一个多总线、多源可重新布局的斯特林放射性同位素电力系统测试平台的开发
阿里巴巴平头哥 RISC-V 处理器架构和玄铁 CPU IP 介绍说明书
扫码注册平头哥OCC 官网观看各类视频及课程阿里云开发者“藏经阁”海量电子手册免费下载平头哥芯片开放社区交流群扫码关注获取更多信息平头哥RISC-V 系列课程培训扫码登录在线学习目录RISC-V处理器架构 (5)1.RISC-V架构起源 (5)2.RISC-V架构发展 (5)3.RISC-V架构与X86、ARM在商业模式上的区别 (6)4.RISC-V架构现状和未来 (7)5.RISC-V处理器课程学习 (9)平头哥玄铁CPU IP (10)1.概述 (10)2.面向低功耗领域CPU (10)3.面向中高端服务器CPU (16)4.面向高性能领域CPU (23)5.玄铁CPU课程学习 (26)无剑平台 (27)1.无剑100开源SoC平台 (27)2.无剑600SoC平台 (28)平头哥RISC-V工具链 (34)1.RISC-V工具链简介 (34)2.剑池CDK开发工具 (37)3.玄铁CPU调试系统 (44)4.HHB (51)5.剑池CDK开发工具课程学习 (54)平头哥玄铁CPU系统 (55)1.YoC (55)2.Linux (56)3.Android (62)RISC-V玄铁系列开发板实践 (67)1.基于玄铁C906处理器的D1Dock Pro开发实践 (67)2.基于玄铁E906处理器的RVB2601开发实践 (82)RISC-V应用领域开发示例 (100)1.基于D1Dock Pro应用开发示例 (100)2.基于RVB2601应用开发示例 (106)RISC-V未来探索 (116)1.平头哥开源RISC-V系统处理器 (116)2.平头哥对RISC-V基金会贡献 (117)3.高校合作 (117)RISC-V处理器架构1.RISC-V架构起源RISC-V架构是一种开源的指令集架构。
最早是由美国伯克利大学的Krest教授及其研究团队提出的，当时提出的初衷是为了计算机/电子类方向的学生做课程实践服务的。
特约主编寄语
特约主编寄语高压电力电缆及附件系统是高压输电线路中的关键装备，具有低碳环保和安全可靠的优点，适用于环境敏感区域及城市电网的电缆化增容改造，增强电网抵抗自然灾害的能力。
在高压电缆及附件的设计制造、敷设安装、试验运行中，电、热、机械等应力对系统绝缘的作用都会影响到电缆系统运行的可靠性。
因此，高压电缆及附件的关键技术研究，对于不断提高电缆系统的性能、保障电力能源安全和可持续发展具有十分重要的意义。
为此，《中国电力》编辑部特别组稿了“高压电缆及附件关键技术”专栏，我们有幸成为该专栏的特约主编，负责相关约稿、组稿和审稿等工作。
在此过程中得到了相关领域专家学者的大力支持，在众多投稿中本专栏再次录用了10篇稿件，详细内容介绍如下。
在高压直流电缆方面，西安交通大学李飞等人采用多种测试分析方法，研究了电缆绝缘相态组成结构和直流电气性能的径向不均匀分布特征及其对电缆电场分布特性的影响；华北电力大学徐晓彬等人采用双极性载流子输运模型，研究针板电极下直流电场对交联聚乙烯（XLPE ）绝缘中空间电荷注入分布特性及电树枝引发特性的影响；中国电力科学研究院有限公司赵鹏等人对比分析了高压直流电缆国内国际试验标准的差异性，研究了±535 kV 电缆系统试验中的关键问题，可作为试验方案制定的参考；中天科技海缆股份有限公司胡明等人综述了高压直流电缆应用中空间电荷及交联副产物的测试分析方法，结合国内外直流电缆工程分析挤包绝缘高压直流电缆的未来研究发展。
在高压交流电缆方面，中国电力科学研究院有限公司欧阳本红等人研究了国产高压交流电缆用XLPE 绝缘料性能与进口材料的异同，为国产电缆绝缘料的性能提升提供数据支撑；国网天津市电力公司电力科学研究院孟峥峥等人综述分析了高压XLPE 电缆缓冲层故障研究现状，为缓冲层故障防范提供参考；中天科技海缆股份有限公司王文超等人提出一种海底电缆用导体等截面梯形型线阻水结构的理论设计方法，验证了型线结构海底电缆的经济性。
基于PSASP_的电网智能仿真工具设计与实现
第51卷第17期电力系统保护与控制Vol.51 No.17 2023年9月1日Power System Protection and Control Sept. 1, 2023 DOI: 10.19783/ki.pspc.230142基于PSASP的电网智能仿真工具设计与实现李 锋1，王 莹1，周良松2，姚占东2(1.国家电网有限公司华中分部，湖北 武汉 430077；2.华中科技大学电气与电子工程学院，湖北 武汉 430074)摘要：现有通用电力系统仿真软件自动化和智能化程度不高的问题极大影响了安全稳定分析工作的效率。
为此，从工程技术人员的实际需求出发，基于电力系统分析综合程序(power system analysis software package, PSASP)设计并开发了电网智能仿真计算工具。
该工具通过从数据解析与处理、计算功能优化、结果分析自动化3个方面对现有软件进行了优化，提升工作效率。
引入达梦数据库系统，实现海量数据的存储、计算、查询和共享。
开发了厂站接线图自动绘制功能，可自动实现元件连接关系的可视化展示。
开发了运行方式数据自动生成功能，可形成对应海量运行场景的潮流作业数据。
开发了静态安全自动分析功能，可进行N - 1开断的自动计算和结果的智能分析与展示。
最后，以华中电网安全稳定分析为例，验证了智能仿真工具的实用效果。
关键词：仿真工具；安全稳定分析；数据交互；接线图绘制；自动计算Design and implementation of a power grid intelligent simulation tool based on PSASPLI Feng1, WANG Ying1, ZHOU Liangsong2, YAO Zhandong2(1. Central China Branch, State Grid Corporation of China, Wuhan 430077, China; 2. School of Electrical and ElectronicEngineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China)Abstract: The low degree of automation and intelligence of existing general power system simulation software has greatly affected the efficiency of security and stability analysis. An intelligent simulation tool for a power gird based on PSASP is designed and developed according to the actual needs of engineers and technicians. The simulation software is optimized to improve work efficiency from three aspects: data analysis and processing, optimization of calculation function and automation of result analysis. The Dameng database system is introduced to realize the storage, calculation, query and sharing of massive data. The function of power station wiring diagram auto-graphing is developed to automatically achieve visual display of the connection relationship of elements. The function of operating mode data automatic generation is developed to form power flow data for mass operational modes. The function of automatic static safety analysis can automatically realize calculation of 1N- disconnection and the intelligent analysis and display of results. Finally, taking security and stability analysis of the Central China power grid as an example, the practical effect of power grid intelligent simulation tool is illustrated.This work is supported by Youth Fund of National Natural Science Foundation of China (No. 51707074).Key words: simulation tool; security and stability analysis; data exchange; wiring diagram graphing; automatic calculation0 引言仿真分析是认知大电网安全稳定特性、制定运行控制措施的主要手段，因此仿真计算及分析工作的准确性和及时性对于保障大电网安全稳定运行和基金项目：国家自然科学基金青年基金项目资助(51707074)；国家电网有限公司科技项目资助(SGHZ0000JZJS2200228) 电力可靠供应愈显重要[1]。
空间斯特林制冷机系统模型辨识与预
航天返回与遥感第43卷第3期96SPACECRAFT RECOVERY & REMOTE SENSING2022年6月空间斯特林制冷机系统模型辨识与预测控制陈子印林喆赵筱琳张晗汪瑜（北京空间机电研究所，北京100094）摘要为解决空间用大功率机械式斯特林制冷机系统的高精度控温问题，针对这一类具有时延特性的大时间常数温度控制系统，首先，文章提出一种基于继电模型辨识的闭环辨识方法，通过设计合理的辨识参数，采集系统的输入输出响应数据并通过最小二乘法拟合获得了系统的辨识模型，克服了传统开环辨识方法无法获得固定控温点附近辨识模型的不足；其次，基于辨识模型的阶跃响应数据建立预测模型，采用动态矩阵预测控制，通过滚动优化和反馈校正机制，对温度控制系统性能指标实现了最优控制。
最后，通过搭建模型辨识及实验平台，验证了系统模型辨识的准确性可达到94%，对长波红外探测器60K控温点的控温稳定性可达到±10mK（3σ）的水平，该模型辨识与控制方法已经成功应用于多台星载红外相机的焦面制冷机控温系统并获得在轨验证。
关键词斯特林制冷机继电模型辨识动态矩阵控制预测控制空间制冷中图分类号: TP273文献标志码: A 文章编号: 1009-8518(2022)03-0096-09DOI: 10.3969/j.issn.1009-8518.2022.03.011Model Identification and Predictive Control of the Space StirlingCryocooler SystemCHEN Ziyin LIN Zhe ZHAO Xiaolin ZHANG Han WANG Yu（Beijing Institute of Space Mechanics & Electricity, Beijing 100094, China）Abstract To solve the problem of high-precision temperature control of high-power stirling cryocooler system for space application, towards such a temperature control system with time delay and large time constant characteristics, firstly, a closed-loop identification method based on relay model identification is proposed, by selecting the proper parameters, the system model can be identified through the least square method based on the obtained input and output response data, which overcomes the shortcomings of the open-loop identification method that cannot obtain the model at the neighborhood of the fixed operation point; secondly, the dynamic matrix predictive control is employed based on the step response of the identified model, through the rolling optimization and feedback correction, the optimized control performance can be achieved for the temperature control system. Finally, through establishing the model identification and experimental test bench, it can be seen that the similarity of system model identification reached 94% and the收稿日期：2021-02-18基金项目：国家重点研发计划引用格式：陈子印, 林喆, 赵筱琳, 等. 空间斯特林制冷机系统模型辨识与预测控制[J]. 航天返回与遥感, 2022, 43(3): 96-104.CHEN Ziyin, LIN Zhe, ZHAO Xiaolin, et al. Model Identification and Predictive Control of the Space StirlingCryocooler System[J]. Spacecraft Recovery & Remote Sensing, 2022, 43(3): 96-104. (in Chinese)第3期陈子印等: 空间斯特林制冷机系统模型辨识与预测控制 97stability of the temperature for the 60K operation point can achieve a high level at ±10mK (3σ), and these achievements on the model identification and control method have been successfully applied to the temperature control system of focal plane refrigerator for several spaceborne infrared cameras and have been verified in orbit.Keywords stirling cryocooler; relay model identification; dynamic model control; predictive control; space refrigeration0 引言机械式斯特林制冷机作为红外遥感相机光学系统的重要组成部分，负责为红外探测器提供低温工作环境，降低探测器热噪声，从而提高探测器的成像品质[1]，随着高分辨率对地成像的技术发展需求，系统对制冷机控温的稳定性指标要求由±0.1K提高到±0.01K[2-5]。
华能清洁能源技术研究院许世森：直流侧接入储能系统效率高 、投资低
华能清洁能源技术研究院许世森：直流侧接入储能系统效率高、投资低和交流侧对比，直流侧接入电池储能系统整体来说投资是比较低的，效率相对来说是比较高的，我们说电到电的效率，我们现在能做到90以上，这个可能在所有的储能系统中效率是比较高的。
第二个，我们解决了分布式这种方式。
有一个直流侧、交流侧接入，就省了相互逆变的环节。
设备利用率、投资、功率变化、管理方面都做了比较好的匹配。
——中国华能集团清洁能源技术研究院董事长许世森8月7日由华北电力大学、中国可再生能源学会主办的“第一届中国储能学术论坛暨风光储创新技术大会”在北京召开，会议为大力推广风能、太阳能、储能创新技术，推动风光互补、太阳能+储能、风光储技术以及智能微电网、能源互联网技术在综合能源服务领域的应用；搭建风能、太阳能与储能产业科学技术、创新应用的交流与合作平台，推进风电、太阳能发电无补贴平价上网项目技术发展，推动储能技术进步和创新。
主旨报告环节，中国华能集团清洁能源技术研究院董事长许世森作”直流侧接入电池储能系统与应用“报告。
中国华能集团清洁能源技术研究院董事长许世森尊敬的各位专家、各位代表，上午好！对储能还是谈点认识，刚才国网公司的沈主任谈到了，我们国家未来可再生能源大比例接入以后未来的储能还是一个难题，刚才王所长也讲到了，未来可能主要还是依靠可再生能源就是绿色电力，但是我们国家资源丰富的状况和我们负荷中心距离相当遥远，通过什么路径将这些绿色电力送到负荷中心，电网公司实际已经感受到了巨大压力，我是从发电企业来的，但是我们也感受到电网公司所承受的前所未有的压力，从政府这个角度，一谈到弃风弃光是不应该的，电网公司应该全额消纳，但是对一些局部的省份或者局部的小的国家来说，可能解决这个问题相对容易，我们这个国家优质的可再生能源基本上都在西部，我们负荷中心又在东南部，这个通道如何把电源侧的这种波动的电源有序的可控制的送到东部，电网公司面对着前所未有的压力。
敢为人先拓荒牛——记国家“863”项目科研带头人、北京云电英纳超导电缆有限公司副总经理侯波
，
关 基本 知 识 。 为 了对 国际 国 内超 导 技术 的 及 成都 、 侯 合肥 、Ｉ ： 海和昆 明等地 ， 还远赴俄罗斯 与同行 争家进行交流 ， 并和西 门 子等跨 国公 司保持联系 ，积极进行交流学 爿。他经常 是坐一夜火 车后 ， 目的地 立即投入工作 ， ｒ 到 为 工作经 常加班加点 。为使超导 电缆项 目达到国际水平 ，侯波 和他的同事们通过对超导材料的反复研 究 ，充 分比较
这一得到国家863计划及北京市云南省科技主管部门大力支持的项日将对我国研制和使用高温超导电缆技术具有里程碑的意侯波到北京云电英纳超导电缆有限公司工作后担任了研发部经理成为国家863计划北京市科委超导重大专项的高温超导电缆项目的主要负责人之并担任其中一个子课题的总负责人
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人才工 作 。其 中 ， 千 方 百 计 引 进 人 才 ，就是 强 化 人 才 工 作 的 表 现 之
人才引进
成 兵
撼
引 进 后 偏 要 安 个 处 长 、主任 之类 的 行 政 职 务 。表 面是 委 以重任 ，对其 加 以重用 ，实 际上却 让 他 落 得 个 学 非
服 种 种 困难 之 后 ， 于安 装 、 试 和 并 网 运 行 成 功 。这 终 调
是我 罔第一套完整的高温超 导电缆系统 ， 是继美 国、 丹 麦之后 ，世界 上第三套实际并例运行的超导电缆 。这
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时 下 ，各 地 各 部 门 都 十 分 重 视
云 南支 部生 活 ２ ０． ０６３
