基于位置的井下移动通信网络无缝切换机制

为实现矿井机车无人驾驶系统,必须解决机车在矿井巷道轨旁AP之间的切换时延问题。典型的切换过程包括MAC层切换和网络层切换,其中MAC层切换包括扫描、认证和重关联3个阶段,其中扫描阶段占切换时延的90%以上,传统的切换机制采用全扫描方式,时延较高,难以满足实时性应用对切换时延的要求。由于AP位置固定且机车的位置可通过定位算法获取到,因此提出基于位置的无缝切换机制,该机制在非连续多个AP出现故障情况下,根据建立的AP信息链表,都能保证机车在确定的位置选择合适的AP进行MAC层切换,在MAC层切换的同时根据网络路由的需要进行网络层切换过程。通过仿真验证表明该切换机制能够降低切换时延60%以上,实现机车在轨旁AP之间的切换延时满足实时系统对时延的要求,实现无缝切换。     

认知无线电主动切换的延时优化

在认知无线电通信系统中,当主用户出现在授权频谱时,认知用户必须及时空出该频段,这个过程称作频谱切换。衡量频谱切换算法的一项重要指标是切换延时,切换延时越短,认知用户越能快速顺利地进行数据传输。在分析切换机制分类的基础上,提出了一种基于信道空闲概率排序的频谱切换算法,并且通过仿真验证了其理论上的有效性。针对实际的信道模型,对该算法进行了改进,比较了改进前后的切换延时,仿真结果表明,改进后的算法对缩短切换延时效果显著。     

矿井机车无人驾驶系统周期性消息实时性能研究

矿井机车无人驾驶系统在国内外尚未广泛使用,相关技术也不成熟,大巷内环境恶劣、人员复杂且劳动强度大、轨道路况差、信息化程度不高、运输调度多变等,要求系统具有高级别的可靠性、安全性、可信性等级。针对矿井机车无人驾驶系统中机车位置和机车信息等周期性消息传输的实时性问题,设计了基于时间有色Petri网的周期性消息实时性能建模与验证方法,对消息实时性能进行形式化建模与验证,通过模拟周期性AP切换和突发中断两类失效,经不同机车车速下丢包率和时延统计验证矿井机车无人驾驶系统周期性消息传递满足系统设计要求。     

面向矿井机车的干扰管理移动网络调度策略

矿产行业是关于国民经济发展的支柱行业,井下机车信息的实时获取和处理离不开无线通信的方式。针对于井下大巷的一维线性特征和井下机车的可安排调度特征,提出了面向矿井机车的干扰管理移动网络通信及调度策略。首先建立了井下移动网络调度模型,该模型为非线性规划模型,无法直接求解。随后通过理论推导发现机车通信信噪比和机车运行速度、机车数据发送功率之间的关系,以及轨旁AP的覆盖范围和同时可接入机车数量之间的关系,并基于此设计了可自修正的干扰管理移动网络通信及调度策略,使得机车总通过时间和轨旁AP的布置达到整体最优。仿真结果显示该通信调度策略优化效果较之不采用干扰管理的井下移动网络有较大改进,其改进率在30%~80%,且工作的时间越长,调度的车辆越多,总改进效果越好。     

基于TDM的大规模多天线信道测量系统的射频切换模块设计

传统大规模多天线(Massive MIMO)信道测量系统采用的是虚拟大规模多天线阵列,测量周期较长,测试环境要求静止,同步要求高并且需要修正天线阵元间互耦特性。针对于传统测量系统的不足构建了真实Massive MIMO信道测量系统,该系统相对于传统信道测量系统的不同在于TDM的射频切换模块和相应的天线阵列。射频切换模块主要包括时钟控制单元和射频切换单元,时钟控制单元产生控制矢量信号发生器的触发信号和控制射频切换单元的控制信号,射频切换单元则根据输入的控制信号快速切换不同的天线阵元。实验表明,该套设备大大缩短了测量时间,减轻了人力测试强度,降低了对测试环境和同步的要求并且测量结果包含天线之间的互耦影响,极大的增加了信道建模的准确性。     

变电站远动通信网关机双机切换异常分析与治理

随着电网自动化程度要求日益严格,变电站远动通信双机切换质量问题的不断暴露,迫切需要对远动通信双机切换进行有效的分析治理。结合江西电网,分析了远动通信双机切换工作原理及存在的问题,提出了一种基于逐点同步机制的双机切换数据同步方法,通过功能实现验证了该方法的有效性。     

