虚拟设计在GIS设计中的应用和未来

近年来，关于虚拟设计的概念越来越被工程技术界所运用，有关其相关技术也越来越受到重视。本文通过对虚拟设计概念特点及价值和几年来将虚拟设计逐步运用于气体绝缘金属封闭开关设备(简称GIS)的研发、工程设计中的多个应用实例，着重从三维实体仿真、装配仿真、运动仿真、模拟分析和优化、虚拟制造、模拟试验几个方面，阐述一下有关虚拟设计的技术关键及应用，展示了虚拟设计技术在提高企业产品设计能力，提高产品设计与制造质量与增强企业竞争能力等方面的重要性；并对虚拟设计的广阔应用前景进行了展望。     

采用虚拟设计技术提高企业产品设计能力

近年来，关于虚拟设计的概念越来越被工程技术界所运用，有关其相关技术也越来越受到重视。本文通过对虚拟设计概念、价值和以前将虚拟设计逐步运用于研发中的一些应用实例，着重从三维实体信真；将配仿真；运动仿真；虚拟分析和优化；虚拟制造；虚拟试验几个方面，阐述一下有关虚拟设计的技术关键及应用，展示了虚拟设计在提高企业产品设计能力，提高产品设计与制造质量和增强企业竞争能务等方面的重要性。     

虚拟设计在GIS设计中的应用和未来

近年来，关于虚拟设计的概念越来越被工程技术界所运用，有关其相关技术也越来越受到重视。本文通过对虚拟设计概念特点及价值和几年来将虚拟设计逐步运用于气体绝缘金属封闭开关设备（简称GIS）的研发、工程设计中的多个应用实例，着重从三维实体、装配仿真、运动仿真、模拟分析和优化、虚拟制造、模拟试验几个方面，阐述了一下有关虚拟设计技术在提高企业产品设计能力，提高产品设计与制造质量与增强企业竞争能力等方面的重要性，并对虚拟设计的广阔应用前景进行了展望。     

隧道中无线电波多径传播特性及仿真

隧道中无线电波多径传播非常严重,通信质量急剧下降。多径传播特性的研究对隧道内无线通信系统的设计具有重要的意义。通过分析和研究隧道中多径传播的衰减和时延特性,建立了多径信道的衰减和时延模型,给出了单频信号、窄带信号和宽带信号多径衰落的统计特性,并对多径信号的合成进行了仿真,为抗衰落技术的应用打下了基础。     

隧道中无线电波多径传播特性及仿真

隧道中无线电波多径传播非常严重,通信质量急剧下降.多径传播特性的研究对隧道内无线通信系统的设计具有重要的意义.通过分析和研究隧道中多径传播的衰减和时延特性,建立了多径信道的衰减和时延模型,给出了单频信号、窄带信号和宽带信号多径衰落的统计特性,并对多径信号的合成进行了仿真,为抗衰落技术的应用打下了基础.     

网络安全中VPN技术的应用

VPN是在网络中所经常用到的虚拟专用网。其主要的技术成效包括有数据封装化，隧道协议等技术特征。本文将重点的介绍虚拟专用网以及相关的技术，并对VPN隧道技术的应用与发展前景作出了一定的探讨。     

智能电器虚拟设计中的仿真技术

仿真技术是虚拟设计的核心技术，智能电器涉及机械、电气、电子、控制、软件、通信等多个不同学科领域。介绍了相关领域主要仿真软件，指出单领域仿真不能满足智能电器虚拟设计的要求，必须综合应用各学科领域的仿真技术，进行协同仿真，才能设计出可以与物理样机相媲美的虚拟样机。     

基于虚拟同步电机的负荷换流器建模及参数设计

随着电力电子技术的不断发展,负荷换流器不断接入电网中,电网逐步发展为低惯量、欠阻尼网络,电网的安全性和稳定性问题日益突出。传统负荷换流器控制下,负荷难以有效的参与电网动态调节,而虚拟同步电机技术能够为系统提供惯性支撑,因此受到广泛关注。文中介绍了负荷虚拟同步电机的工作原理,建立了负荷虚拟同步电机的小信号模型,给出了一种负荷虚拟同步电机的控制参数设计方法,该方法可兼顾系统的稳定性和动态性能。Matlab/Simulink仿真结果表明该方法中小信号模型的正确性和设计方法的有效性,能够对电网的稳定提供支撑作用。     

