配电网均匀接线图生成及态势图察觉度计算

针对常规配电网接线图作为配电网态势可视化态势底图存在不少缺陷,文中提出了一种全新的底图形式,即以变电站为中心的配电网动态辐射状均匀接线图的态势底图,并提出了其基于改进型FR力导布局的自动生成算法,即针对过长馈线在节点运动方程引入牵引力,添加点边规避处理负荷与线路过近的问题,引入馈线与馈线、相邻级别线路的斥力从而达到边边规避;基于地理接线图和均匀接线图为底图的2种电压等高线态势图进行定性分析,提出了态势图察觉度及其计算方法,并进行了定量对比,表明后者的态势察觉度明显优于前者。     

基于序列加权的无线传感器网络定位算法

针对阶次序列定位算法的复杂度高和定位精度低的问题,提出了一种新的无线传感器网络阶次序列加权定位算法,给出了该算法的基本原理与实现方法。该算法首先采用Voronoi图对定位空间进行划分,将多边形的点、面的重心及其和边界交汇点作为虚拟信标节点,然后建立虚拟信标节点到信标节点的阶次序列表。最终,该算法计算未知节点序列与构建的最优序列表中各序列的Kendall阶次相关系数,通过对系数的归一化处理实现未知节点位置的加权估计。仿真结果表明,新算法在降低算法复杂度的同时降低了边缘节点定位误差,定位精度也有所改善。     

基于泰森多边形的配电网GIS图美化算法

基于对地理信息系统(geographic information system, GIS)图形美观技术的需求,将基于泰森多边形的缓冲区骨架线提取技术应用于配电网GIS图中,提出基于泰森多边形的配电网GIS图美化算法。首先通过缓冲处理把若干条距离相近的馈线合并为一个整体,得到包络缓冲区;再利用泰森多边形,得到该缓冲区的中心线和每段“廊道”所包含的具体馈线段;然后等间隔排列此段廊道内的所有馈线段;再采用“前推后代”法得到整条馈线上、下级线段之间的连接关系;最后将相关配电设备和开关设备接入其所属馈线段,即完成整条馈线的美化。该算法解决了配电网GIS单线图美化的技术难题,使其经程序自动化处理后即可用于配电网地理接线图的规划编制工作。     

粒子群算法在低压电器冲裁件优化排样中的应用

提出了一种粒子群算法的低压电器冲裁件排样优化问题的求解方法.应用多边形顶点算法进行排样优化计算时,随着优化精度提高,其搜索空间将急剧增大,导致传统的求解方法计算量大、耗时多.利用粒子群算法在解空间进行智能化搜索,有效克服了该弊端,可高效、准确地求得工件排样的最优解.通过某高压配电箱门锁冲裁件排样优化仿真,验证了算法的优越性.     

空间目标光学特性实验测量映射关系研究*

空间目标光学特性实验模拟测量是研究空间目标的光学特性、辅助进行空间目标识别不可或缺的手段。利用空间目标光学特性室内模拟技术,能实现对实际观测过程和观测数据的模拟,其中实验装置的几何布局与映射关系是关键。根据光学实验室的整体布局和“3+1”轴系的设计,建立实验室参考坐标系,研究探测器转动相角和三轴转台转角算法。对探测器不能转动的180°~360°半圆区域,利用空间折叠的原理,调整转台三轴转角,实现与不折叠时的系统等效。与STK中太阳、探测器与卫星本体系的夹角对比,验证了映射算法的正确性。     

基于对称多边形平滑磁链轨迹的直接转矩控制算法

以异步牵引电机为研究对象,提出了基于对称多边形磁链轨迹的直接转矩控制(direct torque control,DTC)算法。该算法通过分析励磁电流的变化,设计出一种具备圆形、六边形及两者之间多边形等多种对称磁链轨迹的控制算法,可获得更加平滑磁链轨迹,有利于提高谐波消除能力与开关频率的利用率。所提出DTC算法仅在传统DTC算法的基础结构上添加定子磁链调节算法,不需要复杂计算,因此具有结构简单与容易实现的优点。理论分析和实验结果证明了该控制算法的有效性和可行性。     

多边形骨料混凝土氯离子扩散系数预测

提出了多边形骨料混凝土氯离子扩散系数计算的数值方法。通过各向均匀放缩和单向均匀放缩,生成符合给定级配、长细比和含量的多边形骨料,将生成的骨料投放到具有周期性边界条件的模拟试件中重构混凝土细观结构。再将混凝土细观结构规则离散,应用像素点计数法通过分析骨料和界面含量的收敛性确定所需的像素点个数。应用Fick第一定律,在傅里叶空间中导出了非均匀介质中氯离子浓度梯度解。基于这个解,提出了混凝土氯离子扩散系数计算的迭代算法。与有限元法相比,该数值方法具有无需复杂的网格剖分、数据储存量少、计算简单的优点。最后,与两组试验结果比较,验证了该数值方法的有效性,并讨论了骨料长细比对混凝土氯离子扩散系数的影响。     

