基于改进FCM聚类的窃电行为检测

窃电行为检测的主要目的 在于发现窃电用户,降低电力系统运营成本.在此背景下,提出基于改进模糊C均值聚类的窃电行为检测模型,包括因子分析、基于改进模糊C均值聚类的局部离群因子计算、ROC曲线模型评价与调参及最佳检测阈值选取等模块,适用于无大量已知窃电用户样本的情况.首先,通过因子分析对用户用电特征(包括用电负荷数据和电能表异常事件)进行维度规约,提升模型检测效率.再利用遗传模拟退火算法对模糊C均值聚类算法进行改进,对用户用电特征进行检测.最后与现有成熟算法进行比较,验证该模型对窃电行为具有较高的检测准确度.检测模型可输出所有被测用户用电行为离群度得分和窃电概率排序,利用该文检测模型的输出,能够以较高精度检测出窃电行为用户,根据结果进行现场稽查,可提升反窃电工作效率.     

基于生产经营状态识别的低误报率窃电检测二次筛查方法

数据驱动的窃电检测方法主要根据电量及派生指标识别低电量异常,容易受干扰影响误报。利用工商业用户生产经营状态指标大致固定的特点,提出基于生产经营状态识别的窃电二次筛查方法。首先,将检出的低电量异常用户每天的三相功率作为负荷特征,用以标识其当天的用电行为模式及生产经营状态。然后,将每天的负荷特征进行近邻传播聚类。当低电量异常时段负荷特征与正常低电量生产经营状态聚为同类时,认为是用户状态正常转换导致的异常,可排除窃电嫌疑。基于实际窃电数据的测试表明,所提方法可降低误报率。     

面向CPS系统仿真的建模方法研究与设计

CPS仿真建模在构建CPS系统时具有重要意义,不仅能够在系统开发过程中对系统进行验证和测试,而且是模型驱动开发中的重要环节。CPS系统通过精化和提炼可分为物理实体和计算实体,采用具有动态连续性、基于时间的运动状态行为模型构建物理实体;计算实体模型则采用基于有限状态机的离散系统行为模型进行构建。通过面向时间的状态精化对两种行为模型进行扩展,将两种扩展模型进行融合,完成CPS系统的建模仿真。分析了构建计算实体模型的统一建模语言(UML)以及构建物理实体模型的simulink/RTW建模工具的可行性,提出了基于UML框架的两种异质模型融合方法。     

离散广义系统的正实性分析

目的研究离散广义系统严格正实分析和控制问题．方法使用分块矩阵、等价变换等代数方法，证明了离散广义系统严格正实的充分必要条件．结果得出了等价情形的新正实定理．结论为寻找用简单方法通过线性矩阵不等式（LMI）构造正实反馈控制器，进一步处理非正实系统实现问题奠定了理论基础．     

基于SA-ELM的声学层析成像温度分布重建算法

在化工领域中,获取准确的温度分布信息具有极其重要的意义。声学层析成像（AT）具有非侵入传感、廉价等优点,因而被认为是一种具有广阔发展前景的可视化温度分布测量方法。将AT用于温度分布测量,提出一种SA-ELM算法改进重建质量。首先,利用稳健估计建立了基于L1范数的目标泛函,采用模拟退火算法（SA）对目标泛函进行求解,得到粗网格下的温度分布;最后,采用极限学习机（ELM）来预测经细化网格后的温度分布。数值仿真和实验研究途径评估该方法的可行性与有效性,结果表明SA-ELM算法能够有效提高温度分布重建质量和鲁棒性,从而为AT反问题的求解提供了一种新的有效方法。     

