舰船电力系统网络重构研究综述

由于舰船电力系统使命的特殊性及系统的独特性,其网络重构不同于一般的电力系统.本文较为全面地分析了舰船电力系统的特点,综述了其网络重构的发展,对重构中涉及的网络计算、重构指标计算、网络的连通性检验及拓扑识别方法、重构数学模型及模型的求解方法等给出了详细的归纳与总结.最后指出了未来舰船电力系统网络重构的发展方向.     

多核系统的小波包并行算法及其在电力系统数据压缩中的应用

利用多核并行技术,使用Pthreads与OpenMP并行编程环境在单机双核平台上开发小波包并行算法.通过分析串行算法潜在并行性,基于Pthreads将小波包分解数据分组并分配给不同的线程,由线程并行处理;根据小波包重构对象不同,重构过程实现并行处理近似重构与细节重构.基于OpenMP适当分解循环体,得出小波包嵌套与非嵌套并行算法,并将这些算法应用于电力系统海量数据压缩.与串行小波包算法的耗时比较表明,并行算法的速度可以达到接近串行算法的2倍,显著提高了小波包在电力系统应用中的计算速度及电力系统数据压缩效率.     

多波前算法在电力系统分析计算中的应用

在介绍和比较多波前算法（multifrontal algorithm,MA）和传统的稀疏三角分解技术的基础上,把MA应用于IEEE118节点系统、IEEE300节点系统的潮流计算以及IEEE145节点系统的暂态稳定性分析计算,得出结论：应用MA的潮流计算和暂态稳定性的分析计算比采用传统的稀疏三角分解技术计算要快,加速比明显,而且应用的规模大,此外,鉴于MA具有的并行特性,它是解决现代大规模电力系统实时计算及控制的有效途径,适合于可重构系统的计算。     

新一代人工智能技术在电力系统调度运行中的应用评述

以深度学习、强化学习为代表的新一代人工智能技术及其应用是当前电力系统领域的研究热点。人工智能技术具有不依赖物理机理,计算速度快,辨别效率高等优点。但人工智能固有的可解释性差、稳定性弱等缺点也制约了其在电力系统一些场景的应用。文中梳理了新一代人工智能技术在电力系统负荷和新能源预测、故障诊断、在线稳定性评估、频率及电压优化控制和电网运行方式制定等调度运行场景中的应用,并进行了分析和评述。总结了现有研究中存在的问题,指出人工智能技术的应用应当以问题为导向,以场景为基础,以应用为目的。最后,对未来人工智能技术在电力系统调度运行中的应用作出了展望。     

COM技术在电力系统计算软件开发中的应用

针对目前电力系统计算软件的开发暴露出来的弊病如软件结构不合理、可重用性差等问题,介绍了当前流行的组件对象模型(COM)技术的基本原理和特点,将这一技术应用于电力系统计算软件的开发当中,提高了代码的重用性和软件的可维护性。探讨了组件化电力系统计算软件的实现方法,给出了开发应用实例,经实际运行取得了良好的效果。     

矢量化技术在电力系统高性能计算中的应用

将矢量化技术应用到电力系统计算中可以极大的提高程序运行速度并降低建模和算法开发的复杂程度。介绍了矢量化技术的基本原理及其在高性能科学数值计算领域的应用情况,推导了直角坐标和极坐标下潮流计算的相关矢量化计算式,说明了矢量化在电力系统建模和算法实现中的应用可行性。设计和开发了电力系统矢量化运算库,并基于该库开发了最优潮流程序,通过算例数据说明了矢量化技术能够提高计算速度。提出了矢量化电力系统程序开发的解决方案,该方案缩短了高性能计算程序的开发周期,加速了算法的实用化进程     

小波分析及其在电力系统中的应用(三)工程应用技术

在小波分析的理论基础上，详细介绍了基于小波分析的信号分解和重构、信噪分离、特征 提取、数据压缩和重构等工程中特别是电力系统领域中较为实用的应用技术，并对每一种应 用技术都提供了具体的算法框图和算例，为电力系统的工程技术人员利用小波理论提供了有 力的工具。     

