Water Supply Networks as Cyber-physical Systems and Controllability Analysis

Cyber-physical systems (CPS) is a system of systems which consists of many subsystems that can stand alone in an individual manner and can be taken as a typical complex network. CPS can be applied in the critical infrastructures such as water supply networks, energy supply systems, and so on. In this paper, we analyze the structure of modern city water supply networks from the view of CPS theory. we use complex network theory to build an undirected and unweighted complex network model for the water supply networks to investigate the structural properties, and present the structure of the water supply networks and detect communities by a spectral analysis of the Laplacian matrix. Then, we analyze the structure and controllability of water supply networks by the structural controllability method. The results show the feasibility and effectiveness of the proposed complex network model. © 2014 Chinese Association of Automation.

CPⅠ、CPⅡ测量技术在高铁精密控制网中的应用

CPⅠ、CPⅡ精密控制网体系可不断完善高铁工程建设,为了探讨CPⅠ、CPⅡ精密控制网测量技术在高铁精密控制网中的应用情况,文章以新建张家界至吉首至怀化铁路站前工程ZJHZQ-6标段为背景,详细论述了CPⅠ和CPⅡ控制网复测采用的方法和精度指标,同时对复测控制点现状进行了分析,采用提出的方法进行复测和数据处理后,其结果表明本次复测全部满足二等水准,以供其他高铁工程参考借鉴。

Parameter Method Data Processing for CPⅢ Precise Trigonometric Leveling Network

In view of the limitation of the difference method,the adjustment model of CPⅢprecise trigonometric leveling control network based on the parameter method was proposed in the present paper.The experiment results show that this model has a simple algorithm and high data utilization,avoids the negative influences caused by the correlation among the data acquired from the difference method and its accuracy is improved compared with the difference method.In addition,the strict weight of CPⅢprecise trigonometric leveling control network was also discussed in this paper.The results demonstrate that the ranging error of trigonometric leveling can be neglected when the vertical angle is less than 3 degrees.The accuracy of CPⅢprecise trigonometric leveling control network has not changed significantly before and after strict weight.

CPS标准下AGC机组动态优化调度的改进模型

为克服常规自动发电控制(AGC)滞后控制的问题,提升互联电网对控制性能标准(CPS)的适应性,现有研究提出了AGC动态优化调度模型,但存在未考虑网络安全约束和有功损耗影响等问题。通过在原模型中增加考虑有功损耗的影响,引入支路及断面潮流安全约束,修正AGC辅助服务费用目标,并增加发电单位合同电量完成率的新目标,提出了AGC机组优化调度的改进模型。用修正的IEEE14节点系统验证所提改进模型的有效性,并讨论模型中CPS1指标作为优化目标和(或)约束条件的物理意义及其影响。

CPⅢ高程网复测稳定性分析方法研究

针对当前规范中关于CPⅢ高程网复测稳定性分析方法存在原、复测高差较差≤2 mm的规定不合理、可能出现稳定点错判,以及规定原、复测高程较差限差≤3 mm的依据不足等问题,推导了原、复测高差较差和原、复测高程较差的合理限差,提出了对CPⅢ高程网复测的稳定性分析新方法.该方法根据CPⅢ高程网原测和复测的平差结果计算出CPⅢ高程网中所有测段的原测与复测高差较差,根据其限差指标探测出CPⅢ高程网中所有不稳定的测段;对于每一段不稳定测段中的两个CPⅢ点分别计算它们的高程较差限差,探测不稳定测段中的不稳定点,以此进行CPⅢ高程网的稳定性分析.理论分析和实测数据结果表明,CPⅢ高程网中各个相邻点间测段的原、复测高差较差限差为1.4 mm时,能够正确地探测出网中不稳定的CPⅢ点.

黑龙江电网CPS标准下AGC的分析

阐述了东北电网省间联络线功率交换控制性能评价标准(Control Performance Standard,CPS),分析黑龙江电网CPS标准下自动发电控制(AGC:automatic generation control)控制面临的问题,提出了提高AGC调节效果的措施。

CPS评价体系下循环流化床机组协调控制方法研究

针对循环流化床机组的大延迟、大惯性特性,提出了在电网CPS评价体系下循环流化床机组的协调控制方法。首先是从电网性能评价指标CPS出发,分析CPS指标中区域控制误差ACE的形成特点;然后根据循环流化床机组的运行特性,揭示循环流化床机组实现源网双赢炉机网协调控制的可行性;接下来设计基于锅炉能量状态的开关控制器和基于CPS标准的最优控制器,实现炉机网的协调控制;最后通过仿真实验,验证了文中提出的控制方法不仅更好地满足了电网对于机组的考核要求,而且兼顾了锅炉整体能量状态改善了主汽压的控制,达到了循环流化床机组和电网双赢的控制效果。

高速铁路无砟轨道CPⅢ控制网测量技术探讨

从CPⅢ控制网建网条件、CPⅢ控制网测量仪器要求、控制点埋设要求、控制网的网型要求、测量方法等方面,介绍了高速铁路无砟轨道CPⅢ控制网测量技术的特点、技术要求、测量方法及工艺流程。

客运专线隧道内CPⅡ控制测量方法探讨

探讨了隧道内CPⅡ平面控制网的作业方法,结合郑西客运专线秦东隧道内CPⅡ平面控制网成功案例,对隧道内平面控制网和高程控制网的设计及观测作了论述,验证了此作业方法的可行性。

