列车网络控制系统的调度与控制协同设计方法

网络控制系统存在调度与控制相互约束的问题,针对CAN作为总线的局部列车网络控制系统,为提高其在调度与控制相互约束下的综合性能,以消息传输时延和丢包率为优化目标,可调度条件和控制系统稳定性为约束,将调度与控制协同设计转化为关于传输周期的多目标约束优化问题,并利用遗传算法求解所述问题,得到优化的传输周期,最后给出了优化实例。结果表明,得到的传输周期可以在约束下使网络性能达到最优,满足列车对消息传输实时可靠的要求。在该列车网络控制系统中,所述调度与控制协同设计方法是可行的。     

基于CAN总线的自动刨煤机组监控网络动态调度研究

当前自动刨煤机组监控CAN网络采用静态优先级调度,随着系统交换数据的增加,现有的CAN总线带宽资源愈显不足,监控实时数据通讯的可靠性、安全性将受到影响,本文引入最小松弛优先(LLF)动态调度算法,针对在CAN总线中应用LLF算法时有限的CAN帧标识符位难以实现信息松弛编码及各节点需要严格的时间同步等问题,提出了基于总线仲裁的LLF算法,介绍了LLF调度算法原理及可调度性分析方法,最后将该调度算法应用于刨煤机组控制系统信息通信调度,验证了其调度算法的可行性,通过对比固定优先级截止期单调算法调度,验证了LLF算法良好的调度性能。     

采用混合调度策略的矿车CAN网络设计

随着矿车控制系统实时性要求的不断提高,要求系统总线保证信息传输的确定性以满足系统的安全需求,而CAN协议总线的事件触发机制难以满足这种需求,本文将具有时间触发调度机制的FTT-CAN引入矿车实时控制系统,提出了一种基于FTT-CAN的混合调度策略。     

基于TBS时限分配的CAN动态调度方法

为避免周期性和非周期性消息相互干扰,保证CAN总线消息传输公平性,提出了基于总带宽服务器时限分配的动态调度(TDA-DS)方法。引入基本时间片,以传输触发消息帧(TM)和结束帧(ST)实现底层基于非固定周期的时间片轮转调度;引入总带宽服务器(TBS),以最早时限优先算法(EDF)实现上层周期性和非周期性消息的动态优先级混合调度。仿真结果表明,该方法在满足周期性消息可调度性的同时提高了非周期性消息的实时性。     

刨煤机组CAN网络数据缩减技术研究

针对刨煤机组CAN网络数据日渐增多而CAN带宽资源有限的问题,引入用于减少网络传输数据的数据压缩算法,提出了基于标识符的数据压缩方法MDR,介绍了MDR算法的数据压缩与解压缩原理,压缩算法可以显著降低总线负载,改善信息的实时性。     

电力系统过程网络CAN总线实时性仿真与分析

CAN总线在电力系统过程网络取得广泛应用,总线的实时性是衡量网络性能的重要指标。对CAN总线传输时延进行分析,指出影响CAN总线端到端时延的主要因素。根据CAN总线非破坏逐位仲裁的特点,基于OPNET软件使用队列模型对CAN总线数据传输进行建模仿真,以一个电站过程网络为对象,得到了考虑位填充和不同网络速率情况下数据帧的最大时延和网络平均负载流量,验证了模型的正确性。针对CAN总线强制优先级导致低优先级数据传输时延过大的缺点,使用分类动态优先级方法,在保证不同类别数据实时传输的同时,保证同一类别数据传输的公平性,提高网络的利用率。结果表明,该仿真模型基本反映了CAN传输时延特点。     

基于CAN总线的城市客车信息集成控制系统

介绍基于CAN的城市客车信息集成控制系统,为了解决整车控制的实时性与汽车车身网络控制系统数据传输量大的矛盾,采用Philips公司的LPC2101作为微控制器兼作网关,构造高低速CAN通信控制网络。     

基于分布式动态优先权队列的CAN总线实时性仿真研究

为了分析评估基于分布式动态优先权队列（DDPQ）的CAN总线实时性能,采用OPNET建模工具对其进行确切建模。通过仿真实验,分析比较了基于DDPQ的CAN总线与标准CAN总线上节点的平均时延,得出在总线过载时,标准CAN总线上低优先级消息发送时延大大增加,甚至出现始终不能发送的现象;而在基于DDPQ的CAN总线中,各类信息都能够在确定的延时范围内完成发送,总线整体的实时性得到了很大提高。结果表明基于DDPQ的CAN总线有较好的消息传输性能。     

