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    1. 基于数据驱动的核电设备状态评估研究综述
    许勇, 蔡云泽, 宋林
    上海交通大学学报    2022, 56 (3): 267-278.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.502
    摘要3899)   HTML320)    PDF(pc) (1383KB)(1397)    收藏

    核电设备全生命周期的状态评估对提高核电厂安全性、经济性影响重大.以往国内核电厂对系统、设备、构筑物的运维评估手段多依赖于设备自身报警机制、简单阈值判断或者现场工程师经验.随着在线监测系统在核电厂的应用实施和海量设备运行数据的积累,利用数据驱动技术进行设备健康状态评估已经成为行业关注重点.对此,介绍核电在线监测系统现状,分析主要核电设备存在的常见故障,并将核电设备的状态评估归纳为异常检测、寿命预测和故障诊断共3大问题,分别综述其研究和应用现状,重点阐述深度学习技术在该领域的应用潜力.在此基础上,进一步分析核电厂设备状态评估面临的挑战和可能的解决方案.

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    2. 共轴双旋翼动力学建模与验证
    胡金硕, 黄健哲
    上海交通大学学报    2022, 56 (3): 395-402.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.044
    摘要4147)   HTML108)    PDF(pc) (2567KB)(1310)    收藏

    建立共轴双旋翼动力学模型可用于共轴多旋翼飞行器的控制器设计、飞行模拟等研究,需要同时兼顾模型的计算实时性和精度.首先,基于伴随理论推导包含旋翼尾迹的全流场诱导速度计算模型.然后,在单旋翼有限状态入流模型基础上进行扩展,建立考虑尾迹倾斜的共轴双旋翼有限状态动力学模型.最后,推导共轴双旋翼悬停状态上下旋翼推力计算公式,并进行试验验证.研究结果表明:所建立的动力学模型计算复杂度在可接受的范围内,推力计算值与测试值在一定转速范围内基本吻合,并可很好地反映出共轴双旋翼推力损失趋势.

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    3. 大规模新能源汽车接入背景下的电氢能源与交通系统耦合研究综述
    李佳琪, 徐潇源, 严正
    上海交通大学学报    2022, 56 (3): 253-266.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.464
    摘要4230)   HTML951)    PDF(pc) (2106KB)(1253)    收藏

    新能源的大规模开发利用是实现“双碳”目标的重要手段.可再生能源发电耦合制氢技术在提高可再生能源消纳率的同时,加速了新能源汽车的普及.未来,电氢能源系统与交通系统的耦合将会更加密切.以大规模新能源汽车接入为背景,首先综述了电氢能源系统的发展现状,并对耦合系统制氢、出力波动平抑以及参与电力系统优化运行3种工作模式进行了介绍.在此基础上,从不同能源角度出发,分别对电力-交通耦合系统中的联合规划与优化运行研究现状以及氢能-交通耦合系统中的加氢站优化与氢能运输相关问题进行了总结分析.最后,结合当前研究中存在的瓶颈,从动态模型构建、不确定性因素影响等方面对未来可行研究方向进行了展望.

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    4. 一种并网逆变器直流电容容值辨识方法
    朱城昊, 王晗, 孙国歧, 魏晓宾, 王富文, 蔡旭
    上海交通大学学报    2022, 56 (6): 693-700.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.515
    摘要1057)   HTML1284)    PDF(pc) (5050KB)(1236)    收藏

    直流电容是并网逆变器中最易老化失效的器件之一,对其进行容值参数辨识可以及时发现并更换老化电容,有利于提高系统可靠性.提出一种基于预充电电路的并网逆变器直流电容容值辨识方法,通过分析预充电过程中电容容值与充电电流、电压的数值关系,结合历史运行数据,构建电容状态特征向量集合.利用该集合训练支持向量回归(SVR)模型,建立状态值与容值的回归预测关系,并采用粒子群优化(PSO)算法对模型进行优化,优化后的模型可用于直流电容容值辨识.仿真和实验结果表明,所提方法可对并网逆变器直流电容进行容值辨识,辨识误差小于0.95%.该方法无需增加硬件电路且不改变控制算法,具有一定的实用价值.

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    5. 分布式绿色能源碳交易机制及碳数据管理的挑战
    李幸芝, 韩蓓, 李国杰, 汪可友, 徐晋
    上海交通大学学报    2022, 56 (8): 977-993.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.450
    摘要1024)   HTML893)    PDF(pc) (2604KB)(1195)    收藏

    为了实现“碳达峰、碳中和”双碳目标,需要加快构建以绿色能源为主体的电力系统.随着系统规模增长,基于区块链技术的分布式绿色能源碳交易机制和碳数据管理技术可有效鼓励绿色能源发展,成为低碳电力推行的有效手段.而精确实时的碳计量将进一步为交易信息的准确性和安全性提供数据支撑.介绍目前绿证交易和碳交易的研究现状,分析区块链技术在绿电追溯、绿证交易、碳交易、绿证与碳资产联合市场4个方向的关键技术适用性;研究当前碳计量方式的具体数学模型,讨论分析适用于区块链架构的碳源追溯计量数据可用性,并对碳计量方式的未来发展提出参考建议.