国家级 资料库 ，先后收集各种相关资料达上千余篇。 就 是靠 着这种一丝不苟 、 科学严谨 的精 神 ， 研发部在侯 波 的带 领下顺利完成 了超导 电缆 的理论设计和计算。 电缆制作工艺是整个 高温超导 电缆研发 的重要一 环 ，而制作工艺 中的许多关键环节却在国内难以找到 现 成 的 答案 ， 外 对 此 严 格 保 密 ， 国 不 公 开 。要 想 解 决 所 遇 到 的难 题 ， 只能 靠 自 己不 断 去摸 索 和 总 结 。侯 波 与 同事们不怕繁琐 ，静下心来开腱大量 的实验 。通常 解 决一 个问题 ， 要准备几套方案 ， 从一次次 的失败 中总 结 经验 ， 直至取得成功。 ０ ３ ２ ０ 年夏 天 ， 北京“ 非典 ” 疫情 肆虐 ，此时 电缆工艺的研究正进入攻关的关键阶段。 为了保证研发工作 的顺利进行 ， 回昆 明休 “ 五一” 长假 的侯 波 不顾 家 人 的担 心 和 劝 阻 ， 然赶 赴北 京 ， 领 研 毅 带 发部 的同事们投入 了对 电缆工艺的攻关 ６川底 ． 当北 京 市的疫情解除时 ，世界第 一 根双层液氮循环冷却的 热绝缘 高温超 导电缆也 已制作完成 。 几年来 ，侯波一方 嘶承担 了电缆本件关键 的技术 研发： 作 ， ［ 带领研发部完成 了本体的设计 、 制造 、 安装 和 试验 ；另 ～ 方 面 还 负 责 了项 目各单 位 之 间 的 协调 管 理 工 作 。他 先后 主持 丁整 个 项 目的 总 体 设 计 ，独立 完 成 电缆终端 的初设 ，主持了高温超导电缆本 体的设 计、 制造工艺研究 ， 主持 完成 ｒ ３ ０米高温超导电缆 的 现场制造 ，负责 １高温超导 电缆整个项 日的技术 、质 ｒ 量、 进度和资金的控制和协调 ， 完成相关 中英文技术报 告、 论文 ２ ０余篇 ， 并形成专利 ７项 。留美博 士 、 北京云 电英纳超导 电缆有限公一 总经理信赢谈到侯波时称赞 Ｊ 道， 侯波为完成这个尖端 项 目做 出 ＿重要 贡献 。 『 ２０ ０４年 ， ｌ 北 京 云 电 英 纳 超 导电 缆 有 限公 司 而 ｘ于 『 言， 关键 性 的 一 年 。 这 年 ７月 ， 侯 波 担 任 现 场 安装 是 由 调试总 负责 入的超导 电缆 系统在昆明酱吉变电站经克
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成 功 研 制 国 内首 款 可 产 业 化 Ｉ Ｔ芯 片 ＧＢ
Ｉ ＧＢＴ（ 缘 栅 双 极 晶 体 管 ） 为 新 型 电 力 电 子 器 件 的 典 型 代 表 ， 泛 应 用 于 智 能 电 网 、 绝 作 广 新 能 源 发 电 、 能 源 汽 车 、 业 变 频 、 电 一 体 化 、 用 电 器 等 诸 多 领 域 ， 关 系 国家 能 源 、 新 工 机 家 是
合 集 成 ， 配 套 开 发 了 相 应 的 控 制 和 数 据 解 析 软 件 ， 次 形 成 了 利 用 微 型 流 化 床 反 应 器 的 并 首 通 用 气 固反 应 微 分 分 析 方 法 与 分 析 仪 。 该 仪 器 具 有 紧 凑 实 用 、 作 性 强 、 置 合 理 、 能 稳 操 配 性 定 、 据 重 复 性 好 等 优 点 。 实 际应 用 表 明 ： 实 现 了等 温 微 分 气 同 反 应 ， 效 克 服 了 扩 散 影 数 其 有 响 ， 得测试 的反应动 力学参数 更趋近反应 本征特 性 。 使
强 ， 制 的 仪 器 属 国 内外 首 创 ， 到 同 际 领 研 达
先 水 平 。 ” 固 反 应 分 析 测 试 是 科 技 领 域 的 气
基 础研究 和技术 研发所 必需 手段 和工具 ， 目 前一 般基 于热重分 析方 法和热 重分析 仪 ， 具
有 升 温 速 度 慢 、 扩 散 抑 制 严 重 、 以 实 现 受 难 等 温 反 应 等 方 面 的 问 题 。过 程 所 许 光 文 研 究 组 ， 自 ２０ ０ ６年 开 始 开 展 了 微 型 流 化 床 反 应
应 用 导 向 、效 率 优 先 的 富 有 中 国 特 色 的 超 级 计 算 模 式 。 ４ 月 ２ 日 ， 中 科 院 高 效 能 分 布 式 ４ ＧＰ 超 级 计 算 系 统 启 用 仪 式 在 过 程 工 程 所 举 行 。 科 院 院 长 路 甬 祥 、 院 长 李 静 海 、 书 长 Ｕ 中 副 秘
基于RS485总线的分布式高精度数据采集系统
㊀２０２１年㊀第２期仪表技术与传感器Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ㊀Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ㊀ａｎｄ㊀Ｓｅｎｓｏｒ２０２１㊀Ｎｏ．２㊀基金项目：国家自然科学基金杰出青年基金资助项目（６１５２５１０７）收稿日期：２０２０－０３－２４基于ＲＳ４８５总线的分布式高精度数据采集系统陈㊀航１，严㊀帅２，刘㊀胜１，张会新１（１．中北大学，仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西太原㊀０３００５１；２．北京宇航系统工程研究所，北京㊀１０００７６）㊀㊀摘要：针对分布式测试系统中物理量种类多㊁相互之间易干扰，数据需要远距离传输的要求，设计了一种基于ＲＳ４８５总线的分布式数据采集系统㊂该系统主要包含上位机㊁主控站点和被控站点，通过定制ＵＳＢ和ＲＳ４８５总线通信协议，实现了总线上４０个站点的轮询测量或单站点单通道测量㊂实验结果表明，该系统实现了数据的可靠传输，有效解决了大面积环境下进行分布式高精度数据采集的问题，具有较好的实用价值㊂关键词：分布式；ＲＳ４８５总线；高精度；智能化；ＡＤＳ１２５８；数据采集中图分类号：ＴＰ３０２㊀㊀㊀文献标识码：Ａ㊀㊀㊀文章编号：１００２－１８４１（２０２１）０２－００７１－０４ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＨｉｇｈ⁃ｐｒｅｃｉｓｉｏｎＤａｔａＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＲＳ４８５ＢｕｓＣＨＥＮＨａｎｇ１，ＹＡＮＳｈｕａｉ２，ＬＩＵＳｈｅｎｇ１，ＺＨＡＮＧＨｕｉ⁃ｘｉｎ１（１．ＮｏｒｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａＴｈｅＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＤｙｎａｍｉｃＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００５１，Ｃｈｉｎａ；２．ＢｅｉｊｉｎｇＡｅｒｏｓｐａｃｅＳｙｓｔｅｍｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００７６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＲＳ４８５ｂｕｓｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒｔｈｅｓｉｔｕａｔｉｏｎｔｈａｔｔｈｅｒｅａｒｅｍａｎｙｋｉｎｄｓｏｆｐｈｙｓｉｃａｌｑｕａｎｔｉｔｉｅｓｗｈｉｃｈａｒｅｅａｓｙｔｏｉｎｔｅｒｆｅｒｅｗｉｔｈｅａｃｈｏｔｈｅｒ，ａｎｄｔｈｅｄａｔａｎｅｅｄｓｔｏｂｅｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄｏｖｅｒｌｏｎｇｄｉｓｔａｎｃｅｓ．Ｔｈｉｓｓｙｓｔｅｍｍａｉｎｌｙｉｎｃｌｕｄｅｄｔｈｅｈｏｓｔｃｏｍｐｕｔｅｒ，ｔｈｅｍａｓｔｅｒｓｔａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｓｔａｔｉｏｎ．ＢｙｃｕｓｔｏｍｉｚｉｎｇｔｈｅＵＳＢａｎｄＲＳ４８５ｂｕｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｔｏｃｏｌｓ，ｉｔｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｐｏｌｌｉｎｇｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆ４０ｓｔａｔｉｏｎｓｏｎｔｈｅｂｕｓｏｒｓｉｎｇｌｅ⁃ｃｈａｎｎｅｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒ⁃ｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍａｃｈｉｅｖｅｓｒｅｌｉａｂｌｅｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｓｏｌｖｅｓｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄａｎｄｈｉｇｈ⁃ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｄａｔａｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｉｎｌａｒｇｅ⁃ｓｃａｌｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｗｈｉｃｈｈａｓｈｉｇｈｐｒａｃｔｉｃａｌｖａｌｕｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ；ＲＳ４８５ｂｕｓ；ｈｉｇｈａｃｃｕｒａｃｙ；ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ；ＡＤＳ１２５８；ｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ０㊀引言在一些分布式测试系统中，不可避免地要对被测环境不同位置地点多种物理量（湿度㊁温度㊁压力等）进行精确采集和测量［１－２］㊂传统的测试系统大多采用点对点连线的电缆对传感器的模拟量信号进行传输，这种方式一方面容易受到周围电磁环境的影响，降低采集精度；另一方面增加了测试系统中电缆的消耗量和成本，还在一定程度上影响采集系统的健壮性㊂为了提高测试系统的智能化程度和精确度，设计了一个基于ＲＳ４８５总线的分布式高精度数据采集系统，将各地点的传感器信号通过采样转换为数字信号，通过ＲＳ４８５总线传至系统主控站点［３－５］㊂和现有的测试系统相比，增加了数据采集通道个数和采集精度，最多可实现６４０个测点数据的轮询采集，提高了数据传输的智能化水平㊂１㊀系统总体设计分布式数据采集系统主要包含上位机㊁ＲＳ４８５总线主控站点和４０个ＲＳ４８５总线被控站点等部分，原理框图如图１所示㊂主控站点与上位机通过ＵＳＢ接口交换数据，在上位机下传的数据被解析后，ＦＰＧＡ将其通过主站ＲＳ４８５模块发出并与配对成功的被控站点通信㊂根据不同的命令，可以实现不同速率下的固定通道和自动扫描通道数据采集功能㊂主控站点在接收到数据后进行打包，通过ＵＳＢ接口传至上位机，实现了一主控站点多被控站点的高速ＲＳ４８５通信㊂每个被控站点包含ＲＳ４８５总线模块㊁ＦＰＧＡ控制模块㊁Ａ／Ｄ采集模块等，属于独立的数据采集子系统，原理设计图如图２所示㊂与主控站点下传的站点号匹配正确后，ＦＰＧＡ首先对ＡＤＳ１２５８相关寄存器进行配置，开始Ａ／Ｄ采集，完成后将数据传至主控单元㊂㊀㊀㊀㊀㊀７２㊀ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｎｓｏｒＦｅｂ．２０２１㊀图１㊀系统整体原理框图图２㊀被控站点设计示意图２㊀系统硬件设计２．１㊀ＦＰＧＡ控制模块系统选用Ｓｐａｒｔａｎ－６系列ＦＰＧＡ作为主控芯片㊂在主控站点的硬件电路设计中，选择ＸＣ６ＳＬＸ１５０芯片对ＲＳ４８５总线通信芯片ＩＳＯ１１７６Ｔ和ＵＳＢ接口芯片ＦＴ２２３２进行控制，其电路连接示意如图３所示㊂被控站点的Ａ／Ｄ采集芯片ＡＤＳ１２５８及ＲＳ４８５通信芯片通过ＳＰＩ接口与ＦＰＧＡ连接，电路设计如图４所示㊂图３㊀主控站点ＦＰＧＡ电路设计图图４㊀被控站点ＦＰＧＡ电路设计图２．２㊀ＲＳ４８５总线模块分布式数据采集系统具有分布范围大㊁电磁环境复杂㊁传输节点要求多等特点㊂为满足设计要求，选用ＲＳ４８５总线通过差分线的压差传输数据，可以极大地减少传输过程中的共模干扰，提高数据传输系统的健壮性［６］㊂总线接口芯片ＩＳＯ１１７６Ｔ内部集成了变压器驱动器，在不要外部光耦的情况下实现隔离式供电，该芯片最大可支持２５６个从节点，最大数据传输速率达到４０Ｍｂｐｓ，详细的电路连接图如图５所示㊂图５㊀ＲＳ４８５总线模块电路连接图２．３㊀Ａ／Ｄ转换模块被控站点采用ＡＤＳ１２５８对来自传感器的模拟量信号进行模数转换㊂ＡＤＳ１２５８具有２４位采样分辨率，固定通道的采样速率能达到１２５ＫＳＰＳ，１６个通道同时采集最高速率可达２３．７ＫＳＰＳ，同时还集成了片上温度传感器，可以通过读取寄存器来读取芯片工作温度，它的工作温度为－４０ １０５ħ，此外还有低温漂㊁低噪声等特点，非常符合系统的设计要求［７－８］㊂ＦＰＧＡ和ＡＤＳ１２５８通过ＳＰＩ接口相连，ＣＬＫＩＯ为外部时钟输入引脚，来自ＦＰＧＡ的１６ＭＨｚ时钟通过５０Ω电阻后与其相连，同时要将时钟选择引脚ＣＬＫＳＥＬ置高，芯片模拟供电电压为ＡＶＤＤ＝５Ｖ，ＡＶＳＳ＝ＡＧＮＤ，参考电压为ＶＲＥＦ＝ＶＲＥＦＰ－ＶＲＥＦＮ＝５Ｖ，数字供电电压为ＤＶＤＤ＝３．３Ｖ，ＤＶＳＳ＝ＤＧＮＤ㊂ＡＤＳ１２５８的硬件电路如图６所示㊂㊀㊀㊀㊀㊀第２期陈航等：基于ＲＳ４８５总线的分布式高精度数据采集系统７３㊀㊀图６㊀ＡＤＳ１２５８接口电路设计图２．４㊀ＵＳＢ接口设计ＦＴ２２３２Ｈ为支持高速ＵＳＢ２．０通信的接口芯片，支持最高４８０Ｍｂｐｓ的通信速度㊂它有Ａ㊁Ｂ２个数据传输通道，根据设计需要可以配置成多种速度模式，具体的接口如图３所示㊂芯片的工作模式为ＦＴ２４５异步ＦＩＦＯ接口模式，９３ＬＣ５６Ｂ为ＥＥＰＲＯＭ，用于保存ＦＴ２２３２Ｈ配置完后的相关信息［９］㊂３㊀系统软件设计３．１㊀主控站点软件设计主控站点通过ＵＳＢ接口实现和上位机的数据交换，根据不同指令实现数据打包传输和被控站点寄存器配置功能［１０］㊂ＦＴ２２３２Ｈ的数据收发时序通过ＦＰＧＡ控制，具体的读写时序如图７所示㊂ＲＸＦ＃信号为芯片输出信号，当缓存Ｂｕｆｆｅｒ内部有读数空间时输出为低，这时可以拉低ＲＤ＃信号进行一次８位ＦＩＦＯ数据的读取，然后ＲＸＦ＃信号被拉高，这期间不能进行读数操作，等ＲＸＦ＃再次拉低时进行下一次读数操作，写数据过程和读数据过程类似㊂图７㊀ＦＴ２２３２Ｈ读写时序图上位机和主控站点的通信协议如表１所示㊂在系统上电完成复位后，若接收到命令的第一个字节为２５ｈ，再继续判断下一个字节，若命令是５５ｈ（查询指令），则根据表１所示的通信协议进行ＲＳ４８５总线通信，主控站点从１到４０依次查询被控站点，并将收到被控站点的数据上传至上位机进行显示㊁存储；若命令是ＡＣｈ（寄存器配置指令），则对上位机的命令拆分处理，把后４个字节的数据根据总线通信协议进行打包，然后转发至对应的被控站点㊂表１㊀上位机通信协议命令有效标志８ｂｉｔ命令字８ｂｉｔ数据位３２ｂｉｔ寄存器配置命令２５ｈＡＣｈ被控站点地址８ｂｉｔ站点配置数据２４ｂｉｔ查询命令２５ｈ５５ｈ无效位停止命令２５ｈ９０ｈ无效位㊀㊀总线数据传输采取ＣＲＣ－４进行差错控制，通信协议如表２所示㊂主控站点将校验无误的数据传送给上位机显示存储，校验不通过则再一次查询该站点，如果连续３次数据校验不通过，则将站点序号告诉上位机，然后进行下一个站点查询，避免了因某个站点工作异常而使整个系统无法工作，提高了数据采集系统的可靠性性和抗干扰能力［１１］㊂表２㊀ＲＳ４８５总线通信协议起始位１ｂｉｔ有效数据位３２ｂｉｔＣＲＣ码４ｂｉｔ停止位３ｂｉｔ０被控站点地址８ｂｉｔ站点数据㊀２４ｂｉｔＣＲＣ－４１１１３．２㊀被控站点软件设计被控站点作为独立的数据采集系统，主要完成１６路模拟量信号采集和ＲＳ４８５总线通信工作㊂根据系统设计要求，ＡＤＳ１２５８默认工作模式为以２３．７ＫＳＰＳ㊀㊀㊀㊀㊀７４㊀ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｎｓｏｒＦｅｂ．２０２１㊀采样速率自动扫描１６个模拟量输入通道，寄存器通过ＳＰＩ接口进行配置，ＤＩＮ管脚为数据输入引脚，ＣＯＮＦＩＧ１寄存器主要涉及采样速率的设置，命令字和寄存器地址为６１ｈ，相应的配置数据为０３ｈ；ＭＵＸＳＧ０和ＭＵＸＳＧ１寄存器主要进行采样通道选择，命令字和寄存器地址分别为６４ｈ和６５ｈ，相应的配置数据都为ＦＦｈ㊂根据ＳＣＬＫ管脚的时序写入配置寄存器的数据，如图８所示，在片选信号ＣＳ拉低时，有效命令和数据在ＳＣＬＫ上升沿从最高位开始顺序进入ＤＩＮ管脚㊂图８㊀ＡＤＳ１２５８寄存器配置时序图系统运行后，被控单元首先按照默认值对ＡＤＳ１２５８的寄存器进行配置，配置完成后对相关寄存器的值进行读取，验证是否配置正确，随后开始监测ＲＳ４８５总线上的数据，当与总线上的站点序号验证成功后，进行数据采集和发送数据，工作软件设计流程如图９所示㊂上位机可以对各被控站点的寄存器进行重新配置，以满足特殊测试要求㊂图９㊀被控站点软件设计流程图ＡＤＳ１２５８开始进行数据采集时，首先将ＳＴＡＲＴ管脚进行拉高，程序开始检测ＤＲＤＹ管脚的电平状态，当为低电平时，表示一个通道模拟量完成转换，读取有效数据共计３２位，高８位包含状态信息和通道信息，低２４位代表转换的有效数据㊂ＡＤＳ１２５８可以在小于７００μｓ的时间内处理完１６路通道的数据采集㊂４㊀测试结果分布式数据采集系统的ＲＳ４８５总线上间隔１ｍ设置一个被控站点，总线长度共计４０ｍ㊂系统测试时，在第一个被控站点１５通道输入２Ｖ电压，其余的被控站点和通道不输入电压，使用上位机发送查询命令后回传的数据见图１０㊂图１０㊀测试数据根据上位机的数据显示，主控站点按顺序查询了被控站点的１６路采集通道，ＥＢ９０ＥＢ９０是子站点数据发送结束标志，很好地完成了主控站点控制下的数据采集功能㊂数据 ＡＤＤ００００１９６２Ｆ７７Ｅ９ 中 ＡＤＤ００００１９６ 表示第一个被控站点１５通道的数据采集结果， ２Ｆ７７Ｅ９ 转变成电压为１．９７７８Ｖ，高精度万用表显示实际电压为１．９７８９Ｖ，所以系统的采集精度为０．６％，表明数据采集系统的精度很高㊂５㊀结束语分布式数据采集系统的设计采用２４位的模数转换芯片ＡＤＳ１２５８，提高了模拟量数据采集精度，选用ＲＳ４８５总线进行数据的传输，增加了系统挂载的站点数量，总线驱动器芯片ＩＳＯ１１７６Ｔ的使用实现了电源隔离，减少了周围环境的干扰㊂测试表明，系统数据传输可靠，精度很高，同时还可以根据（下转第７９页）㊀㊀㊀㊀㊀第２期李鹏飞等：基于ＮＶＩＤＩＡＴＸ２模块的双目视觉信号采集系统设计７９㊀㊀效果图，在界面上定义一个全黑灰度图，将接收到的坐标点以白色画出，实时采集发送帧率为１４０ｆｐｓ，采集处理图像无丢帧失帧现象，发送数据包无丢包现象，稳定性好，满足了设计要求㊂６ 结论针对胶体三维信息检测面临的缺失高帧率㊁采集实时性的问题，设计了一套双目视觉信号采集系统，该采集系统具有４路线结构光采集系统，实现了双目实时信号采集㊂其中以嵌入式ＮＶＩＤＩＡＴＸ２为核心详细介绍了图像采集㊁处理以及中心线坐标发送的全过程，结合了小型化硬件以及简便的上位机界面，集成了一套小体积㊁高效率㊁方便操作和移动的采集系统㊂实验测试表明系统稳定性好，精度高，满足了设计要求，为汽车关键部件胶体三维测量做好了充分准备，具有较好的实用价值㊂参考文献：［１］㊀任勇峰，王国忠．基于ＣＭＯＳ传感器的高性能图像采集系统设计［Ｊ］．仪表技术与传感器，２０１９（１）：６４－６７．［２］㊀岳昊，武栓虎．基于机器视觉的医用瓶盖质检系统设计［Ｊ］．仪表技术与传感器，２０１９（１０）：８３－８７．［３］㊀杨长辉，黄琳．基于机器视觉的滚动接触疲劳失效在线检测［Ｊ］．仪表技术与传感器，２０１９（４）：６５－６９．［４］㊀相江．线结构光传感器系统建模与误差分析［Ｄ］．合肥：合肥工业大学，２０１９．［５］㊀章金敏．基于激光三角法的物体三维轮廓测量系统［Ｄ］．武汉：武汉理工大学，２０１５．［６］㊀戴力．汽车涂胶工艺应用研究［Ｊ］．汽车零部件，２０１７，２３（８）：７１－７４．［７］㊀朱立忠，陈美洋．一种基于机器学习的汽车涂胶缺陷检测研究［Ｊ］．沈阳理工大学学报，２０１８，２３（４）：１８－２２．车工艺师，２０１９，２５（７）：６１－６４．［９］㊀吴勇，雷旭智．科惠力测量技术在缸体表面刀痕问题中的应用［Ｊ］．装备制造技术，２０１７，１６（８）：１２１－１２３．［１０］㊀唐广辉，穆建华，夏志豪．基于科惠力测量技术的发动机故障诊断应用［Ｊ］．汽车科技，２０１５，２３（１）：５２－５６．［１１］㊀ＯＬＥＮＳＫＹＪＡＧ，ＤＯＮＩＳＩＲ，ＢＯＲＮＨＯＲＳＴＧＭ．Ｎｏｎｄｅ⁃ｓｔｒｕｃｔｉｖｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃｈａｎｇｅｓｄｕｒｉｎｇｉｎｖｉｔｒｏｇａｓｔｒｉｃｄｉｇｅｓｔｉｏｎｏｆａｐｐｌｅｓｕｓｉｎｇ３Ｄｔｉｍｅ⁃ｓｅｒｉｅｓｍｉｃｒｏ⁃ｃｏｍｐｕｔｅｄｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｏｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２０，２６７：１－１１．［１２］㊀金贝．基于ＨＡＬＣＯＮ的机器视觉教学实验系统设计［Ｄ］．北京：北京交通大学，２０１２．