基于注意力机制和能量函数的动作识别算法

针对零样本动作识别(ZSAR)算法的框架缺乏结构性指导的问题,以基于能量的模型(EBM)指导框架设计,提出基于注意力机制和能量函数的动作识别算法(ARAAE)。首先,为了得到EBM的输入,设计了光流加3D卷积(C3D)架构的组合以提取视觉特征,从而达到空间去冗余的效果;其次,将视觉Transformer(ViT)用于视觉特征的提取以减少时间冗余,同时利用ViT配合光流加C3D架构的组合以减少空间冗余,从而获得非冗余视觉空间;最后,为度量视觉空间和语义空间的相关性,实现能量评分评估机制,设计联合损失函数来进行优化实验。采用6个经典ZSAR算法及近年文献里的算法在两个数据集HMDB51和UCF101进行实验的结果表明:相较于CAGE(Coupling Adversarial Graph Embedding)、Bi-dir GAN(Bi-directional Generative Adversarial Network)和ETSAN(Energy-based Temporal Summarized Attentive Network)等算法,在平均分组的HMDB51数据集上,ARAAE平均识别准确率提升至(22.1±1.8)%,均明显优于对比算法;在平均分组的UCF101数据集上,ARAAE的平均识别准确率提升至(22.4±1.6)%,略优于对比算法;在以81/20为分割方式的UCF101数据集上,ARAAE的平均识别准确率提升至(40.2±2.6)%,均大于对比算法。可见,ARAAE在ZSAR中能有效提高识别性能。

基于广义瞬时能量函数法的大规模直驱风电场并入弱交流电网的短期电压稳定性分析

随着大规模直驱风电场并入弱交流电网,两者之间复杂的交互作用使得系统遭受扰动后的短期电压稳定问题愈发突出。如何在线准确分析扰动后直驱风电场并网系统的短期电压稳定性是一个关键性挑战。为此提出一种基于广义瞬时能量函数法的短期电压稳定性分析方法。首先,建立了锁相环dq坐标系下的直驱风电场并网系统的动态模型。然后,根据无功守恒原理构造出直驱风电场并网系统的广义瞬时能量函数。基于广义瞬时能量函数提出动态无功能量安全域(dynamic reactive power energy security regions,DRPESR)来在线评估系统的短期电压稳定性。利用构造出的分层能量结构来分析直驱风电场并网系统的短期电压失稳机理。最后,基于Matlab/Simulink的时域仿真结果,证明了广义瞬时能量函数的有效性和所提判据的准确性。

一种改进能量函数的显微图像拼接算法

针对传统最佳缝合线算法难以有效消除显微图像拼接后的拼接缝问题,提出一种基于最佳缝合线的图像融合优化算法。首先,利用ORB(oriented FAST and rotated BRIEF)算法对待拼接图像进行特征提取并定位重叠区域;其次,设计改进能量函数,结合动态规划技术,在重叠区域内有效搜索出最佳缝合线,基于这条缝合线,进一步采用改进融合方法有效融合两幅图像;最后,利用泊松融合方法消除重叠区域与非重叠区域之间存在的拼接缝,得到最终图像。实验结果显示,该方法将最佳缝合线两侧像素的相似度提高了5%左右,降低了能量损失,有效消除了拼接缝,提高了图像质量。

基于能量函数和改进虚拟同步控制的低频振荡抑制策略

随着可再生能源发电的普及和电力电子设备装机规模的扩大,电网稳定性显著降低,虚拟同步发电机(VSG)技术近年来备受关注。然而,VSG与同步发电机并网受到扰动时,VSG虚拟转子转速会发生突变,从而引起系统输出大幅度波动。为了抑制这些波动,本文提出一种基于超前滞后控制环的附加功率和惯量的VSG控制方法。通过引入能量函数的概念,得到一种新的控制策略。利用能量函数,分析VSG参数对系统低频振荡的影响,并通过调节VSG参数实现对VSG输出能量的控制,减少VSG与系统之间的能量流动,进而更好地抑制可再生能源发电系统的低频振荡。通过Matlab/Simulink和远宽半实物仿真平台证明了所提策略对可再生能源发电系统低频振荡具有良好的抑制效果。

