智能变电站实时交换通信系统设计与实现

智能变电站对通信时延有严格要求,工业以太网在这方面尚不满足要求。为此提出一种用于智能变电站的新型实时交换通信系统架构及其实现方式,利用分组交换、时分复用、通信资源预分配、无源光网络等技术,显著改善了业务的实时性能,提高了通信网络的可靠性和通信资源的可管理性。     

基于DWDM的分布式全光网络的实现研究

全光网即网络中所有节点之间信息的传输和交换始终保持光的形式,它可以有效地解决光电转换器件的＂电子瓶颈＂问题,提高光通信容量。从实现的角度探讨了全光网的构建问题,从光传输、光器件、光交换及光信号处理等方面进行了分析。在现有光交换理论和器件条件下,提出了基于DWDM技术、以光路交换为核心的分布式全光网络的构建方案。     

面向并发多业务的宽带电力线载波通信跨层资源分配算法研究

宽带电力线载波通信采用自适应正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)技术有效提升了通信速率,为实现电力多业务应用提供了丰富的通信资源保证。现有研究多是基于单一层级的网络状态进行资源划分,各业务所需速率多为静态预先设定且为固定值,因此会导致各子载波信噪比存在明显差异性的情况下,系统无法根据业务的不同QoS需求及网络中实时队列长度对所需资源进行自适应调整。抑或缺乏依据当前网络状态的动态调配灵活性,导致通信资源的浪费或通信需求无法满足。文章针对并发多业务的资源分配问题,通过应用层、数据链路层、物理层间的数据映射,建立了跨层资源分配模型。根据应用层电力多业务的QoS需求、数据链路层缓存区内队列长度以及底层物理层子载波和系统功率,将数据分组等待时延以及分组损耗映射为实时/非实时类用户的最低传输速率,进而提出基于效用函数的MAC层用户调度和物理层资源分配算法。最后通过典型电力线信道环境仿真实验发现:所提算法比现有2个电力线载波资源分配算法在多业务并发场景下单用户的吞吐量最高可提升47.62%,分组等待时延缩短37.25%,分组损耗降低72.04%。更好的资源分配使得文章所提算法能够在保证QoS需求情况下,允许更多的用户同时接入系统,有效提升了基于OFDM的宽带电力线载波通信资源利用率。     

基于RPR的变电站通信系统传输时延上界计算

为了确定基于弹性分组环(resilient packet ring,RPR)的变电站通信系统实时性是否满足IEC 61850标准的要求,使用网络演算理论推导出各种业务在采用双缓存媒体控制(medium access control,MAC)策略的弹性分组环中传输时延上界的计算方法,并以典型变电站为例,计算得到了变电站内各种数据流的传输时延上界。计算结果为:使用吉比特弹性分组环作为过程总线,当网络负载率小于80%且节点数达到上限时,实时业务的传输时延上界小于2.5ms;使用吉比特弹性分组环既作为变电站总线又作为过程总线,当最大报文长度和网络节点数达到上限时,实时业务的传输时延上界为3.5ms左右。网络演算和OPNET仿真结果表明:基于弹性分组环的变电站通信系统能够满足IEC61850标准的要求。     

基于FPGA的时延测试方法研究

时延性能是信息传输系统中的一项重要指标,时延以及时延抖动等性能会直接影响传输系统的性能.介绍了几种基于FPGA的时延测试方法,对比了各种测试方法的特点,并运用VHDL语言,实现了其中的"脉冲沿"时延测试方法;利用Al-tera SignalTap技术,对脉冲式时延测试方法进行了验证.测试表明,系统占用资源少,工作稳定可...     

基于GMPLS的电力通信光网络光多播连接建立机制

通用多协议标签交换技术(GMPLS)推动着电力通信光网络向智能化方向发展,同时,云计算、高清视频分发等新业务的发展使得点到多点的光多播在电力通信光网络中得到越来越多的应用。文章基于GMPSL信令协议RSVP-TE提出了一种新的光多播连接信令机制,它避免了原机制中可能的预留冲突问题,且能够提高网络中波长转换器的利用效率,从而提高了多播连接建立的成功概率。     

基于Internet的力觉临场感遥操作机器人系统设计

力觉临场感遥操作机器人系统通信通道中存在的通信时延严重影响了操作性能,甚至使系统不稳定.当用Internet传输信号时,时延是时变或随机的,对系统的影响尤为剧烈.为了解决这个问题,文章对时变时延和数据丢失进行了处理,最后提出了一种基于虚拟模型的从手受力预测方法.实验表明对系统的设计是非常有效的.     

