考虑超碳需求响应的综合能源系统低碳优化调度

西北地区新能源发展迅速,充分利用当地独有的光热资源优势,同时结合火电低碳化改造与新能源协同运行,有利于推动当地能源系统绿色低碳转型。为尽最大限度地提升系统的减碳能力,提出一种基于源荷协同降碳的超碳需求响应模型,将动态碳排放因子作为分时电价的惩罚因子,从而将源侧碳信号传递至荷侧,驱使用户侧进行低碳性状态转移。首先,在日前调度阶段,构建预调度-再调度两阶段调度运行机制,再调度根据预调度的系统状态信息进行超碳需求响应,来深度降低系统碳排量。其次,将光热电站引入综合能源系统,与风电场、碳捕集电厂协同运行,从而构建高比例新能源场景,来验证超碳需求响应在此场景下的减碳效益。最后,建立了基于超碳需求响应的预调度-再调度两阶段低碳调度模型。经算例仿真分析表明,所提源荷协同降碳的新思路能有效提高系统的减碳能力,深入挖掘系统的降碳空间,提升系统的经济效益。

基于二次分解双向门控单元新型电力系统超短期负荷预测

在新型电力系统中,电力负荷随机性和波动性较强,现有预测方法难以对其实现高精度预测。为此,提出一种基于二次分解和双向门控循环单元的超短期负荷预测模型。首先,针对电力负荷的强随机性和强波动性,利用自适应噪声完备经验模态分解对电力负荷历史序列进行初步分解,使负荷序列更加平稳。随后,对初步分解得到的强非平稳分量运用连续变分模态分解进行二次分解,降低其预测难度。最后,为充分学习电力负荷的时序特征,在预测过程构建基于双向门控循环单元的超短期电力负荷预测模型。实验结果表明,该模型相较于现有优秀预测模型有更高的预测精度。

基于车路协同技术的超高速公路虚拟轨道系统研究

为保障超高速公路行车安全,论证虚拟轨道系统在超高速公路上应用的可行性,以车路协同技术为基础,搭建了超高速公路虚拟轨道系统模型。通过建立实时车辆动态坐标系,结合车辆偏离安全区域,计算出车辆横向偏转角度阈值;利用定位系统和路侧单元检测系统,研究了微波测距模块采样频率和安装间距随车速变化的情况。结果表明:在虚拟轨道单侧安全区域为10 cm时,小型两厢车、小型三厢车、中型车、中大型车、大型车车辆横向偏转的最大安全角度范围分别是1.43°~1.59°、1.30°~1.40°、1.22°~1.33°、1.17°~1.25°、1.10°~1.20°;当车辆行驶速度为180 km/h时,路侧单元传感器的采样频率高于27.72 Hz,传感器的安装距离小于6.87 m时可满足要求。

一种基于保守超混沌系统的脆弱水印算法

提出了一种新颖的基于混沌系统的数字图像脆弱水印算法。所提出的方案引入了一个高维保守超混沌系统与数字图像关联生成混沌序列,通过转置卷积重构后得到水印信息,将其嵌入到图像像素的最低有效位(Least Significant Bit,LSB)。相比耗散混沌,保守超混沌系统因其不具有混沌吸引子的性质和超混沌特性,可以在符合人眼视觉的掩蔽性的同时,增强安全性能。实验结果表明,该方法安全可靠,能够在各种攻击下获得较高的篡改检测和定位精度。

基于保守超混沌系统的虹膜特征提取算法

虹膜特征与其他生物特征相比具有独特优势,因其可以为加密算法生成足够长的密钥。虹膜特征提取是虹膜识别过程中的关键问题。针对密钥安全性和计算效率两大问题,提出了一种新颖的基于保守超混沌系统的虹膜特征提取方法,并结合局部二进制模式(Local Binary Pattern,LBP)和高斯函数差分(Difference of Gaussian,DOG)技术。首先,选择五维保守超混沌系统,验证其保守性和超混沌性质;其次,根据375位虹膜特征码和上述系统,产生特征矩阵,并对该矩阵进行图像增强处理;最后,通过提取DOG极值点和LBP特征,并根据提出的特征融合规则生成128位密钥。实验表明,生成的密钥可以通过美国国家标准与技术研究院(National Institute of Standards and Technology,NIST)随机性测试,且对虹膜特征码极其敏感。

