Frontier research of ultra-high-speed ultra-large-capacity and ultra-long-haul optical transmission

Ultra-high-speed, ultra-large-capacity and ultra-long-haul （3U） are the forever pursuit of optical communication. As a new mode of optical communication, 3U transmission can greatly promote next generation optical internet and broadband mobile communication network development and technological progress, therefore it has become the focus of international high-tech intellectual property competition ground. This paper introduces the scientific problems, key technologies and important achievements in 3U transmission research.

35 kV高压直挂大容量电池储能系统

为推动35 kV高压直挂电池储能系统(battery energy storage system,BESS)的实际应用,系统研究了35 kV高压直挂BESS的主电路参数设计、控制策略及相关控制参数的设计方法;并在MATLAB/Simulink中搭建了35 kV/10 MW/10 MWh系统的仿真模型,以验证所提设计方法及控制策略的正确性。研究结果表明:35 kV高压直挂BESS单机容量大,功率响应速度快,可对内部电池簇进行主动荷电状态均衡及故障冗余控制,系统效率和可靠性更高,能适应未来新能源大规模发展需求。

高压大容量储能功率转换系统的拓扑结构比较

高压大容量储能功率转换系统的主电路是储能电池进行充放电控制的基础,选择合理的功率转换系统主电路拓扑结构直接关系到高压大容量储能系统实际应用的可行性。分析变压器升压型变流器并联结构、H桥链式多电平变流器、全(半)桥模块化多电平变流器的单级式与双级式主电路拓扑结构,对比上述拓扑结构的材料成本、工作可靠性、材料功率损耗和输出电能质量。基于数学模型与仿真分析综合比较单位容量投资成本、工作可靠性、系统损耗和输出电能质量,结果显示H桥链式多电平变流器和半桥模块化多电平变流器更适合构建10 kV兆瓦级高压大容量储能功率转换系统。

基于NVMe-oF的高速大容量存储系统设计

随着信息技术的快速发展,数据规模和数据类型持续增长,为了高效存储数据、充分挖掘数据价值,需要快速提升存储系统的存储容量,增强读写性能,因此,对高速大容量存储技术进行深入研究的需求愈发迫切。文章基于NVMe-oF技术设计了一个高速大容量存储系统。该系统能够提供端到端的高带宽、低延迟数据存储,相较传统存储系统实现了计算与存储资源的解耦,能够支撑后期根据需求对计算、存储资源的适应性灵活升级扩容。

计及风电机组短时过载能力的风电场多机协同频率控制策略

新型电力系统下,风力发电并网规模不断增加,大规模风力发电并网对风力发电参与电力系统调频的能力提出更高要求。目前,风电场主要通过释放风电机组转子动能、超速减载或附加储能装置等方式提高其调频能力。然而,以上调频方法存在调频期间捕获风能损失过大或储能配置成本过高等问题,影响风电场的频率调节效率。针对上述问题,提出利用高风速区风电机组的过载能力实现风电机组与储能系统一次频率协同调节的策略。首先计算风电机组的过载能力,其次优先将调节功率分配给高风速区域的风电机组,再将调节功率分配给储能系统,实现储能系统与风电机组的协同。调频结束后,风电机组利用其过载能力帮助储能系统回收能量。实例分析表明,该策略能够提高风电场的频率调节效率。

大型火电项目基坑回填采用液压夯工艺加固碎石土的研究

大型火电厂房多数采用独立基础,基坑回填的常规做法为采用每层300mm-500mm回填土+小型碾压机分层碾压,这种做法工序复杂,工期长,并且后期容易出现不均匀沉降的风险。另外在湿陷性黄土地区,常规的碾压很难消除湿陷性,并且承载力也很难达到设计要求。采用高速液压夯实工艺,可一次性回填5m进行夯实,并且能够消除湿陷性,提高地基承载力。通过研究,本文建立了高速液压夯实机的有效加固深度和对碎石土地基单位面积夯击能的规律关系,提出了不同夯实的区域采取不同的夯实控制参数,研究了一种新型夯点布设方式,以满足回填土的夯实要求。

