（中国微米纳米83012）混合能量存储技术在光电微能源中的应用研究

摘要：为简化集成无线传感器节点光电微能源系统的设计和提高能量转换、存储效率,提出混合能量存储技术在光电微能源系统设计中的应用。混合能量存储器由电容器和锂离子电池组成。同时,介绍了能量存储的原理和分析了混合能量存储结构的负载特性。另外,开展实验研究,结果表明,与直接能量存储方式相比,利用混合能量存储技术能量存储量提高27%。并且,微能源的负载特性也得到改善,实验结果与理论结果一致。     

SegEra:一种Erasure Code与分割相结合的P2P存储结构

基于Erasure Code编码冗余存储技术,结合传统的文件分割存储思想,提出称为SegEra的Erasure Code与分割相结合的P2P存储结构.研究了SegEra的文件构成方式和存储结构特性,讨论其所适合的索引化离散数据存储分布架构;然后,从理论上研究了SegEra的P2P存储节点选择的优化方案,并针对P2P存储环境特点设计了与之相适应的简化算法;并通过仿真实验表明SegEra采用简化节点选择算法能够有效的提高存储文件的可用性水平.     

无线传感器网络节能探索与研究

无线传感器节点往往由电池供电,由于电池只能存储有限的能量,使得无线传感器网络注定寿命很短,因此,最大限度延长传感器设备的使用寿命是一个重要的研究方向和课题.在本次无线传感器网络节能探索研究中,分析了能量收集与管理策略,能量收集主要收集环境能源,如太阳能,通过超级电容实现能量的存储.能量管理主要通过能量预算让传感器节点处于能量中性区间.为了降低无线传感器节点能量消耗,采用超低功耗唤醒接收器在低能耗的情况下连续侦听信道,降低与通信相关的功耗.星型异步M AC协议和超低功耗唤醒接收器可以结合使用,以提高传感器网络的能源效率.实验结果表明,与传统方案相比,该方案在能源效率、功耗和吞吐量方面都有较大的提高.     

生态物联网节点的风光混合能量变换系统设计

为使物联网传感器节点长期用于生态环境监测,设计了一种风光混合微能量变换系统提供节点持续电能.设计了光源自动跟踪和最大功率跟踪两种控制电路,最大程度地进行光伏能量转换;设计低输入电压的能力的升压电路以提高在低风速情况的能量采集.分析了风光混合系统电源管理的工作方式,理论推导传感节点和双轴电机工作所需能量管理的理论条件.实验测试结果表明：研究的混合微能量变换系统能够精确检测光照强度,能采集光能和风能并实时充电存储,节点可以持续工作,采集数据并实时远距离无线传输,能够满足林业生态环境的远程监测功能要求.     

面向海量数据存储的对象存储技术研究

在这个信息大爆炸的时代,伴随着各行业中数据量的不断激增,以至海量数据的大量出现,存储技术正在发生革命性的变化.专门针对海量数据存储环境,对现有存储结构进行了分析,研究了面向对象存储技术:主要包括对象存储模型、对象存储系统以及对象存储特性.由于对象存储结构具有良好的可伸缩性、高性能、跨平台、安全数据共享等能力,使其成为海量数据存储的一个理想选择.     

基于单片机的光电能量转换数据采集系统设计

单片机的光电能量转换数据采集系统其主要目的是将太阳能转换成电能,再利用系统将其存储在蓄电池里,能量在传输给负载,帮助系统分配能量、提供数据支持等。文章介绍了单片机光电能量转换数据采集系统的设计方案;详细的从光电能量转换系统与数据采集系统两个方面介绍单片机光电能量转换数据采集系统;通过系统测量与实验结果分析去证实了该系统的实用性。     

行列混合存储数据库系统的研究

通过研究列存储技术的特点,提出了一种行列混合存储数据库系统的设计方案.该方案在存储层设立独立的行存储引擎和列存储引擎,采用早物化技术在数据读出之后将列表转换成行表,然后以行的形式完成后续处理.因此,该方法既获得了列存储的读优势又复用了行数据库系统的成熟部件,降低了开发的风险和复杂度.基于PostgreSQL的原型开发与测试证明了该方案的可行性和有效性.     