350 MW超临界循环流化床锅炉天然气点火系统调试实践

针对350 MW超临界循环流化床(CFB)锅炉天然气点火系统的调试过程中存在的床下气枪在一次流化风量偏大或者热态的情况下,点火容易失败,着火后容易脱火,床上点火气枪点火困难, 床上主气枪无法着火及床上点火气枪退出后主气枪灭火等问题,通过设备改进、点火参数调整以及点火程序的优化等一系列手段,解决了现场问题,使天然气点火系统满足了锅炉启动要求。

超模互补性对商业生态系统稳定的作用机制——基于合作博弈的模型构建与案例分析

如何在多元背景下构建和谐、稳定的商业生态系统战略联盟非常重要。基于合作博弈理论构建商业生态系统合作博弈模型,从理论上阐述超模互补性对生态系统稳定的作用机制,并以阿里巴巴商业生态系统为例进一步验证理论模型的关键结论。研究发现:商业生态系统参与者的直接收益和协同收益均具有超模属性;超模互补性在提升生态系统稳定性方面起着关键作用;更大的联盟中增加一个成员会为生态系统带来更多的收益增长;随着生态系统规模的增大,生态参与者从非股权协议转向接受投资入股形式时所获得的收益会增加。

基于SDAE的超临界机组协调系统特性建模

为采用预测控制方法改善超临界机组的协调控制品质,采用堆叠降噪自编码器(SDAE)建立了单元机组协调系统特性的数学模型。首先,对600MW火电机组的变工况运行数据进行归一化处理,并运用预处理后的数据完成模型的离线训练。将模型并入仿真机进行单一输入变量阶跃扰动和大幅变负荷实验来验证其动态性能。实验结果表明,上述模型能够很好地描述燃料量、汽轮机调门开度、给水量与主蒸汽压力、负荷间的复杂非线性关系,泛化能力强、精度高,可以满足超临界机组智能控制器的设计要求。

分数阶Chen超混沌系统动态分析及其电路实现

分数阶超混沌系统比低维混沌系统具有更加复杂的动力学特性,在工程中的应用前景更加广阔。运用非线性系统李雅普诺夫指数计算原理,分析了0.96阶次超混沌系统复杂的动力学特性。同时,基于分数阶微分时频域转换算法,在Multisim仿真平台中设计了分数阶Chen超混沌系统的电路模型并通过示波器观看到了超混沌吸引子,电路实验结果与数值仿真结果完全吻合。

从还原论到超复杂系统论:未来学校研究的方法论转向

当前未来学校研究受还原论视角影响,呈现出本体还原论、伦理还原论和时间还原论的研究取向。这一视角的优势在于“目的-手段”的高效性,但也使未来学校研究存在将要素重构等同于学校建设、忽视学校价值性以及把学校视为封闭系统等弊端。对此,作为对复杂系统论的完善与补充,超复杂系统论突破了还原论的局限。基于超复杂系统论,未来学校研究需要关注现实层次、时空体、相互作用以及预期四个特征,聚焦超复杂性,立足整体性、伦理性与预期性,建构系统的、合目的性的和开放的未来学校图景。

基于一个四维超混沌系统的图像加密算法

针对低维混沌系统复杂性低、应用在图像加密中效果差等问题,通过相图、分岔图、Lyapunov指数谱以及谱熵复杂度等方面探究了一个四维超混沌系统的动力学特性及其加密应用。仿真结果表明上述系统的混沌状态分布在较大的参数范围内并且具有较大的复杂度值,说明上述系统能够很好的应用于图像加密。为此设计了一种基于四维超混沌的图像加密方案。算法主要利用改进的Arnold变换将明文图像的像素点位置进行扰乱,并通过加取模运算对置乱后的图像进行扩散,得到加密图像。最后通过密钥空间、相邻像素间相关性、信息熵、直方图以及差分攻击等方面分析了算法的安全性能。实验结果表明,上述加密算法不仅能够有效地对图像进行加密而且具有较高的安全性能。