基于地理信息的变电站选址定容模型与算法

提出了新的基于地理信息的变电站选址定容模型和算法.首先,通过计及多边形地块地价选址问题研究发现了选址地理信息模型中的地块边界效应并揭示了其原理,利用边界效应在模型中加入线性约束以求得计及地价后的最优位置,提高了单中位选址的空间搜索效率.然后再结合交替定位分配法提出了基于地理信息的选址算法,在算法中利用线路费用等高线原理实现邻接低价地块快速筛选,大大节省了算法耗时.实际算例验证表明该方法选址效果良好,能有效处理地价等地理信息因素和自动避让不可建站区域.     

计及地质灾害风险的输电线路路径选择

针对地质灾害危害输电线路安全的问题,提出了计及地质灾害风险的输电线路路径选择模型。首先将影响因素划分为成本和地质灾害影响因素,成本影响因素采用熵权法与模糊层次分析法组合赋权,地质灾害因素采用德尔菲法赋权,然后进行空间叠置分析,建立计及地质灾害风险的输电线路空间建模路径选择模型,采用Dijkstra算法实现模型求解。最后以某地区作为实验区进行仿真分析,得到线路成本较未考虑地质灾害风险之前降低20.57%,且线路长度缩短274.5米,并有效避开了地质灾害频发区域。     

SPWM与SVPWM的宏观对等性研究

基于正弦脉宽调制(sine pulse width modulation,SPWM)与空间矢量脉宽调制(space vector pulse widthmodulation,SVPWM)的基本原理,分析并论证两种算法在性质上的一致性。建立两种算法所在算法空间的一一映射关系,分析并得到两种算法基于基本载波周期的宏观差值函数——零序空间矢量基本函数。基于零序空间矢量基本函数确定的零序分量,将SVPWM等价映射为基波调制波中注入该零序分量的SPWM,建立从载波角度研究SVPWM的新方法。从外部输出结果与内部分析效能两个方面对所得结论进行数值仿真,证明了所得结论的正确性和有效性。     

考虑输入变量相关性的输电网区间潮流分析

在仿射算法的基础上,考虑电力系统中部分输入变量之间的相关性对区间潮流算法进行改进。构建以平行四边形模型为基础的区间相关性体系,建立考虑区间相关性的电力系统不确定潮流模型。考虑区间包络不够准确对区间潮流计算准确性的影响,提出一种基于凸多边形模型的区间潮流计算方法。利用仿射算法将传统的区间潮流迭代转化成一组非线性优化问题,通过凸多边形模型将区间变量之间的相关关系转换成一组新的约束条件,并利用优化算法对该非线性优化问题进行求解,得到一系列更窄的区间潮流解。2个输电网算例表明,所提方法不仅能够反映不同相关性水平对计算结果的影响,还能定量刻画区间包络准确程度对区间潮流的影响。     

On a fundamental physical principle underlying the point locationalgorithm in computer graphics [for EM field theory]

The issue of point location is an important problem in computer graphics and the study of efficient data structures and fast algorithms is an important research area for both computer graphics and computational geometry disciplines. When filling the interior region of a planar polygon in computer graphics, it is necessary to identify all points that lie within the interior region and those that are outside. Sutherland and Hodgman are credited for designing the first algorithm to solve the problem. Their approach utilizes vector construction and vector cross products, and forms the basis of the “odd parity” rule. To verify whether a test point is within or outside a given planar polygon, a ray from the test point is drawn extending to infinity in any direction without intersecting a vertex. If the ray intersects the polygon outline an odd number of times, the region is considered interior. Otherwise, the point is outside the region. In three-dimensional space (3-space), Lee and Preparata propose an algorithm but their approach is limited to point location relative to convex polyhedrons with vertices in 3-space. Although it is rich on optimal data structures to reduce the storage requirement and efficient algorithms for fast execution, a proof of correctness of the algorithm, applied to the general problem of point location relative to any arbitrary surface in 3-space, is absent in the literature. This paper argues that the electromagnetic field theory and Gauss's Law constitute a fundamental basis for the “odd parity” rule and shows that the “odd parity” rule may be correctly extended to point location relative to any arbitrary closed surface in 3-space     

