基于限流电抗器两侧特定频段暂态能量比的MTDC电网单端量保护方案

柔性直流输电技术有利于未来大量分布式能源接入电网,而配置快速、可靠的保护方案是柔性直流技术发展的关键。基于直流电网等效模型,提出一种基于限流电抗器两侧电压特定频段暂态能量比差异性的单端量故障区域识别方法。该方法依据贝瑞隆等效模型计算出限流电抗器两侧电压比,通过广义S变换提取限流电抗器两侧特定频段电压,根据故障时正负极限流电抗器的电压幅值差的差异性实现故障选极。最后在PSCAD/EMTDC平台搭建仿真模型,分析出发生区内外故障时差异性明显,具备较强的耐过渡电阻与抗噪声干扰能力。

云边端协作的架空线路鸟巢检测与定位算法研究

针对云端单一集中数据处理时效性低、架空线路上鸟巢检测精度不高、模型对边缘计算设备算力高消耗以及目标定位不准确的问题,提出了一种基于云边端协作的架空线路鸟巢检测与定位算法。该算法通过云、终、边缘3端的协作,解决了云端集中处理效率低的问题,并通过云边数据可视化协作解决由于角度及光线引起的图像不清晰问题。为了提高架空线路鸟巢检测的精度,该算法在YOLOv5x模型基础上进行了优化。首先,通过将主干特征提取网络中的C3模块替换为C2f模块,并在最后一层加入SE(squeeze and excitation)注意力模块,以提升模型对小目标的检测能力。其次,将激活函数替换为Mish函数,解决训练梯度饱和导致神经元停止学习的问题。为了降低模型对边缘计算设备算力的消耗,对改进后的模型进行剪枝微调以降低模型参数规模。基于此优化模型,提出了三维目标定位算法,结合GIS(geographic information system)系统对定位结果进行修正,实现了对检测目标的精准定位。实验数据显示,改进后的模型平均精度均值达到93.25%,比原YOLOv5x模型提升了3.44%,优化后的模型剪枝率达到45%。检测目标经过三维空间建模计算并通过位置修正能够定位到相应的杆塔,有效指导工作人员快速准确排除隐患。

深冲钢炼钢区段专线化层流运行模式实践

鉴于某钢厂深冲钢炼钢区段运行效率较低、能量耗散较大、过程稳定性较差等问题,对炼钢区段各工序内时间-事件进行解析,协调优化各工序作业时间;并结合生产线特点,构建“一对一”层流专线化生产路径。生产实践表明:采用专线化层流运行模式生产深冲钢,可避免前、后工序间交叉运行时铁素流在空间、时间、能耗上的不确定性;工序间链接时间缩短,炼钢区段总作业时间从247.9 min缩短至193.5 min;过程能量耗散减少,转炉终点温度从1671.7℃降至1653.9℃。

基于初始电流行波相位的多端混合直流线路单端保护方案

为了解决LCC-MMC型多端混合直流系统线路保护存在的问题,提出一种基于初始电流行波相位的多端混合直流线路单端保护方案。首先基于多端混合直流输电线路发生不同位置和类型的故障工况,推导直流线路入射电压行波的解析式并计算其高频段相位。其次结合线路边界行波折反射原理和测量波阻抗特性,提出利用初始电压行波相位的区内外识别判据,并根据雷击和短路故障的入射行波低频相位特性构建雷击干扰判据。在PSCAD/EMTDC中搭建昆柳龙多端混合直流系统模型进行验证,证明所提方案仅利用单端量信息即可满足故障判断和选线要求,满足速度性的同时具备一定的抗过渡电阻能力(500Ω)。

基于时间线性拟合的地缆架空混合线路的行波故障定位

目的研究n段地缆架空混合输电线路中行波故障定位问题,提出一种基于时间线性拟合的行波故障定位方法。方法首先对故障区域进行判断,确定故障所在的区域,其次再将不同波阻抗线路进行归一化处理,减少因波速不同而产生的测距误差,最后使用时间线性拟合的方法对故障进行精确定位。结果解决了初始行波波头识别困难的问题,也减小了行波速度随传输距离变化而变化带来的测距误差问题。结论在MATLAB/Simulink中搭建一个500 kV的地缆架空混合输电线路仿真模型,实验的验证结果表明此故障定位方法能够有效地解决因行波速度不同而导致的双端行波测距方法不适用问题,最终实现对故障点的精确定位。

