多模终端切换管理模块的设计

未来网络的发展趋势必然是多种异构网络的融合。为了能够随时接入最合适的网络,并在异构网络之间进行无缝切换,多模终端切换管理模块的设计就成为了一个关键问题。本文正是针对这一问题,设计了多模终端基于802.21协议的无缝切换功能架构。本文提出的切换管理模块具体分为切换测量模块、切换判决模块和切换执行3个模块,具体定义了各个子模块分别与TCP/IP的不同层次进行的信息交互,各个子模块之间进行的信息传递。通过该切换管理模块,既可以充分考虑到不同层面的需求,又可以及时开始并完成切换过程,最大限度的减少切换中断时间,从而实现完整的无缝切换机制。     

智能变电站过程层交换机延时测量方案设计

智能变电站过程层网络SMV报文组网的传输方式已成为一种趋势。SMV报文组网的传输方式具有信息共享便捷的优势,但是SMV报文在网络交换设备交换机中传输的延时具有不确定性,这样就需要可靠的时钟源来进行同步,而且合并单元需要具备一定的守时能力。为了使SMV报文组网的传输方式不依赖外部时钟源,尝试对交换机进行改进,给出了一种基于FPGA的过程层SMV报文传输延时可测的交换机架构,提出了一种利用IEC 61850-9-2帧结构中Reserved字段测量并记录传输延时的方案。经过验证,该架构和方案可以准确地测量SMV报文在网络中传输的延时。     

基于光分路器的MMC分布式控制系统架构

为了解决传统分布式控制架构中光纤和光模块用量大、安装布线复杂以及PEBB间不同步的问题,将无源光纤网络系统的思想应用于MMC控制系统架构的设计,提出了基于光分路器的MMC分布式控制系统架构。新型控制架构由主控制器、PEBB和光分路器组成。主控制器与每个相单元所有PEBB控制器之间通过两个光分路器连接,一个光分路器用于传输主控制器发送至PEBB控制器的下行信号,另一个光分路器用于传输PEBB控制器发送至主控制器的上行信号。实验与仿真结果表明,基于光分路器的MMC分布式控制系统架构可以大大减少光纤和光模块使用量并保证PEBB之间的同步,使MMC系统正常运行。     

基于FPGA的GFPT协议的设计与实现

根据光传输网的发展现状和趋势,详细比较了通用成帧协议两种映射方式的优缺点,并分析了GFPT透明传输方式在OTN传输网的应用前景。重点阐述了GFPT协议的FPGA设计实现方法。设计的GFPT模块功能在Xilinx的Virtex4 FPGA上得到验证,工作频率达到166MHz。     

桥臂复用型模块化多电平换流器的拓扑及控制研究

针对模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的轻型化需求,提出一种具备子模块高利用率的桥臂复用型模块化多电平换流器(arm multiplexing MMC,AM-MMC)。通过将相单元划分为上桥臂、复用桥臂和下桥臂,并利用桥臂切换开关对桥臂进行复用,AM-MMC可有效提高子模块利用率、降低子模块装配数量。为了避免桥臂切换开关的动态均压问题,设计确保AM-MMC在上、下桥臂复用模式之间平稳切换的模式切换策略。此外,根据AM-MMC拓扑特点,设计最近电平逼近调制和分段脉宽调制策略,以满足其在高压直流输电和中低压直流配用电领域的调制需求。基于Matlab/Simulink的仿真结果和物理实验结果表明,AM-MMC能够顺利完成交直电压变换与能量传输,且运行效果良好。与常规MMC相比,所提AM-MMC的子模块利用率提升至66.7%,子模块装配数量降低25%,有效实现了轻型化目标。     

基于CY7C68013的USB2.0数据传输模块设计

介绍了一种基于CY7C68013单片机的通用数据传输模块,讨论了USB控制器CY7C68013的性能及传输方式,给出了该系统的硬件设计方案,设计实现了USB2.0数据传输模块,阐述了系统的硬件设计、固件程序和计算机端的应用程序设计过程和设计方法。通过USB数据传输模块实现了采集系统与计算机之间的数据高速传输,试验结果表明,数据传输速率可以达到120 Mb,并将采集数据传入计算机显示、保存,满足了测试系统的要求,并给传统智能仪器的接口设计与改造有一定的借鉴意义。     