［１３］㊀方玉红．基于机器视觉的轨道缺陷图像检测系统设计［Ｄ］．南昌：南昌大学，２０１３．［１４］㊀ＭＩＣＨＡＥＬＬＢ，ＮＥＬＥＶ，ＰＡＮＦＩＬＯＶＡＶ，ｅｔａｌ．Ｒ⁃Ｆｒｏｍ⁃ＴａｓａｃｏｍｍｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆａｒｒｈｙｔｈｍｉａｉｎｉｔｉａｔｉｏｎｉｎｌｏｎｇＱＴｓｙｎｄｒｏｍｅｓ［Ｊ］．Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ．ＡｒｒｈｙｔｈｍｉａａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ，２０１９，１２（１２）：１－１５．［１５］㊀李杰强．基于线阵ＣＣＤ的微位移传感器设计与研究［Ｄ］．广州：华南理工大学，２０１２．［１６］㊀刘文倩，沈三民，刘利生，等．基于以太网与ＦＰＧＡ的多通道信号源的系统设计［Ｊ］．仪表技术与传感器，２０１９（１）：３０－３３．［１７］㊀何能正，董建云，何岸．以太网数据包分段传输技术［Ｊ］．光通信技术，２０１３，３７（９）：２４－２７．作者简介：李鹏飞（１９９４ ），硕士研究生，主要研究方向为嵌入式机器视觉㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｌｉｐｅｎｇｆｅｉｈｕｆｔ＠１６３．ｃｏｍ通信作者：卢荣胜（１９６３ ），教授，博士生导师，主要从事机器视觉和精密测量等方面的研究㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｒｓｌｕ＠ｈｆｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ（上接第７４页）要求变换采集通道数量和采集速率，该分布式数据采集系统具有较好的实用价值㊂参考文献：［１］㊀韩慧．基于ＲＳ４８５总线的温室环境监测系统［Ｊ］．仪表技术与传感器，２０１２（３）：６４－６５．［２］㊀李木国，王延国，孙慧涛．基于ＥｔｈｅｒＣＡＴ总线的串联型分布式据采集系统设计［Ｊ］．计算机测量与控制，２０１６，２４（６）：１９５－１９８．［３］㊀童一飞，王红亮，低功耗ＩＥＰＥ传感器数据采集系统的设计与实现［Ｊ］．电测与仪表，２０１９，５６（５）：１０１－１０４．［４］㊀唐夕晴，李建闽，佘晓烁．ＲＳ４８５总线接口性能测试仪设计与开发［Ｊ］．电测与仪表，２０１８，５６（７）：１４２－１４７．［５］㊀张志，李琮琮，王平欣，等．智能电能表ＲＳ４８５接口设计方案综述［Ｊ］．电测与仪表，２０１５，５３（５）：１２４－１２８．［６］㊀白冰．基于４８５总线的分布式输入输出系统［Ｄ］．天津：天津大学，２０１７．［７］㊀吴平，骆朝亮．基于ＵＳＢ的ＡＤＳ１２５８传感器信号采集系统［Ｊ］．软件导刊，２０１０（６）：６５－６７．［８］㊀金永杰，龙平，熊剑平．２４位高精度模数转换器ＡＤＳ１２５８的原理及应用［Ｊ］．电子设计工程，２００８（６）：６１－６４．［９］㊀王辉，陈爱生．基于ＦＴ２２３２Ｈ的ＵＳＢ２．０数据采集系统设计［Ｊ］．电子器件，２０１５（１）：１４４－１４７．［１０］㊀李超．基于ＦＰＧＡ＋ＵＳＢ２．０高速数据采集系统的研究与设计［Ｄ］．武汉：武汉理工大学，２０１３．［１１］㊀ＴＯＮＧＸＲ，ＳＨＥＮＧＺＢ．ＤｅｓｉｇｎｏｆＵＡＲＴｗｉｔｈＣＲＣｃｈｅｃｋｂａｓｅｄｏｎＦＰＧＡ［Ｊ］．ＡｄｖａｎｃｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓＲｅｓｅａｒｃｈ，２０１２，４９０－４９５：１２４１－１２４５．作者简介：陈航（１９９３ ），硕士研究生，研究方向为嵌入式智能仪器㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：６１４４４１５０９＠ｑｑ．ｃｏｍ通信作者：张会新（１９８０ ），博士，副教授，研究方向为动态测试技术与仪器㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｈｘ＠ｎｕｃ．ｅｄｕ．ｃｎ。
美国空间核动力斯特林电源系统技术发展分析
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Space International 国际太空·总第 510 期
展大量地面试验。其他技术方案均停留在概念设计和 技术论证阶段，采用放射性同位素热源的系统方案最 高供电水平将近 500W，采用核裂变热源的系统方案 单机最高供电水平高达 40kW。
同 时，NASA GRC 资 助 SunPower 公 司 面 向 系统飞行逐步完善发电器设计。已完成了 6 代 ASC 机型设计，现有的 ASC 工程样机 3 号（ASC-E3） 技术成熟度达到 6 级（TRL 6），并已在 GRC 完成 独立验证和验证测试 。 [20] 该公司进行的 ASRG 研究 项目中的试验结果表明，其研发的斯特林发电器已经 能够满足航天器的发射力学环境要求。
此外，美国也不断开发新型发电机和系统设计， SunPower 公司在汲取 ASC 设计经验的基础上与洛 克达因公司（Aerojet Rocketdyne）团队合作，尝试 开发一种新型 SunPower 鲁棒斯特林发电器（SRSC）， 进一步提升发电器鲁棒性与可靠性。设计目标为全 功率连续运行寿命 20 年，质量 2kg，单机发电功率 63.7W，热电转换效率 29.2%[21] 。
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Space International 国际太空·总第 510 期
钚－ 238。为满足任务需求，实现钚－ 238 的自主可控， NASA 与 DOE 在 2011 年启动了钚－ 238 生产项目 来重建生产能力，计划在 2023 年实现年均至少 1.5kg 的二氧化钚产量。但这仍无法满足其未来航天任务燃 料需求，即便是将年产量提升到 5kg，美国航天领域 在 2025 年前后仍会出现钚－ 238 供应告急的情况。 为此，美国计划从缩短生产材料停留时间、延长衰变 时间、减少裂变产物库存和放射水平、缩短生产处理 过程，以及缩小生产设施占地面积等方面入手，进一 步提升生产能力。
Eaton VFI 变压器功能规范指南说明书
Distribution/Substation TransformerFunctional Specification GuideType VFI, Vacuum Fault Interrupter Transformer OptionPS202011EN1 of 6 • September 2016 • Supersedes August 2012 (G210-12-VFI)Functional specification for 15 kV, 25 kV, or 35 kV vacuum fault interrupter distribution/substation transformer option1. Scope1.1. This specification is intended to be a supplement to the PS202002EN Distribution Transformer specificationguide when VFI protection is required.1.2. This specification applies to [select: three-phase; single-phase], 50-60 Hz, fully dead front, [select: pad-mounted distribution; substation] transformers. Overcurrent protection shall be accomplished utilizing a resettable vacuum fault interrupter (VFI) which shall be provided with [select: three-phase or single-phase], [select: three-pole ganged or single-phase] operation. [select: The unit shall have provisions for a motor operator to be added; the unit shall have a motor operator; or the unit shall be manually operated].1.3. The VFI unit is to be used for [select: loop protection; transformer protection].1.4. The unit is to be insulated with Envirotemp™ FR3™less-flammable dielectric fluid. The unit shall utilizevacuum interrupters for all fault current interruption such that the dielectric media is not consumed or contaminated by normal operations of the interrupters. The unit shall be designed for installation on a concrete or fiberglass pad at ground level.1.5. The transformer shall use resettable interrupter controls and shall not use fuses.1.6. This specification shall only cover the purchase and shipment of transformers. The purchaser and/or usershall be responsible for all site-work, electrical connections, and installation.2. Applicable Standards2.1. IEEE Std C37.60™-2003 standard – IEEE Standard Requirements for Overhead, Pad-Mounted, Dry Vault,and Submersible Automatic Circuit Reclosers and Fault Interrupters for Alternating Current Systems Up to 38 kV2.2. IEEE Std 386™-1995 standard – Standard for Separable Insulated Connector Systems for PowerDistribution Systems Above 600 V.2.3. IEEE Std C37.90™-1989 standard – IEEE Standard for Relays and Relay Systems Associated with ElectricPower Apparatus.2.4. IEEE Std C37.90.2™-1995 standard – Standard for Withstand Capability of Relay Systems to RadiatedElectromagnetic Interference from Transceivers.2.5. IEEE Std C57.12.00™ standard – Standard for Standard General Requirements for Liquid-ImmersedDistribution, Power, and Regulating Transformers.2.6. IEEE Std C57.12.28™ standard – Pad-Mounted Equipment - Enclosure Integrity.2.7. IEEE Std C57.12.29™ standard - IEEE Standard for Pad-Mounted Equipment - Enclosure Integrity forCoastal Environments – applicable when stainless steel construction is specified.2.8. IEEE Std C57.12.34™ standard– IEEE Standard Requirements for Pad-Mounted, Compartmental-Type,Self-Cooled, Three-Phase Distribution Transformers (2500 kVA and Smaller) - High Voltage:34500GrdY/19920 Volts and Below; Low-Voltage: 480 Volt 2500 kVA and Smaller (issued in March 2005 - combines C57.12.22 and C57.12.26).2.9. IEEE Std C57.12.90™ standard– IEEE Standard Test Code for Liquid-Immersed Distribution, Power, andRegulating Transformers and IEEE Guide for Short-Circuit Testing of Distribution and Power Transformers.2.10. IEEE Std C57.12.91™ standard– Guide for Loading Mineral-Oil-Immersed Transformers.2.11. NEMA TR 1-1993 (R2000) – Transformers, Regulators and Reactors, Table 0-2 Audible Sound Levels forLiquid-Immersed Power Transformers.2.12. NEMA 260-1996 (2004) – Safety Labels for Pad-Mounted Switchgear and Transformers Sited in PublicAreas.2.13. 10 CFR Part 431 – Department of Energy – Energy Conservation Program for Commercial Equipment:Distribution Transformers Energy Conservation Standards; Final Rule.3. RatingsThe transformer Vacuum Fault Interrupter shall be rated* as [select: 15kV (12.5 kA interrupt); 15 kV (16 kA interrupt); 25 kV (12.5 kA interrupt); 35 kV (12.5 kA interrupt)] per the table below.3.1.1. Vacuum Fault InterruptersThe transformer shall incorporate a vacuum fault interrupter for overcurrent protection only, suchthat the major dielectric media is never contaminated by circuit interruption arc products. Thedevice shall interrupt all fault currents up to its maximum rated current of [select (see table inSection 3): 12,500 (15, 25 or 35 kV) or 16,000 (15 kV only) RMS amperes symmetrical]. Theinterrupter shall be manually resettable, with no consumable parts (i.e. fuses). The maximuminterrupting time from issuance of a trip signal from the electronic control shall be 2 cycles.To maximize safety to the operator, the interrupter shall incorporate a trip-free mechanism toprevent the possibility of holding the interrupter mechanism closed under a faulted circuitcondition.The vacuum fault interrupter shall act as a [select: three-phase group operated circuit breaker, or,as three single-phase independent circuit breakers.] The trip mechanisms for each phase shall be[select: mechanically linked and the electronic control shall be set so that an overcurrent conditionon any one phase shall simultaneously trip all three phases, or independent single-phasedevices.] A [select: single operating handle, or three (3) independent handles] shall be providedfor manual opening, reset and closing. The operating handle(s) shall be mounted on the frontplate of the tank in close relation to the VFI being controlled and shall have three distinctoperating positions corresponding to the vacuum fault interrupter positions of closed, open, ort ripped. A pointer attached to the handle shall be provided for ready identification of the handle’sposition. The handle shall be designed for operation with a lineman’s hot stick and have a push toclose / pull to open / pull to reset operation requiring no more than 75 lbs. of force and 60 degreesof movement for complete operation. Except when equipped with the optional motor operator,when the vacuum fault interrupter is tripped by automatic action of the VFI control, the operatinghandle shall drop to an intermediate position between its closed and open positions, to provideindication that it is tripped. The operating handle assembly shall include provisions to