基于SOA的架空送电线路三维协同设计系统架构方案

研究架空送电线路多专业间协同设计一直以来是智能电网的发展趋势和研究热点,在现有线路设计产品的基础上,提出了一种基于面向服务架构(SOA)的送电线路三维协同设计平台的系统架构方案。综合分析送电线路设计中电气、结构和测量等多个专业业务逻辑和功能的特点,采用SOA的组件模型建立和层次划分技术,遵循服务粒度规则、高内聚低耦合设计原则,划分出17个独立的服务模块,并使用Web Service技术成功封装底层平台的差异性,使得上层只关注下层提供的服务接口,服务更专注于内部的功能实现。最后通过对比基于CAD/GIS的电力勘测设计软件,证明了面向服务的架构方案相对于传统面向对象的架构方案具备更灵活和独立自治的特点,并在项目的开发过程中验证了所提出架构方案的可行性,具备可维护、可扩展的优点。     

基于边缘计算的室内测量设备远程控制系统设计与实现

针对建筑行业传统室内测量技术落后、测量数据庞大以及施工现场环境复杂等问题,设计了一套基于边缘计算的室内测量设备远程控制系统。运用边缘数据计算架构体系,提出了远程控制系统网络架构,以实测实量设备作为远程测量设备硬件设备,采用QT跨平台开发软件设计了具有边缘数据交互形式的远程控制系统,其中系统设备端和客户端采用C/S结构进行通信,客户端和云平台服务端采用云存储技术。通过实验证实该系统能够实现快速测量的实时数据处理、云平台高效传输与存储、用户便捷操作与隐私保护、测量数据追溯等功能,系统运行稳定、可靠。     

基于三维数据重建与目标定位的DICOM图像分析测量系统

为了解决由于DICOM数据量大且数据结构复杂,导致图像目标几何尺寸测量错误的问题,设计开发了一种基于三维数据重建与目标定位的DICOM图像分析测量系统.首先,采集原始图像和分析原始数据结构,基于开源图像库ITK解析DICOM图像,读取到系统软件内存中,显示在自主开发软件界面上;然后,对DICOM图像进行三维化处理,分解为一系列图像,检测目标所在帧;随后,结合拉普拉斯增强算法与伽马变换函数,设计定位模型,完成目标定位与测量,输出定位图像与测量计算结果;最后,在QT开发平台上利用C++语言调用ITK开源库函数编程实现算法.结果 表明:与当前DICOM图像分析系统相比,所提方案具有更高的测量精度与稳定性.     

电力网格平台上的分布式潮流两层计算架构

提出了一种基于电力网格平台的分布式潮流两层计算架构。高层架构是利用电力网格平台的支撑来实现的分布式潮流计算,称之为一级潮流调度;底层架构是利用电力网格平台的支撑来实现的潮流并行计算,称之为二级潮流调度。一级潮流调度和二级潮流调度通过统一的电力网格紧密结合在一起,将潮流并行计算融入到分布式潮流计算的框架中完成广域分布式潮流计算。     

基于自适应幂级数初始点的电力系统全纯嵌入潮流并行计算

在利用全纯嵌入潮流计算方法求解电力系统潮流时,若平启动的电压幂级数初始点远离系统潮流解实际值,则易导致计算量增大,且在求解各节点电压的过程中,传统基于中央处理器(CPU)串行计算架构的计算耗时较长。提出一种基于自适应幂级数初始点的全纯嵌入潮流并行计算方法。根据系统节点导纳矩阵和平衡节点电压自适应调整系统全纯嵌入潮流的幂级数初始点,构建基于自适应幂级数初始点的全纯嵌入潮流计算模型,以加快电压幂级数的收敛。借助多核CPU计算平台实现各节点电压Padé近似的并行化,以提高系统潮流方程的求解效率。不同规模测试系统的仿真结果表明,所提方法可实现电力系统全纯嵌入潮流的高效、准确求解。     

云计算平台技术及其在电网调度中的应用

计算平台技术是对海量数据进行高效可靠的存储、访问以及分析处理的核心技术。详细分析了传统计算平台技术,包括并行计算技术、分布式计算技术、网格计算技术。在此基础上引入了云计算平台的概念。从定义介绍、网络拓扑、软硬件架构等方面对云计算平台进行了详细论述,并比较了云计算同网格计算的不同之处。最后,提出了基于云计算平台的新一代电网调度控制系统的原型概念设计,并从系统整体架构、基础云平台核心技术和业务应用模块3个方面对该系统进行了阐述。该系统充分发挥了云计算的技术优势,将全局性集中式分析业务与区域性分布式实时业务有机整合,实现了电网调度的集约化管理。     

数字化稳控系统测试平台的研制

针对现有数字化稳控系统的调试需求,介绍了一种数字化稳控系统测试平台的实现技术。分析了传统调试手段的弊端与不足,并从硬件和软件的角度阐述了该测试平台的设计方法,测试平台基于PC管理终端和多个测试终端架构,实现了大型稳控系统的高效调试,提高了智能变电站及直流控保系统中稳控系统的调试效率,在实际工程中得到了验证。     

