移动自组网能量保护策略研究进展

移动自组网是一组带有无线收发装置的移动节点组成的一个支持多跳的临时性的网络自治系统,由于移动自组网的大多数节点是由有限寿命的电池来提供的,因此能量保护策略成为该网络所有协议层的关键问题。本文回顾了移动自组网能量保护策略的研究进展,对有关策略进行了评述,最后结合跨层设计思想给出了基于跨层协同的能量保护构架及其包含的研究方向。

无线传感器网络中能量保护策略的研究

无线传感器网络是一组带有无线收发装置的传感器节点组成的临时性的网络自治系统,由于无线传感器网络的节点是用有限寿命的电池来提供的,因此能量保护策略成为该网络所有协议层的关键问题。从节点级、链路级和网络级3个层次总结和评估了适用于无线传感器网络的能量保护策略;在网络层提出了基于信道接入分簇算法的路由协议,并简述了该算法的主要实现过程;通过OPNET仿真给出相关结果。

移动Ad Hoc网络跨层能量保护的系统构架

移动 Ad Hoc网络作为没有基础设施的网络 ,在军事和民用方面具有广阔的应用前景 .由于移动 Ad Hoc网络的大多数节点是由有限寿命的电池来提供的 ,因此能量保护策略成为该网络所有协议层的关键问题 .

基于能量保护的最小跳数最大能值无线路由协议

典型的无线路由协议没有考虑能量受限因素,因而不能直接应用于自修复区域封锁子弹药系统。提出最大剩余能量及最小跳数最大能值两种路由选择方案,以牺牲稍微的延时代价换取了保护能值较低的节点从而延长了整个系统的生存时间。仿真表明:最小跳数最大能值路由选择方案可以很好地满足自修复区域封锁子弹药系统性能要求。

Ad Hoc网络的能量保护策略

随着无线通信的日益发展,无线自组织网络正逐渐从军用扩大到民用等诸多领域。但是无线自组织网络一般由电池供电,由于提高电池容量的技术进步缓慢,功率控制是一个重要的研究课题。文章简要介绍了能量保护策略在Ad Hoc网络中所起的作用,对功率控制机制进行了分类,并对一些主要的功率控制协议进行了介绍。对不同的功率控制机制的性能进行了比较,最后阐明了Ad Hoc网络功率控制机制研究的发展趋势。

能量方向保护原理和特性研究

本文论述了基于故障分量能量函数的超高速方向保护原理。并提出了实用的自适应方向判据，以解决系统振荡引起的不平衡量的影响和无穷大电源系统中保护灵敏度不足的问题。本文提出的原理在理论上解决了行波保护的故障方向持续时间短和基波故障分量保护模型的误差等缺陷，使保护的动作速度和安全性都得到了提高。

能量方向保护的实现和试验

本文介绍了数字式能量方向保护装置及其动模试验结果。并论述了能量方向元件的递归算法和用以快速切除线路中近端严重故障的距离保护原理。

输电线路分布参数频率特性对能量平衡保护的影响

能量平衡保护通过比较2种计算方法获得的线路输入能量的差异来区分区内外故障,一种方法是实测能量,另一种方法是基于无内部故障的线路分布参数模型计算其能量消耗。文章分析了输电线路零序参数和正序参数的频率特性,说明了正序参数中仅电阻随频率升高而增大,电感和电容基本不变。从而在理论上证明了采用对应正序参数模分量的能量平衡保护的性能基本不受输电线路分布参数频率特性的影响,此结论得到了ATP仿真结果的验证。

能量方向保护原理的分析

对基于故障分量能量函数的超高速方向保护原理进行了研究，探讨了超高速保护的研究思路与方法。认为超高速保护的原理全部用集中参数等值电路来分析不适宜，因为实际的电网用集中参数等值电路不能较好地分析它在故障初期的动态行为。在高压线路超高速保护的研究中，采用时域分析与频域分析相结合的分析方法较好，系统模型则应适当考虑电力系统非线性的影响。

改进能量方向保护及其在特高压输电线路上的应用

针对能量方向保护在故障后2～10ms时间段内不能正确判断故障方向这一问题,提出一种改进的能量方向保护方法,该方法在故障后的整个时段内均可准确判断故障方向。当故障分量模量电压幅值不为零时,利用该模量的故障分量能量函数均可准确判断故障方向。理论研究表明,当背侧系统含特高压输电线路或特高压输电线路带并联补偿电抗器时,改进算法均可有效改善能量方向保护的性能,提高了保护的动作速度与准确性。仿真实验验证了所得结论。

