Optimized PI+ load–frequency controller using BWNN approach for an interconnected reheat power system with RFB and hydrogen electrolyser units

This paper investigates a renewable energy resource’s application to the Load–Frequency Control of interconnected power system. The Proportional-Integral (PI) controllers are replaced with Proportional-Integral Plus (PI+) controllers in a two area interconnected thermal power system without/with the fast acting energy storage devices and are designed based on Control Performance Standards (CPS) using conventional/Beta Wavelet Neural Network (BWNN) approaches. The energy storing devices Hydrogen generative Aqua Electroliser (HAE) with Fuel cell and Redox Flow Battery (RFB) are incorporated to the two area interconnected thermal power system to efficiently damp out the electromechanical oscillations in the power system because of their inherent efficient storage capacity in addition to the kinetic energy of the generator rotor, which can share the sudden changes in power requirements. The system was simulated and the frequency deviations in area 1 and area 2 and tie-line power deviations for 5% step- load disturbance in area 1 are obtained. The comparison of frequency deviations and tie-line power deviations of the two area interconnected thermal power system with HAE and RFB designed with BWNN controller reveals that the PI+ controller designed using BWNN approach is found to be superior than that of output response obtained using PI+ controller. Moreover the BWNN based PI+ controller exhibits a better transient and steady state response for the interconnected power system with Hydrogen generative Aqua Electroliser (AE) unit than that of the system with Redox Flow Battery (RFB) unit.     

一种基于架空线路CPS监测系统的融冰技术研究

我国大部分地区普遍都有冬季架空线路结冰的现象,造成大型线路结冰事故,给电力部门安全稳定运行带来极大的挑战。人工除冰或短路除冰都会使地区大面积停电,给电力系统带来损失。提出了一种基于架空线路CPS监测系统的融冰方法,当CPS监测系统检测到线路有结冰现象时,启动发热电阻线路进行加热,可以在短时间内对结冰线路进行融冰,在不停电的情况下,保障了电力安全,极大地减少了电力系统的损失。     

一种离散连续混成的时空事件驱动的CPS体系架构

为描述信息物理融合系统(cyber-physical system,CPS)中离散信息系统和连续物理系统交互融合的混成特性,基于混成自动机理论,结合多智能体系统(multi-agent system,MAS)和时空事件驱动方法,提出一种CPS体系架构.该架构用改进的混成自动机理论刻画了离散空间和连续状态混成的CPS体系架构的主体,同时定义了基于时空事件的CPS事件,设计了基于MAS的CPS端,并运用定义不同功能的CPS端和CPS事件驱动机制解析了CPS体系架构内部信息物理交互反馈过程.最后以车速调控系统为例,采用提出的CPS体系架构分析了协同驾驶过程中单一车辆内部速度调控的信息物理融合过程,并对其进行了形式化描述,实例的形式化过程表明提出的体系架构的有效性.构建的CPS体系架构为刻画CPS的本质特征提供了新的方法.     

提升电力信息物理系统韧性的通信网鲁棒优化方法

依赖于先进信息技术的现代电力系统是典型的信息物理系统。电力信息物理系统不仅在业务层面存在能量流与信息流的耦合,在网架拓扑层面,物理电网和电力通信网因采用光纤复合架空地线等也存在高度的耦合特性,因此存在着故障跨空间传播的风险。为提高电力信息物理系统的韧性,基于建立的信息流及通信网模型,文中定义了一种考虑信息-物理耦合的信息流关联负荷度指标及通信网关联负荷度指标,并提出了一种面向极端场景下电力信息物理系统韧性的通信网鲁棒优化方法。该优化方法可用于电力通信网中与负荷相关的传输网层面关键业务,将重要的信息分配到更可靠的链路上,实现极端场景下电力信息物理系统韧性的提升。基于中国广东电网的实际算例系统验证了所提方法的有效性,该方法已初步应用于广东电网原型系统。     

基于Ptolemy的自适应巡航系统建模与仿真

信息物理融合系统( CPS)是计算、通信与控制技术的融合,汽车自适应巡航控制系统是一种典型的CPS,具有广泛的应用前景。通过建立汽车纵向行驶的数学模型,并基于CPS给出自适应巡航控制系统的结构,设计系统的状态机模型。基于Ptolemy分别设计前车、测量距离和本车的计算模型,构建系统的层次模型,在子模型中采用模态模式对基于时间的模型与状态机模型相结合的混合系统行为进行建模。仿真结果表明,该方法能满足自适应巡航控制系统的要求,保证系统的安全性。     

基于蚁群算法的分布式CPS系统任务调度设计

针对CPS系统中资源和任务的复杂性,同时为了保证CPS系统资源管理和任务调度的快速性、准确性和有效性,构建了分布式CPS系统结构模型,并设计和实现了基于蚁群算法的资源分配策略,在算法中设计了局部和全局信息素更新规则,将资源管理、任务调度和执行相结合,同时兼顾网络的负载平衡问题和服务质量问题.利用Matlab对基于蚁群算法的分布式CPS系统任务调度策略进行了仿真实验,实验结果证明该策略缩短了整体任务调度的总完成时间,并随着任务数的增加,任务时间缩短的效果更加明显.     

Control 5.0: From Newton to Merton in Popper's Cyber-Social-Physical Spaces

The future of control in cyberspace of parallel worlds is discussed. It argues for the coming age of Control 5.0, the control technology for the new IT capable of dealing with artificial worlds with VR, AR, AI and robotics. The discipline of automation needs a new interpretation of its core knowledge and skill set of modeling, analysis, and control for cyber-socialphysical systems, and a paradigm shift from Newtonian Systems with Newton's Laws or Big Laws with Small Data to Mertonian Systems with Merton's Laws or Small Laws with Big Data.      

物联网软件技术发展新趋势研究

阐述了CPS、物联网、RFID、智慧地球、无线传感网、云计算等相关的概念,阐述了不同技术和概念的定义、由来、目前的发展以及将来的发展趋势。最后,结合上海的现状,分析了"十二五期间"(2011-2015)关于物联网、智慧地球等方面的发展可以借鉴的策略与对策。     

非接触供电系统的应用平台研究

非接触供电系统（CPS）具有广阔的应用前景,是一种新型的电能传输技术,摆脱了传统供电方式通过导体直接接触供电的方式,通过感应电磁耦合关系向负载提供电,在物流自动化等领域具有良好的应用效果。通过对非接触供电系统的原理结构研究分析,提出了一种适用移动轨道传输的非接触供电实验平台,并研究了该实验平台的次级拾取电能机构的构造,进行了相应的非接触供电实验验证。     

基于CPS的协议识别优化算法

目的：自美国将CPS的发展列为重点研究项目,引起了各国广泛的关注。不同于传统的系统,在通信方面,CPS融合了大量的异构网络,其规模远大于现有的控制网络。为提高对协议识别的效率和准确度,并对其进行分类,系统中大量数据传输带来的网络拥堵是我们要解决的主要问题。方法：基于网络流的特征,提出了对协议进行识别的变精度粗糙集的权值计算法和决策构造优化算法。结果：基于变精度粗糙集算法协议识别算法,其准确率可达98.7%。结论：基于变精度粗糙集的决策算法相较于普通决策算法,其识别准确度更高、更容易实现。