可重复使用飞行器地面系统超融合设计及应用

针对可重复使用飞行器地面系统应用要求和现行方案存在的问题,改变各分系统独立设计思路,将地面系统作为一个整体,将其广义的各类计算机抽取出来,进行超融合设计,通过软件定义硬件和服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化、显控桌面化,可实现根据各分系统任务需要,进行计算机资源的灵活分配和动态调度,以虚拟机、云桌面的形式供各分系统使用,简化了地面系统的配置和部署,实现了地面系统的通用化、简易化、便捷化、可配置化、高可用性;与各分系统独立设计方案应用对比和性能测试表明,地面系统超融合设计减少了IT设施32%,缩短了部署时间52%,降低了运维复杂度60%,可用性达到了99.9%以上,服务延迟率低于44%,并可实现灵活配置,能适应不同型号的可重复使用飞行器应用。

面向天河新一代超算系统通用处理器的性能分析工具集

天河新一代超算系统是继天河2号后天河系列的新一代超算系统.该系统拟采用通用处理器配合加速器的混合异构架构,其中通用处理器采用ARM架构.目前,面向ARM架构处理器的性能分析工具仍不够完善,而面向新一代超算的性能分析工具更是较为匮乏,实用性和效率还难以满足编程人员的需求.本文针对天河新一代超算系统的通用处理器,设计开发了一套性能分析工具集,包含缓存冲突检测、伪共享检测和内存缺陷检测三个子工具.工具集可以在天河新一代超算系统的普通用户权限下分析系统单节点内以及数据并行性较高的多节点程序的性能问题,并可以解决程序的内存问题.本文使用min-write、缓存行对齐填充、线程访问隔离等多种性能优化策略来提高工具性能,采用以上策略的工具的运行时间可至多减少至原先的1/20,同时使用新颖的红区检测法和红区隐藏与恢复机制来降低工具报告的假错误率.本文还开发了配套的可视化界面,使用户可以对程序的性能分析数据进行可视化的分析和处理,提高了工具的实用性和易用性.工具对程序执行带来的额外时间开销是40~100倍,额外内存开销是100~200倍,正确性和实用性得以保证,可以提高天河新一代超算系统的编程效率和程序性能.

可重构智能超表面在卫星导航系统中的应用展望

高中低轨复杂大型星座是下一代全球卫星导航系统(GNSS)的发展方向,尤其是低轨卫星的大量部署,对卫星段和地面段的波束扫描天线在成本、重量及功耗等方面提出了更高要求,传统的电扫相控阵天线和机械扫描天线均无法较好地满足需求。近些年,可重构智能超表面(RIS)因其可低成本、低功耗地控制波束传播方向而被极大关注,并在下一代移动通信中被视为能够提升网络容量和覆盖范围的主要关键技术之一,利用RIS来解决卫星导航系统中的天线问题具有较大的潜力,但同时也面临诸多挑战。基于下一代卫星导航系统的发展需求,本文简要介绍了RIS的基本原理及目前的发展现状,重点分析了RIS在卫星导航系统中的应用前景,并提出了需要解决的核心关键技术。

基于超表面的涡旋波通信仿真系统实验设计

为了让学生深入理解涡旋波传播原理,掌握涡旋波通信的特点,该文提出涡旋波通信传输实验方案。首先,介绍了涡旋波的基本原理,并利用CST电磁仿真软件完成了同极化轨道角动量超表面的设计;其次,搭建了涡旋波通信传输系统,介绍了基于超表面的涡旋波通信系统架构,并对涡旋波通信进行测试验证。实验结果表明,所设计的超表面涡旋波通信系统可以实现涡旋波的传输和接收,并实现低误码率接收。该文通过仿真和实验相结合的教学方式阐述涡旋波的产生、发射、传输和接收,不仅能够让学生认识和理解涡旋波,还可以进行涡旋波超表面的仿真设计,掌握涡旋波超表面的加工和超表面涡旋波通信的整个过程,在很大程度上激发了学生的学习热情。

