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期刊信息/Journal information
湖南大学学报（自然科学版）
湖南大学
湖南大学学报（自然科学版）

湖南大学

王道平

月刊

1674-2974

hdxbzkb@hnu.cn

0731-88822870

410082

湖南省长沙市岳麓区湖南大学期刊社行政办公室

湖南大学学报（自然科学版）/Journal Journal of Hunan University(Natural Sciences)CSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是由教育部主管、湖南大学主办的综合性学术理论刊物，双月刊，面向国内外公开出版发行。主要报道湖南大学自然科学领域最新研究成果，也适当发表国内外同行专家的优秀学术论文。
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    基于多目标协调的混合储能功率自适应分配方法

    陈燕东刘燕军张松谢志为...
    1-11页
    查看更多>>摘要：混合储能具有良好的功率可控特性，在孤岛微网中常被用作功率缓冲器，补偿分布式电源和负荷多变的功率潮流。围绕储能的功率响应问题，本文设计了混合储能的功率控制方案，并提出了一种基于多目标协调的子单元功率自适应分配方法。首先基于对母线功率供求平衡关系的分析，设计了主从并联型储能功率控制方案。其次利用积分器的"时空调零"特性，实现了子单元的功率自主分配;基于此，考虑了不同荷电状态(SOC)下储能最大充放电功率的差异，设计了子单元的SOC分层管理和多目标功率协调策略。仿真结果表明，所提策略实现的功率分配效果满足子单元的功率响应特性;随着超级电容SOCscn偏移加深，所提策略对SOCscn的优化能力越强，初始SOCscn为97％时能提高10。10％的优化性能，这保障了超级电容作为电压源的功率输出能力;所提策略降低了超级电容常态下的蓄电池的输出深度，蓄电池的最大功率深度降低了46。70％，这提高了蓄电池的使用寿命。

    孤岛微电网混合储能功率控制SOC分层管理多目标协调功率自适应分配

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    基于有限时间观测器的光储系统母线电压互补滑模控制

    皇金锋杨振宇
    12-21页
    查看更多>>摘要：针对光储直流微网混合储能系统易受能源间歇性输入、负载随机性扰动以及功率流向切换等干扰，会造成母线电压波动、系统功率失稳等问题，提出一种基于有限时间观测器的互补滑模控制(FTESO+CSMC)策略。首先，根据混合储能元件的高低频特性，对系统差额功率进行电流等效分配。然后，设计有限时间扩张状态观测器，对系统受到的总扰动进行观测，并将扰动观测值作为前馈项输入互补滑模控制器中，对系统扰动进行补偿，保证系统状态在有限时间内达到收敛，提高了系统的快速性和抗扰性，并根据Lyapunov理论证明了控制系统的稳定性。最后，基于MATLAB仿真平台，对多种模拟工况进行仿真，仿真结果表明，相较于传统控制策略，本文所提控制具有更快的响应速度以及更好的抗扰性能。

    光储直流微网混合储能母线电压有限时间观测器互补滑模

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    考虑风电不确定性的电气综合能源系统混合尺度调控

    谭阳红惠玲利杨勃郭潇潇...
    22-32页
    查看更多>>摘要：为改善电-气互联综合能源系统中风电出力不确定性和多能传输差异对调控过程的影响，提出了基于改进小波融合算法的混合尺度调控方法。首先采用区间数学的方法，对系统中风电功率不确定性进行表示并给出风电处理策略。其次，考虑到不同能源传输特性的差异，提出了改进的小波融合算法，即先对电力网络中传感器信号数据进行多个不同小波基的多尺度分解，再对天然气系统信号数据中使用相同小波基分解的信号在混合尺度上实施加权数据融合，进行不同小波基的逆变换后得到融合信号。最后基于所搭建仿真模型，对比分析了不同调控方法的调控效果。结果表明本文所提方法的调控结果优于DMPC(分布式模型预测控制)滚动优化调控结果，且在改善了系统运行经济性的同时也提高了系统稳定性。

