网络传输性能对数字电能计量的影响研究

以数字化变电站过程层网络为例,研究在IEC61850协议下数字化变电站通信网络,进而分析网络传输对计量性能的影响。模拟计量设备进行网络建模,并根据现实环境,增加EPT、ECT、MU及电能表等IED数量,比较增加IED设备数量前后的网络负载情况和SV报文的网络时延,以及网络时延对电能计量的影响。通过OPNET仿真分析了通信设备的负载增加,可造成电能计量时域不同步问题,从而导致电能表的示值误差,甚至产生计量误差,为分析网络传输性能对数字电能计量提供了依据。     

网络化时延补偿策略及其在三容系统中的应用

网络诱导时延在网络控制系统中是不可避免的,并且对控制系统性能有非常重要的影响.为了解决网络化控制系统的时延问题,研究了具有时变传输时延的网络化控制系统的稳定性问题.时变的时延可以看作是平均时延和不确定时延之和.具有长时延的网络控制系统可以建模为具有结构不确定性的离散时间模型.基于这个模型,通过求解一个迭代linear matrix inequality,给出了使闭环系统稳定的控制器.通过对三容系统的仿真研究,证实了所提方案的有效性.     

基于内容中心网络的高速铁路通信系统架构研究

针对基于TCP/IP架构的铁路通信系统GSM-R对高速移动通信支持不足的问题,提出了一种面向内容中心网络的新型高速铁路通信系统架构.同时,结合GSM-R系统因越区切换而导致通信服务质量下降的问题,进一步研究了基于内容中心网络GSM-R系统的传输干扰时间和最大端到端传输时延.仿真结果表明,基于内容中心网络的GSM-R系统,其传输干扰时间和最大端到端传输时延具有优秀的性能表现,可充分应对未来高速铁路移动通信的需求.     

网络控制系统时延补偿方法设计与实现

网络时延问题是网络控制系统中的主要问题.对网络时延以及影响时延大小的因素进行分析.从通信技术和控制技术相结合的角度出发,提出在线时延补偿方法,以解决网络时延对系统性能的影响.通过CAN bus网络控制实验平台对该补偿方法的有效性进行验证.实验结果表明,在线时延补偿方法在保证系统稳定性的同时,满足了系统静态性能的要求.     

对某变电站自动化系统及网络端对端时延的探讨

变电站继电保护数据流具有传输实时性高的特点,根据这一要求,本文对间隔层继电保护设备和变电站层本地监控之间的通信进行了建模,研究分析了继电保护数据流端对端的时延,得出了影响时延的主要因素,并给出了分析结果,提出了减小继电保护数据流端对端时延的网络配置方案措施。     

认知可用带宽下的传输控制机制

在航空通信中,传输控制技术直接影响网络的通信性能。基于优先级的传输控制机制能够保证高优先级业务的通信性能,但存在低优先级业务传输性能不佳以及带宽资源利用不足的问题。为了解决这一问题,结合绿色通信理论思想和可用带宽估计技术,提出"认知可用带宽"概念,设计基于认知可用带宽的传输控制机制,并采用多进制自适应调制技术提升网络带宽利用率。仿真结果表明,基于认知可用带宽的传输控制机制能够在保证高优先级业务时延的条件下改善低优先级业务的传输性能,并保证业务最大时延抖动小于0.02ms;同时,自适应调制技术的应用使得网络吞吐率提升3.26%。     

基于5G通信和动态时间规划算法的配电网线路差动保护

现代配电网中分布式新能源发电装置的接入,使得传统三段式电流保护难以实现。而差动保护需要敷设光纤,其建设、维护成本高,难以大范围应用。通过5G通信的超低时延特性,实现差动保护数据传输通道,有利于解决上述光纤成本高的问题。但5G通信数据传输时延和时延抖动的不确定性,对保护动作判据计算的准确性产生不利影响。针对于这一问题,利用动态时间规划(DTW)算法对电流采样序列时间轴变化具有容差性这一特点,构建基于DTW距离的差动保护判据,消除传输时延和抖动对差动保判据计算的影响。最后通过仿真分析了算法中参数选取对结果的影响,并验证了基于DTW距离的差动保护判据算法的有效性。     

