厚度的假设条件才成立.

电场对碲镉汞光电二极管双光子吸收跃迁的影响(英文)

实验研究了具有pn结结构的碲镉汞光电二极管的双光子吸收.激发光源采用了皮秒红外脉冲激光.尽管入射光子能量仅为碲镉汞材料带隙的60%左右,在光电二极管两电极端仍然观察到了显著的光伏响应信号.利用线性关系拟合双对数坐标系下光伏响应与入射光强的关系,发现两者呈现二次幂函数增强趋势,表明这种光伏响应是一种典型的双光子吸收过程.通过调节光电二极管两端的反向偏压,空间电荷区内的双光子吸收系数可比耗尽层外的强致130倍,这种双光子吸收系数的场致增强现象可归因为双光子吸收的FK效应所致.对比空间电荷区内外双光子吸收产生的光生载流子数量,证实空间电荷区内的双光子吸收会强烈地影响器件的光伏响应.