下一代网络及其核心技术Soft Switch

下一代网络(NGN)是目前通信领域发展的热点,业界主要指采用软交换技术而构建的新型网络。文中简要地阐述了NGN的基本概念及其在通信领域中的各方面研究。详细地分析了其核心技术———软交换在网络服务中所能提供的技术支持及其在发展中的优势与不足。这对于未来网络发展有一定的指导作用。

Closed Loop Control of Bi-Directional Soft Switched Quasi Z-Source DC-DC Converter

Quasi Z-source converter is a single stage soft switched power converter derived from Z-source converter topology, employing an impedance network coupling the source with the converter. The quasi Z-source source converter can buck or boost the voltage and current flow is bidirectional. The duty cycle of the switch can be adjusted to maintain constant voltage during load change. To obtain constant output voltage, proper controller design is a must. This paper presents closed loop control of quasi Z-source converter using PI controller where controller parameters are estimated using the small signal model of the entire system. The transfer function of the system with AC sweep is used to obtain appropriate proportional and integral gain constants to reduce transient dynamics and to reduce steady state error.

变化负载下全桥LLC谐振变换器参数优化设计

LLC谐振变换器在软开关特性方面有一定的局限性。针对可变负载条件下LLC谐振变换器软开关特性不稳定的问题,本文结合ZVS/ZCS边界推导了软开关约束条件,提出一套基于全桥LLC谐振变换器变化负载下参数优化设计方法,以提高系统的稳定性和效率。方案不仅考虑谐振电感、电容和变压器的参数优化,还充分考虑负载变化对软开关行为的影响。文中介绍了全桥LLC谐振变换器的工作原理,并对电压增益与谐振网络阻抗特性进行较为细致的分析。根据上述设计方案搭建了一台500 W的车载充电机试验样机,在实验室条件下对样机进行测试,结果表明试验样机整机在参数优化后效率有所提升,最高效率可达96.36%。

考虑需求侧响应的配电网柔性软开关优化控制方法

由于当前配电网技术使配电网系统的有功损耗增加,出现网损数值增加、渗透率较低等问题,提出考虑需求侧响应的配电网柔性软开关优化控制方法。首先,建立需求侧响应模型与柔性软开关优化控制模型;然后,利用粒子群算法对模型进行求解,完成配电网负荷转移的设计;最后,通过设定柔性软开关运行、配电网系统潮流及可再生能源发电出力等约束条件完成配电网柔性软开关控制优化。实验证明,应用本文方法可有效转移配电网系统的负荷,大幅度降低配电网系统的有功损耗电量及整体网损量,提升配电网系统的渗透率与消纳可再生能源发电的能力,实现对配电网系统的运行优化,为配电网系统的安全经济运行提供保障。

基于强化学习的IMS及软交换网络主动防御安全策略

面对调度交换网从传统的程控交换机组网技术向IP语音技术演进过程中出现的网络安全问题,文章首先分析了IP多媒体子系统(IP multimedia subsystem,IMS)核心网络和软交换网络2种IP语音电话网络的安全风险和现有的安全防护措施。通过分析现有安全防护措施的薄弱之处,在入侵响应系统架构下,文章提出一种基于强化学习的IMS及软交换网络主动防御安全策略。该策略指导网络中设备根据运行状态,主动采取对应动作以应对网络安全问题,决策过程由强化学习机制完成。经计算验证,基于强化学习的IMS及软交换网络主动防御安全策略在网络遭受不同类型的攻击时,可以达到灵活的主动防御目的。

考虑SOP的配电网电压有功无功协同优化

为解决高比例分布式电源接入配电网的节点电压波动等问题,提出了一种考虑智能软开关的配电网电压有功无功协同优化控制策略。首先,对影响节点电压波动的因素进行分析,说明可从有功和无功的角度对电压进行控制,对智能软开关的工作原理进行分析,它可以精确控制两侧所连馈线间传输的有功,且提供一定的无功功率;其次,建立了以有功网损最小和电压偏离最小为目标函数的配电网有功无功优化数学模型,并通过权重系数将其转化为单目标模型;再次,通过改进灰狼算法对本文所建模型进行求解;最后在IEEE33节点系统上进行仿真验证。结果表明:所提策略能有效减小系统节点电压波动和降低网损。

集成谐振电容网络的整合型Buck变换器

此处基于谐振式开关电容变换器(SCC)和电感型开关变换器的节点特性,提出了一种集成谐振电容网络的整合型Buck开关变换器。通过在电感型变换器中集成电容网络减小了电感尺寸、降低了开关电压应力、拓宽了降压比。通过引入谐振电感,实现了大部分开关管的软开关,有效降低了电荷共享损耗和开关损耗。为了减少磁性元件数量,谐振电感采用PCB寄生电感。最后搭建了一台48 V输入、12 V/15 A输出的实验样机,并与Buck变换器进行了对比,验证了所提方案的可行性与分析的正确性。

集成电容网络型高降压比DC/DC变换器

随着数据中心供电系统容量的持续增加,48 V的直流母线电压己成为一种发展趋势,这对二次电源的效率、降压比等提出了新的要求。针对传统高转换比开关变换器降压比与效率无法兼顾的问题,这里分析并设计一种整合开关电容网络型高降压比隔离式DC/DC变换器。通过将串联电容Buck变换器与倍流整流网络结合,变换器具有电压应力低、降压比高、电流应力小的优势。此外,通过对变换器漏感和死区时间的设计能够实现初级开关管的零电压导通,有效降低了变换器的开关损耗。这里对该变换器的工作原理、电压增益、电压应力以及软开关等特性进行了分析,并搭建了一台48 V输入、1.2 V/30 A输出的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性及所提方案的可行性。