基于置信间隙决策的输电网络不确定性最优传输切换

最优传输切换（OTS）是一种应用较为广泛的通过改变网络拓扑结构提高输电网络灵活性的控制机制。然而,输电网络中往往存在不确定风电及负荷需求,这使得常规最优传输切换方案无法达到预期效果。为此,提出将置信间隙决策理论（CGDT）应用于寻求不确定条件下的鲁棒最优传输切换方案。该文分别采用高斯混合模型和正态分布对风电出力及负荷需求预测误差的概率分布函数进行拟合,将不确定性纳入最优传输切换,并以总发电成本最优为目标,建立了基于置信间隙决策理论的输电网络最优传输切换鲁棒优化模型。采用改进的IEEE 24节点系统进行仿真实验,结果表明,使用所提方法求取的最优传输切换方案具有较强的鲁棒性。     

电力线载波通道继电保护信号传输方式的探讨

介绍了保护信号的两种不同传输方式、各种传输模式和传输特性，并对两种传输方式从传输时间、可靠性和安全性等方面进行了分析与比较，根据保护系统的具体特性要求必须采用优化的传输模式以提高电力系统的安全性与可靠性，从而最大限度地保证电力系统的安全生产与运行管理。     

光MOS继电器在正负高压电源极性切换中的应用

光MOS继电器是一种新型的固体继电器。讨论了应用光MOS继电器的开关特性,实现高压电源输出极性的快速切换,从而设计可靠的双极性小功率高压电源。介绍了光MOS继电器的结构、工作原理和作为高压开关应用的选型原则,讨论了光MOS继电器用于高压极性切换开关的两种实现方法,给出了在单逆变电路架构中应用光MOS继电器实现双极性高压输出的完善的应用电路。最后应用光MOS继电器、SG3525控制器等元件设计了一款应用于离子迁移谱仪器的双极性高压电源。     

新一代智能变电站波分复用无源光通信网络性能研究

针对智能变电站通信系统中出现的网络时间同步、传输时延以及抖动较大的问题,对智能变电站通信网络复用方式进行了研究,提出了波分复用网络架构模式。新一代智能变电站波分复用无源光通信网络架构基于无源光网络和虚拟的点对点双向传输链路,采用业务隔离等技术,保证整个网络的稳定和可靠。通过仿真得到波分复用无源光网络的通信业务的性能指标并加以分析,证实了变电站业务对通信网络的要求均能够通过波分复用通信网络实现,该通信网络可用于变电站通信网。     

智能变电站二次系统组网结构与信息传输优化研究

智能变电站二次系统普遍采用三层两网的网络架构,使用合并单元、智能终端来分别完成点对点采样、跳闸,大量使用合并单元和光模块,采样可靠性得不到保障。同时,二次信息传输是按照功能分类,通过不同的系统独立传输,信息融合度低,各业务部门获取数据比较困难,信息传输无法为电网各个业务部门提供有效支撑。因此,在组网方案上优化了原有的三层两网组网方案,采用电缆采样、GOOSE网络跳闸来代替SV直采、GOOSE直跳;在信息传输方式上,打破专业壁垒,按照业务需求来重新组织信息传输,大力促进信息融合,实现数据共享。同时提出了优化方案需要解决的关键技术,分析了新方案推广实施的可行性,通过对比分析得出了新方案具有施工简单、维护方便、运行可靠、便于管理的结论。     

一种用于SS谐振无线电能传输系统变频移相控制下实现恒压和ZVS的参数设计方法

无线电能传输是一种方便灵活的电能传输方式。以串联-串联SS(series-series)谐振无线电能传输系统为研究对象,通过变频移相控制实现了后级的恒压输出与前级逆变器的零电压开通。首先基于无线电能传输系统的交流等效电路对系统特性进行分析,提出一种在采用变频移相控制下能够同时实现恒压与零电压开通的频率区间存在性判断方法。基于此判断方法,根据相角裕量与系统安全要求对谐振网络参数进行限定,保证了系统在当前设计参数下能够在相应工作指标下正常运行。最后搭建了一套250 W无线电能传输装置,对系统分析的正确性与参数设计的合理性进行验证。     

基于T-Π复合谐振网络的恒压型电场耦合无线电能传输系统

电场耦合无线电能传输(ECPT)技术是一种以高频电场作为能量介质的无线电能传输方式。在实际应用中,相当一部分用电设备要求工作电压不随其负载的变化而发生大的改变。针对这种需求,分析对比现有的恒压型ECPT系统的特性,提出一种T-Π复合谐振网络。该拓扑利用自身的传输特性来实现输出电压不随负载的变化而改变,无需额外设置检测与调节电路。同时,还能保证系统始终工作于零相角(ZPA)状态。另外,为了确保系统具有较低的总谐波畸变率、参数敏感性以及足够大的负载可变范围,研究采用不同参数配置方法的T-LCL谐振网络的恒流特性与Π-CLC谐振网络的恒压特性,并在此基础上给出谐振网络的配置方法以及系统主要参数的设计方法。最后通过仿真与实验验证了所提出系统的传输特性以及参数设计方法的正确性。     

