- 秦文萍;魏琦;蔡逸天;韩肖清;燕铮;赵凯;
【目的】高比例新能源经电力电子器件并网给电力系统配电网的安全稳定运行带来严峻挑战，进一步提高了对继电保护的要求，由此提出的控保协同技术对于新型电力系统具有重要意义，但在此方面的研究还相对较少。【方法】首先概述了新能源并网换流器的发展及应用；其次，介绍了控保协同技术的基本原理和研究现状；最后，综述了高比例新能源并网后配电网中的控保协同方案，并对新型电力系统配电网控保协同未来的研究方向和重点进行了展望。【结论】为相关科研人员及相关企业提供详尽的学术资料。
2025年03期 v.56;No.259 365-380页 [查看摘要][在线阅读][下载 2335K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：1 ] - 肖春;
【目的】新能源发电大幅度地接入电力系统，使其频率稳定性与电能质量受到了严峻挑战。为解决电能质量的频率稳定问题，采用储能电池系统辅助调频，提出了一种用于储能二次调频的容量优化配置模型，然后利用蚁狮优化算法对该模型的参数进行优化求解。【方法】由于优化配置模型需要大量实际参数，根据二次调频的特点构建了储能的出力仿真模型，用于给优化配置模型提供参数。之后，考虑基本动作出力和一定的容量裕度，建立了储能的二次调频出力模型，并利用蚁狮算法对优化配置模型进行求解。【结果】设计3组实验进行对比分析，证明所提出的方法设置容量裕度的有效性，在一定程度上可以增加收益，为新能源接入后的电网频率稳定提供方法。
2025年03期 v.56;No.259 381-389页 [查看摘要][在线阅读][下载 2301K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：1 ] - 赵熙临;陈潇;
【目的】大规模可再生能源并网造成电网频率控制过程中等效转动惯量降低和传统火电机组调频备用容量不足等问题，电池储能系统（BESS）以其响应快速和调节灵活的特点，对该问题的解决起到很好的辅助作用。但BESS个体的个性化特征使其参与电网调频时需要更精细化的控制策略。【方法】首先根据荷电状态（SOC）对电池进行分组形成储能单元，构建多储能单元协同参与电网一次调频的系统模型；然后，通过分析不同环境下电池开路电压与SOC的关系确定电池合理的充放电范围，并且根据电池单元间SOC的差异性设计各单元协同策略，在实现调频需求的同时兼顾电池运行安全；在此基础上，以调频效果及电池能量损耗最优为目标，进行优化问题的设计与求解，用于储能系统各单元协同的优化调整。【结果】基于Matlab/Simulink进行仿真验证，结果表明：所提控制策略能够充分挖掘储能电池辅助调频潜力，在调频效果、储能损耗与充放电深度间获得更好的平衡。
2025年03期 v.56;No.259 390-398页 [查看摘要][在线阅读][下载 2290K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：1 ] - 李鹏飞;林泽源;周志勇;刘柚梅;贾燕冰;
【目的】新型电力系统中，高比例新能源并网和复杂多变的负荷需求使灵活性成为电网运行关注的重点，但调节各类资源达到灵活供需平衡的运行方式后对系统静态稳定性的影响还尚未可知。为此，提出一种计及电动汽车可调度潜力等灵活性资源的优化运行策略，并研究了其对系统静态稳定裕度影响。【方法】首先，建立了基于电动汽车可调度潜力评估的电动汽车集群、负荷、外电网、风光、需求响应等灵活性供需模型；其次，提出一种表征更为全面的静态稳定裕度指标评估体系，基于考虑灵活性供需约束的机组出力结果，定量评价灵活运行对系统静态稳定裕度的影响。【结果】经IEEE33节点系统验证，通过对不同场景下的系统静态稳定裕度变化趋势对比分析，验证了所提方法的准确性和有效性。
2025年03期 v.56;No.259 399-409页 [查看摘要][在线阅读][下载 3439K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：1 ] - 谷良;狄婷;杜锋;
