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2023年 第10期    刊出日期：2023-10-30

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综述

基于深度学习的继电器剩余使用寿命预测研究综述

李少飞, 王召斌, 张文行

2023(10):  1-7.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.10.001

摘要 ( 50 )   HTML ( 6)   PDF (1268KB) ( 45 )  

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研究继电器个体的可靠性具有重要意义,有必要对继电器进行寿命预测。由于传统预测方法的建模过分依赖于设备的领域知识,故将深度学习应用于寿命预测领域。首先概述了继电器的贮存失效机理,其次介绍了继电器剩余使用寿命预测的研究现状,接着分析了深度学习的几种常见模型方法及其特点,最后对深度学习应用于剩余使用寿命预测进行展望。

研究与分析

灭磁开关中快速斥力机构动态特性影响因素分析

董莉, 马少华

2023(10):  8-13.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.10.002

摘要 ( 30 )   HTML ( 7)   PDF (2537KB) ( 48 )  

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为了提高快速斥力机构的分闸速度,采用有限元法,根据灭磁开关对快速斥力机构的动态特性要求,利用Maxwell电磁仿真软件对快速斥力机构建立二维轴对称模型,仿真分析斥力盘厚度、半径、材料、间距、线圈匝数、电容容量和电压对快速斥力机构动态特性的影响。结果表明,优化相关参数可提高快速斥力机构动态特性,能为快速斥力机构样机设计提供指导。

双有源桥DC-DC变换器回流功率优化策略研究

康志伟, 徐玉珍

2023(10):  14-20.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.10.003

摘要 ( 37 )   HTML ( 4)   PDF (2177KB) ( 24 )  

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针对双有源桥DC-DC变换器在功率传输过程中回流功率过大的问题,基于双重移相控制,提出一种分段优化控制策略对回流功率进行优化。通过定义功率分段点,对输出功率进行分段。当输出功率低于功率分段点时,电路实现零回流功率运行;当输出功率高于功率分段点时,电路实现最小回流功率运行。最后,搭建了1台250 W的实验样机。实验结果表明,与传统移相控制方式相比,分段优化控制策略能有效减少双有源桥DC-DC变换器的回流功率,提高电路工作效率。

考虑用户行为的变频空调参与一次调频控制策略

刘美妍, 王娟娟

2023(10):  21-27.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.10.004

摘要 ( 45 )   HTML ( 2)   PDF (1871KB) ( 16 )  

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随着电力系统的发展,电网频率稳定运行迎来巨大挑战,发电侧调频成本也日益激增。为应对电网面临的诸多不利影响,使负荷侧参与电网调频,提出基于改进下垂控制的变频空调参与一次调频的分层控制策略。根据变频空调的工作特性,建立基于一阶物理模型的负荷聚合商模型;考虑空调温度状态(SOA),对普通下垂控制模型进行改进,并且考虑用户舒适度,建立基于SOA优先级列表的变频空调有序参与响应控制策略。所提策略能高效调度变频空调,调节系统频率。

工业部门碳排放量的影响因素分解及预测方法研究

储琳琳, 宗明, 李沁愉, 陈妍君, 朱夏, 刘亦婷, 顾洁

2023(10):  28-35.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.10.005

摘要 ( 28 )   HTML ( 4)   PDF (1473KB) ( 16 )  

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工业部门是全球主要的二氧化碳排放来源之一。了解工业部门碳排放量受何种因素影响,有助于针对性地制定优化措施减少碳排放量。同时,预测碳排放量,可以实现对未来碳排放量的管控和调整,并制定出相应的政策措施来引导和规范工业部门的发展。首先,通过对数平均迪氏指数(LMDI)分解法,构建行业碳排放贡献量的计算模型,分析各影响因素对碳排放的贡献量。进一步,结合因素分解法的分析结果,构建人口、财富、技术随机回归(STIRPAT)模型,对工业部门各行业碳排放量进行预测。最后,以我国某地区工业部门为例进行研究,结果验证了所提模型的可行性。

基于CEEMDAN与改进LSTM的短期光伏出力预测

黄浚哲, 印宇涵, 汤明轩, 梅飞

2023(10):  36-43.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.10.006

摘要 ( 42 )   HTML ( 1)   PDF (2490KB) ( 20 )  

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为了提高光伏出力的预测精度,提出了一种将自适应噪声完备集成经验模态分解(CEEMDAN)算法与改进的长短时记忆(LSTM)神经网络相结合的短期光伏功率预测模型。首先,利用CEEMDAN算法对光伏功率序列进行分解,得到子序列分量。然后,使用改进的LSTM神经网络对各个子序列分量分别进行预测,用粒子群(PSO)算法优化LSTM神经网络隐藏层神经元个数、学习率与训练次数,同时使用注意力机制优化训练过程中的概率分配。最后,叠加各分量预测结果,得到最终的预测值。算例分析表明,所提模型的3个预测评估指标MAE、RMSE、R²均为最佳,验证了所提模型的优越性。

