基于群感知技术的互动型智能台区研究与设计

针对目前中国配电台区数据采集不全、信息化和智能化程度低、用户和电网之间缺乏交互等问题,考虑未来台区分布式可再生能源、储能系统、电动汽车等灵活性资源地广泛接入对电网的冲击,以适应未来配电网电力市场化改革需求为目标,开展基于群感知技术的互动型智能台区研究与设计。首先,基于万物互联的思路构建智能台区电力物联网,实现台区负荷感知与数据监测,打通信息交互通道;然后,基于台区监测数据,设计一次能源自平衡和自趋优算法,实现台区的智能经济运行和智慧供电;最后,以信息物理系统为基础,对未来台区多能互补机制的建立进行了分析展望,力争将台区建成真正的智能体,为未来智能台区的建设发展提供可行的借鉴与参考。     

基于模糊多属性群决策的变压器状态维修策略研究

提出了一种电力变压器状态维修策略的模糊多属性群决策方法,并通过某一变压器状态维修方案的决策过程,采用折衷型群决策方法具体探讨了模糊多属性群决策方法在变压器状态维修决策中的应用,其结果表明本方法是可行的。     

基于协同多目标粒子群优化的交直流系统最优潮流

为了统一协调经济性和电压偏差,提出一种基于协同多目标粒子群优化(CMOPSO)的含基于电压源型变流器的高压直流(VSC-HVDC)输电的交直流系统多目标最优潮流(MOPF)算法。首先,基于VSC-HVDC稳态模型,以最小化发电成本和电压偏差为目标,构建交直流系统的MOPF模型;然后,采用CMOPSO算法优化该模型,得到具有良好分布的帕累托最优解集;最后,在通过模糊C均值算法将所得解集进行聚类的基础上,采用灰关联投影法计算各决策方案的优属度,确定反映决策者不同偏好的最优折中解。应用于IEEE 14节点和IEEE 118节点系统的测试结果验证了所提方法的有效性。     

基于多属性群决策特征根法的智能电网黑启动决策

黑启动决策支持系统是智能电网的重要辅助决策工具。实际的黑启动决策一般是由多个决策者(如调度人员和/或其他电力专家)进行群体决策的。现有的黑启动方案评估方法绝大部分属于多属性个体决策方法,迄今未见黑启动群体决策方法方面的研究报道。在此背景下,提出了一种基于群决策特征根法的黑启动群决策优化方法,其根据Perron-Frobenius定理的推论,通过求解矩阵的最大正特征根对应的正特征向量,即可得到理想黑启动决策专家的综合评估值向量,之后利用数值代数中的幂法来求解该优化决策问题。最后,通过算例验证了该方法的合理性和有效性。算例分析表明该方法在一定程度上弥补了黑启动个体决策方法的不足,丰富了黑启动决策支持方法。     

基于多源数据的馈线谐波频谱估计方法

随着分布式电源和非线性负荷的投运规模不断增加,电网谐波污染愈加严重和复杂,有必要对各馈线谐波电流进行监测。但基于经济性考虑,对变电站所有馈线均进行谐波电流监测并不可行。针对上述问题,提出了基于多源数据的馈线谐波频谱估计方法。该方法基于电网现有电能质量监测系统、调度系统、营销业务应用系统等多源数据,只需对母线谐波电压和进线谐波电流开展监测,即可估计出变电站所有馈线的谐波电流情况。首先,根据馈线谐波电流的相量运算关系和功率关系构建馈线谐波频谱估计的目标函数。其次,基于多源数据利用改进粒子群算法求解目标函数,进而得到各馈线的各次谐波电流含有率及馈线谐波电流间的相角差,实现了各馈线谐波电流频谱的估计。最后,通过仿真算例和实测算例验证了方法的可行性。算例表明该方法仅需在变电站母线处安装一台电能质量监测终端,结合现有业务系统的基本电气数据等信息,可实现馈线谐波频谱的估计,有助于节约变电站监测装置的配置成本。     