基于能量阈值的双参数阈值函数在生理信号降噪中的应用

针对弱生理信号在采集过程中易被噪声淹没,传统小波去噪算法存在去噪效果差和信号提取失真的问题,根据小波系数的能量分布特点,提出一种改进的小波阈值去噪算法。通过计算各层小波系数的能量来确定阈值,避免阈值计算的不平衡性,同时提高自适应性和弱信号的保真度;采用一种改进的可调节的双参数阈值函数对小波系数进行处理,在小波系数压缩程度可控的同时可以自由调节阈值函数的变化趋势。实验结果表明:改进的小波阈值去噪算法相较于两种传统去噪算法(经验模态分解算法和滤波器算法)以及12种传统小波阈值和阈值函数组合算法,在信噪比、均方根百分比和均方根误差上都具有明显的优势,并且在实测生理信号中取得了最小的平均相对误差和最小的波动性。

附加动能与势能比例系数的跟网型VSC能量函数

针对大扰动下跟网型换流器的暂态稳定分析问题,构造了一种附加动能与势能比例系数的新型能量函数,改善了传统能量函数固有的保守性。根据待定梯度法计算能量函数的形式;以能量函数的正定性作为约束条件,初步确定附加系数的取值范围;根据梯度与微分方程判断能量函数的耗散性,进一步缩小了该范围;分析并对比能量函数的稳定域,提出改善保守性的建议。最后将得出的结论应用于并网换流器的电磁暂态仿真模型中,验证了其有效性。

基于Voigt函数拟合的能量色散X射线荧光光谱(EDXRF)法测定金矿粉末中低品位金

为了提高金矿粉末含金量检测的准确性和安全性,以金矿粉末为研究对象,运用能量色散X射线荧光光谱法(EDXRF)对金矿粉末进行检测,利用Voigt函数拟合分离出金元素的Lα纯元素特征峰,分析测定金矿粉末中金的含量。在实验中,发现金的Lα峰与锌的Kβ峰存在明显重叠,为了排除锌元素的干扰,引入降噪技术和Voigt函数进行分峰处理,利用纯锌和纯金的标准溶液配制符合金矿粉末样品中锌金四种比例的混合溶液,通过滤波和降噪算法处理得到相对纯净的重叠峰,加入Voigt函数拟合分离锌和金的重叠峰,得到金的Lα峰净强度值,通过纯金和纯锌标准溶液建立回归线得到金矿粉末中金的真实含量,对比金矿粉末的参考含量数据,偏差度皆小于10%,含量大于3 g/t以上偏差值则小于2%,结合EDXRF法对检测样品无损伤的特点,提高了金矿中金含量检测的安全性、准确性和可靠性。

基于全局能量函数和锚点图的室内语义分割

室内场景是人类生活的重要场所,基于三维点云感知与理解室内场景一直以来都是研究热点。室内语义分割根据不同粒度细化为:结构(地板、墙壁、天花板等)的提取、空间(房间、走廊及开放空间)的语义划分,以及物体(桌子、椅子、书架、柜子等)的语义分割识别。现有方法可有效实现遵循曼哈顿世界(Manhattan world,MW)假设的室内场景分割识别,可以满足结构与坐标轴保持平行,无曲面墙面和所有物体均垂直地面放置的简单环境下应用需求。然而,在复杂环境中,如面对曲面墙面、长走廊、任意定向物体,现有方法往往出现曲面结构错分割、长走廊过分割及室内物体错分类等问题,无法满足高精度室内语义分割的要求。为改善上述问题,实现基于室内三维点云的更高精度的分类和分割,论文拟从下面3个方面入手。

基于能量函数塑形的直流微电网多电力弹簧电压平稳控制方法

直流微电网低惯性响应特性常导致系统存在不确定性扰动时母线电压波动越限。针对这一问题,文中以直流电力弹簧(DCES)为核心构建智能负载,解析直流电机动能与智能负载惯量能量间的映射关系,实现需求侧等效虚拟惯量注入,快速补偿不确定性扰动造成的DCES输出电压偏差;针对多DCES协同控制,设计动态事件触发机制,以最小通信需求求解全局一致性误差,实现各DCES输出电压期望轨迹实时在线更新;提出了具有最小相位特性的反馈线性化控制器,将传统电压-电流双环控制转化为能量单环控制,构建DCES能量函数,重塑状态变量空间为Grassmann流形,实现系统完全解耦和精确线性化转换,准确跟踪各DCES输出电压期望轨迹,同时确保全局渐近稳定。基于dSPACE的实验结果表明:系统存在外部不确定扰动和内部参数摄动情形下,所提方法可实现直流微电网母线电压的平稳控制,具有动态响应快、稳定性好、鲁棒性强、抗扰性优的特点。