采用Ward等值技术的多区域无功优化并行计算

针对大规模电力系统无功优化计算速度慢的问题,采用多区域并行计算是一种有效的解决方法。基于Ward等值技术对多区域无功优化分解协调算法做进一步的改进和补充,通过建立等值分区的无功优化并行计算模型,对其等值分区并行计算的实现原理进行了总结分析,提出适合基于Ward等值技术的多区域无功优化并行协调计算模式和计算流程,并采用Matlab并行计算平台实现无功优化并行计算。以IEEE 39节点、某538节点实际系统和某695节点实际系统为算例,通过与集中优化方法进行比较,验证了所提方法的有效性。     

一种飞机输配电实验平台测控系统设计与实现

为完成某型飞机输配电实验平台的设计,按照标准化、模块化、通用化设计思想,采用基于PCI总线架构完成了实验平台测控系统硬件部分的设计,采用虚拟仪器设计思想并使用LabVIEW2010软件设计了测控系统软件部分,并对系统的功能进行了检测.整个系统较好地实现了数据采集与处理、参数测量与计算、开关量状态控制等功能,达到了对飞机输配电系统测试与控制的效果,实验验证结果表明,该测控系统具有应用简单、运行可靠、测量精度较高等特点,有效地提高了平台测试精度和控制效率.     

基于PC/104的飞机继电器盒检测系统的设计

针对传统继电器盒检测的工作量大、时间长和不容易发现某些隐患的缺点,设计了一种基于PC/104总线架构的嵌入式计算机检测平台,并介绍了整个检测系统的硬件组成和软件设计,重点阐述了逻辑测量和RC测量的工作原理.同时,采用继电器转接电路矩阵使各个检测功能相互之间任意切换.不仅克服了以前检测电路结构复杂、庞大的弱点,而且提高了整个系统的可靠性和集成度.实现了检测系统的便携化、自动化、检测高效化和故障处理解决及时化.     

电力系统对角加边模型的数据中心求解方法

随着超大规模区域互联电网的发展,智能电子设备和相量测量单元广泛应用,如何实现对所产生的PB级大数据的高速处理成为完成实时(超实时)计算的关键。云计算作为一种新型的互联网计算模式,为实现电力系统大数据分析和复杂电网高效并行计算提供了可能。针对电力系统基本计算单元对角加边模型(block bordered diagonal form,BBDF)和分解协调并行算法,提出一种低能耗数据中心的优化映射和并行计算方法。依据任务间计算耦合性,将分解协调并行算法进行拆分,并提出依据任务计算复杂度的任务到虚拟机偏好绑定放置方法。随后建立以虚拟机的CPU利用率、内存利用率为约束条件,以节能为目标的Bin-Packing模型,求解BBDF分解协调并行计算到数据中心映射的最优配置。通过Cloud Sim平台对IEEE 118节点电网模型和含有538节点和1133节点的大规模电网进行仿真计算。结果表明,应用虚拟机技术的数据中心计算在时间和系统能耗方面都优于传统单机多线程并行计算。IEEE 118节点算例计算时间降低42.32%,随着系统规模增大,1133节点实际电网计算时间降低75.8%。     

基于弹性云计算集群的国际TEAM Problem 7基准问题计算方法

针对智能制造所需的大规模计算问题,对比分析不同云计算技术的发展模式,选取适合大规模计算密集型的云架构,部署了9节点弹性计算平台。选取电磁领域的国际TEAM Problem7基准问题为案例,使用基于消息传递机制的开源并行编程模型Open Mpi编写典型涡流场的并行计算程序,实现了计算案例数百万自由度的并行计算,得到了不同节点下不同计算规模的计算时间与速率分布图。研究结果表明,典型电工装备的大规模有限元仿真计算可在云计算平台部署的弹性计算集群中实现并行化。对比于传统高性能计算机的并行计算方法,本文的云计算弹性计算集群具有投入成本低、动态可分配、按需索取的优点,为传统纯粹制造业转型升级智能制造产业发展提供了一种灵活、便捷的新型高性能计算方案。     

基于P2P的保护定值在线校核混合并行算法

考虑到大型互联电网规模的逐渐扩大,尤其是"三华"特高压同步电网的顺利投运,传统的集中式计算会遇到硬件计算能力的瓶颈,提出了一种基于P2P的保护定值在线校核混合并行算法。充分利用P2P网络技术的对等通信,实现区域间信息的对等交互,重点介绍了MPI+OpenMP的混合并行编程模型以及算法的设计,对在线校核进行了并行性分析,实现了在线校核进程级与线程级的两级并行。最后,在基于P2P技术的分布式并行计算平台上,对混合并行算法进行了测试比较,结果表明所提出的算法正确且有效。     

