缆系海底观测网远程电能监控系统

为提高缆系海底观测网的用能效率和运行可靠性,根据其物理架构特点设计了远程电能监控系统的总体结构,根据功能将该系统划分为数据采集、负载管理和网络分析三个子系统,说明了子系统的主要功能和相互关系.并研究了该系统的时间同步方案、负载供电优化策略和网络分析算法.通过理论分析,获得了分支单元节点电压向量的加权最小二乘状态估计公式,并基于电切换型分支单元的可控性,提出了海缆接地故障定位的新方法.研究内容可为未来国家海底观测网的设计和运行提供参考.     

海上风电场的“血管”和“神经”:海缆

正为了传输海上风力机组发出的电能,要用到一种特制的电缆,它将电缆和光缆的功能综合在一起,称为复合海缆。海缆在整个风电场的运行结构中同时扮演着"血管"和"神经"的角色,除了汇集、传输电能外,其内部还有光纤单元,作为风电场通信及海缆监测信号的通道。功能"二合一"的海缆一方面节约了海底电缆敷设通道资源,大大节省了工程成本;另一方面,这种集合式的结构使纤弱的光缆得到了更好的保护,增强了可靠性。电力和信息同时传送海上风电场所用的海缆通常可分为两种:一种是35千伏的集电线路海缆,另一     

定性系统单元分解仿真算法研究

标准的QSIM算法,由于基于全局状态表示来描述、推理系统的行为,对于复杂系统推理求解时会产生不可控分枝问题.文章提出一种系统分解的仿真算法,将定性模型分解成称之为"单元"的子模型.对单元分别应用QSIM推理,对单元间的关系通过约束传播使得子模型推理一致.这种系统分解仿真算法可大大降低QSIM算法的不可控分枝,提高系统的仿真效率.     

基于CPN高铁临时限速数据融合方案验证

高速铁路列控系统中C3单元和C2单元相对独立控车,两套系统中的列控数据在系统层之间缺乏共享和约束机制.本文在分析系统结构和数据传输特性的基础上,提出一种基于数据融合,提升高速铁路临时限速安全性的方案,并利用有色Petri网(CPN)对融合方案进行建模.通过仿真软件分层和赋时功能构造系统顶层模型、临时限速生成子模型、故障子模型、融合子模型和时间序列,模拟临时限速信息传输过程中的系统状态和行为.仿真结果表明:在故障注入情况下,数据融合方案在一定程度降低了错误数据的输出,提高了系统的安全性.     

励磁功率单元主回路快速故障诊断策略

分析总结了发电机组励磁系统功率单元的故障类型和常见故障,通过 Matlab 仿真功率单元主回路故障类型,重点研究基于故障频谱分析的定量故障特征提取和故障分类,提出了一种快速针对功率单元主回路的故障诊断真值表法,最后通过实验平台验证故障类别,结果表明：该方法能够正确有效地诊断出功率单元主回路具体的故障晶闸管,为励磁系统功率单元故障诊断提供依据。     

CRH 5型动车组牵引部件键合图建模及故障注入

CRH 5型动车组牵引部件具有非线性、多能域等特点,不易获取准确的系统级机理模型,而基于数据的建模方法又很难描述系统的拓扑结构和元件间的因果关系.利用键合图建模理论多能域、图形化的特点,建立与实际物理系统相吻合的牵引电动机和齿轮箱级联系统的键合图模型;研究牵引电动机常见故障的注入,在键合图中模拟电动机定子绕组短路故障,分析故障下机-电能域间的交互影响,展示键合图建模在故障传播分析和故障诊断方面的应用前景.仿真结果验证正常和故障工况下键合图模型的准确性.     

基于替代模型的单粒子瞬态效应注入

牵引传动控制系统是高速列车的动力关键系统,牵引传动控制单元(TCU)的故障会引发高速列车的动力丧失.电磁辐射环境下的单粒子瞬态效应(SET)是引发TCU故障的主要原因.采用传统物理方法进行的SET测试具有一定的风险和成本,提出一种基于替代模型的SET注入方法.根据双指数模型建立SET注入替代模型,对TCU输出的信号进行SET的注入,解决在系统级虚拟仿真平台上无法对SET进行有效注入的问题,通过试验仿真验证该方法的可行性.为实时故障诊断、隔离和容错技术的研究提供较为真实可靠的故障模拟环境.     