padlock thehandle in the open position.4. Electronic Trip Control4.1. Overcurrent sensing shall be accomplished with an electronic trip control that shall be Eaton’s CooperPower series type Tri-Phase Control with Ground (TPG) control.4.2. The control shall use internally mounted 1000:1 bushing current transformers (CTs) to sense line currentand shall also provide the control operating power, eliminating the effects of system voltage conditions. The control shall be self-contained and includes the following:4.2.1. Meet the specified time-current curve immediately upon energization.4.2.2. No “warm-up”, initializa tion, or arming time delays adjustments shall be necessary.4.2.3. No minimum load requirement or battery back-up device shall be necessary to meet the specifiedtime-current characteristics.4.2.4. The control shall have a minimum operating temperature range of -30 ºC to +65 ºC with no morethan a ±5% variation in time-current response characteristics from its response at +25 ºC.4.3. The standard control shall provide minimum phase overcurrent trip settings that are field selectable (in 10amp increments) from 20 amps to 1290 amps. Trip settings may be changed while the transformer isenergized (so service is not interrupted). An instantaneous trip feature shall be provided as a standardfeature of the control. Instantaneous trip shall be a field selectable multiple of 1X, 3X, 5X,...15X times thephase overcurrent trip settings or it may be selected to be disabled. The instantaneous trip feature shallprovide a fixed 0.025-second response time characteristic.4.4. A single time-current curve shall be provided that is common to all three phases. Time-current trip curvesshall be changeable via plug-in Eaton’s Cooper Power series TCC modules. The time-current curveprovided shall be the Cooper Power Systems type [select: for Tri-Phase with Ground – EF, KF, TF, F or Hon phase and ground]), and shall emulate the time-current characteristics of its associated fuse type.4.5. The control and its enclosure shall be mounted on the inside of the cabinet door of the VFI tapcompartment. The control enclosures shall be [Select option: mild steel or stainless steel (as specified forthe unit)] and vented in design to prevent trapping of moisture within the control. The control cabinet shallprovide sufficient space for [select: the future (or present) addition of a SCADA / accessory board that shall be mounted within the same control cabinet assembly as the TPG control.]4.6. TPG Ground Trip Element:The minimum trip selection for each phase element and for ground element shallbe independently settable. Minimum ground trip settings shall be selectable from 10 to 640 amps, in 10 amp increments. A separate instantaneous trip feature shall be provided for ground as a standard feature thatshall provide a selection of 1X, 3X, 5X....15X the ground minimum trip setting for the instantaneous trip pick-up or it may be disabled. The instantaneous trip feature shall provide a fixed 0.025-second response timecharacteristic.4.6.1. The overcurrent trip response time for ground trip shall be governed by a separate time-currentcurve plug-in module.4.6.2. The ground trip sensing portion of the control shall be capable of being de-activated via a groundtrip block switch.4.7. [Select: A SCADA / Accessory board shall be provided that is mounted within the same control cabinetassembly. This accessory shall include its own battery backup utilizing long life lithium batteries as required to support proper activation of the inrush restraint feature upon power up from a de-energized state and for proper operation of the trip indication targets. This accessory shall provide:4.7.1. A minimum trip multiplier feature that shall be activated by a separate toggle switch located withinthe control housing. This feature shall allow normal minimum trip levels for each phase and groundto be raised from 1.1X to 13.7X their normal setting while this feature is active. This multiplier shallbe field selectable and shall be independently settable for each phase and for ground. A contactoutput shall be supplied for remote status indication.4.7.2. An inrush restraint feature that shall allow the control to automatically raise the set minimum triplevels for phase and ground to a field selectable multiple of 1X to 32X, in increments of 1X, for aselectable time interval of 0.5 to 32 seconds, in increments of 0.5 seconds. The feature shall alsohave the field selectable provision to block ground trip during the interval that the inrush restraint isactive.4.7.3. Trip indication targets shall be provided on the circuit board with separate targets for each phaseand ground. After a trip event, these targets shall give visual indication where the fault occurred.The phase target shall reset after restoration of line current in the affected phase. The ground targetshall reset after restoration of current in any phase. Contacts for remote indication of a trip eventshall be provided for each phase and ground.4.7.4. A separate ground trip block toggle switch shall be provided within the control enclosure to alloweasy activation of ground trip when a known phase unbalance condition will be created due toswitching or maintenance operations that may cause an unwanted ground trip. A contact shall beprovided for remote status indication of the switch.4.7.5. A separate three-pole toggle switch shall be provided within the control enclosure that shall functionas a CT shorting switch. This toggle switch shall allow the operator to easily de-energize the controlfor maintenance, or disable the control from sensing and tripping on over-currents. A contact shallbe provided for remote status indication of the switch.5. [Select:Optional Features] (One or Multiple Selections can be made)5.1. [Select: Motor Operator Mounting Provisions]5.1.1. When specified, the VFI transformer shall be provided with mounting provisions for future additionof motor operators. The provisions shall include auxiliary switches wit h one “a” and one “b” contact,mounting studs for motor operator mounting brackets, switch operating handles with provision forattachment to motor operators, studs and channels for routing cable connections to the future motoroperator control, stud mounting provisions.5.2. [Select: Motor Operators]5.2.1. When specified, a DC motor operator, with control shall be supplied for the VFI transformer. Theunit shall include all standard motor operator mounting provisions specified above. The motoroperator shall utilize 24-Vdc motor actuators to open and close the respective VFI. The timerequired to open or close the VFI shall be approximately 8 seconds. The motor control shall beequipped with a 2.5 amp-hour sealed lead acid gel-cell battery to supply energy to activate themotor operator and control functions. Battery charge shall be maintained by a temperature/voltageregulated charger within the motor control that shall be capable of fully re-charging a low batterywithin 24 hours.The motor control shall utilize a user supplied 120-Vac two-wire grounded supply. [optional: Thecontrol shall also have provisions for accepting a second, alternate 120-Vac supply and shallprovide a transfer relay to transfer to the alternate supply if the primary 120-Vac supply is lost.] If apotential transformer for power supply to the motor control has been specified, the unit shall beprovided with all necessary wiring factory installed.The motor control shall include the following features:∙Open, Close, and Stop pushbuttons shall be provided for operation of the motor actuator.∙Open and Closed indicating lights shall be provided to indicate status of the VFI. These status lights shall use auxiliary switch inputs from the source VFI to determine open orclosed status.∙Opening and closing indicating lights shall be provided to verify that the motor actuator is in process of opening or closing a switch. A lamp test pushbutton shall be provided to confirmthat indicating lights are functional∙ A Power On/Off toggle switch shall be provided that shall disconnect the dc voltage supply from the control and the motor actuator and shall function as a dc circuit breaker to interruptthe dc supply in the event of a short circuit or overload.∙An indicator shall be provided to verify that 120-Vac power is present and that the battery charging circuit is providing a charging voltage to the battery. A battery test pushbuttonshall be supplied with test points to apply a voltmeter for testing the condition of the battery.∙ A Local/Remote toggle switch shall be provided. In the Local position, the switch shall allow operation of the motor actuator by the pushbuttons on the control panel only and shall notallow remote or SCADA operation. In the Remote position, the switch shall only respond tothe remote or SCADA operation of the motor actuator.