    综合能源系统混合尺度调控模型改进小波融合算法风电不确定性

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    一种适用于混合双极直流输电的纵联方向保护方法

    高淑萍李元泽宋国兵左俊杰...
    33-44页
    查看更多>>摘要：直流输电线路通常是以大电感和直流滤波器作为边界，故障行波在边界发生折射和反射时，其行波能量也会因为电感和滤波器的存在而被吸收，导致区内、外高频行波能量产生差异。当故障发生为正方向故障时，其高频前行波能量小于高频反行波能量;当故障发生为反方向故障时，其高频前行波能量大于高频反行波能量。由此特征提出了一种基于前、反行波高频能量差异的纵联方向保护，该保护采用小波包变换提取行波的高频能量，利用前行波与反行波在区内故障和区外故障时的高频能量差异判别故障。仿真结果表明，该保护能快速准确地识别故障，并且不受故障类型、过渡电阻以及故障发生位置距离和噪声的影响，具有一定的实用性。

    行波保护混合直流输电高频行波能量小波包变换纵联方向保护

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    导线倾角与覆冰过程扭转因素对覆冰形状特性影响研究

    周超孟凡泽黄钢姬昆鹏...
    45-56页
    查看更多>>摘要：输电导线覆冰严重威胁电网运行安全，准确预测导线覆冰形状和增长趋势，可以有效预防次生灾害的发生。已有输电导线覆冰增长预测模型较少考虑覆冰偏心扭转对导线表面覆冰形状的影响。为此，综合考虑覆冰偏心、风速等对导线的耦合扭转特性，建立输电导线动态扭转覆冰预测模型。基于预测模型对导线表面覆冰形状进行预测模拟并与文献实验数据对比，验证了模型的有效性。利用预测模型，进一步讨论导线倾角及温度、风速和MVD(水滴中值直径)对冰形和扭转速度的影响。研究发现，导线迎风面覆冰厚度随着倾斜角度的增加，分层现象逐渐明显。与水平布置(零倾角)导线对比，倾斜角度为60°时，导线覆冰面积分别增加18。26％(覆冰125 min)、26。30％(覆冰245 min)，扭转角度分别增加10。4°(覆冰125 min)、16。2°(覆冰245 min)，冰形呈"沟壑"状。

    输电导线覆冰偏心冰形倾斜积冰面积角度

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    基于时空图注意力的短期电力负荷预测方法

    李文英杨高才文明罗姝晨...
    57-67页
    查看更多>>摘要：准确的电力负荷预测对现代电力系统的安全经济运行至关重要。电力负荷预测可以表述为一个具有一定潜在空间依赖性的多变量时序预测问题。然而，大多数现有的电力负荷预测工作未能探索这种空间依赖关系。基于此，本文提出了一种基于时空图注意网络的短期电力负荷预测方法。提出一种基于时空图注意网络模块，该模块使用图注意层实现自适应的捕捉各用户间的潜在空间依赖性，同时使用门控卷积注意力层对各用户用电量在时间维度上进行自适应拟合，以提高网络的预测精度。实际数据实验表明，本文提出的模型整体预测精度提高明显，特别是在一定程度上缓解了长程预测精度恶化的问题，验证了所提方法的有效性与可行性。

    电力负荷预测小世界网络时空图注意力门控扩张因果卷积

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    基于新型相似日选取和VMD-NGO-BiGRU的短期光伏功率预测

    王瑞张璐婷逯静
    68-80页
    查看更多>>摘要：光伏功率预测在现代电力系统调度和运行中起着重要作用。针对光伏发电功率的多变性和复杂性，提出了一种基于新型相似日选取和北方苍鹰算法(Northern Goshawk Optimization，NGO)优化双向门控循环单元(Bidirectional Gated Recurrent Unit，BiGRU)的短期光伏功率预测方法。首先，利用斯皮尔曼相关系数选取主要气象因子，通过变分模态分解(Variational Mode Decomposition，VMD)将原始光伏功率和最大气象因子分解重构为一系列子信号。其次，通过构建新的评价指标筛选出相似日数据集，利用一组BiGRU建立以相似日子信号为网络输入的深度学习模型，并利用NGO对每个BiGRU网络的超参数进行有效优化。最后，对各子信号的预测结果进行综合，得到最终的光伏功率预测值。仿真结果表明，所提混合深度学习方法在预测精度和计算效率方面均优于其他方法。