SDH光传输系统的时延测算

传输时延是SDH光传输系统的一项重要性能指标。介绍SDH光传输系统的时延构成,并结合绍兴地区电力系统通信的SDH光网络,介绍了通过测试计算SDH网元的3种时延、相邻网元之间的光缆长度、业务在起止站点间的传输时延的方法。按照文章介绍的方法可以测算出不同厂家、不同型号、不同速率的SDH光传输设备的传输时延。     

一体化IP调度系统在智能变电站中的应用

针对传统变电站调度交换系统的现状及存在的问题,文章对电路交换和分组交换技术体制进行了简单的比较分析,详细阐述了一体化IP调度系统的结构组成。最后探讨了一体化IP调度系统在智能变电站中的建设方案,方案可满足站内调度电话与市话的要求．提高带宽利用率,节约成本和有利于运维。     

基于Internet多机器人遥操作系统的研究

网络时延严重影响了基于Internet的多操作者多机器人(MOMR)遥操作的操作性能,不仅能造成系统的同步性和稳定性降低,还会影响到遥操作机器人之间协调运动的安全性和灵活性.基于共享控制的思想,设计一个多层次的体系结构,合理地利用人的智能干预与机器的局部自主能力,解决网络时延给MOMR遥操作系统带来的问题.通过搭建实验系统实现了基于共享控制的控制策略,并通过实验验证了此控制策略的合理性.     

计及路-网-车交互作用的电动汽车充电实时优化调度

大量电动汽车（electric vehicle, EV）无引导地自由充电会对城市交通系统和配电系统的运行带来负面影响, 而EV充电负荷的时空分布又与城市交通系统和配电系统密切相关。因此, 需在综合考虑城市交通系统、配电系统和EV交互作用的基础上, 研究EV的充电调度与控制。在此背景下, 首先提出一种计及路-网-车交互特性的电气化交通协同系统架构。接着, 建立基于出行链追踪的微观交通配流模型, 模拟EV用户的驾驶行为、位置分布、荷电状态、充电需求等实时信息。然后, 提出一种选择充电站和导航策略, 并构建兼顾配电系统安全和用户充电等待成本的双层实时优化调度模型, 以确定各充电站内EV的具体充电方案。最后, 采用包括某地区交通系统和修改的IEEE 33节点配电系统的集成算例系统, 对所发展的模型与方法进行说明。     

智能配、用电网通信技术及组网方案

通信信息平台是智能电网的重要支持系统,配、用电通信网一直以来缺乏适用的通信解决方案,成为制约智能电网在配、用电侧应用的瓶颈。分析了智能配、用电通信网的特点及业务发展需求,对无源光网络（passive optical network, PON）、全球微波接入互操作（world interoperability for microwave access,WiMAX）和电力线载波（power line carrier, PLC）等适用通信技术进行了分析,并对其在配、用电通信网中的应用进行了经济技术比较,最后提出了智能配、用电通信网的系统架构和组网技术方案。     

基于WDM-APON的动态波长分配评估方案

为了考察基于WDM的光纤网络中动态波长分配方案,文章把目前应用较为广泛的波分复用无源光纤接入网作为研究对象,利用自相似的流量仿真理论建立流量仿真模型,对波分复用中静态和动态波长分配方案进行评估.结果说明采用动态波长分配方案在优化网络结构、应对网络中突发流量、均衡负载、降低信元丢失率以及提高服务质量等方面具备的明显优势.     