海底光缆事业的回眸与眺望

联通世界,串联寰宇,在这个信息化的社会中,海底光缆事业日益彰显出其巨大而不可替代的作用;新中国的海底光缆事业在也从无到有,再到不断发展繁荣,走过了一条让世界侧目的骄傲征途,为国民经济建设和社会发展作出了难以估量的贡献。在与新中国的海缆事业共同前行的三十多年中,国家海洋局第一研究所徐家声研究员惕励不懈,踏实奋进,用其非凡的魄力和智慧在我国海缆路由勘察上取得了瞩目的成果;他完成了30多条国内外海缆建设工程的路由勘察,总结出一条符合我国实际的海缆路由勘察流程。这个为我国海底光缆系统建设和路由勘察技术达到世界先进水平贡献了青春和智慧的科技工作者,如今仍以深厚的知识积淀和前瞻的眼界走在最前沿,时刻关注着海底光缆建设的新动向,他对弃置海缆卓有成效的研究也让他成为我国光缆弃置研究第一人。阅云山万里,沉气度万千,在未来,步履依旧铿锵执着的徐家声将与海底光缆共进步!     

海底光缆工程简介及管理

随着长距离光传输技术高速发展和国际间传输业务量的几何式增长,国际海底光缆系统建设在全球范围内如火如荼的进行中。我国在世界上是一个海洋大国,我国的海岸线长度约为18000 km,领海海域约为300多万 km2,利用海底光缆进行通信业务的传输是安全和可靠的。海缆作为国际通信的重要手段,承载了包括语音业务、互联网业务、以及跨国公司专线业务等90%以上的国际通信业务,是国际信息化发展的主要载体。该文将从海缆分布现状、技术要求、发展方向对海缆工程介绍,并阐述了私营和俱乐部两种管理模式。     

故障工况下有杆泵采油系统运行特性及示功图研究

根据井液进出泵筒速度及泵筒内井液压力变化规律分别建立正常工况、气体影响、漏失影响和供液不足等工况下的泵阀运行特性模型,并与杆管液动力学模型进行耦合,形成故障工况下有杆泵采油系统的仿真模型及对故障工况下的有杆泵采油系统运动特性的仿真分析。结果表明:仿真结果与现场实测地面示功图具有良好的一致性且预测产液量平均误差低于6%,验证了故障仿真模型的准确性;碳纤维混合杆柱相对于钢杆采油系统示功图载荷绝对值较小,加载和卸载线较长,谐波个数较少且平滑;气体影响、游动阀漏失会减小加载完成时抽油杆柱的谐振,供液不足、气体影响和固定阀漏失会加剧卸载完成时抽油杆柱的谐振;基于该故障仿真模型可获得碳纤维抽油杆等新型抽油杆故障工况下的示功图图库。     

海底观测网络数据管理系统设计

针对海底观测网数据管理的需求，建立了数据管理系统的功能模型，设计了数据通信、设备管理、故障诊断及数据质量控制等关键技术的相关实现算法。综合运用Socket网络编程、MySQL数据库技术，依据模块化的设计思想，开发了海底观测网数据管理系统。海试结果表明，该系统实现了对海底观测网的实时数据采集、状态监控、数据分类存储和数据共享等功能，具有长期运行稳定可靠、可扩展性强的优点。     

海底观测网络关键技术研究进展

海底观测网络在海洋地质、生物、海洋地球化学与海洋地球物理等领域实现对海洋参数的长期、实时和连续观测。本文介绍了世界各国海底观测网络的研究进展,探讨了海底观测网络的关键技术,如能源供应技术、海底接驳技术、网络基础设施、工程布设技术等,并提出了初步解决方案,最后对海底观测网络的发展方向进行了分析和展望。     

Records of the tsunami induced by the 2010 Chilean earthquake from Xiaoqushan seafloor observatory in the East China Sea

Sea-level variation can be induced by periodic tides, stochastic wind, air pressure, and swell. Larger sea-level variation has the potential to cause coastal disasters. In this paper, real-time continuous data obtained by the Xiaoqushan seafloor observatory in the East China Sea were analyzed employing frequency power spectral and tidal harmonic methods to extract the major components and periodicities of sea-level change. The sea-level anomaly (sla) was calculated by subtracting the tidal components from the observed sea level data. In the study period, the correlation between sla and the local north-south wind speed was high with a correlation coefficient of 0.65 at the 95% confidence level. The local wind-induced sea-level anomaly (sla wind ) was therefore computed through linear fitting. Although sla wind is one of the main components of sla, the residual sea-level anomaly (sla residual ) obtained by subtracting sla wind from sla is not zero, suggesting that there are other factors besides wind. Detailed analysis of the sea-level data at the time of the 8.8-magnitude Chilean earthquake on February 27, 2010 showed a peak sla residual value of 0.48 m at around 15:00 on February 28, which was highly coincident with the tsunami arrival time forecast by the Pacific Tsunami Warning Center. The peak sla residual event is therefore linked with the tsunami induced by the 2010 Chilean earthquake. This is the first time that a tsunami has been detected using real-time continuous data recorded by a seafloor observatory in the sea off China. Such observations are expected to improve tsunami forecast models and promote the development of a tsunami warning system and a seafloor observatory network in the East China Sea.     