基于格兰杰归因分析的高损台区窃电检测

配电台区中,用户窃电将增大台区线损电量,窃电电量直接对应非技术线损,并与台区线损电量间存在因果关系。分析指出,常见窃电手法中窃电用户的窃电量多与电表计量电量呈正相关关系,这将使得线损电量与窃电用户的计量电量之间存在隐含的因果关系。以此为基础,提出基于格兰杰归因分析的高损台区窃电检测方法。通过协整检验及格兰杰检验分析用户用电量与台区线损时间序列间的长期趋势及格兰杰因果关系,将对台区线损影响突出的用户识别为窃电用户。基于实际高损台区和高损线路用户数据的测试算例和现场稽查验证了所提方法的有效性。     

过程控制抗干扰技术的探讨

干扰是过程控制中经常遇到的不利因素，为了使自动控制系统安全可靠地运行，必须提高自动控制系统的抗干扰能力，探讨了抗干扰的各种措施与技术。     

基于磁弛豫开关的免疫传感器检测自来水和脱脂牛奶中的雌二醇

目的 建立磁弛豫开关（magnetic relaxation switch,MRS）免疫传感器检测自来水和脱脂牛奶中雌二醇（Estradiol,E2）残留的检测方法。方法 首先通过1-（3-二甲基氨基丙基）-3-乙基碳化二亚胺（1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride,EDC）和N-羟基丁二酰亚胺（n-hydroxysuccinimide,NHS）反应将雌二醇抗体（E2-Ab）和雌二醇全抗原（E2-BSA）分别偶联在磁纳米粒子（magnetic nanoparticles,MNP）表面,利用透射电子显微镜和动态光散射法等方法对偶联前后状态进行表征,而后添加游离E2于检测体系中与E2-BSA竞争反应1 h,将反应溶液转移到核磁共振管中,使用核磁共振交联密度分析测量仪器对横向弛豫时间（T2)进行测定,进而对E2定量分析。结果 在磁珠偶联抗体（MNP-Ab）浓度为5 μg/mL,磁珠偶联全抗原（MNP-E2-BSA)为50 μg/mL及孵育时间为90 min的优化条件下,该传感方法的横向弛豫时间变化（△T2）与E2浓度的对数在0.01~100 ng/mL的范围内呈良好的线性关系,检出限为0.01 ng/mL。对自来水样品和脱脂牛奶在0.5、5和50 ng/mL添加水平的回收率分别为93.55%~118%和91.25%~107.32%,相对标准差（relative standard deviation,RSD）小于4.82%。结论 该方法快速、准确、灵敏,为食品安全风险因子快速检测提供一种更为有效的手段。     

数据驱动窃电检测方法综述与低误报率研究展望

配电系统窃电是造成电网非技术损失的主要原因,是供电企业运营管理中长期面对的痼疾。用电信息采集系统采集的海量用户数据使得开展数据驱动的用电异常检测、准确识别窃电用户成为可能。受用户用电行为多样性影响,数据驱动的窃电检测方法的误报率在某些场景下尚难以满足实践需求,严重制约了该类方法的工程应用。首先,介绍了窃电实现手法;然后,梳理了在实践中得到工程应用的窃电检测方法以及数据驱动窃电检测方法的基本思路和局限性;在此基础上,结合工程应用对窃电检测评价指标的差异性需求,分析指出提取的可用信息不足、特征指标项灵敏性和可靠性不高是阻碍数据驱动窃电检测方法走向工程实用的主要原因。最后,从算法设计、状态空间细分以及特征指标项设计选择等不同层面对低误报率窃电检测进行了展望。     

基于异构模型融合的CPS系统仿真建模方法研究

单一的离散系统仿真或连续系统仿真已无法满足复杂的CPS系统仿真需求。结合CPS一体化模型的3类 实体,对计算实体构建基于事件驱动的离散事件仿真模型(UML模型),对物理实体构建基于动态连续时间坐标的连 续时间仿真模型(Simulink模型),并以刻画计算实体和物理实体的交互接口和行为特征为目的,进行协同仿真,构建 交互实体模型。给出并分析了UM工丫Simulink协同建模的优点,研究并分析了3种不同的模型融合方法,结合无人机 模型,从模型级对CPS一体化模型的融合进行了分析设计。