基于超混沌系统及有限域的图像加密算法

混沌系统由于其自身的混沌特性,被广泛应用于安全通信领域;但近年来,低维的混沌系统存在退化现象、密钥空间小等问题,应用于图像加密其安全性能并不高.为了提高混沌系统的复杂性,从相图、平衡点、Lyapunov指数谱、分岔图以及谱熵复杂度等方面探究了一个四维超混沌系统的动力学特性.分析结果表明,该系统能够在较大的参数范围内展示出混沌现象,且在一定的参数范围内有2个正的Lyapunov指数,进一步证实该系统为超混沌系统,从而基于该系统和有限域理论设计了一个加密算法.在加密过程中先用2次置乱对图像进行预处理,再基于有限域进行扩散以达到加密的目的.安全性实验结果证明该加密方案安全性能较高,可以抵抗常见的攻击.

双线程滑动窗口多系统GNSS超快精密定轨实现及评估

全球导航卫星系统(GNSS)超快精密定轨为GNSS实时应用提供了高精度空间基准。基于天地协同定位、导航与授时(PNT)网络服务中心实现了四系统GNSS卫星超快精密定轨,并对定轨结果进行精度评价。介绍了天地协同PNT网络的概念内涵以及网络服务中心部署的超快精密定轨软件架构和详细功能,并针对实时应用需求提出了一种双线程滑动窗口超快精密定轨策略。最后利用重叠弧段比较、与外部轨道产品比较以及卫星激光测距(SLR)检核3种方式对定轨结果进行了精度评价。结果表明,与武汉大学分析中心的最终事后精密轨道产品相比,四系统GNSS MEO卫星预报6 h弧段的径向均方根(RMS)误差整体在2~5 cm水平,BDS2 IGSO卫星最小一维RMS误差在10~15 cm水平;GPS和Galileo卫星的SLR检核残差均值在1~3 cm水平,标准差在3~6 cm水平,能够满足后续厘米级实时应用对空间基准的精度需求。

数字生态系统多主体协同创新超网络模型及治理路径研究

在数字生态系统中,多主体协同创新是基于场景化的需求,以跨界创新项目为载体,将资源按需整合配置,以共同培育孵化数字创新产品的行为。本文结合超网络工具,将不同数字主体间技术水平、市场关系嵌入数字业务合作网络,构建数字生态系统多主体协同创新超网络模型,运用变分不等式对其求解,分析不同层级的网络流之间相互作用关系。在此基础上,以内容治理、关系治理和价值治理为核心,提出促进创新超网络实现均衡的框架和治理路径,以期为数字生态系统可持续发展提供参考借鉴。

局部超二次二阶哈密尔顿系统周期解的多重性

运用对称山路引理研究一类二阶哈密尔顿系统在局部超二次条件下周期解的多重性问题.得到了系统的能量泛函的无穷多个临界点.在此局部超二次条件下,二阶哈密尔顿系统有无穷多个周期解.

基于Lorenz超混沌系统和DNA计算的三维图像加密算法

为实现多种场景下大容量三维图像的实时、安全传输,本文提出了一种基于劳伦兹(Lorenz)超混沌系统和DNA计算的三维图像加密算法。首先,该算法利用明文图像的哈希值进行密钥扩展。其次,采用Lorenz超混沌系统生成的伪随机矩阵来确定DNA编码、重组、计算和解码的规则与次序。最后,基于“一像素一规则”思想,利用DNA计算的高度并行性有效提高了算法的加密和解密效率。仿真试验和性能分析表明,该算法具有良好的统计性能,满足安全性要求,并能有效抵御各种常规的密码攻击。