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  • 基于双分类器的无监督领域对抗性部分放电识别模型,用于SF6和C4F7N/CO2/O2气体绝缘开关设备

    摘要:准确识别气体绝缘开关设备(GIS)中的局部放电(PD)类型对电网的稳定运行至关重要。作为一种环保型气体,C4F7N/CO2/O2有望在未来取代GIS中的SF6。然而,当使用现有的PD识别模型来检测C4F7N/CO2/O2气体混合物时,识别精度会显著下降。本文在时域和频域比较了SF6气体与C4F7N/CO2/O2气体混合物的PD信号,并可视化了编码器提取的高维特征。此外,本文提出了一种双分类器无监督域对抗(DCUDA)PD识别模型。具体而言,DCUDA模型由三个主要部分组成:编码器、两个分类器和一个域鉴别器。DCUDA模型通过对抗训练来最大化源域和目标域之间的特征共享,且仅需少量的C4F7

    来源:IEEE Transactions on Power Delivery

    时间:2025-11-25

  • 有限时间收敛自适应滑模控制:用于具有参数和动态不确定性的现代微电网中光伏逆变器(VSCs)的集成

    摘要:本文提出了一种创新方法,用于提升微电网系统中电压源转换器的性能和鲁棒性。现有的控制方法在应对干扰时存在收敛速度慢和瞬态性能不满足的问题,尤其是在存在控制延迟的情况下。为了解决这些限制,所提出的滑模控制器增加了非线性干扰观测器,以增强干扰消除能力、减弱参数不确定性的影响、提高电压参考跟踪精度并抑制控制响应中的抖动现象。该观测器用于估计传感器值,从而可能无需使用专用传感器。所提出的控制策略采用基于切换李雅普诺夫函数的数学模型,解决了动态响应方面的问题,并在模型中考虑了非线性因素对切换动作的影响。通过结合基于李雅普诺夫的稳定性分析,本文克服了传统线性化技术所存在的局限性和保守性,实现了更准确的

    来源:IEEE Transactions on Power Delivery

    时间:2025-11-25

  • 针对330kV I型串复合绝缘子的鸟粪闪络防护范围研究(考虑屏蔽环的影响)

    摘要:风电场集电线路单线接地(SLG)故障产生的电弧难以被抑制,这严重威胁到了风电场运行的安全性。为此,提出了一种基于柔性电压源接地的主动电弧抑制技术。理论上推导出了风电场集电线路SLG故障的复合序网络模型,并分析了故障线路与非故障线路上的风力发电机输出电流以及集电线路阻抗对故障残余电流的影响机制。通过在风电场的中性点并联一个可控电压源,可以主动寻找并计算风电场的正序等效电位(PSEP)的幅值和相位,从而将故障相电压降至零。这样一来,接地故障电流就被消除了,实现了风电场接地故障的电弧抑制。使用PSCAD/EMTDC对一个配备双馈感应发电机(DFIG)的大型风电场进行了建模,并模拟了各种系统运行

    来源:IEEE Transactions on Power Delivery

    时间:2025-11-25

  • 利用电光探针进行电场映射,并结合有限元模型验证,对帽式和销式绝缘子串进行状态监测

    摘要:帽式和针式绝缘子广泛用于电力系统中的输电塔,是其中的关键功能元件之一。本文报道了一种利用电场作为指标来检测和定位帽式和针式绝缘子串中短路单元的成功应用。采用电光(EO)探头测量电场,由六轴机器人臂携带这些探头,从而能够在不同的空间位置进行电场映射。首先根据沿与绝缘子串平行的直线移动的EO探头所进行的测量结果绘制电场分布图,然后对绝缘子之间的区域进行更详细的检查,以评估提高短路单元定位精度的可能性。将测量到的电场分布变化与相应的静电有限元分析(FEA)模型的预测结果进行比较,证实了通过观察电场空间分布的变化来定位绝缘子串中短路单元的能力。此外,该电场监测系统还得到了进一步开发,实现了无需人

    来源:IEEE Transactions on Power Delivery

    时间:2025-11-25

  • 基于视角和属性的自监督条件GAN用于少样本螺栓缺陷图像生成与分类

    摘要:输电线路中螺栓缺陷样本的稀缺性给分类和检测任务带来了重大挑战。为了解决这一问题,本文提出了一种基于视角和属性的自监督条件生成对抗网络(Perspective and Attribute-based Self-supervised Conditional Generative Adversarial Network),旨在提升少量样本螺栓缺陷图像的生成能力。首先,提出了一种基于对比语言-图像预训练(Contrastive Language-Image Pre-training)的标签生成方法,用于自动划分螺栓的视角,从而自动为螺栓数据集分配视角标签,以解决视觉差异的问题。其次,在生成器中引