基于对象存储的负载均衡存储策略

对象存储文件系统中将大数据文件分片存储到多个存储节点上,以获取更好的并行I/O性能,提高系统吞吐率.现有对象存储文件系统的存储策略并未充分考虑存储对象本身负载的动态变化,不利于提高系统资源利用率.针对此问题,考虑存储对象的空间及I/O等负载实时变化,提出了一种简单、灵活、高效的负载均衡存储策略,并对该策略进行了实现.实验结果表明,该策略能有效提高对象存储系统资源的利用率和吞吐率,保证对象存储文件系统高效的读写性能.     

统一存储网中的虚拟存储技术研究

随着网络存储技术的发展,存储局域网和附网存储的融合是大势所趋。该文详细介绍了构建一个统一的存储网络的关键技术——存储虚拟化,并提出统一存储网的实验方案,针对其中与存储虚拟化有关的具体问题进行了探讨和研究。     

软件定义存储市场趋势

正IBM软件定义存储相对于其他厂商的软件定义存储发布,IBM的软件定义存储,更多侧重于在IT演进过程中,如何提高各种工作负载的存储资源部署使用效率和自动化管理水平。在大数据、云计算和移动互联时代,随着IT从传统的IT架构管理向IT服务交付转变,用户在存储技术的选择过程中,越来越关注工作负载的资源部署、管理效率。IBM的软件定义存储的重点放在"开放、灵活、高效",消除了IT演进过程中可能消除的     

基于模糊PID的混合储能技术在微电网中的应用

基于成本和控制效果考虑,单一的储能元件无法抑制全频段的功率波动,普通的协控制策略又无法实现实时调节参数以适应微电网随环境的变化,本文提出将基于模糊PID的混合储能的技术应用到微电网中,先从系统的构成和工作原理出发,分析混合储能技术在微电网中的应用,而后根据系统的构成和数学模型提出基于模糊PID的协调控制策略,并将此策略应用到光伏系统的仿真中,根据仿真结果的对比分析,系统的输出功率波动得到更好的抑制,储能元件有更好的运行特性,体现了该种方法的优越性。     

基于WSN节点能量补充的太阳能充电系统

由于传统的电池供电方式满足不了WSN节点能量消耗的要求,设计了一种基于WSN节点能量补充的光伏发电系统。根据四区域光电传感器采集的光照强度信息,STM32最小系统驱动控制水平方向和垂直方向的舵机,使得太阳能电池板适时获得最大光照强度。实验结果表明,采用锂电池和电容混合储能方案时,在测试条件下,可为锂电池提供的0.1A左右的充电电流,且持续充电半小时后,锂电池电压可提高8.47%,能够延长无线传感器节点寿命。     

应用于光储系统中的改进型扰动观察MPPT算法

本文提出了一种改进的步长可变、稳态时无振荡的扰动观察MPPT算法,该改进算法在保持基本的扰动观察法简单以及便于实现特点的同时,还能停止稳态振荡并具备良好的追踪速度.该算法首先通过变步长实现快速跟踪最大功率点,当确定到达稳态之后,停止人工扰动,实现无振荡稳定输出功率,从而减少因振荡造成的功率损耗,提高了整个系统的效率.当...     

航天器新型功率电源系统设计

近年来航天器整体技术发展迅速,对电源系统的轻质小型化要求越来越高;传统的功率电源系统储能单元采用蓄电池组或贮备电池,由于脉冲类负载存在脉冲电流用电的工作特性,在储能单元设计时通常采用增加电池设计容量的方式来满足脉冲类负载供电要求,导致功率电源系统轻质小型化设计受到限制;提出一种新型功率电源系统方案设计思路,引入超级电容器与蓄电池组联合供电输出,充分发挥超级电容器大脉冲放电的优势,有利于实现航天器功率电源系统轻质小型化,具有一定的应用前景。     