基于拥塞感知的ASON路由算法

针对网络中瞬间涌现的大量并发数据流导致网络拥塞的问题,提出了一种改进的拥塞感知路由算法。该算法可实时根据节点和邻居节点到目的节点的路径长度及拥塞状况选择路径,以自动交换光网络(Automatically Switched Optical Network, ASON)网数据包拥塞指标为链路代价值,根据网络实际的信息包传输状况,对各节点链路进行加权计算。该算法能够动态感知网络拥塞状态,是一种可自适应调节的路由算法。仿真实验表明,相比传统最短路径路由算法,所提算法能够有效提高ASON网动态选路的合理性及传输网数据的传输效率,优化网络资源利用率。     

基于机会约束2层规划的输电线路检修计划优化

通过对电力市场环境下输电线路检修计划优化问题（TMSOP）的研究,提出基于机会约束 2层规划的TMSOP模型和算法。模型考虑了TMSOP涉及的不确定因素,统筹了检修经济性和检修过程中电网的可靠性,同时综合评估了不安全现象的概率和后果。模型通过基于蒙特卡罗仿真的混合智能优化算法求解,在求解过程中引入禁忌表以提高计算速度。IEEE RTS-79算例仿真结果表明,文中提出的模型和算法不仅优化了线路检修计划和检修资源安排,而且明确了检修期间电网风险最低的运行方式。     

矿用多总线数据通信分站系统设计

针对煤矿数据采集传输中各类总线通信方案存在传输效率低,准确性差,统筹管理难等问题,提出一种多总线融合通信方案,并进行系统软硬件设计。系统以RS485总线连接传感设备完成数据采集与发送,以CAN总线联系井下各分站实现数据共享,以Modbus TCP总线沟通井上和井下信息站点响应井下数据上传,构成通讯三级网络链路。采用基于ARM核心的STM32控制单元协调三类总线间数据传输,自由转换不同通讯协议,实现数据在整个网络中透明传输。测试结果表明传输延时控制在13 ms以内,系统实时性和可靠性得到了有效提高。     

Optimal Load Flow in Hydro-Thermal Systems: Computational Experience with Newton's Method

ABSTRACT

In this paper the problem of optimal load flow in a hydro-thermal electric power system is considered. It is assumed that the hydro generation resources are energy limited. As a result, a dynamic optimization problem involving the daily schedule of the system is encountered. The scheduling problem requires the solution of a large scale set of nonlinear simultaneous equations. In this paper Newton's method is used to solve the scheduling problem. The algorithm has been successfully tested with five test systems varying in size from a 5 bus system to a 57 bus system. Results of the computational experience are summarized in this paper.     

不同时间尺度下虚拟微网优化调度策略

随着售电侧的改革,提供新能源发电服务的第三方供应商成为新的独立利益主体。针对独立利益主体以虚拟微网的形式接入主动配电网后的调度问题,基于虚拟微网的概念,提出了虚拟微网在不同时间尺度下的优化调度模型及其优化算法。优化调度模型包括日前调度和实时调度模型,日前调度以虚拟微网利益最大化为优化目标,实时调度则以虚拟微网安全稳定运行为控制目标。最后,基于改进的IEEE 33节点网络结构以及负荷预测和分布式电源出力预测,利用微分进化—细胞膜混合算法求解虚拟微网优化调度模型,算例结果表明通过优化调度,减少了虚拟微网网损,显著提高了虚拟微网的收益和新能源利用率。     

配电网检修计划优化模型

从配电网设备检修计划编制的实际情况出发，建立了考虑多种约束条件的负荷转移路径和设备检修时间联合优化模型。该模型以设备检修时间优化为主问题，以负荷转移路径优化为子问题。通过主问题和子问题的反复优化迭代，最终获得供电企业售电损失最小的检修计划以及停电负荷、开关操作次数和系统网损最小的负荷转移方案。针对该模型的特点，采用免疫禁忌混合算法对主问题进行求解，采用改进的待恢复树切割算法对子问题进行求解。针对基本待恢复切割算法需要对联络开关进行全排列，以穷举的方式获取最优解的不足，通过应用“优先选择备用容量较大的联络开关”启发规则以及在恢复树切割过程中引入网损比较环节，在保证解的质量的同时有效地降低了恢复树的切割次数，提高了计算速度。通过算例计算和分析，验证了所提出的模型和算法的正确性和实用性，适合求解配电网检修优化问题。     