气象大数据云平台算法集约化环境设计与应用

气象业务系统集约化发展和“云+端”业务技术体制改革是实现气象业务高质量发展的重要措施。2020年中国气象局提出构建以气象大数据云平台为云、气象业务系统为端的“云+端”业务技术体制,明确气象大数据云平台作为关键基础技术平台的定位。加工流水线作为气象算法的集约化环境,应用数算一体、高效任务调度、可视化流程编排、容器等技术,实现气象算法的统一管理与高效集约调度运行。2021年加工流水线业务运行,支撑全国202个业务系统的实时运行,业务系统性能提升1~10倍,集约化程度显著提高,对提升业务系统的运行效率、增强业务系统的协同性、加速“云+端”业务技术体制改革进程和推进气象业务集约发展发挥了重要支撑作用。

融合多尺度特征的残差车道线检测网络

针对车道线分布范围广、占像素少、特征不易提取的问题,本文构建了一种基于多尺度特征融合的残差车道线检测网络。首先,以残差双边网络为基础,采用双边特征聚合模块,利用语义分支的上下文信息指导同一阶段的细节分支的特征响应,并融合两分支的信息;然后,针对不同阶段具有不同尺度,使用多尺度自适应特征对齐融合模块,构建采样前后偏移向量索引表,降低因简单采样而造成的细节信息缺失;最后,引入空间注意力机制,增强模型的长距离特征捕捉能力。试验结果表明,本文模型在3个公开数据集上均取得了良好效果,其中在CULane数据集上的准确度达77.89%,比目前主流算法高2%。

柔性货车端墙机器人焊接生产线研制

【目的】根据国家能源货运输送干线主体建设与自动化/智能化焊接装备转型升级的切实需求,依据多年板梁式端墙自动化焊接装备设计制造经验,构建铁路货车端墙全工序柔性制造机器人焊装生产模式,研制出多信息传感交互、多机器人智慧协同的端墙柔性制造生产线。【方法】应用了基于点激光三角定位与机器人系统的柔性控制方法,【结果】实现了多轴重载机器人系统焊接中整体空间轨迹的人机交互共生,解决端墙框架结构下的焊缝位置确定与焊接盲区作业的技术难题。【结论】经生产应用表明,柔性端墙机器人焊接生产线满足端墙的焊接工艺要求,大幅提高了生产效率,实现多规格端墙的柔性生产制造。

基于电压行波极性特征的新能源送出线路保护方案

新能源经交流线路送出时,由于其弱馈性和受控特性,传统的工频量保护难以适用,而行波保护能够在新能源控制系统介入导致故障特性发生较大变化之前完成故障识别,是目前解决新能源送出线路工频量保护问题的有效途径之一。然而现有的单端行波保护方案无法准确识别区内近端故障和区内末端故障,因此文中分析了区内和区外故障情况下行波的折反射过程,并利用电压行波零模分量与线模分量到达保护安装处的时间差对故障位置进行初判;针对基于时间差难以准确识别的区内近端故障和区内末端故障,进一步挖掘电压行波的极性特征,利用首个反极性的电压行波和故障初始电压行波到达保护安装处的时间差与故障位置的关系来识别区内近端故障,利用前2个电压行波的极性关系来识别区内末端故障。仿真结果表明,该方案能够快速识别区内外故障,并且具有较好的耐过渡电阻能力。

融合停车线方向的端到端停车位检测网络

智能汽车自动泊车功能的基本要求之一是能够快速准确地检测出未被占用的停车位。针对这一问题,设计了一种融合停车线方向与全局特征的端到端可训练的停车位检测网络。首先提取出车位关键点的坐标以及关键点对应停车线的方向,并从图像全局特征中使用关键点的坐标提取出局部特征。将关键点信息、局部特征、全局特征使用交叉注意力机制融合,利用入口线鉴别器推断出关键点的停车位构成关系。根据关键点的停车位构成关系以及停车线方向,裁剪出停车位的区域图像并送入定制的车位占用分类网络进行分类,得到车位的占用信息。本文提出的方法在公共基准数据集PS2.0上进行了实验,其中该方法对矩形停车位的检测精度为99.65%,对倾斜停车位的检测精度为99.04%,在单块GPU上能够达到80 fps的检测速率。经验证,所提出的方法可以实时高精度的检测停车位位置、方向以及占用情况。