    光伏功率预测变分模态分解双向门控循环单元北方苍鹰算法

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    双三相永磁同步电机改进型模型预测电流控制

    高锋阳徐昊杨凯文史志龙...
    81-92页
    查看更多>>摘要：针对双三相永磁同步电机模型预测共模电压抑制方法存在寻优计算量大、开关频率较高、稳态性能不佳的问题，提出一种改进型模型预测电流控制。首先，改进六相两电平逆变器，降低零矢量共模电压幅值;其次，选择小共模电压矢量构造虚拟电压矢量，简化价值函数的同时减小共模电压和电流谐波含量;再次，通过计算参考电压矢量直接选择最优电压矢量以减少寻优次数，并引入占空比控制提升电机控制精度，改善电机稳态性能。最后，仿真对比传统模型预测电流控制、RCMV(Reduced Common Mode Voltage)-1、RCMV-2和所提控制方法。结果表明，所提控制方法在减小共模电压的同时，降低了转矩脉动和谐波电流，且较RCMV-2方法开关频率明显降低;此外，寻优代码执行时间相较于RCMV-1和RCMV-2分别降低了约91％和65％，减小了计算量。

    双三相永磁同步电机模型预测控制共模电压开关频率

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    基于DREAM_ZS算法的EIT电阻率反演方法研究

    李颖马重蕾赵营鸽王冠雄...
    93-103页
    查看更多>>摘要：针对电阻抗成像(EIT)中的电阻率反演及其不确定性量化问题，提出基于贝叶斯理论的不确定性分析方法。首先，利用反向传播(BP)神经网络模型作为正问题替代模型，取得了计算精度高的结果，并且大大提高计算效率。然后，采用基于贝叶斯理论的自适应差分进化Metropolis抽样(DREAM_ZS)算法对电阻率进行反演，并对不同激励模式和不同先验分布进行了对比分析。对模拟头部的4层同心圆模型的反演结果显示，DREAM_ZS抽样算法能够对4个参数进行准确识别，相对激励模式的反演效果最优。4个参数的不确定性程度不同，头皮电阻率不确定性最小，敏感性最强，其次是颅骨，大脑和脑脊液的不确定性较大。进而，对高维参数的圆模型进行仿真，采用相对激励模式，DREAM_ZS抽样算法能够准确反演二维圆模型的各个参数。参数的先验分布为正态分布时，与均匀分布相比，其反演结果不确定性小，对算法的识别效果更强。

    电阻抗成像参数反演贝叶斯理论BP神经网络DREAM_ZS算法

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    基于SiGe BiCMOS的全集成射频功率放大器设计

    傅海鹏项德才
    104-110页
    查看更多>>摘要：提出了一种基于SiGe BiCMOS工艺的适用于移动设备的紧凑全集成功率放大器。设计采用cascode驱动级与共发射极功率级级联以提高放大器的功率增益，片上集成CMOS电源以提供偏置电流，采用分布式的镇流电阻和具有热负反馈效果的偏置电路补偿结温以防止放大器在高温工作时失效，并且采用一种紧凑的电路级的热耦合模型对所提出的热稳定措施进行仿真验证。后仿结果表明:PA在3。3 V供电下、2。4～2。5 GHz的工作范围内输出增益为32。5 dB，S11&S22<-10 dB，1 dB压缩点处的输出功率为25。4 dBm，在25℃的环境温度下最高结温小于65℃(饱和)。芯片面积仅为1。25×0。76 mm2。测试结果表明:在-45～85℃的工作环境下，可以在增益要求为26。5～32。9 dB的应用中正常工作。1 dB压缩点处的输出功率为24。3 dBm。采用20 MHz 64-QAM OFDM信号测试，DEVM达到-30 dB的输出功率为18。1 dBm。

    功率放大器异质结双极晶体管锗硅工艺

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