FMQL45T900平台千兆以太网三层交换功能实现

随着以太网通信技术的发展,局域网子网间的通信业务增长迅速,而适用于子网间数据通信的传统路由器因为其转发速度慢、用户配置复杂等缺点,难以满足当前大量跨子网以及虚拟局域网之间通信数据量的需求。基于片上系统(System-on-Chip, SoC)平台FMQL45T900型号的FPGA芯片,采用VHDL硬件描述语言,自主研发了12端口的千兆以太网三层交换功能,并已在相应的硬件平台上进行了功能验证和性能测试。实验结果表明,基于固定长度链表的哈希查找方式实现简单、查找高效、复杂度低,该研究成果可在某些需要进行数据灵活交换的特殊的场景下进行应用。     

335 GHz非平衡式肖特基二极管三倍频器

基于混合集成的方式,采用对称锥形渐变线匹配结构设计了335 GHz非平衡式三倍频器。在保证单模传输的条件下,该匹配结构不仅能够固定二极管位置,而且可以增大匹配效果,解决了高频段倍频器3 dB带宽较窄的问题。实测结果表明,该倍频器在330~356 GHz频率范围内输出功率均大于5 mW。驱动功率为220 mW时,有最高输出功率11.2 mW,由它作为核心器件组成的固态太赫兹本振源,能够驱动超外差接收机中670 GHz二次谐波混频器。     

Development of fault cause estimation method for distribution line

We are planning to develop the new Advanced Distribution Automation System (ADAS) equipped with optical communication network and sectionalizer with sensor for more grid reliability and efficiency on maintenance operation. The new system is featured with the function of fault cause or damaged part estimation. The new sectionalizer captures the waveform of electrical line surge originated by fault and the system analyzes the waveform for this function. This paper mainly introduces the system configuration of ADAS and an early stage examination of fault cause estimation technology.     

基于GIM模型的输电线路通道隐患快速检测

为解决现有输电线路电网信息模型(grid information model, GIM)通道隐患检测方法检测效率低、优化算法存在漏检的问题,提出一种基于等线长点集化和球体包含原理的通道隐患快速检测方法。首先,采用等线长间隔采样方式将导线由空间曲线转化为离散点集,使离散点集在电力线上均匀分布以解决传统等水平间隔采样方式离散点集分布不均匀、特殊档精度较差问题;其次,在地物点到电力线离散点最近距离计算过程中引入球体包含原理对地物点隐患可能进行判断,对不存在隐患可能的地物点跳过邻近点搜索计算,实现通道隐患快速检测。实验表明,该方法在导线点集化方面,对于普通档、特殊档均能保证采样点均匀分布,在线长间隔为10 cm的情况下将最近点的定位误差始终控制在5 cm以内;在检测效率方面,在保证检测精度的前提下将隐患检测耗时优化为传统逐点检测耗时的6.9%,具有较强的实际应用价值。     

基于 FEF-DeepLabV3+的电力金具锈蚀分割方法

金具锈蚀在输电线路航拍图像中细节丰富且分布不规律,为克服分割检测过程中局部信息丢失、精度低和速度慢等问题,提出基于DeepLabV3+的金具锈蚀语义分割模型。替换其主干网络为轻量化改进MobileNetV3网络加快运算速度,并提出自适应特征金字塔(adaptive feature pyramid, AFP)结构融合多尺度。结合FRN层提出特征融合空洞空间金字塔池化(feature fusion atrous spatial pyramid pooling, FEF-ASPP)结构,能够在加强像素间联系的同时不降低分辨率。最后优化损失函数,提高算子的有效性。实验表明,mIoU和mPA分别达到了87.15%、96.64%,相较于原模型提高了3.09%、4.29%。参数量仅为原模型的48%,推理时间仅为15.94 ms,降低了对设备算力的要求,实现高效高精度、轻量化的输电设备锈蚀缺陷分割检测。     