基于暂态能量的直驱风电机组阻尼研究

风电机组控制参数设置不当会引起风电机组阻尼变弱而发生自由振荡。为采取合理措施抑制风电机组的振荡,需要研究风电机组控制参数对机组阻尼的影响机理。以直驱风电机组为例,首先计及锁相环控制的比例系数K_(ppll)和积分系数K_(ipll)、网侧变流器内环控制的比例系数K_(p1)和积分参数K_(i1),推导直驱风电机组暂态能量函数,分析不同控制参数对机组暂态能量及阻尼的影响机理;定义机组耗能功率及阻尼影响因子,定量分析不同控制参数对机组阻尼的影响;最后,在PSCAD/EMTDC平台上建模分析,通过耗能功率的变化深入分析控制参数对机组阻尼的影响。仿真结果表明,一定范围内变流器控制参数减小,直驱机组耗能功率增大,阻尼变弱;锁相环控制参数增大,机组耗能功率增大,阻尼变弱;控制参数K_(p1)、K_(i1)、K_(ppll)、K_(ipll)单位变化率相同时,对机组阻尼的影响按照从大到小的顺序为K_(i1)、K_(p1)、K_(ppll)、K_(ipll)。

BatchOOD:基于能量的批处理式多标记分布外检测

分布外(Out-of-Distribution,OOD)检测对于深度模型在开放环境中安全可靠地应用至关重要。现有方法通常利用深度网络提取分布内(In-Distribution,ID)表征,却忽略了对小批量样本间关系的学习,并且缺乏针对更符合现实设置的多标记OOD检测的研究。基于此,文章提出一种在批处理级上检测OOD样本的深度模型BatchOOD。首先,利用主干网络提取单个样本的初始特征;随后,引入BatchFormer模块从批量维度上探索样本间的依赖关系;最后,应用基于能量的多标记OOD检测器判别ID样本和OOD样本。在MS-COCO,PASCAL-VOC和NUS-WIDE 3个多标记数据集上的实验结果表明建模小批量间样本依赖关系更有利于模型学习到精确的ID表征,从而提高ID-OOD可分离性。与JointEnergy方法相比,文章所提出的模型在FPR95指标上分别实现了6.42%,5.72%和6.57%的性能提升。

基于能量计量的管道运行优化技术研究

为实现天然气贸易交接从体积计量方式尽快转为能量计量方式,在梳理不同能量计量价格转换方式的前提下,确定适合我国的能量计量体系,建立以管道运行利润最大为目标函数的优化模型,在管道压力约束、气源和用户压力约束、流量平衡约束等条件下,通过优化数学算法完成求解,并在现场进行实际应用和结果验证。结果表明,以36.84 MJ/m^(3)作为基准热值的能量计量结果更为合理,与原体积计量结果差距不大;优化后,应降低高热值气源流量,增加低热值气源流量,销售收益、购气成本和运行成本均有所下降,经济效益从1482.43万元/d提升至1547.47万元/d,预计全年可增加经济效益2.3亿元。研究结果可为能量计量的推广和应用提供实际参考。

基于能量函数法的电网暂态稳定性分析

为将能量函数更好地应用于工程实践,提出了一种适用于暂态稳定分析的具有良好精度的动态实用模型。该模型通过区域等值构造2机等值系统后,利用转子加速度方程得到等效单机无穷大系统。基于此模型构造等效暂态能量函数,求解新的稳定平衡点后计算出临界能量。通过暂态能量与临界能量的比较以及稳定域2种方式可判断系统稳定性,并通过PSASP对相关结论进行验证。仿真结果表明,基于新的动态模型而构造的能量函数具有良好的精度,较好地反映了系统的暂态稳定特性。

基于静态能量函数法的电压弱节点分析

提出了一种基于静态能量函数法的电压弱节点评估新方法。从静态能量函数的数学模型出发,求取各负荷节点的基态及临界运行的能量值。由负荷节点的能量信息,提出趋势指标来判断系统的薄弱节点,并提出能量裕度指标来量化系统的裕度值,然后在选定的薄弱节点处进行无功补偿,并对无功补偿前后系统能量裕度的变化情况进行分析。在IEEE 30母线系统中的仿真结果与利用奇异值分解的弱节点进行对比,验证了利用所提指标进行电压弱节点评估的可行性和有效性。