低功耗广域配用电通信系统架构与软件设计

配用电通信网,作为直接服务于客户的电力系统中低压网络,是智能电网的关键环节,配用电通信网的规划是当前电力通信网络组建的重点和难点。低功耗广域网技术作为物联网领域的新兴热点技术,在功耗、传输距离和网络成本方面弥补现有通信技术的短板,是配用电通信网未来发展的重要支撑技术手段。基于对上述问题的分析,提出了基于低功耗广域网技术的智能配用电网络架构,包含信息采集域、信息传输域和应用服务域,完成了信息采集子系统、信息传输子系统和应用服务子系统的软件流程设计,并在信息采集子系统中细化了信息采集模块与微控制器模块的软件流程。     

基于嵌入式系统下的无线抄表系统

文章设计了基于嵌入式的抄表器,结合红外芯片与GPRS无线模块对老式电表进行表码采集。该抄表器以wince为操作系统,在硬件上选用了ARM2410芯片并通过串口与无线模块和红外模块连接,能实现数据的无线传输和红外抄表。文章详细介绍了应用程序的整体架构以及抄表协议。     

一种电网强度在线感知的自适应虚拟同步控制策略

微电网中的储能虚拟同步发电机(virtual synchronous generator, VSG)需在并网和微电网等不同强度电网工况下切换运行。为提高VSG在工况切换前后的一次调频特性与动态响应特性,采用小信号建模与广义根轨迹分析的方法,通过向阻尼环节引入微分,提高VSG一次调频响应的准确性。建立了VSG参数与电网强度的关系,基于对电网强度的在线感知,设计自适应优化虚拟阻尼的方法,使得VSG在电网强度变化前后均具有良好的一次调频特性与动态响应特性。在RTDS-DSP硬件在环半实物仿真实验平台上构建了光-储-柴微电网模型,通过相关实验验证了所提方法的有效性。     

统一测控系统下行信号仿真器设计与实现

通过对瑞利信道、莱斯信道与全阴影信道等特性研究,提出了适合统一测控系统下行信号模拟的设计方案。仿真设备利用对瑞利信道模块、莱斯信道模块与全阴影信道模块的切换可以有效地仿真实际测控环境,结果与经过实际信道传输后信号变化规律相吻合,验证了统一测控系统中频信号模拟方法的正确性和可行性。该系统的实现为分析评估接收机的工作状态、发现故障和查找事故的发生原因提供重要工具。     

光路自动切换保护技术的原理和应用设想

随着光通信技术在电力系统通信领域的大量应用,如何提高光传输网络的生存性已经成为至关重要的问题。文章首先对目前已有的几种提高通信可靠性的方法进行了比较,认为光路自动切换保护技术和SDH自愈保护技术结合,会大大提升光传输网络的生存性能;重点介绍了光路自动切换保护技术的原理,提出了两种实现自动光切换的方法,即根据光监测模块的告警和SDH网管告警,给出了一个应用设想的实例。     

基于LPWAN和LAN混合通讯模式的高分辨率油管无损检测系统

针对传统油管无损检测系统数据传输方式不高效、不灵活的问题,本文提出设计基于LPWAN和LAN传输方式的混合通讯模式的数据通道。选择符合LPWAN传输协议以及LAN传输协议的模块来设计无损检测装置与上位机间的数据传输通道。实际应用效果表明,本文所采用的LPWAN无线通信模式可以使油管无损检测系统的下位机方便的布置于容易损毁传感器线路的现场,所采用的LAN传输方式有效的杜绝了现有USB接口设备升级时传输数据量受限的问题,采取LAN传输方式使传输速度得到提高,为增加采集通道数量和提高检测精度提供了基础。     

基于以太数据的无线激光通信系统透明传输设计

以太网数据的透明传输是在传输过程中对外界透明,不用关心下层协议,只负责将需要传送的业务数据传送到目的节点,而不篡改数据内容、不改变数据属性的一种传输方式。采用以太数据透明传输的无线激光通信系统,可以方便的与现有工业以太网络无缝集成,提高设备可用性,扩大其应用范围。基于DE2-115教育开发平台,利用板载FPGA集成Nios Ⅱ软核作为控制单元,运行裁减后的NicheStack TCP/IP协议栈的μC/OS Ⅱ实时操作系统,实现了无线激光通信系统与千兆以太网在数据链路层上的数据透明传输。通过系统仿真、电路实验以及光路实验对本设计进行了数据一致性测试。测试结果表明,本设计具有良好的数据透明传输特性。