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    6. 考虑安全飞行通道约束的无人机飞行轨迹多目标优化策略
    黄宇昊, 韩超, 赵明辉, 杜乾坤, 王石刚
    上海交通大学学报    2022, 56 (8): 1024-1033.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.154
    摘要809)   HTML41)    PDF(pc) (5684KB)(1094)    收藏

    针对无人机在复杂环境下难以规划出兼顾平滑性和安全性等指标的时域连续轨迹问题,基于安全飞行通道提出了一种多目标轨迹规划算法.在基于快速拓展随机树(RRT)改进的RRT*算法生成的初始离散路径点基础上,建立以凸多面体集合表示的安全飞行通道;根据轨迹在安全飞行通道内部的约束建立安全项目标函数,结合飞行平滑性、动力学特性、飞行时间等性能指标,建立加权多目标优化函数;采用基于梯度下降的凸优化算法,对离散路径点的位置、速度、加速度及轨迹的时间分配进行优化,生成分段多项式表示的时域连续轨迹.基于煤矿井下等复杂环境对算法的有效性及相关性能进行试验及对比验证,结果表明:相比现有算法,本文算法在综合性能上有一定的提升.

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    7. 新能源电力系统中的分布式光伏净负荷预测
    廖启术, 胡维昊, 曹迪, 黄琦, 陈哲
    上海交通大学学报    2021, 55 (12): 1520-1531.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.244
    摘要1593)   HTML235)    PDF(pc) (69168KB)(1057)    收藏

    为响应碳达峰、碳中和的需求,构建一套完整的“源-网-荷-储”的新能源电力系统,提出了一种基于Hamiltonian Monte Carlo推断深度高斯过程(HMCDGP)算法的分布式光伏净负荷预测模型.首先,分别使用直接预测和间接预测两种形式对预测模型的精度进行实验并得到点预测结果;其次,使用所提出的模型进行概率预测实验并得到区间预测结果;最后,通过以澳洲电网记录的300户净负荷数据为基础的对比实验验证所提模型的优越性.在得到准确的净负荷概率预测后,可以通过电力调度充分利用光伏产出,减少化石能源使用,从而减少碳排放.

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    8. “双碳”目标下中国清洁电力发展路径
    黄强, 郭怿, 江建华, 明波
    上海交通大学学报    2021, 55 (12): 1499-1509.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.272
    摘要1685)   HTML525)    PDF(pc) (1849KB)(995)    收藏

    目前,第三次能源革命已经开始,为了减少碳排放,发达国家先后制定了清洁能源发展战略,并公布了放弃火电、核电的时间表.与此同时,中国也向世界作出承诺:2030年前碳排放达峰,2060年实现碳中和.因此,在“双碳”目标下,研究清洁电力发展路径具有重要意义.分析了中国水、风、光等清洁能源储量及其特征,预测了中长期电力需求,依据电力电量平衡原理,估算了2030和2050规划水平年电力系统结构组成,并分析了未来CO2排放趋势,提出了未来中国清洁电力的发展对策与建议.结果表明:预计2027年中国电力系统将实现“碳达峰”;2030年中国清洁电力发电量将超过总发电量的50%;2050年火电、核电将被水、风、光等清洁电力全部取代,电力行业将实现CO2的“零排放”,基本全面实现电力系统的绿色转型,以响应国家的“双碳”目标.

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    9. 智能车辆决策方法研究综述
    胡益恺, 王春香, 杨明
    上海交通大学学报    2021, 55 (8): 1035-1048.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2020.387
    摘要1002)   HTML31)    PDF(pc) (1687KB)(986)    收藏

    结合目前国内外智能车辆决策方法的研究现状,分别从决策的输入、输出、周边环境交互方式以及算法类型4个方面对决策方法进行分类归纳、优缺点分析以及适用场景评估;总结归纳现阶段常见决策评估方法以及用于决策研究的数据集;分析现阶段决策方法所面临的技术难点以及未来发展趋势.

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    10. 考虑5G基站低碳赋能的主动配电网优化运行
    曾博, 穆宏伟, 董厚琦, 曾鸣
    上海交通大学学报    2022, 56 (3): 279-292.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.367
    摘要4220)   HTML388)    PDF(pc) (3102KB)(981)    收藏

    5G基站的大量接入为未来电力系统的低碳化发展提供了新的可能.通过激励5G基站参与需求响应,并将其纳入现有主动配电网(ADN)运行框架,能够在降低5G基站自身用电成本的同时,促进可再生能源(RES)消纳和高效利用.提出了一种考虑5G基站低碳赋能的ADN多目标区间优化运行方法.在深入分析5G基站与配电网互动模式的基础上,构建了5G基站运行灵活性描述模型,并采用系统动力学方法分析了5G基站对配电侧碳减排的作用.以系统运行成本和碳排放量最小化作为目标,考虑配电网和通信网两方面的约束限制,建立了含5G基站的ADN多目标运行优化模型.该模型通过对ADN中RES及5G基站设备联合调度,并采用区间方法考虑RES出力和通信负载的不确定性,可实现系统经济与低碳效益的综合最优.结合基于区间分析的等效转化和非支配排序遗传算法对问题进行求解,算例分析结果证明了所提方法的有效性.