视频会议系统在宝二发电公司的应用

随着信息处理技术的不断普及,视频会议系统成为多方可视通信的一种主要方式。以宝鸡第二发电公司为例,全面介绍了视频会议系统的技术实现和应用情况。根据其通信方式,视频会议系统可以分为基于嵌入式架构的硬件实现和基于PC架构的软件实现2种,具有各自的优势和特点。文章详细介绍了视频会议系统所采用的有关通信标准协议,指出H.323协议标准是未来多媒体视讯会议的发展方向。结合实际使用情况,还介绍了视频会议系统的硬件组成和组网经验,并给出了视频会议系统在使用过程中需要注意的问题。     

电能质量设备实验方法及实验平台

针对电能质量设备的特点和难以仿真、实验等问题,提出了一种基于智能机器人思想的电能质量设备试验方法及综合实验平台.综合实验平台采用大功率电力电子装置取代传统的功率放大器,在提高接口电气参数的同时,实现大容量功率吞吐,解决了数字-物理混合仿真中功率放大器的性能限制问题;将平台视为智能机器人,按照机器人的感知、规划、执行3个部分对平台结构和功能进行划分,平台机器人根据感知到的系统信息,规划下一步的运行,通过执行单元付诸实现;利用实验过程的可重复性及平台机器人的自学能力,通过多次实验逐步逼近的方法,使实验过程最终到达所要求的运行条件,平台根据符合实验要求的参数,分析电能质量设备的性能,完成实验过程.     

互联电网节点阻抗阵实时修改与边界等值化简的并行计算方法

大型互联电网节点阻抗阵的快速修改和边界等值化简是实现自适应协调保护系统的关键.基于机群系统,提出一种电网阻抗阵实时修改与边界等值化简的并行计算方法.该方法通过对阻抗阵修改和边界等值化简过程中任务并行性的研究,提出了基于分块存储和消息传递的阻抗阵并行修改方法.并推导了基于阻抗阵的边界等值化简并行计算公式,提出了一种基于远程存储访问功能的并行算法优化策略,可实现并行计算与处理器间通信的重叠.试验结果表明,相比于传统的串行计算方法,本文所提的并行方法在计算效率方面有明显改善.     

基于云计算的电磁问题并行计算方法

针对电工装备性能分析与优化所需的易用高性能计算问题,使用云计算技术搭建了弹性集群,实现了典型电磁问题在弹性集群中的并行计算。使用虚拟化技术将计算机资源整合为资源池,搭建并部署了可实现弹性计算的云平台及并行计算所需的弹性集群。计算节点通过千兆路由器相连,节点之间使用SSH通信协议。选取感应电机和变压器作为计算案例,使用Fortran编写静磁场计算程序。对云计算的并行架构Open Mpi与Map Reduce进行了分析研究,使用Open Mpi并行化方法实现了数百万计算节点的并行计算。并通过与商业软件计算结果的对比验证了计算的正确性。研究结果表明,可在云计算的弹性集群上使用Open Mpi实现大规模并行计算。相比超级计算机提供的并行计算方案,本文使用云计算建立的弹性机群具有便捷、按需、可配置的优点,这为高性能计算提供了一种更易获取、易用的解决方法,为开展复杂真实机构的集成计算提供了高性能计算的理论和实践依据。     

基于数据级任务分解的配电网分布式并行计算平台

为实现大规模配电网的实时分析计算,构建了基于数据级任务分解的配电网分布式并行计算平台。结合配电网运行结构和设备配置,以配电网馈线作为分析单元,采用数据级并行计算方式对配电网计算任务进行分解。配置管理模块、实例、执行端和客户端4个子系统,分别实现任务生成、任务分解、任务派发以及子任务计算等功能,形成分布式并行计算平台框架。引入消息中间件ZeroMQ技术,采用不同类型套接字的组合实现分布式系统内部的N-N高效通信及与外部系统的数据交互。为验证该平台的实用性及并行计算性能,在平台上实现了山东省某市的城市配电网全局状态估计的分布式并行计算。算例分析表明:在配电网节点达到一定规模时,采用该平台进行分布式并行计算具有明显的速度优势。     

新型径向混合磁轴承的解耦设计与分析

电磁悬浮轴承存在的磁路耦合问题,不仅影响磁轴承的刚度,还增大控制难度。为从机械结构上解决电磁轴承的磁路耦合的问题,该文提出一种新的径向混合磁轴承,设计一种6独立磁路4极(2对极)的径向混合磁轴承结构,通过等效磁路法推导出该结构的电磁力解析式,并采用三维有限元法对其磁场分布、电磁力特性及耦合特性进行仿真分析。计算及仿真结果表明：与传统的8极混合磁轴承相比,所提出的6独立磁路4极(2对极)径向混合磁轴承结构,能很好地实现径向方向上的电磁场解耦,为后续控制方法的实现提供理论参考。     

GM400运动控制器构造的平板分条机控制系统

在对传统平板分条机的结构及局限性分析基础上，提出一种基于PC开放式运动控制平台的全新控制璺统，并介绍了该系统特点，结构与工作机理及试验结果，影响系统精度的因素及解决方法。