检测与试验

交流电磁铁吸合特性测试系统设计

古知昊, 郭京, 张超, 杜庆丰, 任万滨

2023(10):  44-48.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.10.007

摘要 ( 32 )   HTML ( 2)   PDF (2202KB) ( 25 )  

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交流电磁铁的吸合动作直接决定了其做功性能与电气通断控制性能。设计了一种用于交流电磁铁吸合特性的测试系统。系统具有磁间隙可调,线圈合闸相角可选,线圈电压、线圈电流、动态力可同步测试的功能。最后,以交流接触器为例,测试分析了交流电磁铁吸合过程的典型波形,研究了合闸相角对碰撞力和吸合时间的影响。

一种通信用直流断路器短路测试系统

黄芳, 张立茜, 张彦

2023(10):  49-53.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.10.008

摘要 ( 35 )   HTML ( 2)   PDF (2244KB) ( 26 )  

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针对通信用直流断路器的额定直流工作电压特点,利用大容量多磁路变压器,设计一种针对通信用直流断路器的短路测试系统。系统采用内置整流电路、就近增加调节阻抗,采用独立的控制系统和移动式测量系统等,实现额定电压DC 100 V及以下短路电流能力最大至25 kA测试,适用于通信用直流断路器的短路测试。

1/2晶体罩密封继电器触点参数自动测试系统设计

马航宇, 梁慧敏, 陈昊, 罗福彪, 周哲峰, 俸钶云

2023(10):  54-60.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.10.009

摘要 ( 34 )   HTML ( 1)   PDF (2922KB) ( 13 )  

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针对1/2晶体罩密封继电器触簧系统在使用传统人工方式进行触点参数测试时,存在精度差、效率低、费时费力和触簧损伤等缺陷,设计并实现一套以某型号1/2晶体罩密封继电器触簧系统为测试对象的触点参数自动测试系统。系统使用机器视觉检测技术自动测试触点间隙,使用电动滑台配合克力计自动测试触点初压力。对同型号继电器触簧样本进行自动测试,实验结果表明,系统触点间隙测试精度高于1 μm、触点初压力测试精度为1 mN,能保证继电器装配时触点参数的一致性。

基于改进奇异值分解去噪算法的光伏系统串联电弧故障检测方法

陈欣凯, 鲍光海

2023(10):  61-69.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.10.010

摘要 ( 18 )   HTML ( 1)   PDF (2401KB) ( 23 )  

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针对构建Hankel矩阵的奇异值分解去噪算法运算速度慢的问题,提出改进的奇异值分解去噪算法。所提算法增加Hankel矩阵行与行之间数据点的延迟步长以减小轨迹矩阵加快运算速度,并结合奇异值能量差分谱法和奇异值能量均值法获取奇异值有效阶次以保证良好去噪效果。在此基础上,提出基于改进奇异值分解去噪算法的光伏系统串联电弧故障检测方法。首先,利用改进奇异值分解去噪算法去除噪声;其次,利用FFT和小波变换对信号进行分析,选取谐波幅值之和、细节系数d₂和d₃的能量作为特征量。最后,通过线性支持向量机(LSVM)实现电弧检测。多次实验表明所提方法准确率高。

熔断器过载分断试验系统及试验方法分析

李赛赛, 苗本健, 张达芬, 周小猛, 林志力, 郭向荣

2023(10):  70-75.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.10.011

摘要 ( 22 )   HTML ( 1)   PDF (1861KB) ( 19 )  

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针对实验室使用现有熔断器过载分断试验系统进行熔断器分断能力测试过程中,因预热转换时刻判断不够准确,造成熔断器在预热阶段提前熔断或全压电路中较长时间才熔断的问题,分析了熔断器的熔断过程及端口电压的变化趋势,提出了使用熔断器端口电压斜率作为判据的试验方法,设计了电压拟合公式和控制程序,并进行仿真和试验验证。仿真和试验结果表明,公式拟合曲线与实际测试波形吻合,由控制程序判断预热转换时刻并执行预热转换操作,切换到全压回路之后通流时间控制在3 s以内,取得理想的试验结果。所提试验系统和控制方法适用于不同类型、电压等级的熔断器,具有较高的推广应用价值。

磁保持继电器动态特性一维仿真及试验

赵勇, 吴端健, 刘雷

2023(10):  76-80.  doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2023.10.012

摘要 ( 27 )   HTML ( 1)   PDF (1823KB) ( 23 )  

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为研究磁保持继电器的动态特性,基于Modelica建立了其机-电-磁耦合计算的一维仿真模型。首先在Maxwell里进行磁路仿真得到电磁力矩和电感等静态特性数据,并与Modelica平台上搭建的机械系统和电路系统进行耦合,实现继电器动态特性的仿真求解。最后利用高速摄像机对电磁机构进行了动态特性测试,验证了前述仿真模型的正确有效性。所得结论对后续产品的优化设计具有重要价值。