基于变采样周期的CPS多重优先级调度研究

信息物理融合系统(CPS)是实现能源互联网中信息技术和电网技术融合的重要技术体系。针对在CPS中采用传统调度策略导致的高丢包率、低利用率和网络延时长等问题,提出了一种多重优先级的调度策略,该调度策略能够保证信息在网络中传递的灵活性;基于该调度策略,针对CPS不同组成部分的特点,提出了两种变采样周期算法,该算法能够同时兼顾网络资源情况和系统控制性能,使系统在网络资源受限的情况下能够达到稳定状态。最后,根据能源互联网的特点,描述了如何将该调度策略应用于能源互联网中。     

变电站过程CAN总线时延特性分析

过程总线替代二次电缆连接是变电站自动化技术未来发展的重要趋势.采用过程总线首先需定量分析信息在网络上传输的端对端时延,判断其能否满足变电站自动化功能对信息传输提出的实时性要求.文中分析了变电站过程总线数据流特征和控制器局域网(CAN)总线网络行为,综合考虑了网络传输时延和端系统处理时延对信息端对端时延的影响,建立了变电站过程CAN总线实时性能分析模型;借鉴实时调度的基本理论和分析方法,提出了任务和信息联合调度的方法,推导出了过程层CAN总线端对端时延的解析表达式,为定量分析系统性能提供了理论依据.     

电力系统监控视频传输速率自适应控制设计

为解决电力系统视频监控工程领域的实际技术问题,提出一种电力系统监控实时视频传输速率的自适应控制方案。系统可以根据网络传输时间、传输延迟和数据包丢失率等参数对网络拥塞状况进行监测,并按照传输速率自适应控制的一定算法动态地调整视频发送端的输出速率,具有一定的鲁棒性,从而改善视频输出质量。经实验测试,该系统在减小视频数据包丢失率、提高网络带宽利用率和避免网络拥塞等方面,具有良好的对比效果。     

用于电力系统信息综合传输的改进加权公平队列调度算法

为保证电力系统信息综合传输中各种信息业务的服务质量,提出一种改进的最坏情况下公平的加权公平队列(improved worst-case fair weighted fair queueing plus,IWF2Q)调度算法。该算法通过在WF2Q算法的虚拟开始时间和虚拟完成时间计算公式中引入"虚拟延迟时间",解决了电力系统信息综合传输中由WF2Q算法导致的推迟传输高优先级信息业务分组的问题。以NS2为工具,建立了基于区分服务体系结构模型的IEEE 14母线系统信息综合传输网络仿真模型,运用网络仿真方法定量评估了以IWF2Q算法实现基于区分服务体系结构模型的电力系统信息综合传输时各类信息业务的实时性和公平性。仿真结果表明,IWF2Q算法降低了高优先级信息业务分组延时,同时兼顾综合传输的各类信息业务间的公平性,证明了IWF2Q算法的有效性和可行性。     

RZG智能化抄表系统在居民住宅小区的应用

以RS485总线与ZigBee无线信道及GPRS通用分组无线网络的方式进行混合组网,构建成RZG智能化抄表系统,通过该系统实现了对电能表实时数据的采集、传输、预付费及在线监测电能表运行状况等功能。     

基于交替方向乘子法的输-配-天然气系统分布式优化调度

随着电力网络与天然气网络耦合程度的加深以及传统配电网向主动配电网的转变,传统输配电气分离下的优化调度无法充分利用各种资源的灵活控制能力,不能获得整体最优解.因此,考虑电气耦合下的输配气协同优化,提出一种输-配-天然气系统优化调度模型.此外,考虑到未来输电系统运营中心、配电系统运营中心与天然气系统运营中心之间的独立性,为了保护各运营中心的信息隐私,提出了一个基于交替方向乘子法的分布式求解框架求解所提模型.为了确保分布式求解算法的收敛性,利用二阶锥松弛方法将气网优化问题转化为凸优化问题.算例结果表明,考虑电气耦合的输配气协同优化能够充分利用主动配电网中的多能耦合资源和储能资源,促进可再生能源消纳,提升系统总体运行经济性.此外,所提分布式求解算法的精确性和收敛性也得到了验证.