应急情况下最少转发节点的传感器网络组播路由树算法

在抢险救灾等应急情况下,传感器网络的节点能量更为有限。为减少无用转发的能量消耗,利用无线信道的广播特性,根据广播子树删除思想,提出一种基于最短路由树、具有最少转发节点的组播路由树生成算法。对该算法进了证明和详细分析,并针对实际需要,给出使用范围更广泛的分布式实现方法。仿真分析说明,算法的分布式实现方法可减少ODMRP的转发节点数,大大降低数据发送次数,接收成员节点较多时尤为明显。最少转发节点的组播路由树的网络总开销最小,是延长网络生存时间的有效方法。     

基于IAPF与多层Morphin搜索树的移动机器人路径规划

针对传统人工势场法(artificial potential field,APF)的易出现振荡、死区、局部极小值等缺陷。提出一种结合机器人位置、速度、加速度及障碍物位置等信息的改进人工势场法(improved artificial potential field,IAPF)。利用Morphin算法计算效率高、易结合全局路径规划算法的优点,提出一种多层Morphin搜索树算法。首先,利用改进人工势场法完成路径的全局规划,在此基础上在障碍物附近用多层Morphin搜索树算法进行路径规划。利用MATLAB仿真测试表明,所提出的改进人工势场法与多层Morphin搜索树的混合算法,在移动机器人自主路径规划中,能有效缩短路径长度,提高到达目标点的效率,高效完成路径规划。     

基于多维度相互校验的线路电流差动保护自校正同步策略

针对目前线路电流差动保护普遍使用的基于内部时钟同步方法,分析了基于乒乓原理测量通道时延的内部时钟同步方法在出现通道路由不一致时,会造成差动保护不正确动作的可能性。提出了一种自适应的异常差流监视手段,同时结合线路两侧的电气量同步判据,能够可靠识别出线路电流差动保护同步异常的情况。在内部时钟同步的基础上,提出了一种结合电气量判据及外部时钟的自校正同步策略,该策略能够自动完成同步状态辨识,提高了差动保护抗通道收发路由不一致的能力。实验验证表明,所提出的基于多维度相互校验的电流差动保护自校正同步策略能够提高线路电流差动保护抗通道扰动的能力。     

基于FPGA的设计继承方法

FPGA的正确性不单单由代码来确定,还需要FPGA开发工具完成整个设计流程后形成正确的电路才能保证设计的正确性.为提高FPGA在实际工程中的开发效率,引入后端工具指导布线法、布局布线工具设计保持法这两种设计方法,通过设计工具使关键信号或者未更改部分的电路布局布线信息继续保留,因此大大减少因部分模块更替对以通过充分测试部分的设计的影响.在工程实践过程中,后端工具指导布线法仅对布线约束控制在40条以下的工程效果较好,但流程较简单;布局布线工具设计保持法流程较复杂,但保持的布线数量可达成百上千条.两种方法各有优劣的地方,设计人员应根据不同的工程需求,选择合适的方法来实现设计继承,以提高调试效率.     

中压配电网静动态中继结合的分级分层电力线载波通信路由算法

为了满足中压配电网配电自动化系统高可靠性、高实时性的数据传输需求,电力线载波通信(PLC)技术需要灵活可靠的路由组网算法。在分析中压配电网结构特点的基础上,提出了一种静动态中继相结合的分级分层PLC路由算法。根据中压配电网的拓扑结构,采用静态中继法将PLC网络分为3个级次,保证网络整体逻辑结构与配电网的物理结构大致相符,加快PLC网络的组网速度;每一级次内使用改进分层搜索算法进行动态中继自组网,保证组网的灵活性与可靠性。仿真结果表明所提算法能够根据配电网的结构及信道环境自适应地组网,路由优化过程兼顾了链路质量与中继负载均衡性;所提算法计算量小、组网速度快,通过调整算法中的权重参数可以灵活满足组网对可靠性与实时性的不同要求。     

Wind Velocity Sensorless Maximum Power Point Tracking Algorithm in Grid-connected Wind Energy Conversion System

This article proposes a wind velocity sensorless hill-climb searching algorithm in the grid-connected field-oriented controlled permanent magnet synchronous generator based wind energy conversion system. The proposed method improves the speed and accuracy of initial tracking. Pseudo-optimum points are used to track the exact optimum points using the power versus speed characteristics of a wind turbine for various wind velocities. This research emphasizes that the pseudo-optimum points using the power versus speed characteristics are always less than and much nearer to the exact optimum points. The small-step forward tracking after pseudo-optimum points improves the accuracy of this algorithm. Moreover, this method improves the tracking speed for various wind velocities. The system used for this research consists of a back-to-back sinusoidal pulse-width modulation converter between the generator and the grid. The performance of the proposed method is analyzed mathematically and verified by simulation using MATLAB/Simulink software (The Mathworks, Natick; Massachusetts, USA).     