基于虚拟电容式电压互感器的能量平衡保护

电容式电压互感器(CVT)传变特性使继电保护装置获得二次电压和电流瞬时值不再满足被保护输电线路分布参数模型,影响了能量平衡保护的可靠性。该文提出基于虚拟CVT的能量平衡保护新方案。该方案将保护获得的电流量经过虚拟数字CVT传变后,再进行能量平衡保护计算。为论证基于虚拟CVT能量平衡保护的可靠性,文中从理论上分析均匀输电线路分布的电压和电流量经过同样的CVT传变后,暂态电压与电流的相互关系仍满足输电线路分布参数模型,并进一步推论出线路分布电压和电流量经过相同的线性电路传变后其相互关系也不发生改变,这就为输电线路保护应用传变后信息量提供了理论参考。最后用ATP仿真验证基于虚拟CVT能量平衡保护新方案。

最大能量利用与保护原理及其生态经济含义

Lokta和Odum曾提出最大能量原理来描述生态系统的发展规律,其中存在很多分歧和问题,如研究范围不同,研究对象不统一和研究结论不一致等,所以没有得到广泛认同。论文基于该原理提出最大能量利用与保护原理,并且通过物理模型阿特伍德机进行重述。该原理包括三部分:最大能量保护原理、最大能量利用原理和功率效率原则。生物物理经济学快速发展,旨在运用生物和物理的属性对经济过程进行研究。建议将最大能量利用与保护原理作为生物物理经济学的基本原理之一,结合复杂科学的研究,文章认为其描述了开放热力学系统演变的规律,并且扩展到经济系统中后能描述部分经济行为和经济现象以及部分解释经济系统演变中复杂性产生的系统内力原因。

基于线路参数在线校正的能量平衡保护

由于整定的线路参数与实际线路参数存在一定误差,基于3个空间模量的能量平衡保护若按整定的参数计算能量,外部故障时采用2种方法计算的能量曲线会有很大的误差,降低了能量平衡保护的可靠性。文中提出线路电阻采用整定值,线路电感和电容采用3个模分量参数计算平均值的校正方法,从而得到较准确的实际线路参数。1000kV特高压线路动模实验表明,该方法较好地消除了由于参数误差引起的外部故障时2种方法计算的能量曲线差异,能量平衡保护在各种复杂故障情况下仍能正确保护线路,单相接地故障时具有选相功能。

自组网环境下具有能量和移动感知的自适应路由协议

自组网是由一组带有无线收发装置的移动节点组成的一个能够支持多跳的临时性的通信网络,动态拓扑变化是它的最大特征之一;此外,由于自组网的大多数节点是由有限寿命的电池来提供的,能量保护策略成为设计该类网络协议的一个重要依据。文章提出了一种基于动态源路由的具有能量和移动感知的自适应路由协议,仿真表明该协议有效地延长了网络的生存时间,并提高了网络吞吐量。

特高压交流半波长输电线路保护体系

特高压半波长线路输电距离长,电磁波及数据传输延时长,故障电气特征呈现非线性、非单调等特点,现有特高压保护原理及动作性能无法满足半波长线路需要。文章根据特高压半波长输电线路的时空特征,综合利用单端量保护和闭锁式、允许式、测距式等双端量保护,构建了半波长线路继电保护方案,克服了半波长线路电磁波及数据传输延时对保护速动性的影响,动作速度完全满足现行特高压线路对保护动作时间的要求,实现了半波长线路全线故障的快速切除。

半波长交流输电线路保护方案及装置研制

半波长线路输电距离远,故障特征与常规输电线路差异显著。针对半波长线路对保护带来的挑战,基于自由波能量保护、同步差动阻抗保护和假同步差动阻抗保护等半波长保护原理,设计了实用的半波长线路保护方案,确保近端故障单端量保护快速动作,远端故障双端量保护全线速动。针对半波长线路保护算法复杂、计算量大、采样率要求高、纵联通道延时长等难题,设计了基于中央处理器+双数字信号处理器(CPU+双DSP)的系统构架,提出了保护逻辑分处理器及分调度周期处理、假同步差动阻抗保护采样数据回退处理等关键技术,形成完整的半波长线路保护装置软硬件实现方案。经实时数字仿真(RTDS)试验和动模试验验证,所研制保护装置各项动作行为、性能指标均满足半波长输电线路安全运行要求。

基于CPK和能量的安全路由算法

无线传感网是由大量传感器节点组成的网络,具有无线通信、自组织、无中心的组网特性。针对无线传感器网络面临的众多安全问题,从组合公钥和节点能量入手,对LEACH进行改进,提出了一种基于CPK和能量的安全有效路由算法。通过仿真实验,改进的路由协议比LEACH具有更长的寿命,而且在安全性方面也进一步加强了。

船舶能量管理系统软件设计

以能量管理系统要实现的功能为基础,首先介绍了能量管理系统(Power Management System,缩写PMS)的软件设计结构,然后对PMS软件设计中的功率管理模块、现场总线通信模块、操作面板模块进行了功能描述和程序设计介绍。