基于马尔科夫决策过程的井下无线基站切换策略

远程遥控方式下的井下无人驾驶机车运行伴随着一系列的无线基站通信切换过程,针对如何获取最大通信切换收益问题,提出一种基于马尔科夫决策过程模型的无线基站切换策略。首先,在已建立的井下无线通信切换模型场景中确定各基站的切换时延和可用带宽作为切换判据;其次,由切换判据所得通信收益和信令开销定义无线切换的收益函数;最后,基于贝尔曼方程并运用循环迭代算法求得井下机车最优通信切换策略。仿真结果表明,所提策略获取的切换收益高于高带宽切换策略和同侧切换策略的切换收益。     

IEEE 1588同步时钟网络时延误差的分析及修正

IEEE 1588同步时钟基于TCP/IP技术,采用变电站通信网络对时,受通信网络传输阻塞的影响,存在同步报文传输路径延时误差。文中分析了IEEE 1588时钟同步精度误差;提出了基于区分服务调度模型的同步报文路径延时误差修正方法,通过设置网络节点业务报文队列的优先级,建立了带宽调节因子和紧迫度机制,确定了同步报文的时延,并提出时钟发生器振荡频率的修正方法;实现IEEE 1588同步时钟误差的修正。搭建了高精度网络时钟硬件平台,并完成了测试。实验结果表明,该时钟实现了纳秒级网络对时,能够满足智能变电站IEC 61850标准对时间精度的要求。     

基于虚拟同步发电机的微电网延时补偿二次频率控制

虚拟同步发电机控制能够为电网提供虚拟惯量,提高系统的频率稳定,但在通信线路传输延时的影响下,传统二次频率控制动态特性显著恶化。建立包含二次调频环节、通信延时环节的微电网完整小信号状态模型,基于该模型对虚拟同步发电机接入后的微电网频率稳定进行了研究,讨论虚拟惯量等重要控制参数对微电网频率控制延时边际的影响。针对通信延时对频率控制的负面作用,设计含虚拟同步发电机的微电网延时补偿二次频率控制策略,在原有控制回路中增加延时响应预测环节以补偿通信延时影响。利用PSCAD/EMTDC仿真对比了是否包含延时补偿下系统的频率响应,结果表明所提延时补偿控制策略能够有效提高微电网频率控制对通信延时的鲁棒性并增强系统的频率稳定。     

基于编码的洪泛时间同步协议的研究

针对同步信标帧在无线信道中传输时,因错包而影响时间同步精度和生存时间的问题,设计了3种采用不同编码方案的洪泛时间同步协议(FTSP),通过对同步信标帧进行纠错编码,提高包含同步信息数据包的传输可靠性。测试中采用重复码、卷积码以及重复卷积码的FTSP的同步信标帧错误率分别为2.5%、1.3%和1%,与传统FTSP协议6.2%的错包率相比分别降低了59.68%、79.03%、83.87%。测试结果表明,基于编码的FTSP,能够增加同步信息传输的可靠性,进而可在一定程度上提高时间同步精度,延长同步的生存时间。     

220 kV变电站10 kV直供负荷的改善措施及其经济分析

为了协调220 kV与110 kV变电站布点关系,结合某省220 kV变电站三卷变压器10 kV低压侧直接向负荷供电（简称直供）的实际情况,对全省220 kV变电站进行统计分析,研究其直接供电的现状及运行中反映的问题,并有针对性地从技术和经济层面提出解决办法：对10 kV直供负荷供电时,将配电网规划和10 kV直供负荷相结合,优化配电网的结构,合理利用220 kV变电站的容量,由220 kV变电站向周边10 kV负荷系统直接供电,在确保供电可靠性的情况下,控制10 kV线路的送电距离。以上措施可挖掘现有电网的供电潜能,降低线路损耗,使电网布局更趋合理。     

智能变电站中高频开关电源技术应用

高频开关电源因其性能可靠、体积小、效率高等优点,已广泛应用于智能变电站直流系统中,为变电站安全、可靠运行提供保障。首先简单介绍了交直流一体化电源系统,然后分别对直流充电模块、通信电源模块、UPS电源模块作了详细分析,重点研究了高频开关电源的N+1冗余技术和均流技术。通过研究发现,这2种技术的应用提高了高频开关电源模块的可靠性。高频开关电源能够满足智能变电站对直流系统可靠性的要求。     

微电网概率性最优的储能容量研究

针对可再生能源发电受外界环境影响较大、难以控制,接入微电网后对其安全运行带来很大挑战的问题,指出在微电网中接入储能装置可有效地解决此问题;研究了微电网孤岛运行时储能容量的确定方法,提出了一种概率性最优的储能容量确定方法：计算了微电网调度出力与负荷需求的功率差额,并根据其概率函数密度曲线确定储能系统的最大充放电功率;根据储能系统不同时刻其充、放电量累计值的概率函数密度曲线,求出其最优储能容量,使电网能实现经济效益最优和可再生能源利用率最大。采用该方法确定微电网储能容量,具有求解方法简捷、所需储能容量小的特点。     