Coastal seafloor observatory at Xiaoqushan in the East China Sea

The seafloor observation system is becoming an important infrastructure for marine research because it is transforming oceanic research from temporal investigation to long term observation.The East China Sea coastal seafloor observatory,located between 30°31′44″N,122°15′12″E and 30°31′34″N,122°14′40″E,is constructed near the Xiaoqushan Island outside the Hangzhou Bay on the inner continental shelf of the East China Sea.The observatory is connected by a submarine optical fiber composite power cable that is more than one kilometer long and consists of a special junction box that transmits power and communication signals to different instruments.The special junction box has a variety of waterproof plugs and connects to three different instruments installed in a trawl preventer.The submarine optical fiber composite power cable is landed on the platform by The East China Sea Branch,State Oceanic Administration and the power is continuously supplied by the solar panels and solar battery on the top of the platform.The real time data are directly sent through the cable to the platform and are transmitted by CDMA wireless to the receiver at the State Key Laboratory of Marine Geology of Tongji University.Measurements at the observatory have been taken since April 20,2009 after installation and the results have been interpreted.The characteristics of the near bottom boundary are constrained by a sediment suspension model using portion of the observed data.In particular,discussion is provided on the sea surface height anomaly at Xiaoqushan Island influenced by the tsunami driven by the 2010 Earthquake in Chile.The successful establishment of the coastal seafloor observatory is the first step toward future development of seafloor observation systems in China.It not only accumulates experiences in technology and engineering,but also paves the way for performing important oceanic research using the long term continuous observation platform.     

基于效能模型的电力通信网可靠性研究

电力通信网犹如电力网络的神经系统,而可靠性对电力通信网又至关重要。针对电力通信网可靠性的重要性,提出了基于效能的可靠性评估方法。首先,建立了电力通信网络的效能模型,实现了对电力通信网网元及网络的效能模拟。然后,依据效能与可靠性之间存在的数学关系,利用所建模型中网络效能的实时变化来间接地反映网络的可靠度变化。仿真结果表明,文中所建效能模型对网络及网元效能具有很好的模拟效果,能够客观地模拟和反映网络效能随时间变化的规律,进而实现了对网络可靠度估的有效评估。     

基于ARM9的海底观测网节点电路硬件设计

为满足海底观测实时获取数据的功能需求,设计了一种基于ARM9的海底观测网节点电路控制系统。采用嵌入式系统硬件模块化设计,构建了包括节点串口扩展通讯、ADC数据采集、以太网通讯、电平转换及USB接口的电路系统。现场试验证明,该节点电路运行稳定可靠,且易于岸站监控与维护。     

复杂情境下的核电系统可靠性

为提高复杂情境下的核电系统可靠性,保证核电系统安全运行,采用证据网络(evidence network,EN)对核电不确定信息问题进行分析、建模、推理和评估,有效地处理和表达专家语言变量,同时解决非布尔逻辑关系和多状态变量的问题,建立核电系统可靠性模型.提出一种将语言数据转换成基本信度指派函数的方法,对于在故障树映射到证据网络中存在的非布尔逻辑关系,建立一种新的条件信度表,解决复杂情境下的核电系统可靠性问题.研究结果表明,实验结果符合预期,建立的可靠性模型对研究核电系统可靠性有一定的借鉴作用.     

城市高压配电网接线模式的可靠性

城市高压配电网接线模式的可靠性高低不仅决定用户能否获得足够的电能,而且也影响到城网建设和改造的经济性．文中利用最小路原理,以供电连续性作为系统可靠性准则,对城市高压配电网的各种不同接线模式进行可靠性定量计算,并以此对各种接线模式的供电可靠性进行分析、比较．在综合考虑经济性与可靠性的基础上,给出几种推荐接线模式．结果表明,该方法不仅计算快,而且保持了一定精度,可为配电网的规划和建设提供参考．     

一种Zigbee网络群控聚光光伏系统设计

聚光光伏能有效降低光伏发电成本,如何实现聚光器跟踪系统的可靠性、精度及成本达到合理平衡是目前聚光光伏发电研究的重要内容之一。提出了一种基于Zigbee网络自动跟踪群控系统设计方案,该系统通过定日器检测太阳光强并确定太阳位置,再通过Zigbee网络将太阳位置发送给各聚光器的控制器调整聚光器的朝向,从而使太阳电池板获得更多的光照强度。