区块链与边缘计算在电力系统中的应用展望

区块链与边缘计算的应用为电力系统发展提供了新的技术支撑。对该技术和方法进行介绍,结合对泛在电力物联网建设形势的分析,阐述了区块链与边缘计算在电力系统中应用的可行性,并对几种具体电力系统业务应用举例说明,提出了技术难题与改进观点。     

基于贪婪度表的DPSO求解舰船电力系统网络重构

针对舰船电力系统网络重构问题,提出一种基于贪婪度表的离散微粒群算法.该方法采用概率贪婪法对种群离散化,在迭代之前先给出贪婪度表,迭代中计算概率时直接取贪婪度表中的贪婪度值,避免计算量过度增加.调整了贪婪度函数计算公式.限制了贪婪度及概率的大小,避免算法早熟收敛.对算法离散过程进行了分析.舰船电力系统网络重构算例显示,该...     

面向可复用体系结构的潮流计算和故障计算软件的实现

在分析了传统电力系统应用软件体系中存在的基础计算功能和用户图形界面重复开发等一系列问题后,提出了一种新的电力系统应用软件体系结构,并对其关键部件——电力系统基础计算软件进行了设计。在此基础上,应用组件技术和动态链接库,实现了电力系统结线分析、潮流计算和故障计算等电力系统基础计算功能。最后在由电力系统基础计算软件、电力系统数据库和电力系统用户图形界面等组成的电力系统软件体系中验证了电力系统基础计算软件的独立性、灵活性以及中提出的电力系统应用软件体系结构的可行性。     

可重构宽带功率放大器设计

随着未来无线通信需求的增长,通信系统需适用更多的频带和标准。 针对可重构功率放大器各模式下工作带宽窄的缺 点,本文基于简化实频技术和可重构理论,提出了一种拓展可重构功率放大器工作带宽的设计方法。 通过在可重构理论中融入 简化实频法的宽带设计方法,在设计过程中加入新的误差函数,对可变模式下的可重构电路结构进行判别,进而实现可重构宽 带功率放大器设计。 为了验证该方法的有效性,并满足实际设计指标,采用中国科学院微电子研究所自主研发的 LDMOS 晶体 管设计并制作了适用于 GSM 网络和 LTE 网络的一个频率可切换的宽频可重构功率放大器。 测试结果表明,该可重构功率放大 器在不同模式下可分别工作在 0. 6~ 1. 1 GHz 和 1. 1~ 1. 6 GHz 频段,饱和输出功率超过 40 dBm,漏极效率(DE)在 50% ~ 60%之 间。 因此,本文提出的设计方法可以降低可重构宽带功率放大器的设计难度,较好的发挥晶体管性能,降低成本,在实际基站射 频电路设计中具有很好的应用意义。     

多核混合可重构计算系统MRCS的设计

设计了一种面向计算密集型应用的多核混合架构可重构计算系统MRCS。其可重构处理器中的可重构阵列计算单元负责密集规则的运算,浮点处理器负责离散运算,配合灵活的本地缓冲,有效地提高了多核可重构计算系统对算法的适应性。实现了一个能够稳定地运行在100 MHz的基于FPGA的MRCS原型,并通过分别映射大维度浮点矩阵乘法、IDCT算法和运动估计算法进行性能验证。实验结果表明MRCS具有更高的计算效率和灵活性。     

Distribution of active loads in the system of independent power supply with reconfigurable structure of primary sources of power supply

The problem of whether it is possible to create multiunit systems for the independent power supply of an object with a reconfigurable structure of primary sources of electric power is examined. The system that distributes the active loads equally between diesel generators operating in parallel is also analyzed.     