BIM+GIS技术在电力隧道中的应用研究

本文针对长距离大容量电缆隧道环境,阐述了BIM+GIS技术在3D可视化系统的应用。结合某项目的长距离隧道机器人巡检系统,从三维参数化模型建立、信息模型和GIS平台真实场景展示等方面研究了隧道环境机器人系统后台呈现的技术路线,最后分析了BIM+GIS技术在电缆隧道应用中存在的问题,为推动BIM应用在电力隧道的设计提供了参考。     

虚拟DPU技术在火电机组仿真机中的应用

在仿真机中使用虚拟集散处理单元可以实现电厂DCS系统中控制策略的全仿真，对于操作员培训和DCS系统控制策略调试具有重要意义。文章介绍了在DCOSE支撑系统中设计和实现基于虚拟DPU和虚拟HMI的电厂仿真机的方法，讨论了操作员站、工程师站与虚拟DPU连接的相关技术问题。     

Microsimulation of Freeway Ramp Merging Processes Under Congested Traffic Conditions

This paper describes a microsimulation program developed to study freeway ramp merging phenomena under congested traffic conditions. The results of extensive macroscopic and microscopic studies are used to establish a model for the behavior of merging drivers. A theoretical framework for modeling the ramp and freeway lag driver acceleration-deceleration behavior guided the model development. This methodology uses the stimuli-response psychophysical concept as a fundamental rule and is formulated as a modified form of the conventional car-following models. Data collected at the two merging points are used to calibrate the hypothesized ramp and freeway lag vehicle acceleration models. Drawing on this behavioral model, the freeway merging capacity simulation program (FMCSP) is developed to simulate actual traffic conditions. This model evaluates the capacity of a merging section for a given geometric design and flow condition. Validation of FMCSP is performed using the observed flow, vehicle trajectories, and lane-changing maneuvers. The simulation model is applied to investigate a variety of merging strategies. The results indicated that the FMCSP is capable of simulating the actual traffic conditions of congested freeway ramp merging sections and will aid in the development of traffic management strategies for complex freeway ramp merging areas.     

基于虚拟电机的V2G新型充放电控制策略

为了提高电动汽车车辆到电网(V2G)的稳定性,增强其友好互动,设计了一种新型电动汽车V2G充放电模型,并提出了基于虚拟电机的电动汽车V2G充放电控制策略。电动汽车DC接口采用虚拟直流电机控制,电网AC接口采用虚拟同步电机控制。与传统V2G结构相比,在两侧接口处采用隔离型双向DC/DC变换器连接。在此基础上,对于虚拟直流电机的参数整定,根据电动汽车初始电池荷电状态(SOC)确定阻尼系数以决定电动汽车组的功率分配,并根据SOC的变化实时调节虚拟惯量以提高电动汽车参与电网频率调节的能力。在不同电网状态下对具有不同初始SOC的电动汽车采用所提控制策略进行仿真测试,结果表明,该策略能够在兼顾电动汽车用户需求的同时,有效协调V2G功率双向流动,并减少并网点谐波电流,进而维持电网稳定运行。     

考虑电动汽车充电负荷的配电系统场景概率潮流分析

提出了一种同时考虑分布式光伏出力和电动汽车充电负荷随机特性的配电系统场景概率潮流分析方法。首先,在考虑车主交通行为与充电模式随机特性的基础上,采用蒙特卡洛模法对充电站典型日内的充电负荷进行模拟,给出充电负荷曲线集。接着,采用K-means聚类分别对充电负荷曲线集和光伏历史出力曲线集进行聚类,给出充电负荷和光伏出力的概率场景集,并以此为基础构建潮流分析场景集。最后,采用前推回代法进行所有场景下的配电系统潮流分析。按场景概率对潮流结果进行汇总,给出概率潮流分析结果。基于IEEE 33节点配电系统的仿真计算验证了所提模型及方法的有效性。     

基于dSPACE的车用牵引电机控制器设计与实现

为实现燃料电池轿车用牵引电机控制器的快速开发,提出了一种基于dSPACE与虚拟样机技术的车用牵引电机控制器的设计方法。该方法基于定子电流最优控制策略建立控制系统模型,在dSPACE平台上进行控制器设计、实时仿真及虚拟样机性能测试,测试结果验证了该设计方法的有效性。该方法可以代替传统的电机控制器迭代设计与样机试制过程,将成为车用牵引电机系统设计研发的重要手段。     