    来源:IEEE Transactions on Power Delivery

    时间:2025-11-25

  • 一种基于开关电容器链的新型线式换流器,用于实现单位功率因数运行并消除换流故障

    摘要:由于线式换流器(LCC)具有较高的传输容量、功率反转能力、低损耗和低成本,因此被广泛应用于高压直流(HVDC)系统中。然而,它们容易出现换流故障(CFs)并产生无功功率需求。为了解决这些问题,本文提出了一种基于开关电容器链(SCC)的新型LCC拓扑结构,该结构能够在逆变器和整流器两种模式下实现单位功率因数(UPF)运行,并在交流故障期间消除换流故障。所提出的SCC由集成门极可关断晶闸管(IGCT)和普通晶闸管的H桥子模块组成,使得换流器能够保持与传统LCC相同的功率传输容量和浪涌电流承受能力。考虑到晶闸管的反向恢复过程,本文开发了一种控制策略以确保SCC的可靠运行。仿真结果表明,基于SC

    来源:IEEE Transactions on Power Delivery

    时间:2025-11-25

  • 用于电力变压器绝缘材料预测性老化评估的短时电流分析

    摘要:电力变压器绝缘材料的寿命受到其聚合度(Degree of Polymerization, DP)的显著影响,聚合度反映了纸绝缘材料中纤维素链中聚合单元的平均数量。由于纤维素构成了绝缘材料的核心结构,因此其聚合度对机械强度和电气性能都具有重要影响。传统的测定聚合度的方法具有侵入性,需要物理采样,因此不适用于在役变压器的检测。本研究提出了一种非侵入性的、基于电路模型的方法,利用在短时间内(通常为25秒)获取的时域介电响应数据来估算聚合度。该方法通过绝缘系统的传递函数表示来分析初始极化电流的衰减及其对应的系统响应。研究发现,早期衰减特性与绝缘材料的聚合度之间存在明显的相关性。该方法已在多个在役

    来源:IEEE Transactions on Power Delivery

    时间:2025-11-25

  • 基于LCC-HVDC系统的可再生-热能联合电力传输中的多模态次同步交互分析

    摘要:在可再生能源的高渗透率以及通过LCC-HVDC传输的热电联合系统中,可能会激发多种由不同设备主导的、阻尼较差的次同步振荡(SSO)模式,并且这些模式之间会动态相互作用。为了研究这些相互作用,本文提出了一种系统化的方法,用于识别这些模式并从与模式相关的设备角度分析它们各自的自我稳定/不稳定阻尼路径。以LCC-HVDC系统传输的光伏-热电联合电力为例,分析了热电输出比例和设备控制器带宽对多模SSO稳定性的影响。研究结果表明,在相对较低的热电输出比例下,可能会激发分别由SG(静止无刷发电机)、PV(光伏)或LCC(直流整流器)设备主导的多种SSO模式。此外,在不同的控制参数下,这些模式的阻尼变

    来源:IEEE Transactions on Power Delivery

    时间:2025-11-25

  • 考虑基于电感器的故障电流限制器在高压直流(HVDC)电网中对直流故障电流的高效计算

    摘要:基于电感器的固态故障电流限制器(I-SSFCL)在高压直流(HVDC)电网的直流(DC)故障保护中具有广阔的应用前景。然而,I-SSFCL中电力电子器件的开关操作会增加等效模型的复杂性,并限制故障电流计算的效率。本文提出了一种考虑I-SSFCL在HVDC电网中作用的直流故障电流高效计算方法。在I-SSFCL运行期间,将其辅助支路简化为受控电压源。因此,不同I-SSFCL拓扑的结构特征可以通过统一的模型来表示,使得该方法具有可扩展性。基于直流故障电流上升速度呈线性的假设,估算了模块化多电平转换器(MMC)的放电量。由此可以高效计算出I-SSFCL动作后的故障电流。通过所提出的方法及相关性分

    来源:IEEE Transactions on Power Delivery

    时间:2025-11-25

  • 装有Bretelles装置的导体中风振的预测

    摘要:防振带(bretelles)由松弛的导体部件制成,用于减小风振的振幅。在循环和动态激励下,防振带内部的导线之间会产生显著的弯曲滞后现象,从而导致大量能量的耗散。本研究提出了一种全面的方法,用于对装有防振带的输电线路导体中的风振进行建模和预测。该方法采用直接瞬态分析方法来预测防振带的能量耗散,并利用基于实验弯曲测试开发的非线性数值模型。通过结合风功率输入和导体自身阻尼功率耗散的经验公式,并运用能量平衡原理,可以预测导体上的振动振幅。预测的振动响应和最大振幅与文献中的实验室数据和实际线路数据吻合良好。所开发的方法可以在防振带与导体结合使用时优化其几何和机械性能,从而无需进行额外的实验测试。