基于约束多目标骨干粒子群的污水处理过程优化控制

为了取得污水处理过程能耗和出水水质这对冲突目标之间的最佳平衡,提出一种基于约束多目标骨干粒子群的污水处理过程智能优化控制方法。首先,利用数据驱动的思想建立能耗和出水水质的模糊神经网络预测模型;其次,利用带自适应扰动的约束多目标骨干粒子群优化算法对溶解氧和硝态氮浓度的设定值进行动态寻优,并利用模糊隶属函数法设计智能决策系统用于从Pareto最优解集中确定最优设定值;最后,利用模糊逻辑控制器实现底层跟踪控制。基于国际基准平台BSM1实验结果表明,建立的数据驱动模型能够有效辨识污水处理过程;同时,所提的多目标优化控制方法在保证出水水质参数达标前提下,能够有效地降低污水处理过程的能耗。     

基于用电信息采集系统多数据融合的窃电行为定位方法

针对当前用电信息采集系统暂时无法实现分钟级数据覆盖的情况,提出了一种基于用电信息采集系统多数据融合的窃电行为研判方法,该方法通过对用户多类数据的综合分析,发现功率、电量等用电信息间的逻辑异常情况,并结合设备报送的相关异常事件,实现用电信息采集系统主站监控盲区时段的用电客户异常用电行为定位.     

新冠肺炎疫情影响下基于多源数据驱动的电力系统负荷预测方法

新冠肺炎疫情的爆发及快速传播给中国乃至全球造成了深远的影响,对社会带来全方面影响的同时也改变了大众的能源消费习惯,催生了新的电力需求侧的变革与契机。疫情对社会各方面的影响可以通过病例数、在线办公人数、电力市场数据、外卖快递数据、社交距离数据、城市亮度数据与二氧化氮等数据得到更为直接的展现,利用大数据相关系数算法,结合历史数据与天气数据,表征疫情下各个社会属性量与电力系统负荷之间的强弱联系。提出了疫情下基于极端梯度增强算法(extreme gradient boosting,XGBoost)分类器的电力系统负荷预测模型,利用新冠肺炎病例数据将地区划分为重度疫情期、轻度疫情期与疫情恢复期,探讨不同时间段新冠肺炎疫情影响下,各个社会属性量数据与电力系统负荷之间的关系,提出了多源数据驱动下的电力系统负荷预测模型,相关试验结果验证了提出方法的有效性与科学性。     

基于设备行为关联图的非侵入式多标签负荷分解改进方法

非侵入式负荷分解技术作为目前用户用电信息监测的主要手段,对推动能源效率提升和需求侧优化管理具有重要意义。针对目前负荷分解模型过分依赖电器本身的用电特征,而忽视用户用电习惯所提供的信息,导致分解效果始终难以改善的问题,该文提出一种考虑用户用电行为的多标签负荷分解改进方法。改进后的模型是两个网络串行的架构。第一个网络结合用户用电行为实现多标签类型识别;第二个网络在识别结果基础上完成各个在线电器的能量分解。文中通过设备行为关联图来表示用户的用电习惯。模型随用户用电不断完成行为更新,并逐渐为用户生成独特的网络图,为负荷分解提供行为依据。最后使用公开数据集REDD和REFIT对提出方法进行仿真和评估。实验结果表明,提出的方法能够准确获取各电器的用电信息,且与现有先进方法相比有明显的改进,证明了考虑用户用电行为的多标签方法是一种有效可行的负荷分解思路。     

基于Modbus协议的多路数据采集器

为了满足一般中远距离工业现场数据采集的要求,基于Modbus通信协议,设计了一种光照度、温湿度数据采集器系统.硬件方面,以STM32作为主控制器,采用传感器BH1750与DHT11分别采集光照信息与温湿度;软件方面,基于I2C协议读取光照度,并通过单总线协议读取温湿度,基于Modbus协议的RTU工作模式实现了与上位机的通信.系统测试表明,数据采集器运行稳定,与上位机间的通信准确可靠,且该多路数据采集器已成功应用于广西某段高速公路隧道照明系统.     