电网稳定控制系统通信组网方案探讨

基于电网稳定控制系统的特点阐明了其在通信组网方面的特殊要求,在此基础上介绍了2种典型的区域电网稳定控制系统的组网方案;分析了这2种通信组网方案在不同通信条件下的适应性和优缺点,并针对目前的电网稳定控制系统通信组网方案存在的缺点提出了相应的解决方法;结合智能电网的发展,分析了通信新技术的发展对电网稳定控制系统组网方案可能产生的影响,并指出NGN、SDN和CPS是未来电网稳定控制系统通信组网方案的关键技术。     

无源光网络技术在配用电通信网中的应用

随着我国电力工业的不断发展,智能电网的建设已经开始逐步实施,电网的自动化、信息化、互动化程度越来越高,建设大容量的光纤通信网是目前最适合配用电通信发展的通信方式。针对配用电系统的业务种类和特点,分析了PON技术的特点和优势,探讨了PON技术在配用电通信网中的应用,并对2种常见的网络结构进行分析,证明了基于PON技术的通信接入方案能较好地满足配用电系统通信的要求。     

利用实时交通信息感知的电动汽车路径选择和充电导航策略

适当选择电动汽车(EV)路径并优化充电导航,有助于提高用户出行效率及缓解大量EV同时充电对配电系统安全运行的影响。在此背景下,提出借助群智感知技术来获得实时交通路况和充电站服务信息,并在此基础上利用矩阵分解得到交通信息矩阵。之后,在考虑路径选择、到达时间、电池容量及充放电状态互斥约束的前提下,构建了分时电价机制下以用户出行总成本最小为目标的EV路径选择和充电导航优化模型。以某市中心25km×25km区域内所包含的4座快速充电站连接到IEEE 33节点配电系统为例来说明所述方法的基本特征,并针对考虑和不考虑实时交通信息情形,分析了参与群智感知的EV数量对用户出行路径及EV充放电对配电系统的影响。     

RFID在智能交通物联网系统中的应用

为实现城市道路路段及交叉路口的交通流量统计、行驶机动车辆监管、交通拥堵状况缓解,提出采用非接触式、自动化识别、双向通信射频识别（RFID）技术对路网上的行驶车辆进行实时信息采集和数据信息交互,并结合物联网无线传感网络技术,将获取的信息发送到后台信息处理中心,再将数据信息通过全球定位系统或交通诱导信息系统提供给交通参与者,使其合理选择最优路径,快速、准确地到达目的地。     

配电网自动化系统体系结构和通信方式的选择

配电网自动化系统是配网建设和改造中的热点问题,体系结构和通信方式的选择是整个配电网自动化规划和设计过程中的重点和难点。通过对配电网自动化系统体系结构和通信方式的论述,分析了集中式、集中分布式、完全分布式三种体系结构以及光纤、数字微波通信、配电线载波、GPRS、通信电缆方式等各种通信方式的优缺点,并结合贵阳供电局城北分局配电网自动化系统建设实例,提出了配电网自动化系统应采用的体系结构及在不同应用环境下应采取的不同解决方案。     

基于实时出行需求和交通路况的电动汽车充电负荷预测

现有的电动汽车充电负荷预测研究中缺乏对用户出行行为和交通路况的精确描述,为此构建了时空图谱注意力网络,对基于城市兴趣点的出行需求和道路交通流量的时空分布进行学习和预测,并计及了日期类型、天气温度和交通事件的影响。通过基于出行时间指数（travel time index,TTI）的Dijkstra算法得到耗时最短的行驶路径,并建立了计及交通路况和气温影响的电动汽车能耗模型以及考虑距离远近和综合充电费用的充电站选择决策模型。基于西安市二环区域的实际出行需求和交通数据,对私家车、出租车和网约车3种用途电动汽车的充电需求进行了预测,并分析了出行需求变化对城市各网格空间内充电站快、慢充负荷的影响,为充电设施的规划提供了参考和依据。     

城市配电网规划方案的多阶段综合评估方法

现有的城市配电网规划综合评估研究主要针对规划目标年电网展开,而忽略了对其他规划年份电网的评估,为此提出配电网规划的多阶段综合评估方法.首先,结合现有研究成果,建立包含上级电源水平、网络结构水平、负荷供应能力和装备技术水平的配电网规划综合评估指标体系;其次,根据地区实际情况和配电网发展目标设定理想评估指标值,并作为配电网现状和规划方案评估的比较对象;最后,基于层次分析法和逼近理想解排序法（AHP-TOPSIS）提出配电网规划多阶段综合评估的总体方法流程.通过对某地区配电网规划方案的实例分析,验证该方法的可行性和有效性.