【目的】传统的静态防御策略难以满足电力系统在面对多元化增长的Web安全风险时的需求，通过引入拟态防御技术，构建电力系统拟态防御架构，提高电力系统的主动防御能力。现有拟态防御中的调度策略研究的网络对抗过程在时间上是不连续的，无法在连续实时网络攻防对抗中进行灵活决策。【方法】通过引入微分博弈，建立执行体集的状态演化方程，构建电力系统拟态防御架构下的微分博弈调度模型，并采用共态函数的方法求解均衡策略。【结果】仿真结果表明，该方法相比传统静态架构，安全性提高了65.9%，吞吐量仅降低了15%。同时与传统拟态防御博弈模型相比，安全性提高了约36%。
2025年03期 v.56;No.259 410-418页 [查看摘要][在线阅读][下载 2235K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：1 ] - 李洋;张建亮;赵敏;巫健;韩超;党小燕;王慧芳;
【目的】蓄电池故障常常伴随显著的外观缺陷。针对变电站蓄电池室蓄电池故障检测领域高度依赖人工检测的问题，提出一种基于图像识别的深度学习方法 VoLoNet，用于实时检测监控录像，识别蓄电池外观缺陷。【方法】该算法基于YOLO v4框架，设计了新的特征提取网络VoVNet-A，能够有效识别图像细粒度特征；改进了注意力模块CSAM作用于聚合特征，区分聚合特征不同通道、不同区域的重要性，能够有效过滤特征聚合带来的冗余特征；此外，还优化了预选框的选择；采用了多种数据增强手段扩充了缺陷数据，最终提升了蓄电池缺陷的检测效果。【结果】消融实验表明，以上改进能够不同程度地提升检测精度。对比实验表明，相比于常用的目标检测算法Fast RCNN、SSD-VGG16、YOLO v4，该方法对蓄电池缺陷的平均精度均值mAP分别提升11.5%、21.5%和3.3%，每秒处理帧数FPS分别增加16、12和4帧。
2025年03期 v.56;No.259 419-426页 [查看摘要][在线阅读][下载 2197K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：1 ] - 韩陆阳;张文慧;宋子泽;郝晓燕;
【目的】现有的充电站负荷预测基本使用传统的统计模拟方法或者通过分析电动汽车（EV）的情况来进行预测，此模型适用性和准确率都不高。针对这种情况，提出对基于快慢充模式下的充电站进行负荷预测。【方法】首先，对影响充电站内各类电动汽车数量的因素进行分析，并使用BP神经网络对充电站内电动汽车数量进行预测；其次，根据各类电动汽车不同的社会功能，分析得到各类电动汽车在各时刻的快慢充需求占比，最后通过LSTM和注意力机制对充电站进行负荷预测。【结果】实验结果表明，采用该方法比现有的方法准确率更高。
2025年03期 v.56;No.259 427-435页 [查看摘要][在线阅读][下载 2566K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：1 ] - 段婕;顾玮;张淑娟;宫鑫;
【目的】为了保证云端数据的隐私性和可检索性，密文检索技术应运而生，然而云计算已无法满足当前数据处理要求。针对云计算密文检索方案存在的效率低下、安全等级较低等问题，提出了一种面向边缘计算的无证书排序密文检索方案。【方法】首先，引入边缘节点实现密文的检索，有效分担了云计算的计算开销，同时减少了数据传输路径中泄露的风险；其次，采用无证书公钥密码体系，用户公私钥由自身生成并管理，解决了传统方案中密钥托管和证书管理问题，提高了系统的安全性；最后，通过对索引和陷门的分块，过滤掉与查询无关的关键词，利用安全KNN(knearest neighbor)算法计算文档相似性，提高了检索效率及准确率，同时可实现排序的密文检索。【结果】实验结果表明，所提方案在已知背景威胁模型下是安全的，并具有较高的效率。
2025年03期 v.56;No.259 436-444页 [查看摘要][在线阅读][下载 2087K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：1 ] - 成功;张峥;王小波;卫泽;李平伟;
【目的】换相失败是采用电网换相换流器的特高压直流输电（LCC-UHVDC）系统中常见故障之一。为了减少直流输电发生换相失败的概率，不少学者已经在换相失败控制策略方面进行了大量研究，目前普遍采用的是换相失败预防控制（CFPREV）策略，研究发现，该控制策略容易受故障合闸角的影响，使得在某些故障情况下触发角不能及时被触发，进而引发换相失败。【方法】在CFPREV的基础上，提出了一种计及故障合闸角的特高压直流输电换相失败预防控制策略，该策略利用皮尔逊（Pearson）系数实时反应故障前后耗散能量波形变化，可以提高CFPREV启动速度，一定程度上避免换相失败。【结果】在MATLAB/SIMULINK中搭建了特高压直流输电系统仿真算例，仿真结果验证了所提抑制策略的有效性。