∙The control shall include a terminal strip for connection to SCADA or remote controlequipment. The terminal strip shall have connections for reading the Open/Closed status ofthe VFI, initiating a Open or Close operation via a momentary dry contact, and reading theOpening/Closing status of the motor actuator as it performs the required operation.∙[select: The control shall also include provisions to add a hand-held extended controlaccessory and an interconnecting cable (length to be specified, maximum is 200 ft.). Thisaccessory shall provide the same motor selection and operating pushbuttons as the maincontrol that is mounted with the transformer so as to temporarily allow operation of themotor actuator from a more remote and convenient location.]5.3. [Select: Visible Break Window]5.3.1.1. The contacts of the visible break switch will be clearly visible through a 4” x 11” view window.5.4. [Select: Open/Closed Semaphores]5.4.1. When specified, an Open (green) /Closed (red) semaphore shall be provided for each way, whichshall indicate the open or closed status of the vacuum fault interrupter. The semaphore shall bevisible through a window on the tank in direct logical proximity to the operating handle of its faultinterrupter.5.5. [Select: Kirk-Key Interlock Provisions]5.5.1. When specified, mounting provisions for Kirk key interlocks shall be provided on each switched andVFI protected way. The actual interlocking key scheme and the interlocks will be furnished by thepurchaser.5.6. [Select: Auxiliary Switches]5.6.1. When specified, the VFI shall be provided with [select: one set; two sets] of stage “a” and “b”auxiliary switches for the purpose of remote indication of status. These auxiliary switches shall berated for 15-amps @ 120-Vac / 1-amp @ 125-Vdc and wired to an external terminal strip.5.7. [Select: Partial Range Current Limiting Fuses in series with VFI]5.7.1. When specified, the VFI shall be provided with separate partial range current limiting fuse. The VFIwill be connected in series with the partial range current limiting fuse. The partial range currentlimiting fuse will provide protection up to 50 kA.6. Quality Assurance6.1. The manufacturer shall be a company specializing in medium voltage distribution transformers with at leastfifteen years of documented experience.6.2. Equipment shall be built in accordance with the industry standards for medium voltage equipment.6.3. The manufacturer shall be registered and certified as ISO 9001 compliant by a recognized international andindependent body.7. Approved ManufacturersEaton’s Cooper Power series Type VFI Vacuum Fault Interrupter TransformerEnvirotemp™ and FR3™ are licensed trademarks of Cargill, Incorporated.。
王爱勤获2017年IAAM先进材料奖
尧德 － ｌ ｔ ’ 选 闲 医 学 物１ ： 程 院院
近 日 ，美 国 医 学 与 生 物 工 程 院
（ Ａ Ｉ ＭＢ Ｅ） 正 式 公 布 了２ ０ １ ７ ｆ ｉ － 新 当选 院
该 奖 项在 全球 范 围 内遴 选 ， 每 两年 授 予１ 次， 每次 １ 至２ 位 获 奖者。该奖 项 自 １ ９ ９ ０ 年设 立以来 ， 国际上 共有 １ ５ 位科 学家获此殊 荣， 包信和是首位 获得该奖
因在纳 米催 化和能源 小分 子催化 转化 研 究 方 面 取 得 的 杰 出成 就 被 授 予Ａ ｌ ｗｉ ｎ Ｍｉ ｔ ｔ ａ ｓ ｃ ｈ 奖。 包 信 和 是 中 国科 学 院 大 连
，
年 度 金 奖 为其 最 高 荣 誉 奖 ， 每年授
鲍 哲 获 “ 世 界 杰 出 女 科 学 家 奖”
先进材料协会 颁发 的２ ０ １ ７ 年Ｉ Ａ ＡＭ先进 材料 奖， 以表彰他在 先进材 料科学与技 术领域做 出的贡献 。 王爱勤长期致 力于
学术精英 。 他们代表 了最具创新和特色
的医学 们的贡献 对生物医学仪器 、 医疗
器械、 疾 病 治 疗 以 及 相 关 公 共 卫 生 政
爱 勤获 ２ ０ １ ７ 年Ｉ ＡＡＭ 先进材料 奖
近 日 ，在 印 度 安 拉 阿 巴 德 （ Ａｌ ｌ ａ ｈ ａ ｂ ａ ｄ） 举行 的２ ０ １ ７ ￣米材料 与 纳米技 术国际会议上 ， 中国科 学院兰州
化 学 物 理 研 究 所 研 究 员 王 爱 勤 获 国 际
教科文组 织和法 国欧莱 雅集 团在１ ９ ９ ８ 年联合设 立， 每年授 予从全球各大洲遴 选出的５名为科学进步做 出卓越贡献 的 女性 ， 旨在表彰女 科学家的杰出成 就 ，
基于国产芯片的E1接口重构技术研究与实现
基于国产芯片的E1接口重构技术研究与实现孙伟;李鉴;杨玉发【摘要】Domestic chips are usually used in key components for access board of access router, such as FPGA and CPU, control data and business data are in distributed collaborative process, and the modular design makes the change of card interface module and the loading of different programs realize equipment static reconfiguration. The adoption of two pieces of FPGA could make up the inadequacy of domestic chip performance, and makes easy the isolation of different access board data processing modules. The overall design of access board, the problems to be solved, the hardware and software strategies are described. The channels of between the CPU, FPGA and interface module are configured. Experiment indicates that this E1 board could fairly implement data receiving and dispatch process.%接入路由器中接入板的FPGA和CPU等关键元器件采用国产化芯片,控制数据和业务数据分布式协同处理,同时对板卡进行模块化设计,使得更改接口模块和加载不同程序实现设备的静态重构。
创新超网络模型及应用分析
创新超网络模型及应用分析裘江南;念闯玲;徐雨森【摘要】创新网络不能反映合作创新系统的复杂构成和整体结构,针对创新网络存在的不足,基于超网络理论,提出了创新超网络的概念,进而建立可应用于组织合作创新中的创新超网络模型(ISNM),包括组织合作网络、人才网络、领域网络、知识网络,以及不同网络问的映射.最后,以风力发电行业的专利为背景对模型进行实例验证并进行应用分析.创新超网络模型能够全面地描述组织间合作创新系统的整体结构,通过网络分析可以发掘组织间潜在的合作关系、领域之间的交叉融合情况、人才对知识的学习吸收和知识创新等.【期刊名称】《情报杂志》【年(卷),期】2011(030)010【总页数】6页(P139-144)【关键词】合作创新;创新网络;创新超网络;创新超网络模型(ISNM)【作者】裘江南;念闯玲;徐雨森【作者单位】大连理工大学管理与经济学部大连116024;大连理工大学管理与经济学部大连116024;大连理工大学管理与经济学部大连116024【正文语种】中文【中图分类】F403.60 引言知识创造、扩散和使用形成一个复杂的、动态的、非线性的创新生态系统，21世纪创新生态系统是一个多级的、多模态的、多节点、多代理系统体系，它强调不同知识块的连接和交互，不同知识和创新模式的共存和协同演化［1］。
随着竞争环境的动态演化以及市场竞争的日趋激烈，使创新实体面临的风险也越来越大，不论是企业还是大学及科研机构已经不能单单依靠自身的人力资本和知识资源在短期内进行知识创新，需要与其他组织进行联盟合作，形成一个创新网络，进行集成创新。
企业之所以加入合作创新网络，本质上是为了弥补企业自身资源的有限性［2］。
创新网络已成为组织获取核心竞争力的重要手段和战略举措［3］。
因而，对它的研究有着重大而深远的意义。
各国学者从多个角度对企业创新网络展开了研究，Robert(2003)使用了基于技术的全球化指标研究了创新网络数据的中心性［4］。
针对特高压直流接入受端电网的TCSC装置定容选址规划
㊀㊀㊀㊀收稿日期:2020-10-19;修回日期:2020-11-23基金项目:国网湖南省电力有限公司科技项目(5216A 218000B )通信作者:李㊀勇(1982-),男,博士,教授,主要从事电力系统优化运行与控制㊁电能质量分析与控制研究;E -m a i l :l i y o n g1881@163.c o m 第37卷第1期电力科学与技术学报V o l .37N o .12022年1月J O U R N A LO FE I E C T R I CP O W E RS C I E N C EA N DT E C H N O L O G YJ a n .2022㊀针对特高压直流接入受端电网的T C S C 装置定容选址规划李湘旗1,章㊀德1,廖长风2,李㊀勇2,马俊杰2(1.国网湖南省电力有限公司经济技术研究院,湖南长沙410007;2.湖南大学电气与信息工程学院,湖南长沙410082)摘㊀要:目前中国特高压直流接入的受端电网大多呈现 强直弱交 的情况㊂特高压受端换流站发生直流闭锁故障时,系统将发生大规模潮流转移,并可能引发部分线路过载㊂在此背景下,提出在受端电网中加入晶闸管控制串联电容器(T C S C )装置改善含特高压直流接入受端电网安全稳定问题,并建立了计及N -1安全约束的T C S C 装置定容选址双层规划模型㊂上层规划模型以加装T C S C 装置投资成本最小为目标,下层规划模型以N -1约束下最优潮流为目标,下层通过最优潮流求解结果选取给系统造成严重影响的N -1故障返回上层,增加新的约束,上下层通过互相迭代求得最终解㊂提出规划模型在修改I E E E39节点系统中得到验证㊂关㊀键㊀词:特高压直流;T C S C ;双层规划D O I :10.19781/j .i s s n .1673-9140.2022.01.010㊀㊀中图分类号:TM 715㊀㊀文章编号:1673-9140(2022)01-0082-08C a p a c i t y a n d l o c a t i o n p l a n n i n g o f T C S Cf o rU H V D Cr e c e i v i n g en d p o w e r g r i d L IX i a n g q i 1,Z H A N G D e 1,L I A O C h a n g f e n g 2,L IY o n g 2,MAJ u n ji e 2(1.S t a t eG r i dH u n a nE l e c t r i cP o w e rC o m p a n y L i m i t e dE c o n o m i c&T e c h n i c a lR e s e a r c h I n s t i t u t e ,C h a n gs h a 410007,C h i n a ;2.C o l l e g e o fE l e c t r i c a l a n d I n f o r m a t i o nE n g i n e e r i n g ,H u n a nU n i v e r s i t y ,C h a n gs h a 410082,C h i n a )A b s t r a c t :I nC h i n a ,m o s t o f t h e r e c e i v i n g s y s t e m sw i t h t h eUHV D Ca c c e s s a r e i n t h e s i t u a t i o n o f "s t r o n g DCa n dw e a k A C "i n p r e s e n t .A f t e r t h eD Cb l o c k i n g f a u l to c c u r s ,t h es y s t e m w i l lu n d e r g ot h e l a r ge -s c a l e p o w e rf l o wt r a n s f e r ,w h i c hm a y c a u s e o v e r l o a d s i n s o m e l i n e s .U n d e r t h e c i r c u m s t a n c e ,a t h y r i s t o r -c o n t r o l l e d s e r i e s c a pa c i t o r (T C S C )d e -v i c e i s a d d e d t o t h e r e c e i v i n g s y s t e m ,a n d ab i l e v e l p l a n n i n g m o d e l i s e s t a b l i s h e d f o r f i x e d -c a p a c i t y a nd s i te s e l e c t i o n of T C S Cd e v i c e sw h i c h t a k e s N -1s e c u r i t y c o n s t r a i n t s i n t oa c c o u n t .T h eu p p e r -l e v e l p l a n n i ng mo d e l a i m s t o m i n i m i z e t h e i n v e s t m e n t c o s t o f i n s t a l l i n g aT C S Cd e v i c e .T h e l o w e r -l e v e l p l a n n i n g m o d e l a i m s t o o p t i m i z e t h e p o w e r f l o wu n -d e r t h e c o n s t r a i n t o f N -1.A f t e r w a r d s ,t h e l o w e r l a y e r s e l e c t s t h e N -1f a u l t t h a t h a s a s e r i o u s i m p a c t o n t h e s y s t e m o p e r a t i o n t h r o u g h t h e o p t i m a l p o w e r f l o ws o l u t i o n .T h e l o w e r l a y e r r e s u l t s a r e r e t u r n e dt o t h eu p p e r l a y e r t oa d da n e wc o n s t r a i n t a n d t h e f i n a l s o l u t i o n i s g i v e nb y i t e r a t i n g .T h e p l a n n i n g m o d e l p r o p o s e d i n t h i s p a p e r a r ev e r i f i e d i n t h em o d i f i e d I E E E39-n o d e s ys t e m.K e y wo r d s :UHV D C ;T C S C ;b i l e v e l p l a n n i n g m o d e l Copyright ©博看网. All Rights Reserved.