VANET下基于辅助基站优化的网络编码性能分析

车辆自组织网络(vehicular ad hoc networks,VANET)是智能交通领域的研究热点.辅助基站的部署是提高VANET通信性能的一个关键.研究了基于辅助基站优化的网络编码传输性能问题,分析了VANET中保持网络连通性需要的辅助基站数目问题,在此基础之上,提出了一种基于粒子群优化理论的辅助基站位置优化算法,进一步通过NS2仿真对比分析了优化前后采用随机线性网络编码作为传输协议的VANET的传输性能.结果表明,辅助基站优化对基于网络编码的VANET通信性能具有较大的影响,在提高网络投递率的同时,降低了平均传输时延.     

一种基于社区的机会网络路由算法

针对采用社区划分策略的机会网络路由算法在消息传输过程中存在时延过长、冗余转发的问题,提出一种基于社区的机会网络路由算法Routing algorithm for Opportunistic Networks based on Community(RONC),通过充分利用通信重叠区域内的节点转发消息,优化转发节点判定机制,重设消息传输条件,降低消息转发次数,从而提高消息传输成功率,降低传输时延。理论分析和仿真结果显示:RONC算法在平均端到端时延、转发效率和平均存储时间等方面均优于经典的Epidemic routing算法、Prophet routing算法及其改进算法Community-driven Hierarchical Message Transmission Scheme(CHMTS)。     

基于SDRAM的网络延时器的设计与实现

数据通过不同类型的通信系统进行传输,由于数据传输链路的差异,导致数据到达接收端时间存在差异,网络延时器的设计在传输较快的数据的前端插入一个延时,使不同网络的传输数据同时达到接收端,避免了时延差所造成的数据处理失真等问题。     

基于高速通信的多Agent保护系统通信仿真分析

基于高速通信的多Agent保护系统,能够通过各个空间上分布的保护Agent之间的通信和配合来提高保护动作的可靠性、适应性和容错能力,但是保护Agent之间的通信延时对于基于多Agent的保护系统的性能有重要的影响.为了分析确定基于多Agent保护系统的应用条件,利用Network S imu lator网络通信仿真软件,对不同通信协议、通信通道带宽和通信组织方式对继电保护系统通信延时的影响进行了仿真分析.仿真结果表明,在宽带以太网的基础上,利用多Agent通信能够满足继电保护系统的实时性要求.     

基于延时状态统计的分布式QoS路由算法

为了克服网络状态的不准确性给服务质量(QoS)路由机制带来的负面影响,针对延时约束最小代价(DCLC)路由问题,提出了一种基于延时状态统计的分布式路由算法(DSS-DRA)。根据延时状态的稳定性程度预测路径状态的不准确性,并结合概率选路,为到来业务探测寻找满足其QoS要求的DCLC路径。仿真及其分析表明,DSS-DRA能够较好地容忍不准确的网络状态信息,在路由性能以及DCLC问题的解决能力方面具有较为明显的优势,同时与泛洪探测等方法相比,可以较好地减小探测开销,而与最小延时等算法相比,当网络重载时,能够以略微增加的开销为代价换取较大的性能改进。     

IEC61850在含微电网的配电网中的应用探讨

微电网作为智能配电网的有机组成部分,具有灵活高效利用新能源的优点,IEC61850通信使得不同制造商制造的电力设备在一个系统中能实现互操作．本文根据IEC61850通信标准数字化变电站被分为变电站层、间隔层及过程层,分析了数字化变电站通信系统的3层结构及含微电网的智能配电网通信结构,研究了含微电网的智能配电网在故障时的信息交互,并对馈线终端单元（FTU）进行信息建模,探讨了IEC61850通信在含微电网的智能配电网中的应用．     

基于延时状态统计的分布式QoS路由算法

为了克服网络状态的不准确性给服务质量(QoS)路由机制带来的负面影响,针对延时约束最小代价(DCLC)路由问题,提出一种基于延时状态统计的分布式路由算法(DSS-DRA)。根据延时状态的稳定性程度预测路径状态的不准确性,并结合概率选路,为到来业务探测寻找满足其QoS要求的DCLC路径。仿真及其分析表明:DSS-DRA能够较好地容忍不准确的网络状态信息,在路由性能以及DCLC问题的解决能力方面具有较为明显的优势;同时,与泛洪探测等方法相比,可以较好地减小探测开销,而与最小延时等算法相比,当网络重载时,能够以略微增加的开销为代价换取较大的性能改进。     