基于差模开关振荡的变频电机绕组相端绝缘状态特征提取与解耦

变频电机相端绝缘受脉冲宽度调制高频开关暂态过电压冲击易发生劣化。利用开关振荡谐振效应可望灵敏感知相端绝缘状态的微弱变化,但绝缘状态特征存在多因素高频耦合的问题。为此,该文提出一种基于差模开关振荡的相端绝缘状态特征提取与解耦方法。首先,通过分析变频电机系统开关振荡主导模态,选择高频差模开关振荡作为敏感模态,解耦逆变器功率器件分布电容的影响;然后,通过变分模态分解算法提取多模态开关振荡中的差模频率特征,解耦暂态运行工况下功率器件动态开关时间的影响。最后,利用逆变器侧和电机侧差模开关振荡电流幅值比特征,解耦电缆高频分布参数的影响。在380V/3kW永磁电机变频驱动系统中验证所提方法的有效性,结果表明,所提方法能够灵敏反映电机相端绝缘状态的微弱变化,可以有效解耦逆变器、电缆、运行工况等因素的影响。

基于单端测量的接触网电分相无电区带电状态在线监测系统

铁路接触网电分相非正常带电是接触网运行的重大安全隐患。基于电压感应原理,实时测量接触网电分相无电区的电压变化,通过zigbee低功耗无线模块实时传送给数据集中采集装置,其接收到多个电压采集单元采集的电压脉宽时间值后,经过相应算法实时计算出当前电压值,再由4G/5G网络实时将接触网电分相带电状况上传至接触网运维监控系统,精准诊断分析接触网电分相无电区的带电情况。相较于传统电压互感器在线检测,感应电压虽然误差较大,但从接触网安全运行以及成本和应用效果而言,感应电压检测技术完全可以实时准确地判断接触网电分相无电区的带电情况,并快速报警,为铁路安全可靠运行提供保障。

基于高精地图的物流配送车路径规划与跟踪控制

为了解决园区等场景下无人车多途经点配送问题,提出了一种基于矢量化高精地图的车道级全局路径规划、生成和跟踪控制方法。考虑配送车往返途经点顺序对行驶路径总长度的影响,基于高精地图采用A*算法计算各配送点间的最优路径,在此基础上,利用动态规划算法求解经过多个配送点的全局最优路径。应用贝塞尔曲线对规划的路径进行平滑,并根据道路曲率设定不同路径处的参考行驶速度,进而生成车道级的可用于跟踪的目标轨迹。利用车辆二自由度模型设计模型预测控制器进行轨迹跟踪,实现低速物流配送车的自主控制。在CarSim/PreScan/Simulink联合仿真平台和实车平台上对提出的规划控制方法进行了试验。结果表明,相比传统的依据最近配送点策略确定的路径,所提出的方法搜索出的路径长度平均缩短了6.15%。所设计的轨迹跟踪控制器能确保配送试验车与目标轨迹的横向偏差在0.25 m以内,航向角偏差在5°以内。

316L/X65复合管管端的耐腐蚀性研究

对油气管道用316L/X65双金属机械复合管管端进行了微观组织分析、成分分析及晶间腐蚀、点腐蚀测试。结果表明,复合管的化学成分符合条件,性能都满足要求。复合管管端堆焊层分为内外两层,Inconel625堆焊层组织主要为奥氏体组织,外层相比内层晶粒更细小,因内层堆焊层的阻隔作用,外层堆焊层没有受到X65基管的影响,保持了良好的耐蚀性能,复合管管端晶间腐蚀测试符合工程应用要求,耐点蚀性能由低到高的顺序为316L-Inconel625焊接区<316L衬管<Inconel625堆焊层,温度升高显著降低管端的耐点蚀性能。316L衬管与Inconel625堆焊层之间的焊接区因电偶作用,使得316L更易发生腐蚀。

基于小波分析的10 kV配网线路单端故障定位方法

为准确定位10 kV配网线路单端故障,研究了基于小波分析的10 kV配网线路单端故障定位方法。求解小波基向量,联合DTW选线表达式,完善小波变换机制;定义电量波动方程,完成10 kV配网线路的行波过程分析。按照单端测距参数的取值范围,计算模故障分量与定位选相指标的具体数值,实现基于小波分析的10 kV配网线路单端故障定位方法的设计。测试结果表明,该方法的应用可使相电压检测数值始终保持在端电压的数值范围之内,且不会出现检测电压与端电压极为接近的情况,解决了10 kV配网线路故障准确定位的问题。