第37卷第1期李湘旗,等:针对特高压直流接入受端电网的T C S C装置定容选址规划㊀㊀中国的新能源与负荷的分布在地域上存在着严重不匹配的情况,为满足西电东送的需求,中国正在大力发展大容量㊁远距离特高压直流输电技术[1]㊂受益于高输送容量和较低的建造成本,基于电网换相换流器(l i n e-c o mm u t a t e dc o n v e r t e r,L C C)的高压直流输电(h i g hv o l t a g ed i r e c t c u r r e n t,H V D C)技术目前在中国应用最为广泛[2]㊂然而,L C C-H V D C存在换相失败的问题,在发生连续换相失败情况下,将会导致直流保护动作出口闭锁[3],给受端电网造成严重不利影响㊂目前,中国绝大多数大规模交直流混联系统都呈现着 强直弱交 特征,交流系统网架结构较为薄弱㊂以2025年湖南电网目标网架为例,在规划方案中,有一回ʃ800k V特高压直流落点湘南地区㊂当系统发生直流闭锁故障后,将通过与外部电网联络通道紧急调度来填补有功缺额,而大规模的潮流转移可能会导致部分线路过载,造成系统输电阻塞问题,从而大面积切负荷,给系统带来严重经济损失㊂针对输电阻塞问题,已有许多研究者提出了相应改善方案㊂文献[4-5]分别针对自由电力市场下和大规模风电接入下系统潮流变化造成的线路过载问题,提出了传输线路切换优化模型,通过切除部分传输线路来满足线路潮流安全约束㊂这种方式虽然可以在一定程度上改善潮流分布,但无法最大化利用系统线路传输容量,当系统发生大规模潮流转移时,仍可能导致部分线路过载,给电力系统稳定运行带来严重影响㊂新建变电站及输电线路虽可以有效地解决输电阻塞问题,然而新建变电站存在经济性差且选址困难的问题[6]㊂文献[7-8]基于晶闸管控制的串联电容器(t h y r i s t o r c o n t r o l l e ds e r i e s c a p a c i-t o r,T C S C)提出了一种电力系统阻塞疏导方法, T C S C可以通过连续地调节所补偿线路的电抗来控制线路潮流[9],进而可以高效地缓解系统输电阻塞问题;文献[10]基于T C S C改善了风电并网对网络功率分布的影响㊂除此之外,还可以通过T C S C的快速响应能力提升系统的暂态稳定性[11]以及降低系统的短路电流水平[12]㊂因此,为满足含特高压接入受端系统发生直流闭锁故障后的大规模潮流转移需求,亟需要一种针对该系统的T C S C装置定容选址规划方法㊂本文将L C C-H V D C直流闭锁故障作为安全约束加入到规划模型中㊂目前针对安全约束下规划问题,已有大量文献做了相关研究㊂文献[13]采用模糊聚类法将风电场和负荷出力的数据聚类成多个确定性的运行场景,提出了计及N-1安全约束的含风电场输电网扩展规划模型;文献[14]基于安全距离模型,配电网N-1安全评估方法和指标,提出一种考虑N-1安全的多目标D G选址定容规划模型;文献[15]为了在改变系统网架结构的同时保证系统安全性,建立考虑N-1安全网络约束的输电网结构优化模型;文献[16]分析了考虑节点电压限制和N-1潮流约束的D G出力上限求解方法,提出了一种考虑N-1安全约束的D G出力控制可视化方法;文献[17]建立了考虑风电和负荷波动及系统N-1故障多场景的备用容量优化模型㊂文献[13-17]中提出的N-1规划方案,虽能有效地保证系统安全性,但也导致了N-1安全约束下最优潮流问题规模大,计算耗时长的问题[18]㊂文献[19]提出了将机组组合与电网线路N-1安全校核直接闭环的发电计划优化模型㊂然而其N-1故障校核中,没有设置切负荷等紧急控制方案㊂文献[20]提出在含可再生能源接入的电力系统输电网络结构优化模型,将该优化问题分为经济调度问题和N-1校验问题,2个问题交替求解㊂对输电网结构和机组出力进行优化,文献[21]利用多场景技术对风电㊁负荷的不确定性进行建模,在此基础上建立了计及N-1安全网络约束的发输电双层随机规划模型㊂文献[19-21]中下层N-1校验均选取造成系统切负荷的N-1故障返回上层,然而造成系统切负荷的故障不均是对系统整体造成影响最大的故障,且当针对特高压直流接入的受端系统发生直流闭锁故障时,可能无法避免采取切负荷紧急控制㊂故本文选取新的指标判断下层N-1故障是否通过校验,返回上层规划㊂针对上述文献分析,本文建立了针对特高压直38Copyright©博看网. All Rights Reserved.电㊀㊀力㊀㊀科㊀㊀学㊀㊀与㊀㊀技㊀㊀术㊀㊀学㊀㊀报2022年1月流接入受端电网的T C S C装置定容选址规划模型㊂所提模型主要创新点包括:1)针对特高压直流接入受端系统发生直流闭锁故障后所造成大规模潮流转移问题,通过加装T C-S C装置进行改善;2)综合考虑T C S C投资建设成本及系统运行成本,构建双层规划模型,降低了N-1约束下优化规划的求解难度;3)下层N-1故障校验中,通过各机组有功出力与最优出力的偏移量选取对系统造成严重影响的故障返回上层,进行规划优化㊂1㊀规划模型1.1㊀T C S C工作原理T C S C工作原理如图1所示,X i j为原线路电抗;X T C S C为晶闸管控制串联电容器,为可运行在容性状态或感性状态㊂运行在容性状态下时,线路电抗减小,有功潮流增加;运行在感性状态下时,线路电抗增加,有功潮流减小㊂X ijX TCSC图1㊀T C S C等效电路模型F i g u r e1㊀E q u i v a l e n t c i r c u i t o fT C S C通过加装T C S C,节点i与节点j之间线路电抗将被调节为X L=X i j+X T C S C(1)㊀㊀将T C S C的控制作用等效为系统线路传输功率,不需要对系统原导纳矩阵做任何修改[22]㊂支路有功潮流可计算为P i j=B i jθi j+P T C S Ci j(X i j,X T C S C,θi j)(2)式中㊀B i j为系统导纳矩阵中对应元素;θi j为相角差;P T C S Ci j为T C S C控制作用下等效线路传输功率,可通过X i j㊁X T C S C㊁θi j非线性表达,本文仅对其定容选址进行规划,不考虑其控制过程㊂1.2㊀上层规划模型1)目标函数㊂考虑T C S C装置建设的经济性,T C S C定容选址规划模型中,上层模型以加装T C-S C装置投资成本最小为目标,上层目标函数设定为o b j=m i nðΩl n T C S C i j(3)式中㊀o b j为目标函数值;n T C S C i j为线路上安装T C-S C装置数量;Ωl为线路集合㊂若n T C S C i j为0,则表示线路i-j上没有加装T C S C装置㊂2)等式约束㊂节点潮流方程为P i,s=ðΩi P i j,sP i s=P G i,s+P T i,s+P D C i,s-P L i,sìîí(4)式中㊀s为状态维度,包括正常运行状态和故障状态,s={b c,f k};P i,s为节点注入功率;Ωi为节点集合;P G i,s为发电机有功出力;P L i,s为节点负荷; P T i,s为联络通道有功传输功率㊂支路潮流方程为P i j,s=l i j,s B i jθi j,s+l i j,s P T C S Ci j,s(5)式中㊀l i j,s为线路状态㊂若线路正常运行,则值为1,若线路因故障而断开,则值为0㊂3)不等式约束㊂支路潮流约束为P i j,m i nɤP i j,sɤP i j,m a x(6)式中㊀P i j,m i n㊁P i j,m a x分别为支路传输功率上㊁下限㊂发电机出力及调节约束为P G i,m i nɤP G i,sɤP G i,m a xP G i,l oɤP G i,sɤP G i,u pΔP G i,m i nɤP G i,f k-P G i,b cɤΔP G i,m a xìîí(7)式中㊀P G i,m a x㊁P G i,m i n分别为发电机有功出力上下限;P G i,u p㊁P G i,l o分别为下层给出发电机有功出力约束区间的上下限;ΔP G i,m a x㊁ΔP G i,m i n分别为故障后发电机有功出力调节上下限㊂联络通道功率传输约束为P T i,m i nɤP T i,sɤP T i,m a x(8)式中㊀P T i,m a x㊁P T i,m i n分别为联络通道有功传输上㊁下限值㊂切负荷约束为P L i,b c-P L i,fɤΔP L i,m a x(9)式中㊀ΔP L i,m a x为节点i在故障后最大切负荷量㊂48Copyright©博看网. All Rights Reserved.第37卷第1期李湘旗,等:针对特高压直流接入受端电网的T C S C 装置定容选址规划T C S C 调节约束为-n T C S C i j P T C S C r ɤP T C S C i j ,s ɤn T C S C i j P T C S Cr(10)式中㊀P T C S C r 为T C S C 装置额定容量㊂最低运行成本约束为ði ɪΩi(a i (P G i ,bc )2+b i P G i ,b c +c i +d i P Ti ,b c )+ði ɪΩiðf ɪΩf p fe i ΔP Li ,f ɤC m i n (11)式中㊀a i ㊁b i ㊁c i 为节点i 上发电机发电成本系数;d i 为节点i 上联络通道有功功率调度成本系数;e i 为切负荷补偿成本系数;p f 为故障影响因子,定义为故障发生几率与影响权重的乘积;ΔP Li ,f为节点i 上故障后切负荷量;C m i n 为最低运行成本㊂1.3㊀下层优化模型下层优化模型以运行成本最小为目标,考虑了节点潮流方程等等式约束和发电机出力及调节等不等式约束㊂在上层规划给出T C S C 配置方案基础上进行最优潮流计算㊂通过计算结果分析给出对系统造成影响较大的N -1故障及其最低运行成本,各发电机及联络通道有功出力区间,并返回上层㊂s .t .P i ,s =ðΩiPi j ,s P i ,s =P G i ,s +P T i ,s +P D C i ,s -P Li ,s ìîíP i j ,s =l i j ,s B i j θi j ,s +l i j ,s P T C S C i j ,s p i j ,m i n ɤP i j ,s ɤP i j ,m a x P G i ,m i n ɤP G i ,s ɤP Gi ,m a xΔP G i ,m i n ɤP G i ,f k -P G i ,b c ɤΔP G i ,m a x {PTi ,m i nɤPTi ,sɤPTi ,m a xP L i ,b c -P L i ,f ɤΔP Li ,m a x -n T C S C i j P T C S C r ɤP T C S C i j ,s ɤn T C S C i j P T C S C rìîí(12)2㊀模型求解为改善由于加入多个N -1安全约束所造成的优化模型规模增加的问题,并同时考虑T C S C 装置加装成本及系统运行成本,本文将规划模型分为上层T C S C 定容选址规划和下层最优潮流㊂通过下层最优潮流优化结果分析选取对系统造成严重影响的N -1故障作为约束返回上层,上层针对这些故障进行T C S C 定容选址规划,并将规划结果再次传递给下层,通过上下层相互迭代得到最终规划结果㊂其中,下层最优潮流主要包含以下3个部分㊂1)不考虑N -1安全约束下的最优潮流模型㊂通过不含N -1故障安全约束的最优潮流结果,分别设置各发电力及联络通道有功出力区间㊁发电机及联络通道有功出力区间边界值与最优值之差绝对值为P G Δ和P TΔ㊂2)考虑各单独N -1安全约束下最优潮流模型㊂判断各故障下发电机及联络通道在最优潮流下,有功出力是否在有功出力区间内,如若不在,则说明系统需要对此N -1故障进行较强的预防控制,将对系统造成影响较大的N -1故障返回上层㊂3)考虑全部N -1安全约束下最优潮流模型㊂本文在上层规划中还加入了最低运行成本约束,通过求解含全部N -1故障下的最优潮流得出每个故障下的最低运行成本㊂具体求解过程如图2所示㊂开始上层:TCSC 装置定容选址/投资成本最小否,适当放松有功出力约束区间是否有解?含TCSC 装置接入的系统规划方案是下层:最优潮流/运行成本最小考虑全部N -1故障下最优潮流不考虑N -1故障下最优潮流考虑各单独N -1故障下最优潮流通过不考虑N -1故障下的最优潮流计算结果及上层规划运行结果给出系统中各发电机及联络通道的有功出力约束区间;通过考虑全部N -1故障下的最优潮流计算结果给出考虑各单独N -1故障下系统最低运行成本;通过将考虑各单独N -1故障下与不考虑N -1故障下的最优潮流计算结果对比,得出各单独N -1故障造成系统最优潮流偏差是是否各单独N -1故障下最优潮流结果中各发电机及联络通道有功出力均在有功出力约束区间内?求得最终解是结束增加该N -1安全约束;加入有功出力约束区间;最低运行成本约束选取造成最优潮流中不在有功出力约束区间中的N -1故障否图2㊀算法流程F i gu r e 2㊀A l g o r i t h mf l o w c h a r t 58Copyright ©博看网. All Rights Reserved.电㊀㊀力㊀㊀科㊀㊀学㊀㊀与㊀㊀技㊀㊀术㊀㊀学㊀㊀报2022年1月3㊀算例分析3.1㊀仿真算例在修改后的I E E E39节点中,对本文提出优化模型进行验证㊂系统拓扑结构如图3所示,原I E E E39节点系统中,31节点与39节点上发电机替换为外部大电网联络通道,17节点上接入一条特高压直流输电线路,输送有功功率为1000MW,各故障设置如表1所示㊂可中断负荷节点设置为3㊁4㊁7㊁8㊁18,可中断负荷量设置为节点负荷总量50%㊂故障后运行状态下,发电机有功可调节量设置为系统最大有功出力的10%,p f均设置为0.05㊂系统中各成本参数如表2所示㊂系统连接发电机,联络通道及特高压直流线路潮流约束设置为600MV㊃A,其余线路潮流约束P i j,m a x如表3所示,系统基准容量图3㊀算例拓扑F i g u r e3㊀T o p o l o g y o f t e s t s y s t e m表1㊀故障设置T a b l e1㊀F a u l t s e t t i n g s故障类型故障支路或节点线路f1/支路f2/支路f3/支路f4/支路f5/支路2-254-145-89-3910-13 f6/支路f7/支路f8/支路f9/支路f10/支路11-1216-2417-2722-2326-29发电机/联络通道/直流闭锁f11/节点f12/节点f13/节点f14/节点f15/节点3035383117表2㊀系统成本系数T a b l e2㊀S y s t e mc o s t c o e f f i c i e n t$/MW㊃h成本系数节点a i b i c i d i e i各发电机发电 0.010.30.2联络通道输电31 8.539 9切负荷补偿 100表3㊀线路潮流约束参数T a b l e3㊀B r a n c h p o w e r f l o wc o n s t r a i n t s p a r a m e t e r参数线路载流量600/(MV㊃A)(1-2),(1-39),(2-30),(6-31),(8-9),(9-39)(10-32),(12-11),(16-17),(16,19),(17-18)(17-27),(19-20),(19-33),(20-34),(22-35),(23-36),(25-37),(29-38)p i j,m a x(2-3),(2-25),(3-4),(3-18),(4-5),(4-14)(5-6),(5-8),(6-7),(6,11),(7-8),(10-11)(10-13),(12-13),(13-14),(14-15),(15-16)(16-21),(16-24),(21-22),(22-23),(23-24)(25-26),(26-27),(26-28),(26-29),(28-29)设置为100MV㊃A㊂每条线路上安装T C S C装置单位上限为5组,每组额定容量为20MV㊃A[12]㊂本文所提出的上下层规划优化模型在G AM S中采用S B B求解器进行求解,算法流程通过MA T L A B实现㊂3.2㊀算例结果分析本文提出模型在不同支路潮流约束设置下的迭代求解结果如图4所示㊂系统在加装T C S C装置后,能有效地降低系统的运行成本㊂对比不同支路潮流约束下系统T C S C装置优化规划结果可知,随着系统支路潮流约束的增强,即系统网架结构越薄弱,通过加装T C S C降低的系统运行成本越大㊂当支路传输功率上限P i j,m a x=4.5时,通过加装T C S C装置可降低运行成本1811.5$/h;而当P i j,m a x=5.5时,降低运行成本则仅为5.3$/h㊂同时,在加装相同数量T C S C装置时,网架较为薄弱的系统能够取得更好的效果,当P i j,m a x=4.5,n T C S C i j=7时,系统减少运行成本为354.2$/h,;而当P i j,m a x=5,n T C S Ci j=5时,系统减少运行成本则为247.4$/h㊂因此,受端交流系统网架越薄弱,其故障下潮流转移时,输电阻塞问题越为严重,T C S C对此问题的改善68Copyright©博看网. All Rights Reserved.第37卷第1期李湘旗,等:针对特高压直流接入受端电网的T C S C 装置定容选址规划效果越加显著㊂本文所提模型在面对受端系统 强直弱交 问题时,能够取得良好的改善效果㊂此外,对加装T C S C 装置前后系统,在直流闭锁故障后,对各元器件状态进行分析比较,研究T C -S C 装置在系统发生直流闭锁故障后所起到的具体作用㊂选取支路传输功率上限P i j ,m a x =5,系统发生直流闭锁故障后最优潮流分布如图5所示,各元器件状态如表4㊁5所示㊂当系统发生直流闭锁故障后,主要通过联络通道紧急调度来填补系统出现的大量有功缺额,进而系统无法避免的出现大规模潮流转移㊂然而线路3(2-3)已经达到支路潮流约束上线,无法继续增加有功传输量,从而导致节点3切除负荷0.709p .u .,当系统加装T C S C 装置后,可通过线路40(25-26)上T C S C 装置增加向节点26上功率传输,进而通过线路42(26-27)㊁31(17-27)㊁30(17-18)㊁7(3-18)增加对节点3的有功功率传输㊂从而有效地改善了系统由于大规模潮流转移所导致输电阻塞而造成的切负荷㊂因此,本文提出T C S C 装置规划模型能够有效地改善含特高压直流接入受端系统直流闭锁故障下的切负荷问题㊂3.53.43.33.2运行成本/（104S /h ）5040302010TCSC 安装数量/组P ij ，max =5.5P ij ，max =5.0P ij ，max =4.5图4㊀安装不同数目T C S C 装置下的最优解F i gu r e 4㊀O p t i m a l s o l u t i o nw i t hd i f f e r e n tT C S Cn u m b e r s 不含TCSC 已安装TCSC TCSC 控制潮流64-2支路潮流/p .u .46312661线路20-4-611162136417图5㊀直流闭锁故障后系统最优潮流(P i j ,m a x =5)F i gu r e 5㊀O p t i m a l p o w e r f l o wa f t e rD Cb l o c k i n g f a u l t 表4㊀直流闭锁故障后发电机出力结果对比T a b l e 4㊀G e n e r a t o r o u t p u t a f t e rD Cb l o c k i n g fa u l t 发送电方案不同调度方案优化结果不含T C S C加装T C S CP G 30,b c/P G 30,f 154.69/5.734.96/6.00P G 32,b c /P G 32,f 155.28/6.005.00/5.72P G 33,b c /P G 33,f 155.35/6.005.24/5.89P G 34,b c /P G 34,f 154.57/5.084.57/5.08P G 35,b c /P G 35,f 154.36/5.054.92/5.60P G 36,b c /P G 36,f 154.74/5.324.98/5.56P G 37,b c /P G 37,f 155.00/5.565.03/6.00P G 38,b c /P G 38,f 155.14/6.005.14/6.00P T 31,b c /P T 31,f 156.09/6.096.09/6.09P T 39,b c /P T 39,f 157.33/11.006.62/11.00发送电成本/($/h)32167.96032189.858表5㊀直流闭锁故障后切负荷结果对比T a b l e 5㊀L o a d s h e d d i n g a f t e rD Cb l o c k i n g fa u l t 切负荷方案不同调度方案优化结果不含T C S C加装T C S CP L 3,b c/P L 3,f 153.22/2.513.22/3.22P L 4,b c /P L 4,f 155.00/5.005.00/5.00P L 7,b c /P L 7,f 152.34/2.342.34/2.34P L 8,b c /P L 8,f 155.20/5.225.22/5.22P L 18,b c /P L 18,f 151.58/1.581.58/1.58切负荷成本/($/h)354.5004㊀结语本文提出了一种针对含特高压直流接入的受端系统T C S C 装置定容选址双层规划模型,同时考虑了T C S C 装置加装成本与系统运行成本㊂下层规划选取对系统最优潮流造成影响较大的故障返回上层,通过迭代得到数组有效优化解㊂通过不同支路潮流约束下的优化结果对比可知,受端交流系统网架越薄弱,故障下潮流转移时输电阻塞问题越为严重,T C S C 对此问题的改善效果越加显著㊂因此,针对中国特高压直流接入下受端系统网架大多存在 强直弱交 问题,本文所提方法模型能够取得良好改善效果㊂直流闭锁故障后各元器件的状态对比结果表明,通过T C S C 装置控制潮流可以有效地解决系统发生直流闭锁故障后发生大规模潮流转移导致的线路过载所造成切负荷问题㊂78Copyright ©博看网. All Rights Reserved.