基于能量函数的强迫功率振荡扰动源定位

持续的周期性小扰动会引发电力系统强迫功率振荡,其共振时的稳态表现形式与系统弱阻尼自由振荡非常相似。文中基于线性化的系统运动方程建立能量函数,分析了强迫功率振荡共振稳态时线性化系统中的能量转换特性,从能量变化的角度阐述了强迫功率振荡与系统弱阻尼自由振荡的区别。通过对2机系统的分析,阐述了借助系统中的能量转换特性识别强迫功率振荡扰动源所在位置的基本原理。基于结构保留的多机系统,将能量函数推广到关键支路和节点,以借助网络动态信息在线识别强迫功率振荡扰动源的大致方向或位置。4机2区系统和新英格兰10机39节点系统的仿真算例验证了所提出的方法的有效性。

基于能量函数的电网低频振荡及扰动源定位研究

由于电力系统稳定器在实际电网中的广泛配置,常规的离线小干扰计算分析已经难以得到负阻尼或弱阻尼的低频振荡模式。然而,实际系统中仍然频繁出现低频振荡现象,根据对大量事故的分析,发现多重扰动的发生以及周期性扰动源的存在都可能引发低频振荡。构造了基于联络线的能量函数,并将能量分解为振荡分量和准稳态分量,从而对多重扰动引起的系统低频振荡进行分析,以提供可供调度人员参考的动态安全信息;并将传统的支路势能分解为周期分量和非周期分量,利用非周期分量在网络中传播耗散的方向来实现周期性强迫扰动源的快速、准确定位。实际电网仿真算例验证了所提方法的有效性和可行性。

基于投影能量函数和Pin-SVM的电力系统暂态稳定评估

提出一种基于Pin-SVM的电力系统暂态稳定评估方法。首先,采用系统指标(如平均机械功率、初始加速度和系统冲击等)和投影能量函数指标(如投影角速度、投影角加速度和投影动能PKE)构建暂态稳定指标的原始特征集,通过最大相关最小冗余特征选择方法对暂态指标集进行特征压缩,寻找对电网暂态变化敏感度高的特征子集;然后,基于Pin-SVM思想将特征子集映射到高维空间,实现非线性暂态稳定评估问题的线性转换,进而引入分位数改变系统稳定类与不稳定类之间的最近点位置,将暂态稳定分类问题转换为在Pin-SVM中寻找最优分位数距离问题,以减小边界干扰样本的影响,提高电力系统暂态评估方法的评估准确率和稳定性。最后,以IEEE-39节点系统、IEEE-145节点系统和某实际算例进行仿真计算,计算结果验证了该方法的有效性和准确性。

在线暂态稳定评估的等效机暂态能量函数法

基于机组间相对运动的暂态能量评估系统暂态稳定性的观点 ,提出了等效机暂态能量函数法 .该方法可以由临界机相对于参考机摇摆曲线定性判别系统暂态稳定性并给出稳定裕度 ,仿真计算验证了等效机暂态能量函数法的有效性 ,表明该方法可应用于在线暂态稳定评估 .

基于能量函数法的电网脆弱性评估

传统确定性电力系统安全评估方法难以考虑电力系统的随机性,难以实时、定量和直观地提供电网安全健康状态的诊断信息。文章引入了电网脆弱性的概念,拓展了传统的电力系统安全性概念,并考虑预想事故发生的概率,采用暂态能量函数法从暂态安全角度定量评估了电力系统的脆弱性,给出了电力系统的脆弱性指标和阈值。算例分析结果表明该方法在保证安全分析结果正确性的同时节省了机时,验证了该方法的合理性与有效性。

基于改进支路暂态能量函数的风电并网暂态最优切机控制

大规模风电接入比例的增加对电力系统暂态稳定性造成了影响,因此在风电并网系统的紧急控制中必须考虑风电切机措施。首先分析了双馈式感应发电机(DFIG)的暂态运行特性;然后运用改进支路暂态能量函数法分析了DFIG和传统火力发电机切机效果的差异性。结果表明在风电并网系统的紧急控制中应考虑风电和火电机组切机比例的配合。因此,提出一种考虑风力发电机的最优切机决策模型和一种实用化解法,合理选择最优的风火电切机比例,改善系统恢复过程的特性,极大地提高了系统运行稳定性。通过某区域风电外送系统暂态切机算例验证了该方法高效可行。