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    11. 波浪条件下地效翼型气动力的环量控制研究
    刘浩, 孙建红, 孙智, 陶洋, 王德臣, 刘光远
    上海交通大学学报    2022, 56 (8): 1101-1110.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.384
    摘要625)   HTML34)    PDF(pc) (3280KB)(939)    收藏

    波浪海面气流环境相对复杂,严重影响了地效飞行器巡航过程中的稳定性与安全性.针对波浪条件下的地效翼型,应用数值方法分析了不同海况波浪形状和不同飞行攻角对翼型气动特性的影响,进一步研究了定常吹气和周期吹气方法对地效下的环量控制翼型气动力影响规律.计算结果表明:波浪海面地效下,翼型升力系数随波浪周期性变化,波浪的波高较高、波长较短,翼型攻角较大时升力系数波动的幅度较大;通过与波浪相对运动相同周期的吹气环量控制方法,可以有效地控制波浪海况下翼型升力系数的波动,增强地效飞行器的稳定性与安全性.

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    12. 利用生成对抗网络实现水下图像增强
    李钰, 杨道勇, 刘玲亚, 王易因
    上海交通大学学报    2022, 56 (2): 134-142.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.075
    摘要2025)   HTML59)    PDF(pc) (22386KB)(888)    收藏

    提出一种基于生成对抗模型的水下图像修正与增强算法.该算法将多尺度内核应用于改进的残差模块中,以此构建生成器,实现多感受野特征信息的提取与融合;判别器设计考虑了全局信息与局部细节的关系,建立了全局-区域双判别结构,能够保证整体风格与边缘纹理的一致性;最后,根据人类视觉感官系统设计了无监督损失函数,此部分无需参考图像进行约束,同时其与对抗损失和内容损失一起进行联合优化,能够得到更优的色彩和结构表现.在多个数据集上进行实验分析表明,此算法能较好地修正色偏、对比度,保护细节信息不丢失,在主客观指标上都优于典型对比算法.

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    13. 智能电网电力监控系统网络安全态势感知平台关键技术研究及应用
    张亮, 屈刚, 李慧星, 金皓纯
    上海交通大学学报    2021, 55 (S2): 103-109.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.S2.017
    摘要1249)   HTML23)    PDF(pc) (9257KB)(887)    收藏

    网络安全态势感知能全局、动态地感知潜在的网络安全风险,受到越来越多的关注.电力监控系统网络安全态势感知借助机器学习、人工智能、大数据等技术,从长期、海量网络安全态势数据处理过程中学习,洞察数据隐含的内在逻辑关系,对电力业务网络中各种活动实现异常行为辨识、攻击意图理解和行为影响评估,以达到对安全态势的推理性判断和知识性把控.本文首先简述了网络安全态势感知的基本概念和系统框架,然后介绍了电力监控系统网络安全防护的现状和存在的风险.针对这些风险和不足,从实践角度系统阐述了电力监控系统网络安全态势感知平台所涉及的多维度安全事件关联分析模型、基于“基线学习”的异常流量和异常行为检测方法、基于攻击场景的攻击链识别模型和基于“地址自校验”的电力遥控安全技术等关键技术.最后,对电力监控系统态势感知解决方案及其应用进行了总结和展望.

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    14. 基于形貌优化技术的邮轮轻型防火围壁设计
    张帆, 杨德庆, 邱伟强
    上海交通大学学报    2021, 55 (10): 1175-1187.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2020.201
    摘要869)   HTML571)    PDF(pc) (19957KB)(859)    收藏

    为了开发具有优良防火和承载性能的新型轻量化围壁结构,替代上层建筑区域的传统加筋防火围壁,提出一种基于形貌优化技术的邮轮轻型防火围壁设计方法.基于该方法设计的轻型围壁中波纹加筋的位置和数量是根据承载要求及加工工艺要求生成,克服了常规波纹围壁设计中波纹位置和数量均已事先确定的缺点.针对指定设计区域,以邮轮防火围壁结构轻量化为目标函数,以焊缝区结构应力、非焊缝区结构应力以及围壁一阶屈曲因子为约束条件,建立了邮轮防火围壁形貌优化设计模型并求解.提取形貌优化结果得到可行的邮轮防火围壁构型,经二次设计得到最终构型,并与传统加筋防火围壁的力学性能进行了比较.结果表明,新型邮轮防火围壁与传统加筋防火围壁相比具备轻量化优势和良好的强度.

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    15. 海上风电经柔性直流并网技术标准对比分析
    余浩, 张哲萌, 彭穗, 张志强, 任万鑫, 黎灿兵
    上海交通大学学报    2022, 56 (4): 403-412.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.465
    摘要1850)   HTML1064)    PDF(pc) (1110KB)(859)    收藏

    对国内外海上风电经柔性直流并网标准的现状进行介绍,选取具有代表性的海上风电经柔性直流并网标准,从功率控制、故障穿越、电能质量、稳定性等几个方面进行对比,分析海上风电经柔性直流并网标准的发展趋势.对中国海上风电经柔性直流并网标准的制修订提供合理建议,以促进海上风电行业的发展.