电㊀㊀力㊀㊀科㊀㊀学㊀㊀与㊀㊀技㊀㊀术㊀㊀学㊀㊀报2022年1月综上,本文所提出T C S C装置定容选址双层规划模型可同时提高含特高压接入受端系统的经济性和稳定性㊂参考文献:[1]李智琦,罗日成,李稳,等.ʃ800k V特高压直流输电线路带电作业电位转移特性分析[J].高压电器,2020,56 (3):164-168+175.L I Z h i q i,L U O R i c h e n g,L I W e n,e ta l.A n a l y s i so f p o-t e n t i a l s h i f t c h a r a c t e r i s t i c s o f l i v ew o r k i n g o nʃ800k V UHV D Ct r a n s m i s s i o nl i n e[J].H i g h V o l t a g e A p p a r a-t u s,2020,56(3):164-168+175.[2]陈龙龙,徐飞,魏晓光,等.大容量可控关断的直流输电用电流源型换流器研究综述[J].中国电力,2021,54(1):25-36.C H E N L o n g l o n g,X U F e i,W E IX i a o g u a n g,e ta l.A r e v i e wo nl a r g ec a p a c i t y c o n t r o l l a b l es w i t c h i n g c u r r e n t s o u r c e c o n v e r t e r r e s e a r c h[J].E l e c t r i cP o w e r,2021,54 (1):25-36.[3]朱金涛,辛业春.柔性高压直流输电仿真技术研究方法综述[J].智慧电力,2021,49(3):1-11.Z HUJ i n t a o,X I N Y e c h u n.R e v i e wo f r e s e a r c ho ns i m u-l a t i o nm e t h o d s o fV S C-HV D Ct r a n s m i s s i o n s y s t e m[J]. S m a r tP o w e r,2021,49(3):1-11.[4]沈政委,汤涌,易俊,等.用于电网拓扑优化的输电线开断控制研究综述[J].电网技术,2020,44(2):475-483. S H E NZ h e n g w e i,T A N G Y o n g,Y I J u n,e t a l.R e v i e wo f r e s e a r c ho nt r a n s m i s s i o ns w i t c h i n g c o n t r o l f o rn e t w o r k t o p o l o g y o p t i m i z a t i o n[J].P o w e r S y s t e m T e c h n o l o g y, 2020,44(2):475-483.[5]王智冬,娄素华,范臻,等.基于机会约束规划的含大规模风电电力系统阻塞调度优化[J].电力系统自动化, 2019,43(23):147-154.WA N GZ h i d o n g,L O US u h u a,F A NZ h e n,e t a l.C h a n c e-c o n s t r a i n e d p r o g r a mm i n g b a s e dc o n g e s t i o nd i s p a t c h i n g o p t i m i z a t i o n o f p o w e r s y s t e m w i t h l a r g e-s c a l e w i n d p o w e r i n t e g r a t i o n[J].A u t o m a t i o n o f E l e c t r i c p o w e r s y s-t e m s,2019,43(23):147-154.[6]王泽宇,张仰飞,陈光宇,等.基于最优传输切换阻塞管理方法研究[J].电工技术,2019(16):71-74.WA N GZ e y u,Z HA N G Y a n g f e i,C H E N G u a n g y u,e t a l. R e s e a r c ho nc o n g e s t i o n m a n a g e m e n tb a s e do no p t i m a l t r a n s m i s s i o n s w i t c h[J].E l e c t r i cE n g i n e e r i n g,2019(16):71-74.[7]周前,方万良.基于T C S C技术和粒子群优化算法的电力系统阻塞疏导方法[J].电网技术,2008,32(8):47-52.Z HO U Q i a n,F A N G W a n g l i a n g.S t u d i e so nc o n g e s t i o n m a n a g e m e n t o f p o w e r s y s t e m s b a s e d o nT C S Ca n dP S O [J].P o w e r S y s t e m T e c h n o l o g y,2008,32(8):47-52.[8]R A S H E D GI,S U N Y,S HA H E E N HI.O p t i m a l l o c a-t i o no ft h y r i s t o rc o n t r o l l e d s e r i e sc o m p e n s a t i o ni n a p o w e r s y s t e m b a s e do nd i f f e r e n t i a l e v o l u t i o na l g o r i t h m c o n s i d e r i n g t r a n s m i s s i o n l o s sr e d u c t i o n[C]//20119t h W o r l dC o n g r e s s o n I n t e l l i g e n t C o n t r o l a n dA u t o m a t i o n, T a i p e i,C h i n a,2011.[9]和萍,陈婕,耿斯涵,等.F A C T S装置对含风电互联系统低频振荡特性分析[J].电力系统保护与控制,2020,48(8):86-95.H E P i n g,C H E N J i e,G E N G S i h a n,e ta l.A n a l y s i so f F A C T Sd e v i c eo n l o w-f r e q u e n c y o s c i l l a t i o nc h a r a c t e r i s-t i c s o f a p o w e r s y s t e m w i t hw i n df a r mi n t e g r a t i o n[J]. P o w e r S y s t e m P r o t e c t i o na n dC o n t r o l,2020,48(8):86-95.[10]李娟,孙欣.计及风电不确定性和T C S C功率调节作用的最优潮流研究[J].电气自动化,2019,41(6):21-24.L I J u a n,S U N X i n.R e s e a r c ho no p t i m a l p o w e r f l o wc o n-s i d e r i n g w i n d p o w e r u n c e r t a i n t y a n dT C S C p o w e r r e g u l a-t i o n[J].E l e c t r i c a lA u t o m a t i o n,2019,41(6):21-24. [11]眭仁杰,薛峰,周野,等.提高电力系统暂态稳定性的T C S C控制策略[J].电力系统及其自动化学报,2018, 30(9):64-69.S U IR e n j i e,X U EF e n g,Z HO U Y e,e t a l.T C S Cc o n t r o l s t r a t e g y f o r e n h a n c i n g t h e t r a n s i e n t s t a b i l i t y o f p o w e r s y s t e m s[J].P r o c e e d i n g so ft h eC S U-E P S A,2018,30(9):64-69.[12]HA S H E M I S M,HA G H M T,S e y e d iH.H i g h-s p e e dr e l a y i n g s c h e m e f o r p r o t e c t i o no f t r a n s m i s s i o n l i n e s i n t h e p r e s e n c e o ft h y r i s t o r-c o n t r o l l e d s e r i e s c a p a c i t o r[J].I E T G e n e r a t i o n,T r a n s m i s s i o n&D i s t r i b u t i o n, 2014,12(8):2083-2091.[13]杨芸槿.计及N-1安全约束的含风电场电力系统扩展规划[J].电工技术,2018(22):100-103.Y A N G Y u n j i n.E x p a n s i o n p l a n n i n g o f p o w e rs y s t e mc o n t a i n i n g w i n df a r m w i t hc o n s ide r i n g N-1s e c u r i t yc r i t e r i o n[J].E l e c t r i cE n g i n e e r i n g,2018(22):100-103.88Copyright©博看网. All Rights Reserved.第37卷第1期李湘旗,等:针对特高压直流接入受端电网的T C S C装置定容选址规划[14]钟浩,郝亚群,刘海涛,等.考虑风电消纳的风-蓄联合系统N-1安全校正方法[J].电网与清洁能源,2019,35(2):78-86.Z HO N G H a o,HA O Y a q u n,L I U H a i t a o,e t a l.N-1s e-c u r i t y r e s c h ed u l i n g me t h o df o rw i n d-s t o r ag e c o m b i n e ds y s t e mc o n s i d e r i n g w i n d p o w e r c o n s u m p t i o n[J].P o w-e r S y s t e ma n dC l e a nE n e r g y,2019,35(2):78-86.[15]杨德州,任彦辉,葛磊蛟,等.基于N-l安全约束的主动配电网拓扑优化控制方案[J].电测与仪表,2020, 57(1):49-54.Y A N GD e z h o,R E N Y a n h u i,G EL e i j i a o,e t a l.At o-p o l o g y o p t i m i z a t i o nc o n t r o l s c h e m eo fa c t i v ed i s t r i b u-t i o nn e t w o r kb a s e do n N-1s e c u r i t y c o n s t r a i n t s[J].E-l e c t r i c a l M e a s u r e m e n t&I n s t r u m e n t a t i o n,2020,57(1):49-54.[16]刘佳,程浩忠,李思韬,等.考虑N-1安全约束的分布式电源出力控制可视化方法[J].电力系统自动化, 2016,40(11):24-30.L I UJ i a,C H E N G H a o z h o n g,L IS i t a oe ta l.V i s u a l i z a-t i o n m e t h o d o fo u t p u t p o w e rc o n t r o lo fd i s t r i b u t e dg e n e r a t o r sc o n s i d e r i n g N-1s e c u r i t y c o n s t r a i n t s[J].A u t o m a t i o no fE l e c t r i c p o w e rs y s t e m s,2016,40(11):24-30.[17]张粒子,李丰,叶红豆,等.考虑风电和负荷波动及N-1故障的发电备用优化方法研究[J].太阳能学报,2014, 35(1):64-73.Z HA N GL i z i,L I F e n g,Y E H o n g d o u,e t a l.O p t i m a l r e-s e r v ed i s p a t c ha p p r o a c hc o n s i d e r i n g w i n d p o w e ra n d l o a d f l u c t u a t i o n sa n d N-1f a u l t[J].A c t aE n e r g i a eS o-l a r i sS i n i c a,2014,35(1):64-73.[18]阳育德,陶琢,刘辉,等.电力系统静态安全最优潮流并行计算方法[J].电力自动化设备,2019,39(1):99-105.Y A N GY u d e,T A OZ h u o,L I U H u i,e t a l.P a r a l l e l c o m-p u t a t i o n m e t h o d sf o rs t a t i cs e c u r i t y-c o n s t r a i n e do p t i-m a l p o w e rf l o w o f p o w e rs y s t e m[J].E l e c t r i cP o w e rA u t o m a t i o nE q u i p m e n t,2019,39(1):99-105.[19]汪洋,夏清,康重庆.考虑电网N-1闭环安全校核的最优安全发电计划[J].中国电机工程学报,2011,31(10):39-45.WA N G Y a n g,X I A Q i n g,K A N G C h o n g q i n g.O p t i m a l s e c u r i t y c o n s t r a i n e d g e n e r a t i o ns c h e d u l i n g c o n s i d e r i n gc l o s e d-l o o p N-1s e c u r i t y c o r r e c t i o n[J].P r o c e ed i n g so ft h eC S E E,2011,31(10):39-45.[20]赵博石,胡泽春,宋永华.考虑N-1安全约束的含可再生能源输电网结构鲁棒优化[J].电力系统自动化, 2019,43(4):16-26.Z HA O B o s h i,HU Z e c h u n,S O N G Y o n g h u a.R o b u s t o p t i m i z a t i o no f t r a n s m i s s i o nt o p o l o g y w i t hr e n e w a b l ee n e r g y s o u r c e sc o n s i d e r i n g N-1s e c u r i t y c o n s t r a i n t s[J].A u t o m a t i o no fE l e c t r i c p o w e rs y s t e m s,2019,43(4):16-26.[21]张衡,程浩忠,张建平,等.高比例风电背景下计及N-1安全网络约束的发输电优化规划[J].中国电机工程学报,2018,38(20):5929-5936.Z HA N G H e n g,C H E N G H a o z h o n g,Z HA N G J i a n-p i n g,e t a l.G e n e r a t i o n a n d t r a n s m i s s i o n e x p a n s i o n p l a n n i n g c o n s i d e r i n g N-1s e c u r i t y c o n s t r a i n t s w i t hh i g h p e n e t r a t i o no fw i n d p o w e r[J].P r o c e e d i n g so f t h eC S E E,2018,38(20):5929-5936.[22]李娟,许欣,李壮,等.S V C与T C S C优化配置在电力系统静态电压稳定中的应用[J].广东电力,2016,29(4):67-72+78.L I J u a n,X U X i n,L IZ h u a n g,e t a l.a p p l i c a t i o no fS V Ca n dT C S Co p t i m a l c o n f i g u r a t i o ni ns t a t i cv o l t a g es t a-b i l i t y o f p o w e r s y s t e m[J].G u a n g d o n g E l ec t r i c p o w e r,2016,29(4):67-72+78.98Copyright©博看网. 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基于Cacheline多核分析技术的能耗精准预测研究
基于Cacheline多核分析技术的能耗精准预测研究作者：杨骏姚浩陶伟陈军健于杨陈波来源：《粘接》2024年第07期摘要：针对能耗数据预测结果不精准问题，提出了基于改进鲸鱼算法的电力专用芯片能耗预测研究。
分析电力专用芯片Cache line读写耗能实时性，确定芯片任务执行动态频率实时性约束条件。
在Cache多核处理器高速缓存硬件架构支持下，构建静态能耗目标函数和动态能耗目标函数。
采用改进鲸鱼优化方法，加入非线性自适应加权因子，通过调节鲸鱼与猎物之间距离获取预测结果。
为避免改进鲸鱼算法陷入局部最优，采用了微分干扰因子来实现全局最优。
实验结果表明，该方法与实际数据存在最大为10 V的电压和1 A的电流，且能耗预测曲线完全收敛，说明使用该方法能够获取精准预测结果。