电动汽车日充电负荷需求模型比较分析

电动汽车大规模充电将给电网运行带来的巨大的挑战,有效准确地预测电动汽车充电功率需求对于减少其对电网产生的不利影响具有重要意义。文以电动汽车日充电负荷需求模型为研究对象,总结了当前主要的负荷需求模型,即从单电池、单充电机、日行驶里程和单位时刻四个不同角度建立的电动汽车负荷需求计算模型,并分别对模型机理和数学描述两方面分别进行了阐述,比较分析了这四种模型的性能和适用范围,最后结合各模型优点提出了一种改进的负荷需求模型,并指出其仿真分析流程。     

Real-Time Traffic Simulation With a Microscopic Model

This paper describes a microscopic model that is able to simulate traffic situations in an urban environment in real time for use in driving simulators. Two types of vehicles are considered in the simulation, namely the user-driven vehicle at the center of the simulation model and the other vehicles that interact with it and its surroundings, which configure the developed traffic model. Simulation is performed in a reduced zone, called the control zone, surrounding the user-driven vehicle. This control zone is a mobile zone centered on the user-driven vehicle. The size of the control zone depends on the maximum number of vehicles involved simultaneously, the traffic density, and the driver's limit of visibility. The other vehicles involved in the traffic simulation are created or destroyed within the limits of the control zone. The general behavior of the traffic model is based on the following theory. Vehicles have an associated driver model that establishes several control functions for them to follow the path, while the steering, acceleration, and braking maneuvers follow certain models of behavior. A traffic light regulation is also included but only in the control area. The possibility of introducing anomalous traffic situations into the simulation is also considered, such as the presence of obstacles, abnormal maneuvers, etc. The developed model is immediately applicable to large-scale driving simulators for driver training, traffic control studies, and safety studies     

基于虚拟同步机的电动汽车双向变流器功率控制

在电动汽车储能充放电领域,对电动汽车双向变流器运用虚拟同步机(VSM)技术,可以实现与电网的友好交互与电能质量的显著提升.因此按照同步电动机的理论模型建立系统仿真模型,采用功率控制的控制策略对电动汽车双向变流器进行控制.研究了在电网电压暂升暂降故障以及网侧功率剧烈波动时,选用传统下垂控制策略与采用虚拟同步机技术的电动汽车充/放电器的动态行为.并对电网中电动汽车充电器在充/放电模式下经历此过程的耐受特性进行分析验证.仿真结果证明了研究方法的有效性与正确性.     

基于虚拟DPU技术的DCS流程动态数学模型仿真

用虚拟DPU技术对TDC3000集散控制系统实现了DCS流程动态数学模型仿真,该法将实际分散控制单元中的DPU功能移植到虚拟DPU软件上,脱离硬件而采用软件仿真实现DPU工作过程的模拟。其中虚拟DPU算法块在VISUAL C++高级评议环境中开发,虚拟DPU通过DDE通讯接口、OPC服务器接口与仿真操作界面通讯。该法既保证了DCS系统的仿真精度又增强了系统的可移植性和可扩充性。     

基于交通信息和配电网全成本电价的电动汽车充电负荷调度方法

电动汽车的集中充电行为会在一定程度造成交通拥堵,为解决这一问题,综合考虑交通信息和电网信息,基于边际定价理论得到配电网节点边际电价和交通阻塞成本,构建电动汽车充电的全成本电价模型。在此基础上,提出一种考虑交通信息和配电网全成本电价的电动汽车充电负荷调度方法。通过仿真算例验证,该方法在满足电动汽车充电需求的同时可以有效缓解交通拥堵。     

基于虚拟惯性自适应算法的电动汽车控制策略

针对电动汽车双向DC/DC变换器,提出了一种虚拟惯性自适应控制策略。首先对电动汽车接入的交直流混合微电网的换流器采用虚拟同步发电机技术进行控制,以此提高微电网的频率稳定性。然后,对电动汽车双向DC/DC变换器采取虚拟惯性自适应控制,使其能够为直流网络的电压提供惯性支持,又可以在负荷出现波动时抑制直流电压变化过快,负荷波动消失时使电压迅速恢复至额定值。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建含电动汽车的交直流混合微电网模型并进行测试。测试结果验证了所提控制算法的正确性与有效性。