香砂胃苓丸混合终点在线监测及质量评价近红外模型的建立

[目的]利用近红外光谱技术,快速判断香砂胃苓丸中间体的混合终点。结合高效液相色谱分析方法,建立中间体的近红外光谱模型,实现香砂胃苓丸中间体质量的快速评价。[方法]采用声光可调-近红外光谱(AOTF-NIR)技术,通过主成分分析法和移动窗标准偏差法判断中间体的混合终点。采用高效液相色谱法,检测35批香砂胃苓丸中间体中橙皮苷的含量,即得化学值。利用SNAP光谱软件进行光谱采集,以一阶导数法和平滑滤波系数法进行光谱预处理。采用The Unscrambler分析软件,将近红外光谱图与含量化学值相关联,以偏最小二乘法(PLS)和交叉-验证法(cross-validation)建立香砂胃苓丸中间体中橙皮苷含量的定量校正模型。[结果]香砂胃苓丸中间体在40 min时基本达到混合终点,且近红外光谱预测值与化学值混合终点的结果一致。香砂胃苓丸中间体中橙皮苷定量模型内外部验证相关系数均大于0.90,校正均方根偏差(RMSEC)为0.1329,预测均方根偏差(RMSEP)为0.1553,定量模型的外部验证结果相对标准偏差(RSD)均小于5%,表明橙皮苷含量预测值准确性较高。[结论]声光可调-近红外光谱技术能够实现香砂胃苓丸中间体混合终点的快速判断和质量的快速评价,缩短生产周期,提高生产效率。

基于关联度延拓Hilbert移相的配网电流互感器在线校验方法

配网低压电流互感器计量准确性直接影响配电网的安全稳定和经济运行,需实时掌握其运行状态。针对采用数字比较法的在线校验方法中,模数转换过程标准通道模数转换器存在固定延时难以完全补偿的问题,提出了一种时序加权关联度延拓结合4项3阶Nuttall窗的Hilbert精准移相算法,有效抑制了“端点效应”,实现了对模数转换器固定延时的精准移相。仿真实验表明该算法在频率偏移、谐波及噪声干扰下,移相偏差小于10^(-10),在此基础上研制了在线校验装置,该装置与离线校验装置比值误差偏差小于0.006%,能够满足0.2S级配网低压电流互感器在线校验的需求。

铁路货车端墙自动化柔性焊接生产线设计

端墙焊接是铁路货车生产的关键工序,传统的焊接专机生产线因其兼容性差、转型调整周期长,已经难以满足快速变换的市场需求。文章对比分析了9种车型端墙结构形式,设计了一款具有广泛适应性的铁路货车端墙自动化柔性焊接生产线,实现了端墙焊接的上料、组对、传输、焊接、翻转等工序的自动化以及产线的快速转产。

桩摩阻力计算方法比选评估

通过收集上海地区典型工程试桩资料,统计应用黄强法及延伸线法计算的桩基桩侧摩阻、桩端阻力,与桩侧摩阻、桩端阻力的实测值进行对比分析。研究发现两种方法计算得到的端阻比大于实测值,且延伸线法结果离散性更大。故采用黄强方法打五折确定桩端阻力和桩侧摩阻力。

110kV架空输电线路雷击故障定位研究

随着电网建设的蓬勃发展,人们对供电可靠性的要求也不断增加。而雷击作为影响系统安全运行的重要因素之一,对生产生活造成了巨大影响。为此,针对传统双端法在雷击故障定位方面上的不足,提出一种基于雷击故障特性的架空输电线路雷击故障定位新方法。首先,根据检测装置在检测点获取得到的故障行波电流、极性以及其他相关信息,以确定折反射波起点以及可能受到影响的雷击范围;其次,根据所获得的信息,利用小波变换原理精确地确定波峰位置;最后,选取合适的雷击故障范围公式,以精确地定位雷击故障点。所提方法经仿真结果验证,雷击故障定位成功率大于99.7%。所提方法故障定位成功率得到了有效提升,对减少故障定位时间和电源的快速恢复具有重要意义。