关键词：改进鲸鱼算法；电力专用芯片；能耗预测；微分扰动因子；收敛中图分类号：TP311；TM769 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2024）07-0189-04Research on accurate energy consumption predictionbased on Cacheline multi core analysis technologyYANG Jun， YAO Hao， TAO Wei， CHEN Junjian， YU Yang， CHEN Bo（Digital Grid Research Institute of China Southern Power Grid，Guangzhou 610663，China）Abstract： In order to solve the problem of inaccurate prediction results of energy consumption data， a research on energy consumption prediction of power chips based on improved whale algorithm was proposed. The real⁃time energy consumption of Cache line read and write in the power⁃specific chip was analyzed， and the real-time constraints of the dynamic frequency of chip task execution were determined. With the support of the cache hardware architecture of the Cachemulti⁃core processor， the static energy consumption objective function and the dynamic energy consumption objective function were constructed. Using the improved whale optimization method，adding nonlinear adaptive weighting factors， the prediction results were obtained by adjusting the distance between whales and prey. In order to avoid the improved whale algorithm from falling into the local optimum， the differential interference factor was used to achieve the global optimum. The experimental results showed that the method and the actual data had a maximum voltage of 10V and a current of 1A， and the energy consumption prediction curve was completely converged， indicating that the method can obtain accurate prediction results.Key words： improved whale algorithm；power?specific chip；energy consumption prediction；differential disturbance factor；convergence在电力系统中，如何有效地预测电力专用芯片能耗，提高系统稳定性能，成为了一项十分必要的工作。
基于STM32的PROFINET IO协议栈框架的实现
基于STM32的PROFINET IO协议栈框架的实现周侗;张哲睿;于洋【摘要】针对PROFINET IO的实现缺少灵活配置的第三方平台问题,基于STM32设计了PROFINET IO硬件平台和相应的协议栈框架.该协议栈基于STM32 F407 VET6主控芯片,采用模块化设计,双通道并行的方法,解决了同类方案代码冗长,结构复杂,难以进行上层开发的问题,实现了PROFINET IO标准中非实时与软实时通信功能.该协议栈具有低成本、可移植、可灵活配置等特点.实验结果表明,搭载了该协议栈的应用平台在PROFINET IO通信中是有效和可行的.【期刊名称】《沈阳理工大学学报》【年(卷),期】2019(038)003【总页数】6页(P61-66)【关键词】STM32;PROFINETIO;协议栈;实时以太网【作者】周侗;张哲睿;于洋【作者单位】沈阳理工大学自动化与电气工程学院,沈阳110159;沈阳理工大学自动化与电气工程学院,沈阳110159;沈阳理工大学自动化与电气工程学院,沈阳110159【正文语种】中文【中图分类】TP336PROFINET是应用最为广泛，最有前景的工业以太网技术之一[1]。
可以为工业自动化领域提供完整的网络解决方案，将整个工厂从管理层、控制层，到现场层使用同一种网络连接起来，实现一网到底[2]。
PROFINET IO是PROFINET标准中实现模块化、分布式应用的技术。
PROFINET经过近20年的发展，成为国际市场上领先的工业以太网标准，自身技术也在不断革新，引领着工控网络的发展方向。
其产品涵盖领域广阔，技术成熟。
在中国市场，PROFINET在官方推广下取得了长足发展，但仍处于技术研究和应用开发不成熟的阶段，产品多为在集成了协议栈的设备上进行上层开发，底层设备往往价格昂贵，对协议栈本身配置和开发的难度较大。
考虑到国内缺少易学易用，开放灵活的PROFINET方案，本文基于应用广泛、性价比高的STM32F407VET6主控芯片，设计了PROFINET IO协议栈，可接入PROFINET网络平台中，作为IO设备实现数据收发与诊断报警功能，并能够根据用户的需要进行灵活的配置和移植。
放射性同位素热源斯特林发动机
放射性同位素热源斯特林发动机系别：新能源与核技术系专业：核工程与核技术专业班级：2012级4班姓名：詹鑫欣学号：201220401416引言随着人们对能源、环境问题的日益关注，斯特林机这一“绿色”发动机越来越受到人们关注。
它具有燃料适应性强、效率高、超低排放与低噪声等特点。
斯特林机在空间、太空以及偏远地区、军事设施等方面已得到成功的运用，以斯特林机为核心的令热电三联供系统已引起了研究者极大兴趣，他将会在分布式能量系统中扮演重要角色。
1861年，英国苏格兰牧师雷博尔特。
斯特林发明了这个热气机，人们为了纪念他故将其命名为斯特林机。
但是当时的技术和材料的局限所以当时的热气机结构庞大、效率不高。
十九世纪中叶以后慢慢被内燃机淘汰，到20世纪基本绝迹。
飞利浦公司开始在1938年开始了现代斯特林机的研究并逐步取得成功。
斯特林机的性能有了大幅度的提升。
同时采用新材料使得加热透的温度可以达到700摄氏度以上，而且传热性能好、密度小、粘度小的氢气或氦气作为工资，使得工质循环压力可达20MPa。
飞利浦公司几经波折后在第二次石油危机后能源供应虽趋平稳，但环境保护问题又引起人们对绿色用能的关注，于是又掀起了研究斯特林发动机的热潮。
美国能源部开始执行汽车热气机（ASE）发展计划。
日本曾于20世纪80年代对斯特林发动机进行了一些基础研究，1982年被纳入由通产省主持的“月光计划”中的大型节能技术开发项目，1987年完成30KW发电用斯特林发动机的研制。
这两项计划的执行及顺利完成，极大地促进斯特林机技术的发展。
随着科学技术和人类需求的发展，我们不断在进行探索，各国都陆续拟定了太空计划、深海计划、军事计划等等。
实现这些计划都有一个必须考虑的问题：能源问题。
而在航空航天、军事应用、海洋学这些领域中对能源的要求又是十分苛刻的。
安全可靠，使用寿命长、清洁低碳、适应环境能力强等等条件。
放射性同位数电机在这这些领域都有良好的的表现。
也是每个国家在这个领域的机密技术。
一种多芯片多输入PDN分布式建模及去耦方法
一种多芯片多输入PDN分布式建模及去耦方法张毅【摘要】现阶段比较成熟的电源配送网络(PDN)分析方法多是针对单芯片单电源端口进行,无法满足高速系统多电源轨道的需求.文中通过对N端口网络的理论推导,分析了多电源端口PDN阻抗增加的原理,引入多输入阻抗的概念,用以精确捕捉PDN电流分布特性,进而提出了一种适用于多芯片多输入PDN的分布式建模方法,并给出复杂PDN整板去耦方案.实验例证表明,给出的去耦方案能有效地将所有芯片的多输入阻抗降低到目标阻抗之下,满足系统5％噪声容限范围要求.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2016(029)007【总页数】5页(P132-135,138)【关键词】PDN;多芯片多输入;分布式建模;去耦【作者】张毅【作者单位】西安电子科技大学CAD所,陕西西安710071【正文语种】中文【中图分类】TN919.2随着晶体管特征尺寸进入亚微米/纳米级别，高速系统芯片集成度不断提高，信号转换速率日益加快，导致电源噪声越发严重，这就对印制电路板上电源配送网络(Power Delivery Network，PDN)的去耦设计提出更严格的要求。
现阶段比较成熟的PDN去耦分析多是针对单芯片单输入网络进行[1]，采用集总建模或近似分布式建模方法对互连网络的电气特性进行描述，无法准确捕捉高频范围内PDN电源端口间的相互影响和电流分布两种特性，也就无法对多芯片多输入PDN的去耦设计给出直观的指导意见。
针对上述问题，本文基于高频范围内PDN的电流分布特性和阻抗增加原理，提出了一种新的多芯片多输入PDN分布式建模方法，并给出了复杂PDN去耦方法。
1.1 PDN电流分布特性复杂电路系统通常包含多个功能芯片，每个芯片又会封装多个电源地引脚。
对于多电源端口的供电，系统会辟出专门的电源地平面以提供及时有效的功率传输。
通常把电源地平面称为平面PDN。
不同频率范围内，平面PDN的电流分布会表现出不同的特性。
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Development of a Multi-Bus, Multi-Source Reconfigurable Stirling Radioisotope Power System Test Bed一个多总线、多源可重新布局的斯特林放射性同位素电力系统测试平台的开发The National Aeronautics and Space Administration (NASA) has typically used Radioisotope Thermoelectric Generators (RTG) as their source of electric power for deep space missions.A more efficient and potentially more cost effective alternative to the RTG, the high efficiency 110 watt Stirling Radioisotope Generator 110 (SRG110) is being developed by the Department of Energy (DOE), Lockheed Martin (LM), Stirling Technology Company (STC) and NASA Glenn Research Center (GRC). The SRG110 consists of two Stirling convertors (Stirling Engine and Linear Alternator) in a dual-opposed configuration, and two General Purpose Heat Source (GPHS) modules. Although Stirling convertors have been successfully operated as a power source for the utility grid and as a stand-alone portable generator, demonstration of the technology required to interconnect two Stirling convertors for a spacecraft power system has not been attempted. NASA GRC is developing a Power System Test Bed (PSTB) to evaluate the performance of a Stirling convertor in an integrated electrical power system application. This paper will describe the status of the PSTB and on-going activities pertaining to the PSTB in the NASA Thermal-Energy Conversion Branch of the Power and On-Board Propulsion Technology Division.国家航空航天局(NASA)过去通常用放射性同位素热电发电机(RTG)作为他们的深空探测任务的电力源。
作为RTG的更加高效和成本效益更高的潜在替代品，高效的110瓦斯特林放射性同位素发电机(SRG110)已经由能源部(DOE)、洛克希德马丁公司(LM)、斯特林技术公司和NASA Glenn研究中心(GRC)共同开发。
SRG110由两个双对布局的斯特林逆变器(斯特林发动机和线性交流发电机)和两个热源(GPHS)模块构成。
尽管斯特林逆变器一直成功地用于电网的电源和便携式备份电源，还没有人尝试过证明把两个斯特林逆变器连接用于航天器的电力系统所需要的技术。
NASA Glenn研究中心正在开发电力系统测试平台(PSTB)来评估在集成电力系统应用中的性能。
本文将描述电力系统测试平台(PSTB)的状况和在NASA 的电力热能转换分部和机载推进技术部正在进行的与PSTB有关的活动。
Nomenclature 术语DAS Data Acquisition System数据采集系统DOE Department of Energy能源部FPGA Field Programmable Gate Array场效应可编程门阵GPHS General Purpose Heat Source通用热源GRC Glenn Research CenterGlenn研究中心GPIB General Purpose Interface Bus通用接口总线I/O Input-Output输入/输出IP Internet Protocol互联网协议ISO / OSI International Standards Organization/Open Systems Interconnection 国际标准组织/开放系统互连LMA Lockheed Martin Aeronautics洛克希德马丁航空公司Mpbs Mega-bits-per-second每秒兆比特NASA National Aeronautics and Space Administration国家航空航天局PMAD Power Management and Distribution电力管理和配送PSTB Power System Test Bed电力系统测试平台RISC Reduced Instruction Set Computer减缩指令集电脑RPC Remote Power Controller远程电力控制RTG Radioisotope Thermal-electric Generators放射性同位素热电发电机SEU Single Event Upset单事件翻转SRG110 Stirling Radioisotope Generator 110 Watt electric110瓦斯特林放射性同位素发电机STC Stirling Technology Company斯特林技术公司TDC Technology Demonstration Convertors技术示范逆变器UART Universal Asynchronous Receiver Transmitter通用异步接收器发射器TCP Transmission Control Program传输控制程序TCP/IP Transmission Control Program/Internet Protocol传输控制程序/互联网协议I.BackgroundDesign of spacecraft electrical power distribution systems vary depending on the intended mission, duration, number and types of loads and electrical sources of energy. Typical power sources may be solar (photovoltaic), battery, or thermoelectric. The selection of energy source is driven by the mission objectives, orbits, and paths of travel in relationship tothe sun. Missions extending great distances from the sun (typically beyond the orbit of Mars) require extended-life energy sources, which, depending on the mission requirements, generally eliminate photovoltaic and battery technologies from consideration. Radioisotope based power sources become the logical choice for this class of missions. As currently conceptualized, Stirling radioisotope power convertors show the potential for higher efficiency than radioisotope thermoelectric generators; thereby producing the same amount of electrical power while using a smaller quantity of the radioisotope heat source.Ⅰ. 背景航天飞机的电力配送系统设计随任务、持续时间、载荷的数量和类型的需要和电源的不同而不同。
典型的电源是太阳能（光伏）、电池或热电。
电源的选择由任务的目标、轨道和相对太阳的运行轨迹来决定。
如果任务的范围，根据需要，超过了到太阳的距离（通常是超过火星的轨道）要求更长寿命的能源，基本上就排除了考虑选择光伏和电池的可能。
对这类任务，放射性同位素电源是合理的选择。
最近打样设计的斯特林放射性同位素电源逆变器展示了比放射性同位素热电发电机更高效率的潜能；因此可以用更少的放射性同位素热源产生同样的电力。
Design and development of a Power Management and Distribution (PMAD) system suitable for interconnection of one or more Stirling power convertors for spacecraft, satellite or rover applications have not previously been attempted. In order to fully evaluate the performance of Stirling power convertors in a variety of applications, a Power System Test Bed (PSTB) is being developed. The test bed will allow many aspects of Stirling power convertor system integration to be investigated. Some of the areas that will be investigated are as follows: interconnection of single and multiple Stirling power convertor sources, evaluation of the performance of Stirling power convertors while connected to a variety of different load types, evaluation of different Stirling controller types, reduction of risks and performance improvement through extensive fault testing and design improvement, and determination of stability margins.设计和开发一个适用于连接几个用于航天飞机、卫星和探测器用途的斯特林逆变器的电力管理和配送(PMAD)系统是前所未有的。