大规模多状态计算系统的容错性能分析

针对异构计算节点组成的大规模多状态计算系统的容错性能分析问题，提出了一种计算系统容错性能的评估方法。该方法采用自定义的两级容错性能形式化描述框架进行系统描述，通过构造多值决策图（Multi-value Decision Diagram，MDD）模型对系统进行容错性能建模，并基于构造的模型高效地计算出部件故障的条件下计算系统在特定性能水平上运行的概率，减少了计算的冗余性。实验结果表明，该方法在模型的大小和构建时间上均优于传统方法。该方法的提出将对系统操作员或程序设计者具有重要意义，使其确保系统适合预期应用。     

基于储能型柔性多状态开关的直流微电网与交流配电网柔性互联策略

柔性多状态开关大多采用"刚性"的变流控制策略,导致其端口惯性与阻尼不足,直流微电网通过其接入时难以与交流配电网进行柔性互联,无法响应交流配电网调频调压.为此,提出一种基于储能型柔性多状态开关的直流微电网与交流配电网柔性互联策略,交直流端口统一采用虚拟电机控制,通过模拟电机的惯性和阻尼特性使交直流端口呈现柔性特性,同时针对馈线负荷不均衡问题提出一种考虑直流微电网功率交互的负荷均衡策略.仿真结果表明,所提策略能够降低直流微电网波动对交流配电网的冲击,增强直流母线电压的稳定性,主动响应交流配电网调频调压,实现了馈线负荷均衡,提升了柔性多状态开关的调控灵活性.     

考虑载荷动态分配机制的多状态系统可靠性建模及优化

多状态是现代制造装备和复杂工程系统的典型特征。由于多状态系统可靠性理论能反映系统服役阶段状态的复杂衰退规律,近年来受到了广泛的关注和深入的研究。然而,现有的大部分关于多状态系统可靠性理论的研究均假设系统中单元之间的失效规律是相互独立的。但在实际工程中,多种因素所造成的系统单元间失效规律的相关性问题不可避免,故考虑多状态系统中单元载荷的动态变化对单元失效规律的影响,利用马尔科夫模型对存在载荷动态分配机制的多状态系统进行可靠性建模和可靠度计算,分析系统的组成结构和单元的载荷动态分配策略对系统可靠度的影响规律,并在此基础上提出两层遗传算法对多状态系统的结构和载荷分配策略进行联合优化。     

基于柔性多状态开关和动态重构的配电网灵活运行方法

未来电动汽车(electric vehicle, EV)以及光伏(photovoltaic, PV)在配电网中的接入比例逐渐增高,这不仅带来了复杂的不确定性问题,而且导致了配电网净负荷时空分布的不均衡,从而产生了弃光、失负荷以及潮流分布不均匀的问题。基于此,考虑电动汽车充电负荷以及光伏的不确定性,提出了一种基于柔性多状态开关(flexible multi-state switch, FMS)和动态重构的含高比例电动汽车-光伏配电网灵活运行方法。首先,基于FMS灵活功率调控和网络动态重构,构建了支撑高比例电动汽车-光伏接入的配电网灵活运行框架。其次,利用蒙特卡洛随机模拟法对各类电动汽车充电负荷以及光伏出力进行不确定性建模,建立了基于场景集以及场景缩减法的随机规划模型。然后,建立了以弃光、失负荷、FMS损耗、网损成本最小和负荷均衡度最优为目标的配电网灵活运行模型。最后,在158节点系统上通过算例验证了所提方法的有效性。     

计及可靠性收益的配电网柔性多状态开关及分布式电源综合优化配置

柔性多状态开关(flexible multi-state switch,FMS)是支撑新型电力系统背景下配电网运行控制能力提升和可再生能源接入渗透率改善的重要技术装备,针对现有配电网中FMS的规划并未详细考虑FMS与分布式电源(distributed generation,DG)的协调配置,以及对于FMS接入带来的可靠性提升考虑不足的问题。文章在规划配置阶段详细考虑了含FMS和DG的协同优化运行,并充分计及FMS接入带来的可靠性收益,构建了基于嵌套优化的FMS和DG选址定容双层优化配置模型。针对双层嵌套规划模型求解的复杂性,提出了基于改进粒子群算法和GAMS(general algebraic modeling language)算法相结合的模型求解策略,以改造后的IEEE 33节点算例系统为例,对所提出模型和方法的有效性进行了验证,结果表明提出的方法相比传统单一FMS规划具有更好的经济性,能最大程度地降低配电网年综合费用,同时减少用户因停电带来的损失。     

多状态可修复k/n系统的随时间响应可靠性研究

利用离散时间的马尔科夫链和半马尔科夫链对复杂的多状态可修复k/n系统元件的多样性进行了分析,给出了元件状态变化以及在状态逗留时间的概率分布计算公式,然后给出了元件在状态变化、状态寿命变化的一步概率转移矩阵,最后根据对元件的分析,导出了系统的可靠度与可用度的预测模型。算例表明,得出的模型易行、有效。     

含柔性多状态开关的配电网分区方法

柔性多状态开关是一种新型智能配电装置。结合柔性多状态开关的功能特点,提出了含柔性多状态开关的配电网分区条件。以多层图分割理论框架为基础,提出了由粗化、分区和还原阶段构成的分区方法。在粗化过程中,提出了基于最短电气距离的粗化方法,使用贪婪图生长算法完成初始分区,并在还原阶段提出了基于路径搜索的还原方法。分区方法不仅能够优化配电网的运行指标,还能够提高配电网的可控性和灵活性。通过IEEE 118节点配电网算例对所述分区方法进行了说明和验证,并结合柔性多状态开关的调控对分区效果进行了进一步分析。结果表明,该方法能够改善配电网的日均馈线负载均衡度,并能够和柔性多状态开关的调控相配合,进一步改善配电网每一时刻的馈线负载均衡度和电压分布。     

刀库及机械手多态可靠性建模与分析

刀库及机械手换刀在成功与失败之间具有多种中间工作状态,为真实描述其性能衰退过程,必需采用多态系统可靠性理论进行建模和分析.结合可靠性试验、性能测试所得数据,进行刀库及机械手分系统状态定义,并采用Markov随机过程理论进行分系统状态概率的计算,以及通用生成函数(UGF)的方法构造了系统多态可靠性模型,给出了一定需求条件下性能可靠性的评估公式,该方法易于理解,弥补了刀库及机械手传统二态可靠性分析的不足.     

基于改进克隆卡尔曼滤波的视觉惯性里程计实现

视觉-惯性多传感器融合方案可以有效解决GNSS据止环境下的导航问题。为了更有效地处理视觉的相对观测信息,文中研究并实现了一种基于克隆卡尔曼滤波(stochastic cloning Kalman Filter,SCKF)与滑动窗方法相结合的低成本视觉惯性里程计紧耦合算法。开源数据集实验表明,文中算法精度超过了多状态约束卡尔曼滤波(MSCKF)开源代码的效果。     

飞机钣金零件多态模型状态划分方法

对飞机钣金零件多态模型作进一步研究,分析了飞机钣金零件的制造状态衍化特性和典型状态,讨论了状态划分的原则和依据,建立了基于典型状态的划分方法和基于XML的状态方案表达方法,提出了状态划分的评价流程和基于成熟度的优化方法。实现了面向制造过程的飞机钣金框肋类零件状态划分,为钣金零件多态模型数字化定义提供了依据和信息组织框架。