变电站信号分流对中压配网电力线载波通信的影响

中压配电网不允许沿线装设阻波器,电力线载波通信(power line communication,PLC)信号会通过变电站配电母线分流进入各条线路。首先给出变电站信号分流现场实测数据,然后建模分析信号分流对信道特性的影响,发现在变电站信号分流影响下功率传输特性比电压传输特性更能准确反映信道质量。最后在载波节点通信距离受信号分流影响而变化的条件下,结合分层搜索组网算法仿真分析主节点位置对PLC网络结构的影响。仿真结果表明PLC主节点选择在线路中段可增大其通信范围,减小网络层数,从而减弱变电站信号分流产生的不良影响。     

煤矿风机监测系统中传感器智能转换单元研制

为了改进煤矿风机监测系统，设计了基于AT89C52的传感器智能转换单元。实时监测的数据采集与监视系统（集散系统）采用三级智能结构，两级树型智能通讯。智能转换单元（传感器）在分站轮询时，将经A／D处理后的数字信号通过调制解调器的通讯输出电路发给分站，解决了原来子系统中普通的变送器只能提供标准的（4～20mA或0-5V或1-5V）输出信号，而不能和改造后集散系统的分站相互通讯的问题。监测系统通过检测12个物理量，即：风硐的风速、负压，电机（风机）的轴温及轴瓦温度，电机的定子电压、电流，电机的转子电压、电流等，满足现场使用要求。     

面向IEC61850智能变电站的网络安全异常流量分析方法

为了保证智能变电站的网络通信安全和整个变电站的稳定运行,提出了一种基于机器学习k-means聚类算法的异常流量分析方法。根据智能变电站中过程层网络的特性,结合对IEC61850智能变电站专有GOOSE(generic object-oriented substation event)以及SV(sample value)协议的报文结构解析,使用了一种基于信息熵的特征选取方法对智能变电站正常工作时站内网络通信流量进行特征分析选择,利用k-means聚类算法完成了对异常流量的检测分析及其相关分析。相较于以往方法,文中方法对智能变电站的过程层网络流量信息的特征进行了选取,根据信息熵理论,完成了重要特征的选择和冗余特征的剔除,提高了聚类算法的效率,提高了对异常流量检测的准确性。     

数字式微机继电保护测控装置研究

数字式微机继电保护测控装置是应用电子技术、计算机技术、电力自动化技术、通讯技术为一体的变电站自动化测控装置。采用了系统化设计思想,保护、测量、控制、监测、通讯显示等功能整体设计,在变电站、发电厂构成综合自动化系统,且广泛应用于电力、国防、化工等领域。采用先进的DSP数字信号处理技术、分层分布式结构、开放的CAN总线和RS485网络接口技术实现保护数据在数据总线上交换,配合监控软件组成变电站自动化系统。     

基于神经网络算法的 ICN 网络传输控制研究

随着全球数字媒体的深刻变革,互联网用户关注的重点逐渐向如何快速获取信息转移,而不关注信息的存储位置。现在的 TCP／IP 网络协议架构却无法适应当今内容应用需求的迅速发展。为了适应这一互联网的转变,以信息为中心的新型网络架构信息中心网络（information-certric networking,ICN）受到了广泛关注。网络时延的动态变化反映了网络路径的负载特征,对时延的精确预测是实施网络拥塞控制、路由选择的重要依据。在 ICN 中,由于网络缓存机制导致时延的不确定性,为网络传输控制带来了挑战。通过对 ICN 网络的经典架构命名数据网络（named data networking,NDN）网络时延模型进行建模,采用了神经网络算法进行时延预测,设计了基于预测时延的转发策略机制,创新地在 NDN 网络组件转发信息表（forwarding information based,FIB）上新增接口信息 Stat,以实现转发路径的动态选择。仿真结果表明,该设计机制能够有效地提升网络传输控制性能。