云计算:构建未来电力系统的核心计算平台

针对传统电力系统计算平台在计算、存储、信息集成和分析等方面的不足,提出建立基于云计算的电力系统计算平台。首先概述了云计算的基本概念和主要特征,并比较了云计算和另一种大规模分布式计算模式——网格计算的不同。从物理组成、系统架构、软件技术等方面详细讨论了电力系统云计算平台的实现。之后,展望了云计算在电力系统安全分析、潮流与优化潮流计算、系统恢复、监控、调度、可靠性分析等领域的应用前景。最后,讨论了电力系统云计算研究中有待解决的几个重要问题。     

Optoelectronic parallel computing using optically interconnectedpipelined processing arrays

We describe our research on optoelectronic parallel computing systems. Our architecture is based on a multilayer pipeline of two-dimensional optoelectronic device arrays in which each pixel is composed of an optical input channel, a general purpose programmable processor, local memory, and a surface-emitting laser diode as an optical output channel. Free-space optics provides parallel, global communication between layers in the pipeline via optical paths which are dynamically reconfigurable. Demonstration systems and some applications are described     

基于网络状态评估的配电网络多目标优化重构方法

提出了一种基于网络状态评估的优化重构思想,建立了网络重构的数学优化模型。并利用典型3馈线16节点系统进行了算例分析。算例表明,该方法可以减少一部分不必要的重构分析;并且,当网络需要进行重构计算时,在计算中该方法取得了良好的优化效果。该优化方法能够在经济性、安全性等方面对配电网络进行改善。操作人员能够根据配电网络实际情况进行目标权重值的设置,使重构方案更加灵活、更加具有现实意义。     

Peptide Mass Fingerprinting Using Field-Programmable Gate Arrays

The reconfigurable computing paradigm, which exploits the flexibility and versatility of field-programmable gate arrays (FPGAs), has emerged as a powerful solution for speeding up time-critical algorithms. This paper describes a reconfigurable computing solution for processing raw mass spectrometric data generated by MALDI-TOF instruments. The hardware-implemented algorithms for denoising, baseline correction, peak identification, and deisotoping, running on a Xilinx Virtex-2 FPGA at 180 MHz, generate a mass fingerprint that is over 100 times faster than an equivalent algorithm written in C, running on a Dual 3-GHz Xeon server. The results obtained using the FPGA implementation are virtually identical to those generated by a commercial software package MassLynx.      

一种电力系统暂态稳定并行计算的优化分区策略

大规模电力系统的区域特性为暂态稳定并行计算任务的优化划分创造了条件。基于分层递归二分法的思想，分析了基于块对角加边策略的空间暂态稳定并行计算的任务划分目标，提出了一种基于区域特性的任务划分策略，将电力系统自然的分层分区特性与并行计算领域的图划分算法相结合，有效地降低了暂态稳定计算中协调系统规模和算法通信量，提高了各个计算进程的负载平衡度和并行计算性能。实际大规模电力系统的算例仿真结果表明，文中提出的方法优于METIS图划分软件，与其划分后计算性能的对比可见，暂态稳定并行计算最佳仿真速率提高超过10%，有效地提高了并行计算性能，为大规模电力系统实时暂态稳定并行计算的实现奠定了基础。     

基于网络分割的电力系统潮流分解协调计算

因现有计算模式的速度已无法满足现代大规模电力系统实时计算的要求,故引入对等计算(P2P)模式以提供低廉而充足的计算力。为此研究了网络计算环境下的电力系统潮流计算模型,结合基于支路切割的网络分割方法和基于注入电流的潮流模型,提出了基于网络分割的电力系统潮流分解协调算法,将大规模互联电力系统分解成若干子网络,子网络间只需交换边界母线的电压状态就可完成分布式潮流计算,保证各个子网络潮流计算模型的独立性。对IEEE标准系统进行潮流计算的结果表明该法具有较高的收敛速度和计算精度,适合网络计算环境。     

大电网潮流修正方程并行求解实现方法

针对智能电网调度控制系统对大规模潮流快速计算的需求,充分利用现有系统计算资源,提出了一种适用于共享内存编程模型的潮流修正方程多路多核并行实现方法。利用C++标准容器,简化了稀疏矩阵的存储和遍历,并基于图论和共享内存编程模型,对因子分解过程进行并行化改造,实现了潮流修正线性方程的并行求解。最后,对比智能电网调度控制系统调度员潮流软件,进行了分析测试。测试结果表明,随着计算规模的增大,所提出的实现方法计算效率越高,验证了方法的实用性。