基于GPRS的无线远程气象数据采集传输系统设计

设计了1款基于GPRS的无线远程气象数据采集传输系统。本系统详细介绍了低功耗单片机MSP430与GPRS模块,温度、湿度、风向等各类传感器的硬件接口设计;论述了GPRS数据传输、低功耗、以及频率型、电压型输出信号传感器的信号测量等软件的设计,并给出了低功耗和GRPS数据传输的测试结果。通过测试表明,该系统能够满足实际需求。该系统可用于岛屿、高山、偏远等环境较为恶劣、地面通信手段缺乏地区的气象数据采集和传输,对于气象部门及时掌握这些的即时气象信息具有十分现实和意义。     

基于JESD204B协议的数据采集接口设计与实现*

目前国内对于高速串行JESD204B接口开发使用难以摆脱国外限制,缺乏自主设计技术经验积累。为了促进JESD204B接口国产化进程,文中介绍了一种基于JESD204B协议的高速采样数据解析接收电路。利用Xilinx的高速串行收发器GTX实现了JESD204B接口的物理层,采用GTX内部8B/10B译码器解析接收串行数据流,按照4拜特对齐方式完成字节对齐,对GTX的功能配置和端口信号进行了研究;通过FPGA逻辑设计完成了接口的链路层,采用模块化设计思想,设计了同步请求管理模块,通过判断连续接收到标识符的数目控制链路初始化,并设计了用于检测和替换数据帧尾控制字节的接收数据处理模块。经过测试验证,在7.4 Gbps的传输速率下接口可以正确解析数据,所设计接口电路满足工程应用需求。     

插件技术在电能量采集中的应用

针对电能量计量中电能表更换后的采集程序变动问题，提出了“插件”技术，解决了电能表或采集通信协议改变后的采集问题，实现了在采集程序不改动的情况下，对不同的电能表进行采集。     

基于PC机的数据采集系统结构

首先阐述数据采集系统的定义、构成，以及结构设计时应该考虑的各种因素，在此基础上介绍了基于PC机的各种数据采集系统结构，包括：ISA总线结构，PCI总线结构、一线通网络结构，EPP结构，ECP结构，RS－232C或RS－485结构，USB结构有无线结构等，利用这些基本结构可以构造出更复杂，更实用的数据采集系统。     

基于USB2.0的多串口数据采集设计

针对多串口实际需求,依据USB2.0与串口传输速度差特点,提出了一种基于USB2.0的多通道串口数据采集方案。在硬件上,针对热插热拔设备供电限制及系统可靠性要求,对主要芯片进行论证选型,并设计系统框架;在软件上,为了避免多串口主动同时“抢占”USB接口而导致数据丢帧问题,引入多级缓存结构,变主动“抢占”为被动入栈,同时采用统计方法设计串口防抖捕获模型。为了验证设计模型的有效性,以Demo平台为试验对象,设计了4路串口传输的试验方案,实验结果满足预期要求,达到多路串口传输的目的。     

基于MSP430单片机的气象数据采集系统

针对目前国产气象数据采集设备不多的状况,本文设计了一种基于USB的气象数据采集器,并且详细介绍了多通道温度、湿度以及大气压数据采集系统的结构设计和工作原理.该系统的微控制器采用MSP430F449单片机,对多通道的温度、湿度及大气压数据进行通道选择、数据采集、数据处理、液晶显示,同时还设计了基于USB(universal serial bus)技术的数据存储系统,极大地改善了数据传输速率和存储容量.     

基于MSP430与GPRS的远程数据采集系统

针对传统数据采集系统在环境监测、地质勘探等行业中表现出的不足,介绍基于MSP430与GPRS的远程数据采集系统,并给出其软硬件设计过程.现场测试表明,该系统可靠性高、使用方便,可用于多种场合的远程数据采集.     

基于多数据源校验的电网EMS数据质量在线监控方法及其实现

为了解决智能电网EMS系统因通信通道或设备误发、丢失以及延迟发送数据等原因而导致的数据通信故障,提出了一种基于多数据源校验的电网EMS数据质量在线监控方法。设计了一体化信息平台,采用通信监听技术,对来自不同数据源的同一个量测值进行比对,发现可能存在的数据质量故障,并对故障点进行诊断。借助一体化信息平台分布式架构特点,避免了传统集中式数据比对导致的效率低的问题。实际部署应用表明,基于分布式架构的多数据源比对平台,为电网EMS系统数据质量控制与快速故障诊断提供了一种自动校验的技术手段和方法,也为生产调度人员提供了一款功能强大的平台化分析诊断工具。     

USB在数据采集中的应用

已成为PC标准的通用串行总线USB(Universal Serial Bus)多点数据采集提供了很大的便利。概括了USB的特点,详细介绍了一种基于USB的数据采集系统,该系统利用单片机的I／O口经过三级驱动扩展．每级通过了译码产生所需要的信号,利用单片机控制USB芯片,很好地完成了448路开关量和16路模拟量的数据采集。