多级压缩空气储能系统变工况的优化运行控制

多级压缩空气储能系统以压缩空气储能及热存储技术为基础,具备冷、热、电多种能量存储及供给能力.针对多变复杂工况下系统热能合理分配问题,提出了一种多级压缩空气储能系统变工况优化运行控制策略.首先基于热力学方法分析,建立压缩空气储能系统模块化数学模型.其次根据系统负荷需求,在"以电定热"及"以热定电"两种工作模式下,分别以储热热量消耗量最小及输出电功最大为优化目标建立优化模型,求解得到不同工况下系统各部件运行参数,并以1 MW多级压缩空气储能系统为例,进行优化求解.该控制策略有效地解决了多级压缩空气储能系统在变工况下的内部能量调配、系统内部运行参数选取的问题,为实现系统高效运行提供有效途径.     

基于边缘计算的混合储能多微电网功率自适应控制

在微电网中,将多个双向接口变换器并联可提高微电网两侧的功率交换能力,但由于多个双向接口变换器并联的功率自适应控制问题,导致难以有效控制微电网。而经过研究,发现接入储能系统可以对微电网的功率波动进行缓冲,能降低微电网功率控制难度。为保证微电网稳定运行,提高功率自适应控制精度,提出了基于边缘计算的混合储能多微电网功率自适应控制方法。本研究基于边缘计算技术,分析了混合储能多微电网结构,构建了混合储能多微电网自动管理平台。在此基础上,通过对母线实时电压的控制,实现频率的调节,增强接口变换器的稳定性,完成混合储能多微电网功率交互的调度与控制。在混合微电网中接入储能系统,通过功率交换控制和自主功率分频自适应控制,实现混合储能多微电网功率自适应控制。实验结果表明,所提方法的混合储能多微电网功率控制效果较好,有功功率控制误差较小,能够有效保证混合储能多微电网稳定运行,提高功率自适应控制准确度。     

电动汽车混合储能系统拓扑结构与控制策略综述

混合储能系统兼具高功率密度和高能量密度,可有效提升电动汽车动力性能和续驶里程.围绕电动汽车混合储能系统拓扑结构和控制策略,本文首先对混合储能系统及其典型储能装置进行概述,并对混合储能系统技术难点进行分析.之后在分析隔离型双向DC/DC变换器和非隔离型双向DC/DC变换器拓扑结构、工作原理和基本特性的基础上,综述分析了被动、半主动和全主动3种混合储能系统的工作原理和优缺点.然后,重点分析了基于规则的控制策略、基于优化的控制策略和混合控制策略3大类混合储能系统控制策略的工作原理.最后对混合储能系统的发展趋势进行了展望.     

压电/磁电复合式MEMS振动驱动微能源的研究

为了满足无线传感网络节点对供电电源的自供电、低功耗、持续稳定供电的要求,研究了一种可以将环境中机械能转化为电能的MEMS压电-磁电复合式振动驱动微能源,结合压电转换与磁电转换把振动能转换为电能。建立数学模型,用有限分析软件Ansys12.0对不同尺寸的四悬臂梁-中心质量块结构进行力学特性分析,并对加工出的器件进行性能测试。测试结果表明,谐振频率为290Hz下,器件输出电压峰峰值随振动加速度的增加呈线性增加,1 m/s2和6 m/s2激励下有效输出电压分别为61mV和324mV,有望为无线网络传感节点提供性能高、寿命长、自供给的供电电源。     

基于能量捕获和混合储能的微观网络能量最优分配算法

随着纳米技术和无线网络技术的快速发展,单个节点(设备)的微小尺寸和有限能量严重地限制了微观无线网络的应用。因此,在传统宏观网络节点储能结构单一和能量捕获技术不稳定的基础上,利用超级电容的快速充放电特性,提出了一种基于超级电容和电池的混合储能结构。在此混合储能结构的基础上,根据点对点的双工信道模型和能量传输损耗特性,建立了面向能量捕获的网络吞吐量模型和节点能量分配解析模型,并提出了相应的能量最优分配算法,实现了节点吞吐量的最大化。该算法根据节点捕获能量的时域分布,优化分配超级电容与电池的能量值;同时,采用最优传输功率与传输时间进行数据传输。实验结果表明,所提混合储能结构和能量分配算法能有效地提高节点的吞吐量。