架空线路绝缘喷涂异物检测识别及机器人运动轨迹规划

异物侵入不仅影响输配电线网绝缘漆喷涂,更会影响电网安全运行。为此,需要开展输电架空线路绝缘喷涂异物检测、识别与清除的智能化方案研究。文中构建了基于分段映射直方图图像增强预处理、基于光流法图像区域特征分离提取、基于改进Camshift算法动态异物跟踪识别的异物检测、识别、跟踪方案;构建了基于关节空间的机械臂D-H运动学模型,采用五项式插值法进行机械臂空间运动轨迹规划;构建了基于双层结构模型预测控制(Model Predictive Control, MPC)的异物高精度控制视觉伺服控制方案,实现异物抓取的高精度控制。试验结果表明异物检测、识别、跟踪算法具有高鲁棒性,能够有效增强图像,提取复杂环境下的特征矩形区域,实现有遮挡情况下的动态异物跟踪;多关节机械臂空间运动轨迹算法具有良好连续平稳性,有效满足机械臂始终指向待抓取异物中心点;基于MPC的视觉伺服控制能够满足机械臂异物抓取的高精度控制。     

基于CS阵列的DOA估计

基于目标在空域分布稀疏的性质,通过引入压缩感知(Compressive Sensing或Compressive Sampling,CS)理论的思想,提出一种基于奇异值分解的压缩采样阵列(SVD-CSA)DOA估计算法。首先建立DOA压缩感知模型,根据阵列结构建立过完备原子库,然后对压缩采样阵列结构输出的数据矩阵进行奇异值分解,最后基于范数约束的最优化问题的目标函数将信号子空间分解到最佳基向量上,实现了空域信号DOA的高分辨估计。相对于已有算法,该算法减少了硬件复杂度,具有较低的运算量,且能够对相干信号进行有效DOA估计。实验仿真验证了其有效性。     

基于优化空间金字塔匹配模型的图像分类

基于空间金字塔匹配模型(SPM)的图像分类中,构建视觉词直方图时对图像中所有特征都是同等对待,没有考虑到图像中不同区域特征的影响因子.显然,图像中目标区域比背景区域的特征重要性要大,为了避免图像中不重要区域的特征给图像分类带来干扰,提出了一种优化空间金字塔模型的图像分类方法.首先利用模拟退火算法与遗传算法相结合的聚类算法(SAGA)构造视觉词典,然后利用视觉注意机制构造加权的视觉词直方图.该方法在不丢失图像的全局信息的情况下,还考虑到了图像中各个区域对图像分类的重要性.最后将图像的表示向量使用SVM训练和分类.实验表明,本方法能够提高图像分类的准确率.     

基于SVPWM控制的三相逆变电源装置的研制

介绍了基于空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)控制的船用三相逆变电源装置的设计方法。SVPWM控制利用逆变器输出电压矢量的正多边形运动轨迹去逼近正弦电压的圆形运动轨迹,构造的正多边形边数越多,逆变器输出电压就越逼近基频正弦波。实验结果表明,该电源装置解决了船舶供电网络中电压波动范围大、频率不稳的问题,提高了船舶电源的供电可靠性。该装置不仅可满足使用恒频恒压正弦交流电船舶的电气设备的要求,还可满足使用变频变压正弦交流电的调速电机的要求。此外,该装置具有体积小、效率较高、直流电压利用率较高等特点。     

基于DSP实现多边形阻抗特性最佳判据的选择

探讨了用数字信号处理器(DSP)芯片独立实现保护功能时如何选择判据实现形式。以距离保护中的多边形阻抗动作特性为例，分析了该特性用比相式、比幅式以及直接比较式3种判据分别实现时DSP的运算复杂度。指出：虽然硬件的发展为保护算法实现和选择提供了更高的冗余度，但仍然应当通过对算法实现形式的良好设计来减少对资源的不必要占用，最大限度地发挥硬件的效能，提高装置的总体可靠性水平。     

基于局部离群因子的PMU连续坏数据检测方法

同步相量测量单元(PMU)能为电力系统监测和控制提供实时数据。然而,PMU连续坏数据与扰动数据高度相似,可能会导致控制中心做出错误的决策。针对PMU连续坏数据难以与扰动数据区分的问题,提出了一种基于局部离群因子(LOF)的连续坏数据检测算法。通过大量现场数据分析得出连续坏数据空间相似性差、扰动数据空间相似性强的结论,依据此结论提出了基于动态时间规整(DTW)的空间相似性评估方法。通过评估不同PMU的空间相似性来计算每台PMU的LOF值,进一步,提出了基于箱线图的阈值确定方法。通过比较当前窗口每台PMU的LOF值是否超过阈值,在线识别连续坏数据。仿真和测试结果表明,所提方法能有效实现连续坏数据的辨识和检测,并区分扰动数据。