基于Ⅰ型同步结构分解的微电网Petri模型

针对微电网系统监控过程中存在的同步性差、离散和连续事件并存的问题,为提高微电网模型的构建精度,提出一种基于Ⅰ型同步结构分解的微电网子系统Petri监控模型。首先,对微电网系统的Petri网子系统模型进行研究,并分别构建了基于Petri网的主电网模型、微源模型、储能系统模型、备用电源模型和负载系统模型;其次,为提高Petri网模型性能,利用网结构分解方法,构建基于Ⅰ型同步结构分解的Petri模型结构,将Petri网复杂控制简化为多组简化的局部子网控制问题;最后,通过构建的微电网Stateflow监控仿真系统,对所提模型的有效性进行了验证。

铁路CPⅢ平面控制与高程控制外业测量数据处理方法的探究

在告诉铁路建设时期,为保证列车在高速铁路上平稳运行,须使轨道具有高平顺性,这需要利用测量技术和方法进行控制。CPⅢ控制网(又称为轨道控制网)对高铁轨道的铺设和运营维护起着重要作用,主要功能是为其提供平面及高程基准。CPⅢ控制网的测量方法和测量数据的精度会直接影响高速无砟轨道铺设的效果。

运营期高铁精测网“逆向”复测及其数据处理新技术研究

针对当前运营期高铁精测网复测及其数据处理分析过程中存在的问题,提出一种“逆向”复测方法。所谓“逆向”复测方法,就是先进行CPⅢ平面和高程网的复测,且在CPⅢ平面网复测时同步联测线上CPⅡ点,在CPⅢ高程网复测时同步联测线上水准点,该方法可以省略线上CPⅡ网和水准网的复测环节;然后以复测过的线上CPⅡ点和水准点的复测结果,对CPⅠ和CPⅡ的GNSS联合网以及线上和线下的高程联合网进行复测与约束平差,以达到对线下CPⅠ网和线路水准基点网进行复测的目的。该方法已经在国铁集团广州局的多条运营期高速铁路精测网复测中成功应用,具有精度高、CPⅢ网复测成果与原测成果吻合度好和复测效率高等技术优势。

信息物理融合系统研究综述

信息物理融合系统(Cyber-physical systems,CPS)是多维异构的计算单元和物理对象在网络环境中高度集成交互的新型智能复杂系统,具有实时、鲁棒、自治、高效和高性能等特点.本文首先介绍了CPS的概念和特征,综述了CPS的当前发展状况与应用前景;其次,对CPS的系统构成进行了简要分析,讨论了CPS与相关技术的区别与联系;最后,对CPS技术发展所面临的主要挑战及可能的研究方向进行了总结与展望.

主动配电网中柔性负荷的混合系统建模与控制

主动配电网具备信息物理系统的基本形态,为了更有效地实现其源网荷协调控制,该文在对分布式电网进行馈线功率控制的基础上,研究柔性负荷的控制框架与策略,考虑了馈线控制和电力客户两方面的效益,基于混合系统模型提出柔性负荷信息物理融合的控制模型与方法,最后通过仿真算例验证所提模型与方法的有效性。

东北电网区域联络线控制策略

为了探索一种适合东北电网运行管理体制改革要求的区域联络线控制策略，深入分析和比较了国外电网常用的两种区域联络线控制策略。结合东北电网的具体情况，给出了在修正的目标函数下的区域联络线控制策略，该控制策略有利于电网可靠运行、提高电能质量、降低发电成本。

一种ASON中控制平面管理接口的实现方案

文章提出了一种自动交换光网络(ASON)控制平面管理接口的实现方案.我们首先对接口功能需求进行了分析,然后提出了控制平面的管理信息模型,并对接口信息进行了分类,最后介绍了接口中的信息交互流程.从而为实现对控制平面的管理提供了理论指导.

复杂网络软件的着色Petri网层次建模及模型集成确认方法

为准确描述复杂网络软件多交互、高并发等行为特征,以提高复杂网络软件设计质量和效率,提出了一种基于着色Petri网(CP-net)的复杂网络软件层次化建模及模型集成确认方法。给出了复杂数据抽象、并发行为控制、同类实体建模等层次建模关键技术,以及功能单元覆盖划分、模型等价抽象等模型集成确认关键技术的解决方案,并以典型网络软件系统为例分析了上述方法的可用性和有效性。从目前鲜有对特定形式模型论述模型正确性确认方法的现状看,这种融合多种CP-net模型分析技术的模型集成确认方法能够有效确保层次模型正确描述网络软件多交互、高并发的复杂功能行为,为软件验证、一致性测试等重要软件分析过程的高效实施提供描述准确且规模可控的基础形式模型。

级联型并联有源电力滤波器应用研究

提出了基于级联H桥型五电平变流器的并联型有源电力滤波器,详细介绍了所采用的基于自适应噪声抵消法的谐波电流检测,以及基于滑模控制的交流侧电流控制和直流侧总电压闭环电压控制的原理。仿真和实验结果表明了该SAPF能够准确有效地补偿谐波和无功电流,性能良好。

高速公路施工控制网布设方法新探

目前高速公路以测图控制网为施工控制网，对复测和施工放样带来诸多不利。本文提出了便于复测和恢复定线的施工控制网的布设方法。

配电信息物理系统分析与控制研究综述

随着先进信息通信技术在配电网中的广泛应用,配电网信息侧和物理侧融合程度愈发增强,已具备信息物理系统的典型特征。从分析与自愈控制的角度,对配电信息物理系统(cyber physical distribution system,CPDS)研究现状进行分析和展望。在分析方面,从CPDS可靠性评估和风险评估两个方面进行总结分析。在自愈控制方面,对传统物理侧自愈控制以及信息物理协同的CPDS自愈控制进行综述,指出现有研究的进展和不足。最后,从两网融合背景下的CPDS架构、考虑分布式电源的CPDS安全分析、CPDS混合通信网自愈机制以及CPDS自愈控制体系等4个角度,对CPDS未来研究方向进行展望。