电动汽车串联型电弧故障检测方法

电弧故障是引发电气火灾的主要原因之一。在电动汽车电气系统中,直流串联电弧故障通常发生在接触点松动或线路连接损坏处,会引起火灾、爆炸等严重事故。为快速、准确地检测电动汽车串联型电弧故障,搭建了电动汽车故障电弧实验平台,采集不同工况下干路电流时间序列并建立了样本库。通过轻量化卷积神经网络,建立了基于改进Mobilenet网络的串联故障电弧检测模型。通过对比分析学习率、网络层数、样本长度,对模型进行了优化。该优化模型通过干路电流可实现电动汽车串联型故障电弧的检测和故障选线,检测准确率达到96.39%,论文为电动汽车电气系统电弧故障检测提供了一种可行性方案。     

可精确综合的超宽阻带等波纹微带低通滤波器

利用公比线网络的可综合特性,设计实现了一种具有宽阻带特性和带内等波纹响应的传输线低通滤波器。该滤波器的原始设计以一段具有Z型拓扑的平行耦合线节为核心,在其四个独立端口处对称加载两对开路枝节线。当所有的传输线元件的电长度均相同时,对上述网络加以分析并得到完整的传输函数。利用平移匹配法,可以在满足指定截止频率和波纹系数的约束下,令其传输函数满足一组可调的等波纹响应。最后,利用开路扇形贴片等效低阻抗加载枝节线,完成实物滤波器的制作。测试与仿真结果吻合良好,验证了设计方法的有效性和正确性。     

基于时频特性相似度的新能源场站T接型送出线路高速保护

新能源短路电流呈现幅值受限的非工频特征,导致差动保护的动作性能下降。在分析新能源电源与传统同步发电机故障特性的基础上,提出基于时频特性相似度的新能源场站T接型送出线路高速保护原理。该方法首先利用压缩感知压缩高频率采样信号,传输低频率压缩信号,降低保护通信量。然后利用小波变换提取故障电流的时频特征,利用主成分分析法(principal component analysis, PCA)剔除时频特征的冗余信息,得到时频特征矩阵。最后利用堪培拉距离衡量时频特征矩阵相似度,提出基于时频特性相似度的高速保护原理。所提保护理论上可以在故障5 ms内可靠识别区内外故障,具有较强的耐受故障电阻和系统噪声的能力,并且适用于新能源弱出力的场景。硬件在环实验结果和现场录波数据验证了所提保护的有效性。     

基于特勒根定理的风场送出线路新型纵联保护

双馈风机和永磁直驱风机广泛应用于陆上风电场。受控制策略影响,送出线路故障时风场侧故障特性与同步机电源差异显著,使传统纵联保护性能下降。特勒根定理建立于基尔霍夫电压、电流定律,仅与电路拓扑结构有关,对含线性/非线性、时变/时不变元件的电路均能适用。将特勒根定理应用到陆上风场送出系统,建立了满足定理应用要求的线路故障拓扑结构图。以此为基础,分析了能够区分内、外部故障的特征量,提出了一种基于故障前后线路两端电压电流的新型纵联保护动作判据。利用风场多个故障案例的录波数据和基于PSCAD的仿真数据对所提判据进行验证及对比分析,证明了所提纵联保护方法的优越性和可行性。     

基于暂态高频能量的直驱风场汇集线路保护

针对直驱风场汇集线路故障难以识别的问题,提出了一种基于暂态高频能量的直驱风场汇集线路保护方法。首先,基于风机变流器控制系统与电气参数影响,结合元件在高频区段的暂态特性,建立由感性阻抗构成的风场汇集线路暂态高频模型。在此基础上,建立区内外故障下的暂态高频网络,根据不同故障场景与保护安装处暂态高频能量的匹配特性,构建基于暂态高频能量方向差异的保护判据。最后,在RT-LAB仿真平台验证了所提方法在各种故障情况下,均能正确识别区内外故障,故障识别不受同步误差影响,耐过渡电阻能力强。