2025年03期 v.56;No.259 445-452页 [查看摘要][在线阅读][下载 2282K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：1 ] - 张彦杰;王辉;李延;张兴;张亮;袁艳芳;时振通;
【目的】为了在现有电力物联网的基础上，实现细粒度的访问控制。【方法】以SM9算法为基础，提出一种适用于电力物联网场景下的基于密文策略的属性加密（CP-ABE）方案。【结果】一方面，方案利用多授权机构管理机制，解决单授权机构易引起的密钥托管问题，并通过建立两级密钥生成架构，实现恶意用户的可追踪和基于代理的属性直接撤销机制。另一方面，方案利用加解密计算外包技术，减少电力终端设备在计算、存储和通信等方面的资源消耗。通过安全性与性能分析，表明该方案在DBDH假设下满足IND-CPA安全，且相较于现有方案，该方案中终端设备的资源开销更小且固定。
2025年03期 v.56;No.259 453-464页 [查看摘要][在线阅读][下载 2221K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：1 ]
- 王鑫;黄樱;牛保宁;吴世强;兰方鹏;关虎;
【目的】数字音频水印技术是指将具有特定意义的水印信号嵌入到原始音频信号中，并在需要时可将水印信号提取出来的技术。该技术在版权保护、内容认证、保密通信等领域有着重要的应用。随着音频编辑软件和在线音频编辑网站日益成熟，对音频进行修改变得越来越便捷，对音频进行倍速是一种常见的修改，但现有的数字音频水印算法对音频倍速攻击的鲁棒性有待提高，不能很好地抵抗这种修改。针对这一问题，提出基于波形相似重叠加法和幅值重排的音频水印算法。【方法】该算法基于倍速原理，通过波形相似重叠加法划分音频区域，确定倍速前后均存在的不变区域作为嵌入区域，保证水印在倍速攻击中的稳定性；对嵌入区域进行离散余弦变换后，选取不易感知且抗攻击性好的中频区域，使用幅值重排的方法实现水印嵌入，使该区域在嵌入前后的总能量保持不变，在保证不可感知性的同时提高水印算法对倍速攻击的鲁棒性。【结果】实验结果表明，该算法在保持音频水印不可感知性的同时，能够提高对倍速攻击的鲁棒性，平均误码率小于0.02。
2025年03期 v.56;No.259 465-473页 [查看摘要][在线阅读][下载 2151K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘西林;贺贤浩;张昊;岳俊宏;陈泽华;
【目的】针对目前大多数图像水印方案都设计为在单一图像中嵌入水印，会导致效率不够高的问题，探讨将水印同时嵌入两幅图像中，以在保证算法鲁棒性能的前提下提高效率。【方法】首先，通过复数表示法将两幅原始图像组合在一起。然后，采用量化调制的信息嵌入方法将水印嵌入到组合图像的Exponent Fourier矩中，通过修改前后的Exponent Fourier矩的扰动量重构图像生成补偿图像，将原始组合图像与补偿图像叠加得到嵌入水印的组合图像。最后，对嵌入水印的组合图像进行分解，得到两幅加水印的图像。在提取水印时，需要两幅加入水印的图像，然后进行组合，在组合后的图像中提取水印。【结果】实验验证了所提方法的可行性和其较强的鲁棒性，与传统PCET矩的水印方法相比，所提水印方法对5×5中值滤波、5×5均值滤波、方差为0.03的高斯噪声、噪声密度为0.03的椒盐噪声、压缩因子为10的JPEG压缩攻击，其BER值分别降低了36%、44%、45%、59%、29%；在提取水印时，与分别处理两幅图像相比，提取时间缩短了50%。
2025年03期 v.56;No.259 474-484页 [查看摘要][在线阅读][下载 2919K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：0 ] - 于雨晨;吴斯琦;赵清华;吴旭红;王雷;