基于闪存的高速海量存储模块设计

鉴于嵌入式实时存储领域对存储带宽与容量的高要求,设计一种高速海量存储模块。模块由高密度NAND Flash存储阵列、大规模FPGA和高性能DSP构成,通过FPGA与DSP对数据存储过程的联合控制,实现海量数据的超高速存储。给出模块的存储管理设计与DSP软件设计。实际应用验证了该存储模块的实用性。

大容量、高性能、高扩展能力的蓝鲸分布式文件系统

应用需求和计算机技术的发展使网络化存储系统成为网络服务器系统中IO子系统研究的热点.作为网络存储系统关键部件,分布式文件系统的研究具有非常重要的意义.蓝鲸分布式文件系统(BWFS)是国家高性能计算机工程技术研究中心基于对国内外现有研究成果的分析和研究,自主设计实现的分布式文件系统.它着重于大容量、高IO吞吐率和高扩展能力等方面特性.BWFS已经用到BW1K网络存储系统中,并通过BW1K的初步评测数据验证了这些特性.

高分辨宽带雷达高速数据大容量存储系统设计

随着现代高分辨雷达带宽的不断提高,雷达系统对大批量数据传输和存储速度有了更高的要求。采用光纤通道磁盘阵列实现大容量雷达数据的存储,通过设计高速CompactPCI总线接口实现雷达数据到主机的数据传输,利用CompactPCI平台实现了大容量数据的高速存储。设计的存储系统实际测试存储速度达到155.6MB/s,已能满足目前大部分高分辨雷达宽带数据去斜采集的存储要求。

IDE硬盘的在线与脱线控制

在高速大容量数据采集系统中 ,当数据传输率的总带宽达到 132MB/s以上时 ,如果通过PC机的PCI总线使数据存入IDE硬盘 ,将难以实现。针对此情况 ,提出了IDE硬盘的在线与脱线控制 ,使硬盘在存储数据时脱离PC机的CPU及PCI总线 。

多通道高速大容量数据采集仪的研制

为满足飞机电路板件深度修理的需要,采用"上位机+控制盒"架构,设计一款多通道高速大容量数据采集仪,其中控制盒由1块控制器底板、5块存储板以及1块信号转换板组成。分别从控制器底板、存储板以及信号转换板3个方面,对控制盒进行硬件设计,并给出关键模块软件流程框图及其仿真,并基于VC++6.0,开发出与控制盒相配套的采集软件,实验结果表明其有效性。

基于闪存的引信电池大容量存储测试方法

针对现有引信电池存储测试采样频率低、存储容量小,不能满足引信电池放电测试时长时间记录的问题,提出了一种引信电池大容量存储测试方法。通过采用CPLD产生高频采样信号;采用大容量闪存存储数据,使用单片机控制两片闪存交替工作的模式来满足高速数据采样,并将存储容量扩大至1 024 MB。存储模块中设计了负延迟,完整地记录各工况下引信电池的输出。实验测试表明:大容量存储测试方法可将采样频率提高到1 MHz,记录时间延长到270 s。

一种超高速并行采样技术的研究与实现

并行采样技术是提高实时采样率的一种重要手段。基于时间交替并行采样技术,设计了一种由3Gsps采样率的模数转换器实现双通道6Gsps采样率的数据采集系统,重点对高速采样时钟分相延迟控制与同步时钟传输处理、基于IDDR的高速数据流分相处理、基于FIFO高速缓存与基于DDR2深存储的双重构架、板级设计的信号完整性等关键技术进行了详细探讨,同时对系统的软件架构也进行了介绍,最后给出信号实时数据采集的实验结果,并对系统的信噪比和有效位数进行了详细分析,得出系统的性能指标达到了同类产品水平。