    来源:IEEE Transactions on Power Delivery

    时间:2025-11-25

  • 并网光伏系统的性能提升:应对非线性负载挑战

    摘要:基于光伏(PV)的消费者端发电技术支持可持续发展,通常与电网相连以减少对大型储能系统的依赖。然而,现代电力电子设备所驱动的本地负载会显著降低系统性能,尤其是在电网条件较差的情况下。传统的控制方法在电网、光伏或负载侧出现故障时难以维持电网电流的质量,并且往往缺乏所需的动态响应能力。本文提出了一种快速且稳健的电网集成控制策略,该策略能够在负载侧和电网侧同时发生故障的情况下,将光伏阵列的电力注入电网并提升电网电流的质量。所提出的方法利用双二阶广义积分器(SOGI)在电网条件异常的情况下合成平衡、稳定且正弦波形的三相参考电流,同时能够自动抑制测量电压中的谐波、不平衡和直流偏移。这消除了对额外积分

    来源:IEEE Transactions on Power Delivery

    时间:2025-11-25

  • 基于逆变器的微电网中的定向元件

    摘要:通过电力电子接口将可再生能源集成到系统中,在电力传输和微电网中变得越来越普遍。与同步发电机相比,这些能源的故障电流特性有所不同,这主要是由于电力电子开关的电流限制及其电力电子接口的控制系统所致。由于逆变器的独特故障电流特性,当微电网中存在基于逆变器的分布式能源资源时,传统的方向元件可能会发生故障。因此,本文提出了一种用于在故障期间确定电流方向的方向元件。该方向元件通过评估电流相位角的变化来确定故障电流的方向。此外,还引入了一种保护方案来防止微电网发生短路故障。通过在MATLAB Simulink软件中对基于逆变器的基准微电网进行不同场景的仿真,评估了所提出的方向元件和保护方案的有效性。所

    来源:IEEE Transactions on Power Delivery

    时间:2025-11-25

  • 面向配电网电压-无功控制的量子强化学习算法:一种参数高效的混合量子-经典架构

    随着分布式能源和负荷波动性日益增强,配电网的稳定运行面临严峻挑战。其中,电压-无功控制(Volt-VAR Control, VVC)作为维持电压稳定、降低网损的关键手段,其重要性愈发凸显。传统的VVC方法依赖于电容组、电压调节器等设备的手动或基于模型的优化控制,但在应对高维、动态且耦合的配电网环境时,往往存在计算复杂、适应性不足等问题。近年来,深度强化学习(Deep Reinforcement Learning, DRL)展现出解决VVC问题的潜力,它能通过与环境的实时交互自主学习控制策略。然而,DRL模型通常参数规模庞大,存在过拟合风险,且训练过程计算开销高昂。在此背景下,量子计算,特别是变

    来源:IEEE Open Access Journal of Power and Energy

    时间:2025-11-25

  • 基于区块链与同态加密的联邦学习框架在电力系统虚假数据注入攻击检测中的研究

    在现代电力系统中,传感器网络和智能控制设备的广泛部署使得电网进入了数字化新时代。然而,这种数字化转型也带来了新的安全挑战——网络攻击者可以通过操纵传感器读数发起虚假数据注入攻击(FDIA),向控制系统注入恶意数据而不触发警报。这类攻击可能导致状态估计错误、设备损坏甚至大规模停电。更棘手的是,电力数据往往分散在不同机构的本地服务器中,由于隐私法规(如GDPR)和商业机密限制,难以集中训练检测模型。为了解决这一矛盾,联邦学习(FL)技术应运而生。它允许多个客户端协作训练全局模型而无需共享原始数据。但传统FL架构存在明显缺陷:中央聚合服务器可能被恶意操控成为单点故障,客户端可能提交带毒模型更新,且共

    来源:IEEE Open Access Journal of Power and Energy

    时间:2025-11-25

  • 利用机器学习模型预测冷大气等离子体对黑色素瘤的细胞毒性作用

    摘要:黑色素瘤被视为一种危险的皮肤癌类型。体外和体内研究表明,冷大气等离子体(CAP)在黑色素瘤治疗方面具有显著的治疗潜力。本研究提出了CAP疗法的三大进展:1)开发了首个用于治疗预测和优化的机器学习(ML)框架;2)通过定量参数补偿引入了等离子体剂量概念;3)建立了参数替代法则,以提高治疗效果。我们开发并评估了五种机器学习模型——随机森林(RF)、决策树(Decision Tree)、支持向量机(SVM)、梯度提升(XGB)和K近邻(KNNs)——来预测黑色素瘤细胞对CAP治疗的反应。其中,XGB模型表现最佳,准确率达到84%,有效捕捉了等离子体参数与细胞存活率之间的非线性关系。新的参数替代