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    16. 蒸汽浸没射流冷凝特性实验研究
    张伟, 蒋朝飞, 叶亚楠, 王晓雁, 龚自力, 胡晨, 肖瑶, 顾汉洋
    上海交通大学学报    2022, 56 (1): 1-13.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2020.302
    摘要935)   HTML464)    PDF(pc) (10296KB)(850)    收藏

    针对直接接触冷凝压力脉动与汽羽形态在单孔鼓泡器结构下的特性开展实验研究.基于高速摄像和高频压力传感器实现汽羽形态瞬时压力的同步测量,获得蒸汽质量流率及水箱温度对直接接触冷凝特性的影响规律,建立冷凝相图.分析不同冷凝区域瞬时压力与汽羽形态变化过程的对应关系,发现压力高频振荡与脱离气泡溃灭同时出现,脱离气泡溃灭后的冷凝消失过程伴随着压力波动强度的指数型振荡衰减.获得冷凝振荡区与稳定冷凝区的汽羽长度变化规律,发现在冷凝振荡区内汽羽长度随流率及温度的上升而增加;进入稳定冷凝区时,汽羽长度发生突降,而后继续随流率及温度的上升而增加.研究结果对鼓泡器在蒸汽排放装置上的工程应用具有一定的参考价值.

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    17. 基于改进无源性控制的三相LCL并网逆变器输出导纳重塑方法
    王晗, 张建文, 施刚, 朱淼, 蔡旭
    上海交通大学学报    2023, 57 (9): 1105-1113.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.120
    摘要299)   HTML34)    PDF(pc) (3313KB)(850)    收藏

    基于能量函数的无源性控制(PBC)被广泛研究并用于并网变换器以获得更好的控制性能.然而,传统的PBC方法依赖并网变换器的精确数学模型,且已有研究较少考虑数字控制的延迟效应以及电容性电网或复杂弱电网下电网阻抗的不确定性对系统稳定控制的影响.鉴于此,针对三相LCL并网逆变器提出一种改进PBC方法以实现导纳重塑,通过增加电容电流前馈将系统无源区域扩展到奈奎斯特频率,在电网阻抗宽范围变化下实现LCL谐振频率的有源阻尼控制,并提出改进PBC控制参数设计方法.在3 kW并网逆变器样机平台上开展仿真和实验研究,验证了理论分析的正确性.

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    18. 基于集成学习的电动汽车充电站超短期负荷预测
    李恒杰, 朱江皓, 傅晓飞, 方陈, 梁达明, 周云
    上海交通大学学报    2022, 56 (8): 1004-1013.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.486
    摘要1129)   HTML397)    PDF(pc) (3182KB)(829)    收藏

    精确的电动汽车充电站充电负荷预测是提高充电站安全经济运行的重要措施,也是支撑充电基础设施新建、扩容规划决策的重要基础.为提高电动汽车充电站超短期充电负荷预测的精度,提出一种基于集成学习的充电站超短期充电负荷预测方法.首先,以预测精确度与响应速度为主要目标,使用轻量级梯度提升框架构建基础回归器模型;其次,通过自适应提升方法对基础回归器群进行集成;最后,通过超参数调整与优化,建立基于能量集成轻量梯度提升框架(EEB-LGBM)的双层充电站超短期充电负荷预测模型.算例结果表明,相较于反向传播神经网络、卷积神经长短期记忆网络、差分自回归移动平均模型等预测模型,所提出的基于EEB-LGBM的超短期充电负荷预测模型具有更高的精确度,同时可以大幅度缩短训练时间和降低计算资源需求.

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    19. 潜艇阻力及流场数值仿真策略优化分析
    李鹏, 王超, 孙华伟, 郭春雨
    上海交通大学学报    2022, 56 (4): 506-515.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2020.327
    摘要2112)   HTML188)    PDF(pc) (13748KB)(821)    收藏

    为探寻不同湍流模型对直航潜艇阻力和流场仿真计算的影响,基于STAR-CCM+平台,以标准潜艇模型Sub-off为几何研究对象,采用有限体积法结合10种湍流模型对Sub-off的水动力及流场特征开展数值仿真研究.首先,以LES-Smagorinsky湍流模型开展网格及时间步长收敛性计算.其次,选定合适的网格方案和时间步长,结合10种湍流模型开展特定工况下的仿真计算.最后,利用甄选好的湍流模型分析Sub-off的流场特征.结果表明:10种湍流模型在潜艇的水动力性能及流场特征的预报方面存在较大差异, LES-Smagorinsky湍流模型不仅能较好地预报潜艇的水动力性能及流场平均量,还能准确预报流场的二次量.

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    20. 基于深度学习的智能全局灵敏度分析
    吴庶宸, 戚宗锋, 李建勋
    上海交通大学学报    2022, 56 (7): 840-849.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.191
    摘要1002)   HTML48)    PDF(pc) (1418KB)(821)    收藏

    提出一种将深度学习与灵敏度分析结合的端到端方法, 对深度模型的结构和激活函数进行特殊设计以适应后续灵敏度的计算,深度模型训练的同时对保存的权重信息进行反向传播计算灵敏度.在波士顿房价数据集、航迹融合数据集和G函数上的实验结果表明,所提方法相比于Sobol’法等经典方法在参数分布不均匀时准确性更高, 具备更强的鲁棒性, 相比于使用传统神经网络的方法准确性更高.此外,通过实验验证了基于深度学习模型的样本参数灵敏度可以优化模型的输出结果.