超高水头水泵水轮机甩负荷导叶关闭规律分析

为研究导叶关闭规律对超高水头水泵水轮机甩负荷的影响,以敦化电站为例,定性分析了超高水头大容量高转速蓄能机组的过流特性;在过流特性曲线分析的基础上,采用一段直线、延时直线及传统两段的三种导叶关闭规律对该电站进行大波动过渡过程计算分析。计算结果表明,关闭规律的选取对过流特性的依赖性强,该特性对过渡过程各参数值的影响较大;延时直线关闭可有效降低蜗壳进口压力,虽机组转速会小幅度上升,但在可控范围内,对尾水管进口最小压力没有积极作用;两段关闭中折点位置和时间的选择在平衡蜗壳进口压力和尾水管进口压力方面很关键。研究成果对高水头蓄能电站导叶关闭规律的选择具有借鉴意义。

高速大容量记录仪的USB3.0高速读数接口设计

针对当前USB 2.0已不能满足对高速大容量数据记录仪快速读数的要求,设计了一种基于USB 3.0的高速读数接口。系统以存储阵列构建的某高速大容量机载雷达数据记录仪为背景,USB 3.0采用Slave FIFO接口模式,以记录仪的FPGA为外部主控制器,在FPGA内部构建一个高速FIFO实现对存储数据的缓存与传输,最后通过USB 3.0接口高速传输至计算机。重点介绍了USB 3.0读数接口硬件及其固件程序和FPGA控制程序的设计,并采用GPIF Designer II及Quartus II软件进行仿真与验证。实验结果表明,该USB 3.0接口速率可达120 MB/s,满足记录仪高速读取的要求。

大容量高速数据存储与地址管理方法

针对单片闪速存储器FLASH容量小、存储速度慢的缺点,提出一种利用FLASH实现大容量高速阵列存储系统的设计方案;根据FLASH存储器芯片结构特性,采用位扩展、并行总线及多通道流水线存储技术提高了存储容量与存储速度,并且实现了对存储阵列的无效块识别与有效块表的建立,在存储过程中各个模块对其有效块地址进行独立管理,保证存储系统的稳定性和高效性;通过试验验证按此方法实现的存储系统存储速度可达到64MB/s,存储容量能达到32GB,用相对小容量、低速的FLASH存储器构建了大容量高速阵列存储系统。

超高速超大容量超长距离光传输基础理论与关键技术研究

超高速超大容量超长距离(3U)光传输作为一种新型光通信模式,推动了下一代互联网和宽带移动通信网的发展和技术进步,已成为国际高科技知识产权竞争的焦点和制高点。从3U光传输研究的背景与意义出发,给出了3U光传输的3个科学问题,并介绍了3U光传输的体系架构、研究的基础理论与关键技术,最后介绍了3U光传输的实验验证平台和在该平台上完成的重要实验以及产学研结合创新成果的产业化应用范例。

“三超”光传输关键技术研究

所谓"三超",即超高速、超大容量、超长距离,这三个主题是光通信乃至整个通信业一直追求的目标。三超光传输作为一种推动下一代互联网与宽带移动通信网发展和技术进步的新型光通信模式,已成为国际高科技知识产权竞争的焦点和制高点。文章介绍了三超光传输中的科学问题、关键技术,以及国内在这方面取得的重要成果。

“三超”光纤通信系统技术发展与趋势展望

主要回顾了光纤通信系统的发展历程,并通过回顾过去20年的发展历程以及当前"超高速、超大容量、超长距离"光纤通信系统的研究状况,对未来20年光纤通信技术的需求和可能的解决路径进行了介绍。

高速大容量数据记录仪的无效块信息列表动态刷新算法设计

针对流水线技术构建的高速大容量存储阵列,设计了一种基于FPGA的"无效块信息列表动态刷新算法"。系统以NAND型Flash为存储介质,以FPGA为逻辑控制中心,在其内部建立一个一维RAM实现了高速大容量存储系统的无效块信息的记录。仿真结果及可行性分析验证了"无效块信息列表动态刷新算法"的可行性,该算法建立的无效块信息列表的容量不受存储容量扩展的影响,减少了对FPGA内部资源的占用,在满足大容量存储的同时,且不影响高速存储。