    来源:IEEE Transactions on Plasma Science

    时间:2025-11-25

  • 聚酰胺6.6烧蚀对直流电弧的影响——实验与仿真研究

    摘要:本研究采用空气中的管状几何结构,通过实验探讨了聚酰胺6.6(PA6.6)材料的烧蚀质量与烧蚀速率与直流电(dc)电弧所耗散的能量之间的关系,同时改变了管子的长度、内通道半径以及电弧电流。该几何结构的设计旨在减少接触蒸汽等外部因素的影响。此外,还开发了一种适用于空气-PA66系统的磁流体动力学(MHD)电弧模型,并对该模型进行了四波段辐射建模优化。实验结果表明,烧蚀速率与电弧所耗散的能量之间存在线性关系。进一步观察发现,随着管内通道半径的减小,烧蚀速率和电弧电压均有所增加。该电弧模型能够有效预测这些变化趋势。

    来源:IEEE Transactions on Plasma Science

    时间:2025-11-25

  • 在石墨烯辅助的基于VO2的无金属太赫兹(THz)吸收器中实现的多重控制相位共振现象

    摘要:通过结合二氧化钒(VO2)谐振器和石墨烯片来实现多重共振效应,可以实现对共振光谱的电分离与合并。通过调节电场,该装置能够具备多种功能,从而同时产生多个窄带和宽带吸收峰。二氧化钒具有热开关式吸收特性,而石墨烯的适当费米能级可以电控谐振模式的相位,从而实现可调的非同相共振与同相共振。非同相共振的频谱保持分离状态,具有窄线形特征;而同相共振则因频谱叠加而具有宽带特性。在吸收层上方添加一层薄介电材料后,可以进一步激发更多的非同相共振,从而生成多个窄吸收峰与宽带吸收带。所实现的超薄结构厚度约为 λ/215(λ 为自由空间波长)。这种新型吸收器可用于太赫兹(THz)频段的传感与屏蔽应用。

    来源:IEEE Transactions on Plasma Science

    时间:2025-11-25

  • 氦气、氢气及其混合物中异常放电的电流-电压特性及帕申曲线

    摘要:在尽量减少操作介质、阴极材料以及放电单元结构元件中不受控杂质的存在和影响的情况下,研究了氦气、氢气及其混合物中异常直流放电的电物理参数(电流-电压特性

    来源:IEEE Transactions on Plasma Science

    时间:2025-11-25

  • 利用微型球形天线对自由悬浮的大气等离子体进行微波成形

    摘要:等离子体成形——即等离子体几何形状的合成与控制——对于聚变能源、太空推进、材料加工和环境技术等领域至关重要。传统方法依赖于磁约束、静电控制或结构边界来实现这一目标。本研究展示了一种无需任何物质接触约束、仅通过9.3 GHz微波场在常压下维持的独立球形等离子体。该系统采用了一种微型球形等离子体天线,置于共振腔内,能够产生结构化的分子辐射,包括羟基和一氧化氮信号。光谱诊断结果证实这是一种非平衡放电现象,其中电子温度范围约为700至3050 K,电子密度约为10^20–10^21 m^-3(通过功率平衡模型估算得出)。这种方法消除了对外部磁场、结构壁或气体流动稳定装置的需求,从而实现了一种紧凑

    来源:IEEE Transactions on Plasma Science

    时间:2025-11-25

  • 一种适用于Ka波段高功率行波管(TWT)的紧凑型混合慢波结构,该结构能够有效降低增益波动

    摘要:本文介绍了一种新型的紧凑型混合慢波结构(SWS),适用于Ka波段的高功率行波管(TWT)。该结构创新性地在前段采用了螺旋形SWS以实现高效的电子束调制,在后段采用了全金属SWS进行功率放大。这种独特的混合设计充分利用了两种结构的优势,并克服了它们各自的局限性。与螺旋形SWS相比,所提出的混合SWS在散热和功率容量方面表现更优,同时有助于抑制逆波振荡(BWO)。与全金属SWS相比,混合设计更加紧凑,相互作用长度更短,输出功率更高。为了验证这一方法,文中以两段式折叠波导(FWG)TWT作为对比示例。计算结果表明,在31.735 GHz频率范围内,与传统FWG TWT相比,混合TWT的相互作用

    来源:IEEE Transactions on Plasma Science

    时间:2025-11-25


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