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    21. 面向高比例新能源并网场景的风光-电动车协同调度方法
    李林晏, 韩爽, 乔延辉, 李莉, 刘永前, 阎洁, 刘海东
    上海交通大学学报    2022, 56 (5): 554-563.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.040
    摘要879)   HTML396)    PDF(pc) (1648KB)(819)    收藏

    风光-电动汽车协同调度能够有效降低风光出力和电动汽车无序充电等多重不确定性对电力系统的不利影响.现有优化调度模型多以等效负荷波动最小为优化目标,仅考虑了等效负荷的整体波动性,无法衡量风光出力与负荷的匹配度且并未考虑不同出力场景下风光出力的差异性.针对上述问题,提出一种面向高比例新能源并网场景的风光-电动车协同调度方法.构建基于蒙特卡罗模拟的电动汽车无序充电模型;基于风光出力预测数据,构建基于Gap statistic和K-means++算法的风光出力典型日划分模型;以等效负荷方差和负荷追踪系数最小为双优化目标,构建风光-电动汽车协同调度模型,并采用NSGA-II算法求解.结果表明:所提模型能够有效提升风光出力与负荷的匹配度,降低等效负荷波动性,从而缓解风光出力和电动汽车无序充电等多重不确定性对电力系统的不利影响.

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    22. 冰柱冲击问题的数值仿真分析
    王超, 杨波, 张媛, 郭春雨, 叶礼裕
    上海交通大学学报    2022, 56 (3): 368-378.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2020.278
    摘要3890)   HTML71)    PDF(pc) (4968KB)(799)    收藏

    为研究近场动力学(PD)方法在冰力学行为领域的应用特性及在冰破坏数值预报过程中的参数敏感性,采用常规状态型近场动力方法系统地计算分析了冰柱冲击破坏过程,并进行了参数敏感分析.结果表明:该方法模拟冰冲击过程与试验对比结果基本一致,在选定的时间步长和粒子间距下本文的计算结果收敛.海冰冲击速度、泊松比、弹性模量对海冰冲击过程影响明显,而海冰尺寸和断裂韧度对冲击过程影响较小.文章创新之处在于将状态型PD方法应用于海冰冲击问题中,弥补了键型PD方法限制海冰泊松比的缺点.

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    23. 粤港澳大湾区电力系统低碳转型
    张鹏飞, 徐静怡, 郭巍, 吴蔚, 钟晨, 魏文栋
    上海交通大学学报    2022, 56 (3): 293-302.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.436
    摘要4275)   HTML392)    PDF(pc) (2818KB)(791)    收藏

    我国“碳达峰、碳中和”目标的实现在很大程度上依赖于电力系统的低碳转型,而现有研究很少从区域尺度研究电力系统低碳转型.综合使用政府间气候变化专门委员会温室气体清单编制方法、网络模型分析法量化了粤港澳大湾区电力生产和消费引致的碳排放,并使用对数平均迪氏指数分析法分析了社会经济因素对大湾区电力碳排放的影响.结果表明:香港、澳门电力低碳转型进展缓慢,广东省低碳电力份额持续提高;快速扩大的经济规模和电力需求是大湾区排放增长的最主要驱动因素;外部低碳电力的输入以及部门用电效率的提升抵消了部分排放增长.

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    24. 面向柔性作业车间动态调度的双系统强化学习方法
    刘亚辉, 申兴旺, 顾星海, 彭涛, 鲍劲松, 张丹
    上海交通大学学报    2022, 56 (9): 1262-1275.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.215
    摘要862)   HTML70)    PDF(pc) (4009KB)(787)    收藏

    航天结构件生产过程中批产任务与研发任务并存,个性化小批量研发生产任务导致紧急插单现象频发.为了保障任务如期完成,解决柔性作业车间面临的动态调度问题,以最小化设备平均负载和最小化总完工时间为优化目标,提出了感知-认知双系统驱动的双环深度Q网络方法.感知系统基于知识图谱实现对车间知识的表示并生成多维信息矩阵;认知系统将调度过程分别抽象为资源配置智能体和工序排序智能体两个阶段,分别对应两个优化目标,设计了车间状态矩阵对问题和约束进行描述,调度决策中分步骤引入动作指令;最后分别设计奖励函数实现资源配置决策和工序排序决策的评价.经某动力所航天壳体加工的实例验证和算法对比分析,验证了所提方法的优越性.

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    25. 双馈风电场并网抑制频率振荡控制策略
    刘新宇, 逯芯妍, 曾龙, 郝正航, 赵起放, 李现伟, 郝同盟
    上海交通大学学报    2022, 56 (3): 303-311.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.437
    摘要4201)   HTML247)    PDF(pc) (1481KB)(785)    收藏

    针对大型风电场跨区输送电能时引起的低频振荡问题,提出了一种阻尼系统低频振荡的单神经元自适应比例积分微分(PID)附加阻尼控制策略.通过对双馈风电机组的动态频率响应特性进行分析,构建了一种在单神经元自适应PID控制算法中引入二次型性能指标的风电场阻尼系统振荡控制器.通过对励磁变频器进行自适应调节,促使风电场快速发出有功功率,产生最大正阻尼,抑制系统低频振荡.利用MATLAB搭建含风电场的四机两区域电力系统仿真模型,通过对比验证了所提方法能够在系统发生低频振荡时有效抑制同步发电机功角的摇摆,改善系统惯性响应,降低电网发生低频振荡的风险.