【目的】针对现有的图卷积网络推荐模型存在的模型收敛效率低、过度平滑、高度节点影响表示学习导致长尾项目推荐效果差等问题，提出基于对比学习的简化图卷积网络推荐算法（SGCN-CL）。【方法】算法采用自监督学习方法为用户项目节点生成多视图进行对比学习，以提高模型推荐精度同时提高模型效率，有效改善对长尾项目的推荐；每个视图都对不同的输入进行相同特征提取任务，提出改进消息传播模式的网络SGCN进行相特征提取，以提升模型效率，改善过度平滑；最后进行多个任务联合优化得到推荐结果。【结果】在Amazon-Book、Yelp2018、Gowalla三个公开数据集上进行算法评估，结果表明推荐召回率在三个数据集上分别提升了15.4%、4.3%、1.4%，归一化折损累计增益（NDCG）分别提升了17.8%、4.1%、1.6%，且模型运行效率提升了55%以上。引入对比学习方法后，在对非热门的长尾项目的推荐效果上也有所提升。
2025年03期 v.56;No.259 485-494页 [查看摘要][在线阅读][下载 2264K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：0 ] - 赵晨;冯秀芳;董云云;温昕;曹若琛;
【目的】双流卷积网络主要通过融合视频的空间流特征和时间流特征以达到较高的识别精度，传统双流卷积使用光流或者时间位移模块来提取时间特征，使用光流的缺点在于光流抽取工作量繁重，而使用时间位移模块的缺点在于会破坏原本视频帧的空间特征和通道特征。【方法】提出了一种双流特征增强网络Two-stream Feature Enhancement Network(TFEN)解决上述问题，针对时间位移导致的特征破坏问题，提出了空间增强时间位移模块Spatial EnhancementTemporal Shift Module(SE-TSM)和通道增强时间位移模块Channel Enhancement-Temporal Shift Module(CE-TSM)，在每次时间位移后进行特征增强以改善特征受损。针对光流问题提出了融合基于帧差的时间流网络，相较于光流，使用帧差耗时短易操作。针对帧差运动信息微弱问题，提出了运动增强模块Sports Improvement Module(SIM)增强运动特征以提高性能。【结果】本文网络在公开视频数据集UCF101和HMDB51上分别达到了96.1%和75.7%的精度，优于目前主流网络。
2025年03期 v.56;No.259 495-505页 [查看摘要][在线阅读][下载 2722K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：0 ] - 石皓宁;杨琨;桑胜波;阳佳;李晟嘉;
【目的】随着低功耗广域组网技术与微型传感器的发展，其在可穿戴设备中得到广泛应用，较好地实现了对生命体征的监测与传输。但现有蓝牙、Wi-Fi等技术在养老院等多节点组网监测的场景中存在组网困难问题，同时受传感器体积限制导致现有系统无法对血压进行有效监测。本文设计并实现了一套基于LoRa通信技术的自组网人体生命体征检测系统。【方法】系统节点在本地解算得出人体心率、血氧、体温与PPG波形特征向量后，利用LoRa射频芯片构建自组织网络。实现了将多节点数据上传至网关，进而上传至服务器的网络。后由服务器端使用BP神经网络计算得出血压数据，通过监测网络将分析结果同步至节点显示。【结果】实验结果表明：系统可实现7个节点终端的正常通信、通信距离最远可达1.55 km，且各生理参数误差均在5%以内，其中血压监测效果符合美国医疗器械促进协会（AAMI）血压测量标准。【结论】系统在护理、养老监测等场景中具有广泛的应用前景。
2025年03期 v.56;No.259 506-514页 [查看摘要][在线阅读][下载 2267K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：0 ] - 常锐云;冯秀芳;张昊;
【目的】为了保证多模态医学图像的安全性，提出了一种基于遗传编码和耦合超混沌映射的多模态医学图像保护算法。【方法】在混沌序列生成阶段，提出了CMC-CTBCS耦合模型，以正弦映射（Sine）和无限折叠映射（ICMIC）作为种子映射，构建出三维Sine-ICMIC级联映射（3D-SICM），并将其应用于多模态医学图像加密的设计。图像加密阶段主要包括三部分：多模态医学图像融合算法、基于边缘检测的零水印认证算法、遗传编码选择加密算法。首先，采用基于相位一致性和局部拉普拉斯能量的NSCT域多模态医学图像融合方案，对磁共振成像（MRI）和单光子发射计算机断层成像（SPECT）进行融合，并在融合过程中实现基于边缘检测的零水印信息认证，进而生成融合后的标记图像，然后采用基于动态DNA编码和6比特RNA-S盒替换的选择性加密方案对标记图像进行加密。【结果】理论分析和数值模拟表明，该算法具有良好的安全性。
