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关键词： 数据增强   条件变分自编码器   变压器故障诊断   数据不平衡  

摘要： 为提升变压器故障诊断的精度,提出了一种基于条件变分自编码器(CVAE)的变压器故障数据增强方法.首先,通过实际样本对CVAE进行有监督的训练,该网络可以充分利用数据的标签信息,生成具有多样性的样本,能减少样本扩充导致的过拟合现象.其次,利用训练好的CVAE生成新的少数类样本,使数据集各类别样本数量达到平衡.最后,将增强后的故障数据作为输入对分类器进行训练,并测试训练好的分类器性能.实验结果表明,CVAE能兼顾数据的整体分布特性和新样本的多样性,增强后的变压器故障数据,对不同分类器的性能都有较好的提升效果;并且在保证各类别样本数量平衡的前提下,继续增加新的样本还能使分类器的性能得到更进一步的提升.

关键词： 变分模态分解   主成分分析   功率预测   长短期记忆网络   联邦学习   海上光伏  

摘要： 功率预测是实现电能供需平衡、维持电网稳定运行的一项重要任务。随着分布式海上光伏系统的发展，光伏利用率不断提升，同时对光伏功率预测提出了更高的要求。针对机器学习方法在光伏功率时间序列预测中存在的样本数量不足、预测精度低以及隐私泄露等问题，本文提出一种基于联邦学习和变分模态分解的长短期记忆神经网络功率预测模型（FL-VMD-LSTM）。利用主成分分析法（PCA）和三次样条插值对气象数据进行预处理，同时利用VMD将光伏功率时间序列分解为多个分量进行分步预测，降低光伏功率时间序列的非平稳性和复杂度。通过横向联邦学习的本地训练和参数聚合方法，实现在保证数据隐私安全情况下的光伏功率预测。通过四个算例进行仿真实验，验证结果表明FL-VMD-LSTM模型在光伏功率预测方面具有较高精度，与传统算法相比RMSE和MAE分别降低了55.7%和55.5%。

关键词： 氢燃料电池船舶   航线划分   航速优化   动力–航行协同优化   粒子群算法  

摘要： [目的]针对复杂航行环境下最优航速难以获取而导致燃料电池船舶能效提升有限的问题，提出基于粒子群算法的燃料电池船舶航速与功率分配策略协同优化方法。[方法]采用K-means对气象环境数据进行空间网格聚类分析并作为航线分段的依据，进而通过船舶航行阻力分析和等效氢耗思想构建燃料电池船舶航速–氢耗模型。同时，以加速度为优化参数设计航速优化值在航段之间传承–链接的优化方式，进而运用粒子群算法对船舶全航程航速和燃料电池输出功率进行优化。[结果]仿真验证结果表明，相较于原航速和传统航速分段优化方法，航速与功率分配策略协同优化方法分别降低了3.85%和1.99%的氢气消耗。[结论]该方法有效提高了短程船舶航行能效，并改善了传统分段优化的航速阶梯分布缺陷问题，可为燃料电池船舶的推广应用提供参考。

关键词： 电池交换站   充电成本   功率调节   遗传特性   用户分配  

摘要： 随着电动摩托车在全球范围内迅速增长，电池交换站因其快速补能、便利性及安全性等优势而被广泛推广。然而，大部分站点面临充电成本高的问题，来源于运营商的充电策略和用户的换电行为。鉴于电池交换站充电功率可调节的特点，且大量电池在充电过程中存在空闲时间，合理利用上述特点有望降低充电成本。因此，本文以换电业务中的电池和用户为研究对象，重点研究电池交换站中电池的充电功率调节和用户分配问题。主要面临以下挑战：首先电池充电功率调节策略受到时变电价和用户分配的双重影响。进一步地，电池和用户的分配方案既需要考虑满足不同时间段的用户换电需求，又需要考虑单体电池在不同充电功率调节策略下产生的充电成本。因此，电池充电功率调节和用户分配相互影响，是一个互为耦合的问题。为了解决上述挑战，本文提出了一种面向时变电价的电池充电功率调节和用户分配的联合调度算法。首先，利用贪心策略为每个电池设计充电功率调节方案。然后，综合单体电池的充电成本和换出电量，基于遗传特性为电池匹配最优用户，从而最小化电池交换站的总充电成本。最后，基于四川成都市44个电池交换站和7334块电池2年的大规模数据集，对所提方法进行了全面评估。实验结果表明，与三种对比算法相比，所提算法的总充电成本平均降低20.8%。