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    26. 面向高比例清洁能源消纳的含灵活性资源电力系统规划方案优选
    郭咏涛, 向月, 刘俊勇
    上海交通大学学报    2023, 57 (9): 1146-1155.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.269
    摘要184)   HTML11)    PDF(pc) (2433KB)(782)    收藏

    高比例清洁能源具有波动性及间歇性等特点,其大规模接入给电力系统灵活性带来巨大挑战.为提升系统可再生能源消纳能力,考虑火电灵活性改造、投建燃气机组和投建储能的多种灵活性资源,建立一种计及多类型灵活性资源功率特性的电力系统规划方案优选模型.通过改进的IEEE 24节点电力系统和12节点天然气互联系统进行仿真分析,验证所提模型的有效性,并从经济性、消纳能力、低碳性等角度对灵活性规划方案进行优选以满足不同的规划需求.

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    27. 面向新型电力系统的可再生能源绿色电力证书差异化配置模型
    张硕, 李薇, 李英姿, 刘强, 曾鸣
    上海交通大学学报    2022, 56 (12): 1561-1571.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.150
    摘要1340)   HTML816)    PDF(pc) (1436KB)(768)    收藏

    实现我国“30·60”双碳目标,能源绿色低碳转型是基础支撑,构建以新能源为主体的新型电力系统是关键举措,绿色电力证书(简称绿证)则是体现可再生能源绿色价值的重要凭证.当前我国绿证分配机制单一,无法有效衡量不同可再生能源发电类型可获得绿色价值的差异性,并发挥其平衡可再生能源协调发展的杠杆作用.为此,从可再生能源发电类型电量兑换绿证的差异化入手,建立考虑可再生能源综合价值的绿证差异化评价指标体系,应用CRITIC法、熵权法和TOPSIS法构建可再生能源电力绿证差异化评价模型.以2030年碳达峰目标为发展场景,分析模型对集中式光伏发电、分布式光伏发电、陆上风力发电和海上风力发电绿色收益的影响,进而修正其发展规划,并提出绿证相关政策建议.所构建的绿证差异化分配模型可为我国绿证市场机制的建设和完善提供相应的辅助决策支持.

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    28. 多源配网主动孤岛恢复过程电压频率波动的平抑方法
    陈春, 高靖, 曹一家, 王炜宇, 赵龙
    上海交通大学学报    2022, 56 (5): 543-553.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.418
    摘要841)   HTML1031)    PDF(pc) (4975KB)(763)    收藏

    多源配网主动孤岛恢复是极端条件下保障关键负荷供电的重要手段,有利于提高配电网的供电可靠性.主动孤岛恢复过程中存在负载和分布式电源组网瞬间产生暂态电压、频率波动的问题,影响孤岛安全稳定运行,严重时还会出现组网失败.为此,考虑储能系统功率响应的快速性,建立基于储能控制的主动孤岛动态组网电压、频率波动平抑模型,设计电压电流双环前馈扰动补偿控制系统,提出改进双环控制的储能系统矢量控制方法,解决了传统V/f控制电压偏移和电压波动过大问题.依据黑启动原则,利用MATLAB/Simulink软件搭建不同控制方式下的仿真模型,仿真结果表明:相较于采用传统V/f控制,基于矢量法的改进双环控制具有较强的抗干扰能力,能够明显改善孤岛黑启动自组网过程和孤岛并入主网瞬间的电压及频率波动,提高系统的动态响应性能.

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    29. 基于双通道卷积神经网络的雷达信号识别
    全大英, 陈赟, 唐泽雨, 李世通, 汪晓锋, 金小萍
    上海交通大学学报    2022, 56 (7): 877-885.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.209
    摘要887)   HTML28)    PDF(pc) (4098KB)(755)    收藏

    为解决在低信噪比下特征提取困难、雷达信号识别率低的问题,提出了一种基于Choi-Williams分布(CWD)和多重同步压缩变换(MSST)的双通道卷积神经网络模型.模型通过对雷达信号进行CWD和MSST时频分析,分别获取二维时频图像并进行预处理,然后送入双通道卷积神经网络进行深度特征提取,最后将两路通道获取的特征进行融合,通过卷积神经网络分类器实现对雷达信号的分类识别.仿真结果表明:在信噪比为 -10 dB时,所提模型整体识别准确率能达到96%以上,其在低信噪比下表现优异.