Unified routing protocol based on passive bandwidth measurement in heterogeneous WMNs

The past few years have witnessed a surge of wireless mesh networks (WMNs)‐based applications and heterogeneous WMNs are taking advantage of multiple radio interfaces to improve network performance. Although many routing protocols have been proposed for heterogeneous WMNs, most of them mainly relied on hierarchical or cluster techniques, which result in high routing overhead and performance degradation due to low utilization of wireless links. This is because only gateway nodes are aware of all the network resources. In contrast, a unified routing protocol (e.g., optimal link state routing (OLSR)), which treats the nodes and links equally, can avoid the performance bottleneck incurred by gateway nodes. However, OLSR has to pay the price for unification, that is, OLSR introduces a great amount of routing overhead for broadcasting routing message on every interface. In this paper, we propose unified routing protocol (URP), which is based on passive bandwidth measurement for heterogeneous WMNs. Firstly, we use the available bandwidth as a metric of the unification and propose a low‐cost passive available bandwidth estimation method to calculate expected transmission time that can capture the dynamics of wireless link more accurately. Secondly, based on the estimated available bandwidth, we propose a multipoint relays selection algorithm to achieve higher transmission ability and to help accelerate the routing message diffusion. Finally, instead of broadcasting routing message on all channels, nodes running URP transmit routing message on a set of selected high bandwidth channels. Results from extensive simulations show that URP helps improve the network throughput and to reduce the routing overhead compared with OLSR and hierarchical routing. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于分层搜索算法的超高层建筑供用电可靠性评估

根据超高层建筑供电特点和管理需求,提出了超高层建筑供用电可靠性指标体系和超高层建筑供用电可靠性计算方法——分层搜索算法。该指标体系和搜索算法不仅能对传统用户供电可靠性进行评估,还能对用户内部用电可靠性进行分析,包括用户内部整体可靠性和用户负荷点可靠性,可以对超高层建筑内部实现精益化管理提供技术支持。以一栋由两路电源供电的超高层建筑为例,采用文中提出的指标体系和算法对该建筑进行评价,结果显示,2路并列供电的电源,在同时供电和一路运行、一路检修时,用电可靠性相差不大,而两者的停电损失期望值可相差1.5倍多,该结果能为用户内部检修策略的制定提供有效指导。算例证明了文中提出的指标体系的实用性和分层搜索算法的正确性。     

计及需求响应的风电储能两阶段调度优化模型及求解算法

为解决风电功率不确定性对系统稳定运行带来的影响,在含风电的系统优化调度问题中引入需求响应和储能系统。首先利用区间法模拟风电场景并构建了基于Kantorovich距离的场景削减策略,然后分别在需求侧和发电侧引入需求响应和储能系统,结合2阶段优化理论,以风电日前预测功率和超短期预测功率作为随机变量及其实现,构建了计及需求响应的风电储能2阶段调度优化模型。为求解该模型,在传统二进制粒子群算法中引入混沌搜索,构建了混沌二进制粒子群算法。最后,以IEEE 36节点10机系统进行算例仿真。结果表明,混沌二进制粒子群算法能够得到全局最优解,适用于风电储能系统2阶段模型求解;利用需求响应和储能系统的协作效应,可以抑制风电功率的不确定性,提高系统风电利用效率,降低系统发电煤耗水平,因此综合效益显著。     

缆系海底观测网恒流输电系统供电方案选择方法

基于恒流输电的缆系海底观测网借助恒流分支技术可以实现网格型拓扑结构,从而存在多种主供电回路与分支供电回路的供电组合方案。针对这一问题,提出了恒流输电系统供电方案的选择方法。根据恒流分支技术的工作特性,提出了N级供电回路的概念,将供电方案抽象成与供电回路一一对应的多个连通图,定义了存活节点率作为供电方案的评价指标,并采用基于可变时间增量法的蒙特卡洛法结合深度优先算法进行估计。该方法适用于已知网络拓扑结构下的恒流输电系统供电方案的优化选择,算例分析表明:该模型及算法能较好地分析供电方案对系统可靠性的影响,且收敛性较好。