2025年03期 v.56;No.259 515-523页 [查看摘要][在线阅读][下载 3844K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘健虎;刘星;谷淼;王浚瞩;张海龙;邓红霞;
【目的】针对步态识别中相机视角或行人遮挡等协变量因素导致的识别准确率急剧下降的问题，提出一种改进的特征增强GaitPart跨视角步态识别方法 IFE-GaitPart(An Improved Feature Enhancement GaitPart)。【方法】该方法将网络模型改进为包含空间特征提取分支和显著时间建模分支的双路并行形式，首先使用卷积网络从原始输入序列中提取浅层特征作为双路径网络的输入，然后在空间特征提取上提出一种非均匀卷积的方式来提取步态的细粒度信息，并融合全局特征来提高空间特征的信息容量，同时在显著时间建模分支上，提出一种自适应的多尺度时间特征提取模块，在时间维度上获得步态的短期依赖和全局时间线索，拼接后得到完整的时间信息。最后，在通道维度上拼接时空特征，采用全连接层输出步态特征。【结果】实验结果表明，在CASIAB数据集上，在正常行走、携带行李和穿着外衣的情况下，分别实现了97.6%、94.5%和81.1%的Rank-1精度，证明了该方法的有效性。
2025年03期 v.56;No.259 524-532页 [查看摘要][在线阅读][下载 2376K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：0 ] - 徐双;秦慧敏;邱兰;董云云;李灯熬;赵菊敏;
【目的】客观评价城市环境空气质量并分析其影响因素，对了解空气质量现状，控制污染源具有重要意义。【方法】依据污染因子浓度监测值构建基于模糊数学综合评价法的环境空气质量评价方法用于长治市的环境空气质量评价，并对首要污染因子与其他污染因子进行斯皮尔曼相关性分析。【结果】采用阶梯型隶属度函数的模糊综合评价法相较AQI(Ambient Air Quality Index)和内梅罗指数法能够综合所有污染因子的作用更加全面评价环境空气质量，且长治市2017—2022共6年间环境空气质量状况在逐渐好转。长治市的首要污染因子为PM_(10)，且与PM_(2.5)、SO_2、NO_2、CO均具有相关性，相关性依次递减，而与O_3不具相关性。通过污染因子时间分布特征分析发现，每年一、四季度PM_(2.5)、PM_(10)、CO、NO_2、S_O2的浓度会上升，二、三季度5种污染因子的浓度呈现下降趋势，并且一、四季度5项污染因子的浓度值高于二、三季度。新冠肺炎疫情暴发期间，所有污染因子均呈现下降趋势，且CO浓度的下降趋势最为明显。
2025年03期 v.56;No.259 543-558页 [查看摘要][在线阅读][下载 3279K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张辉;苏国用;赵东洋;杨宇豪;何凯;
【目的】针对煤矿井下环境非结构化、局部可通行区域窄以及传统A*算法规划路径存在搜索时间长、搜索节点多、路径冗余节点多、路径平滑度较差等问题，提出一种基于改进A*算法的矿用巡检机器人路径规划算法。【方法】首先在传统A*算法的启发函数中引入预估消耗的指数函数和障碍物覆盖率之和，以提高搜索效率，缩短搜索时间；其次改进传统8邻域搜索为9邻域搜索，从而避免无用搜索，减少搜索节点数量；然后通过Floyd算法剔除路径中的冗余节点；最后采用改进3阶贝塞尔曲线完成路径平滑任务。【结果】结果表明：相较于传统A*算法，在特定的20×20、30×30和40×40栅格地图下，改进A*算法使得搜索时间分别缩短44.1%、63.8%和84.8%，搜索节点分别减少31.6%、47.9%和71%；路径平滑算法能够减少路径节点，改善路径平滑度，更适用于矿用巡检机器人的路径规划。
2025年03期 v.56;No.259 559-566页 [查看摘要][在线阅读][下载 3874K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[阅读次数：0 ]