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    30. 基于“能源大脑”的城市区域碳排放实时计算方法
    陈赟, 沈浩, 王佳裕, 赵文恺, 潘智俊, 王晓慧, 肖银璟
    上海交通大学学报    2022, 56 (9): 1111-1117.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.364
    摘要1018)   HTML782)    PDF(pc) (851KB)(754)    收藏

    现有碳排放计算方法不能很好地满足碳排放区域逐渐细化和实时需求.为保证碳排放责任分摊的实时和准确,提出一种城市区域碳排放实时计算方法.利用改进的K-means聚类算法,对城市区域能源负荷的运行时段和运行场景进行聚类组合,得到典型碳排放特征.将区域单位电力碳排放量作为碳排放指标;归类运行时段和场景,计算各簇单位电力碳排放量和城市区域碳排放总量.基于中国东部某地区 “能源大脑”中部分能源消费历史数据进行验证,结果表明:该聚类方法和碳排放指标可以有效地实时计算城市区域碳排放总量.

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    31. 面向加工领域的数字孪生模型自适应迁移方法
    沈慧, 刘世民, 许敏俊, 黄德林, 鲍劲松, 郑小虎
    上海交通大学学报    2022, 56 (1): 70-80.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.167
    摘要1048)   HTML44)    PDF(pc) (6512KB)(754)    收藏

    在多品种小批量生产制造车间中,针对特定场景所建立的数字孪生模型,由于缺乏工况变化的自适应能力,导致加工质量预测精度不足.对此,提出一种数字孪生模型自适应迁移方法.通过搭建可迁移的数字孪生模型,实现机理和算法模型融合的加工质量在线预测;提出数字孪生模型迁移流程和迁移策略,基于特征数据分析计算,选择待迁移的源模型;同时,结合迁移学习理论实现简单和复杂变工况下的数字孪生模型迁移.以钻削加工为例,搭建钻削实验平台并对数字孪生模型迁移的可行性进行验证.研究结果表明,变化工况下,迁移后模型仍能保持预测误差低于1.5%.该方法为提高数字孪生模型自适应能力提供了新的思路.

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    32. 撤稿:基于深度强化学习的电网拓扑优化及潮流控制
    周毅, 周良才, 丁佳立, 高佳宁
    上海交通大学学报    2021, 55 (S2): 7-14.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.S2.002
    摘要966)      PDF(pc) (376KB)(748)    收藏

    该文与Tu Lan, Jiajun Duan, Bei Zhang, Di Shi, Zhiwei Wang, RuishengDiao, Xiaohu Zhang已发表在2020 IEEE Power & Energy Society GeneralMeeting (PESGM)内容有相似性。 

    本文作者团队与PESGM论文团队是项目合作甲方、乙方关系,根据合同规定,知识产权归本文团队所有,但考虑到PESGM论文(乙方团队)发表更早,两篇论文有相似性,故作者申请撤稿。

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    33. 大规模光伏发电经串补输电线路并网系统强迫次同步振荡机制
    林勇, 康佳乐, 余浩, 陈鸿琳, 杨彦霁, 陈武晖
    上海交通大学学报    2022, 56 (9): 1118-1127.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.415
    摘要691)   HTML132)    PDF(pc) (1463KB)(742)    收藏

    大规模光伏经串补并网系统存在次同步振荡失稳风险,传统研究一般基于负阻尼振荡理论对此进行解释.本文将因最大功率跟踪控制(MPPT)导致的光伏间谐波作为扰动源,大规模光伏经串补并网系统作为受迫系统,采用强迫振荡理论揭示光伏发电基于扰动式MPPT与串补并网系统相互作用的次同步振荡机制,并在PSCAD/EMTDC仿真平台进行验证.结果表明:基于扰动式MPPT的光伏逆变器因交直流侧的调制耦合作用向系统输出间谐波电流,当该间谐波频率与系统固有弱阻尼模式频率接近时,可能导致严重的强迫次同步振荡问题,对系统稳定性造成冲击;算例仿真验证了所提理论的正确性.

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    34. 纳秒脉冲放电参数对点火性能的影响
    刘静远, 王宁, 赵庆武, 熊勇, 程勇
    上海交通大学学报    2022, 56 (1): 28-34.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.033
    摘要729)   HTML13)    PDF(pc) (1129KB)(740)    收藏

    基于定容燃烧弹探究纳秒脉冲放电在不同脉冲电压、不同脉冲间隔下的放电特性,比较不同放电参数对甲烷/空气混合气点火成功率和着火延迟的影响.研究结果表明,减小脉冲间隔,可以合理利用脉冲之间的耦合作用,提高放电能量利用率;增大脉冲电压、脉冲数量和减小脉冲间隔可以扩大甲烷/空气混合气的着火界限;增大脉冲电压和减小脉冲间隔均可以有效降低着火延迟.

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    35. 基于胶层填充的薄板包边成形数值模拟及实验研究
    唐耿林, 李建军, 李元辉, 张珑耀, 朱文峰
    上海交通大学学报    2022, 56 (4): 523-531.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2020.429
    摘要2006)   HTML139)    PDF(pc) (11461KB)(737)    收藏

    基于包边模型几何尺寸定义胶层填充率,通过有限元-光滑粒子流体动力学(FEM-SPH)法建立含胶包边工艺数值模拟模型,并与含胶包边实验进行对比验证,实现了折边胶直径、离边距、包边厚度对填充率影响的定量研究.研究结果表明:实验所得胶层流动、最终填充状态与数值模拟结果的一致性较好,实验所得胶层填充率与数值模拟结果吻合度较高,以此验证了数值模拟模型的可行性和准确性.进一步分析表明:折边胶直径、离边距、包边厚度对填充率的影响依次减小,并拟合得到填充率关于折边胶直径、离边距、包边厚度等工艺参数的关系式,为车身薄板含胶包边工艺的优化设计提供依据.