关键词： 绕组形变   矢量化监测   光纤传感   简支绕组横梁  

摘要： 绕组状态监测是变压器监测的重要研究内容，为实现精确的绕组变形方向与变形程度的监测，该文结合简支横梁原理与布里渊光时域分析技术，提出了针对变压器绕组的形变矢量化监测算法。基于材料力学理论推导，建立了布里渊频移量与绕组形变轴向、径向分量关系式，利用布里渊光时域分析技术建立了变压器绕组形变矢量化监测模型。通过对光纤复合导线和内置光纤的35 kV绕组施加轴向形变和径向形变，借助布里渊光时域反射技术完成了形变监测，验证了监测模型的准确性。结果表明，复合导线实验中轴向形变测量误差为6.59%，径向形变测量误差为5.88%；内置光纤的35 kV绕组实验中轴向形变误差为9.63%，径向形变误差为5.04%，验证了绕组形变矢量化监测模型的可行性，实现了绕组形变方向和形变程度监测，有效地提高了绕组形变程度的监测精度。

关键词： 非隔离电力电子变压器   两相-单相   规避短路矢量   三维空间矢量脉宽调制策略  

摘要： 相较于隔离型电力电子变压器(PET)，非隔离电力电子变压器(NI-PET)取消了中间级隔离DC-DC变换器，具有功率密度高、变换级数少的优点。但该拓扑存在的直流电容短路路径限制了其应用领域且对可用开关状态和矢量边界产生的影响尚不明确。因此，该文首先分析单相-单相NI-PET矢量边界与调制度、前后级相位差的关系；其次结合贯通牵引供电系统需求，提出一种适配既有牵引变压器的两相-单相非隔离电力电子变压器，并提出一种规避所提拓扑短路矢量的三维空间矢量脉宽调制(3D-SVPWM)策略；最后结合Vv牵引变压器仿真和实验验证了所提拓扑应用于牵引供电系统的可行性，所提调制策略规避短路路径的有效性。结果表明，所提拓扑在保证系统输入输出特性良好的基础上，实现彻底取消隔离环节，降低牵引供电系统成本。

关键词： 微电网   电池储能   事件驱动机制   竞争合作机制   二分一致性算法  

摘要： 为使电池储能系统(battery energy storage system， BESS)平抑微电网不平衡功率时寿命损耗降低，同时保证其可调节能力，本文提出基于竞争合作机制及改进二分一致性算法(improved bipartite consistency algorithm， IBCA)的BESS低损均衡功率分配策略。首先，为促进单体荷电状态(state of charge， SOC)均衡，建立基于事件驱动机制的BESS分组模型，进一步考虑单体寿命损耗及BESS可调节能力，设计基于竞争合作机制的BESS功率分配模型；其次，计及通信时滞，将状态反馈机制、功率分配加权矩阵及规范变换阵引入二分一致性算法，形成IBCA；继而，设计基于分组功率分配模型的BESS功率分配策略，并利用IBCA完成BESS功率分配；最后，以某微电网典型日不平衡功率为例进行仿真，结果表明，IBCA兼顾了迭代速度、鲁棒性及内存占用量，所提策略有效降低了BESS寿命损耗，促进了单体SOC均衡，实现了功率的快速准确分配，并且实验结果与仿真保持了一致，进一步验证了本文策略的有效性。

关键词： 往返校时   时间同步   小数延时  

摘要： 在时分多址战术数据链通信系统中，端机发送延时抖动将造成时间同步精度下降。为解决该问题，提出了一种基于小数延时滤波器的时间同步方法。首先，使用硬件描述语言设计相位检测电路，以获取基带信号发送延时；然后，利用拉格朗日插值算法构造小数延时滤波器；接着，将相位检测电路与小数延时滤波器相结合，以补偿发送延时；最后，通过现场可编程门阵列对该方法进行实现，并搭建实物测试环境，验证所提方法的有效性。实验结果表明，该方法可有效解决发送延时抖动问题，时间同步精度提高了4.6ns。