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基于目标识别及跟踪的海洋接地极电流场下鲟鱼避让行为电流密度阈值研究
Study on current density threshold of sturgeon avoidance behavior in marine grounding electrode current field based on target recognition and tracking
| 作者 | 宋天棋 · 陈嘉豪 · 蓝磊 · 谭波 · 童雪芳 · 鲁海亮 |
| 期刊 | 高电压技术 |
| 出版日期 | 2025年3月 |
| 卷/期 | 第 51 卷 第 3 期 |
| 技术分类 | 风电变流技术 |
| 技术标签 | 可靠性分析 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 深远海风电送出 海洋接地极 鱼类行为 目标识别及跟踪 电流密度 宋天棋 陈嘉豪 蓝磊 谭波 童雪芳 鲁海亮 高电压技术 High Voltage Engineering |
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大规模深远海风电开发对实现“双碳”目标至关重要，但现有直流系统受限于极端天气与修复难题。采用海洋接地极的对称双极系统具有成本低、可靠性高等优势，但其对海洋生态特别是鱼类行为的影响尚不明确。本文以鲟鱼为对象，构建模拟直流非均匀电流场实验平台，结合背景差分法与双目视觉技术，实现鱼类运动特征的量化分析，提出避让反应的电流密度阈值判定方法。结果表明，当电流密度达到0.517 A/m²时，鲟鱼表现出显著加速逃离行为，该值即为其避让阈值。
大规模深远海风电开发对实现"双碳"目标至关重要,但极端天气与修复难题制约现有直流系统可靠性,采用海洋接地极的对称双极系统具备成本低、可靠性高等优势,但其对海洋生态尤其是鱼类行为的影响尚不明确.该文以鲟鱼为实验对象,设计了模拟直流非均匀电流场的实验平台,基于背景差分法设计目标识别与跟踪算法,通过双目摄像机将鱼的行为特征转化为可量化的速度指标和轨迹指标,分析鱼类行为与空间电流密度的关系,提出了非均匀电流场下鱼类避让反应的阈值判定方法.实验结果表明,鲟鱼在靠近电极时表现出明显的加速游离行为,尤其是在电流密度达到一定阈值时表现得尤为显著.通过定量分析可知,鲟鱼避让反应的电流密度阈值为0.517 A/m2.
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SunView 深度解读
该研究对阳光电源的海上风电并网解决方案具有重要参考价值。研究揭示的电流密度阈值(0.517 A/m²)可直接应用于我司ST系列储能变流器和SG系列风电变流器的接地保护设计,特别是在海上风电场景中的接地极布置优化。这一发现有助于提升产品的生态友好性,并为PowerTitan大型储能系统的海洋工程应用提供了具体的设计参数。建议在变流器控制策略中增加基于该阈值的智能调节算法,通过iSolarCloud平台实时监测接地电流密度,既确保系统安全运行,又最大程度降低对海洋生物的影响。这对提升阳光电源海上新能源产品的环保性能和市场竞争力具有积极意义。