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    36. 基于无人机航拍的绝缘子掉串实时检测研究
    李登攀, 任晓明, 颜楠楠
    上海交通大学学报    2022, 56 (8): 994-1003.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.416
    摘要747)   HTML396)    PDF(pc) (28565KB)(737)    收藏

    由无人机代替人工进行电力绝缘子巡检具有重要意义,针对无人机的上位机算力和存储资源有限的问题,提出一种适用于绝缘子掉串故障检测的实时目标检测改进算法.以YOLOv5s检测网络为基础,将颈部结构中路径聚合网络替换为双向特征金字塔网络,以提升特征融合能力;使用DIoU优化损失函数,对模型进行γ系数的通道剪枝和微调,总体上提升检测网络的精度、速度和部署能力;在网络输出处进行图像增强以提升算法可用性.在特殊扩增的绝缘子故障数据集下测试,相较于原始的YOLOv5s算法,改进算法在精度平均值上提升了3.91%,速度提升了25.6%,模型体积下降了59.1%.

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    37. 基于模型预测控制的分布式储能型风力发电场惯性控制策略
    沈阳武, 宋兴荣, 罗紫韧, 沈非凡, 黄晟
    上海交通大学学报    2022, 56 (10): 1285-1293.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.134
    摘要904)   HTML1099)    PDF(pc) (1641KB)(735)    收藏

    分布式储能型(DES)风力发电机组是解决规模化风力发电接入引起系统频率稳定问题的有效手段.提出一种基于模型预测控制(MPC)的分布式储能型风力发电场惯性控制方法,首先建立分布式储能型风力发电场的线性化预测模型,在此基础上结合MPC控制框架,设计考虑储能损耗成本和风机转子转速均衡变化的MPC惯性控制优化模型和策略,以实现惯量控制期间风力发电机组转子转速的均衡变化.仿真结果表明:所提控制策略可以有效协调分布式储能型风力发电机组中风力发电单元和储能系统单元的有功功率输出,降低储能系统的充放电损耗成本,并保证风力发电场内所有风机转速在惯性控制期间趋于平均,避免由于风机转速下降过度而导致风力发电机组退出调频的问题.分布式储能型风力发电场惯性控制策略有利于提高电网频率稳定性,对保障电网的安全运行具有重要意义.

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    38. 一种新型天气分型方法及其在光伏功率预测中的应用
    李芬, 周尔畅, 孙改平, 白永清, 童力, 刘邦银, 赵晋斌
    上海交通大学学报    2021, 55 (12): 1510-1519.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.264
    摘要1098)   HTML143)    PDF(pc) (1327KB)(732)    收藏

    为提高光伏功率预测准确率提出了一种新的天气分型方法,该方法首先按总云量大小区分晴天和云天,然后根据太阳被遮蔽的程度将云天进一步细分为三类.该方法能有效识别影响光伏出力的关键气象环境因子特征,并对其加权求和得到新型分类指标Sky Condition Factor(SCF).该方法物理意义明确,区分度较好且易于量化.对天气类型合理细分后,可消除众多气象环境因子之间的耦合关系,降低输入变量维度,易于统计建模.最后分别基于原理和统计方法进行建模验证,结果显示该方法可以有效提高光伏功率预测的准确率.

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    39. 基于新型双环控制的LC型逆变器研究
    李双, 施建强
    上海交通大学学报    2022, 56 (9): 1139-1147.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.275
    摘要902)   HTML129)    PDF(pc) (1553KB)(729)    收藏

    为提高LC型逆变器的电压跟踪和抗扰性能,提出了一种新型电压电流双环控制策略.首先,引入虚拟电阻后对消零极点,将电压环整定为一阶惯性环节,从而减小电压跟踪时的超调;其次,采用次速电流环控制方法提高电流环的响应速度,进而抑制暂态时的电压突变;最后,分析电压恢复期产生超调的原因并通过自适应积分器初值消除超调,改善了扰动时的电压波形畸变.所提新型控制策略在传统双环控制的基础上,分别对电压环和电流环算法进行改进,针对性地解决了后者阶跃响应和抗负载扰动性能不足的缺点,MATLAB/Simulink模型的仿真结果验证了该方法的可行性和有效性.

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    40. 一种新型的疲劳强度预测模型
    段红燕, 唐国鑫, 盛捷, 曹孟杰, 裴磊, 田宏伟
    上海交通大学学报    2022, 56 (6): 801-808.   DOI: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.051
    摘要1079)   HTML123)    PDF(pc) (1208KB)(724)    收藏

    疲劳破坏是工程应用构件失效的最主要原因之一.但由于疲劳实验成本过高,有必要用力学性能对疲劳强度进行预测.基于真实应力应变曲线,建立了一种新型的疲劳强度预测模型,并运用这种模型计算疲劳强度,与“升降法”和Basquin公式计算的疲劳强度作对比.结果表明:该模型仅需通过抗拉强度和加工硬化强度就可得到材料的疲劳强度,并且适用于其他钢种,极大地节约了成本,精确度也较高.

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