基于先验方差的发电机惯量辨识数据质量评估

发电机惯量是电力系统频率特性分析与在线应用的重要参数。基于发电机正常运行时机端有功功率和频率的类噪声信号可对发电机惯量进行实时辨识。然而实测数据质量存在的缺陷,导致现有算法对实测数据辨识效果较差。为解决该问题,本文以谱分析与系统辨识理论为基础,通过参考系统估计、模型参数方差估计、惯量方差估计三个步骤,建立惯量辨识结果的先验方差统计量,在进行辨识前对类噪声数据段进行评价和筛选,提升了惯量辨识的准确度。基于仿真数据和实测数据的数据评估筛选结果验证了本文提出方法的有效性。结果表明,先验方差较小的数据段,惯量辨识的准确度较高。     

基于暂态相关性分析的小电流接地故障选线方法

小电流接地系统发生单相接地故障时,接地点产生的暂态故障电流包含了整个系统中全部的暂态故障电流特征量。非故障线路的三相暂态电流主要表现为对地电容电流,考虑到系统中存在的电感影响,健全线路中的两相电流差非常小,且波形与自身的暂态零序电流明显不相关,而故障线路的两相电流差与其暂态零序电流表现出明显的相关性。利用这一特征,首先对母线电压进行小波变换,通过三相近似系数比例AR检测配电网是否发生了单相接地故障,并找出故障相;然后,运用相关性分析比较各条线路的两相电流差与零序电流的相关性,能够正确地选出故障线路,文章通过MATLAB/SIMULINK建模,验证了该方法的正确性。     

East China Market in Dire Need of Three Major Breakthroughs

Since started as a pilot project of regional power marketin June, 2003, East China power market has been actively andsteadily progressing, and has promulgated in succession amarket establishing program, market operating rules andspecifications for the functions of technical support systems.The technical support systems have been built up by stagesincluding the master station system in East China region and     

12th International Conference on Electronic Measurement & Instruments(ICEMI'2015)

正Qingdao,China 7.16-19,2015 The International Conference on Electronic MeasurementInstruments(ICEMI)is the world's premier conference dedicated to the electronic measurement and test of devices,boards and systems that is covering the complete cycle from design,verification,test,diagnosis,failure analysis and process of manufactory and products     

电解铝整流系统建模与稳流协调控制策略

介绍了大功率直流电解铝供电系统结构,建立了包括电解槽负载模型、饱和电抗器（ＳＲ）模型以及有载调压变压器（OLTC）的整流系统模型,提出了稳流协调控制策略：OLTC可对系列电流进行离散性的粗调,SR可在一定范围内实现对系列电流的连续性微调,两者结合能有效地解决机组投入与退出、阳极效应发生等大扰动下的稳流精确控制问题。基于电磁暂态分析软件包（ＥＭＴＤＣ）搭建了6机组整流系统,对网侧电压波动、负荷波动等工况进行了仿真分析,仿真结果表明：所提协调控制策略能保持直流系统处于最佳的运行状态,可实现电解铝生产过程中电流的平稳。     

基于改进动态灵敏度的配电网无功优化规划

目前配电网无功优化规划多采用网损灵敏度分析等方法来确定配电网候选无功补偿点,可能选择虚假高灵敏度节点,选点分布较集中。提出一种基于改进动态灵敏度选点的配电网无功优化方法,对灵敏度和负荷阻抗矩进行修正结合并进行层次聚类,避免选择虚假高灵敏度节点,使得选点分布均匀。通过实例仿真分析,验证了该方法的有效性,并对几种灵敏度选点方法进行了比较研究,得出了一些有益的结论。     

1 000 kV特高压南阳站3/2主接线不平衡环流分析

特高压变电站1 000 kV系统采用3/2主接线,由于导电主回路电阻不平衡度较大及特高压变电站输送容量大,导致3/2主接线系统存在较大幅值的不平衡环流,极端情况下个别断路器相电流有过零甚至反相现象。结合特高压南阳站,从理论上分析不平衡环流中零序分量及其产生原因;论述了大负荷运行期间零序环流给站内二次系统带来的显著问题和严重后果;提出保护装置采用两断路器合流、单断路器最小相电流制动零序电流元件和两断路器合流制动单断路器零序电流元件的几种解决方案。以期后续交流特高压工程对此有足够的重视,供设计、施工和运行维护借鉴。