基于储能型智能软开关联合网络重构的配电网供电恢复策略

为应对自然灾害、网路攻击等极端事件导致的停电事故,并降低电网的失负荷率与经济损失,提出了一种极端事件下储能型智能软开关(energy storage integrated soft open point,E-SOP)联合网络重构的主动配电网供电恢复策略。首先,介绍了E-SOP接入配网的拓扑结构示意图,并建立其在故障恢复下的数学模型。其次,考虑三级负荷的重要程度和网络损耗,以配网各节点损失程度和网络损失最小为目标函数,构建E-SOP和网络重构联合进行供电恢复的运行模型,实现极端事件下主动配电网的快速恢复。最后,以改进的IEEE33节点配电网为例分别研究了E-SOP安装容量、位置、数量等参数对电网恢复能力的影响,并对其供电恢复策略进行验证分析。研究结果表明:所提策略可减少配电网故障下的失负荷率,进一步提升供电恢复水平。

基于时域近似法的CLLC谐振变换器参数设计

针对现行主流的基波分析法在电压增益计算时准确度较差,以及传统的谐振参数设计方法在对电池这类非阻性电源负载时存在参数难以确定的问题,提出基于时域近似法的CLLC谐振参数计算,解决了电压增益精确度和参数选取困难的问题。首先建立变换器的P、N、O等3种模态的时域方程,通过对运行时主要工作模式中PO、PN波形的简化,求出对应模式的电压增益公式,以电压增益范围和全局软开关的实现作为参数选取的约束条件,求出具体的谐振网络参数;然后利用MATLAB搭建仿真实验模型,实现全局软开关和电压增益要求,在谐振频率下工作效率均在95%以上。仿真实验结果验证了所提设计方法的可行性。

基于导抗网络的电动汽车充电器

电动汽车应用日益广泛,车载充电器是其重要装置之一。充电过程需要同时检测电池的电压与电流,而采用电压、电流双闭环控制进行先恒流、再恒压的充电过程,成本相对较高且控制器较复杂。为此,提出一种基于导抗网络的充电器电路,分析了充电器的工作原理,给出了导抗网络的设计方法。该充电器不仅可以实现全部开关器件的软开关,而且器件电流应力低,充电过程不需检测充电电流就可以实现恒流、恒压两阶段充电,降低了充电器的成本与控制策略的复杂程度。实验结果表明,所提充电器具有良好的性能。

含机会约束的柔性互联配电网供电恢复方法

随着分布式电源的接入,其出力的不确定性势必会影响柔性互联配电网的供电恢复。为此建立了供电恢复机会约束模型,使用威布尔分布和贝塔分布模拟风光出力,采用抽样平均近似方法把模型变换成混合整数二次约束规划模型进行求解,并以三端口智能软开关互联三个IEEE 33节点网络为算例进行分析验证。结果表明:随着置信水平降低,恢复负荷比例增加,网络损耗与电压偏差增大。为了平衡电网运行安全性与经济性,应对置信水平保持合理设置。

一种新型城轨车辆移相全桥变换电路研究

为了提高传统移相全桥电路在大功率和宽范围输出电压下很难满足半载以下软开关需求,以及电路损耗高的问题,设计了一种新型移相全桥变换电路,即在最难实现软开关的滞后桥臂并联辅助电流源网络,改变移相全桥电路的工作模态,使滞后桥臂在宽范围负载下仍可实现软开关,同时降低电路损耗。对所设计的电路进行仿真和损耗分析,新型移相全桥电路可满足在输出电压77~137.5 V下19%~100%额定负载的软开关需求,相较于传统电路软开关范围提升约15%,同时在软开关范围内,新型移相全桥电路开关器件效率大于96.3%,证明了设计方案的合理性。

移动式V2N装置双向AC-DC电源拓扑及其调制技术研究

针对新能源并网的主动支撑应用需求问题,选取三相全桥AC-DC变换器加双有源桥(dual active bridge,DAB)变换器的两级式结构作为研究对象。在器件寄生电容的影响下,DAB变换器会面临软开关难以实现的问题;且在宽电压范围应用场合下,传统的拓展移相(extend phase shift,EPS)控制在远离单位电压增益点时会带来较大无功环流问题。因此,提出一种拓扑结构及其调制方法,通过添加激磁电感来注入额外的激磁电流,从而保证DAB变换器的全负载范围软开关实现,同时通过对传统EPS控制进行改进,保证宽电压范围下的高效率传能。最后搭建一个20 kW全SiC器件的实验样机,对装置进行稳态测试及软开关性能测试,验证了所提方法的有效性。

下一代网络端到端QoS体系的研究

随着下一代网络的发展,如何保障下一代网络端到端QoS是一个重要的研究课题.分析了下一代网络的特点,提出了下一代网络端到端QoS的分层体系结构,指出了保障下一代网络QoS时要研究的一些重要问题.

软交换网络集中监测系统SIP监测方案

结合对SIP(Session Initiation Protocol)协议的深入分析,采用正则表达式匹配方式进行消息解码,着重分析SIP呼叫合成的算法,使用Hash技术有效解决了CDR合成效率低下等关键难题。该方案在已商用的软交换集中监测系统中进行了测试和验证,效果良好。

一种基于软交换的短波接入网关设计

为满足短波用户接入Internet网络中的要求,结合软交换的思想,设计了一种短波接入网关。主要通过tun/tap完成有线网数据的获取,通过协议代理完成不同链路之间的协议转换,通过对短波链路物理层设备的控制完成短波链路数据的交互。通过搭建室内平台,验证了短波网络与Internet网络的联通性,以及与其他短波网关相比在功能上的优势。

基于Asterisk的软交换运营平台设计

随着下一代网络(NGN)成为PSTN和VoIP发展的目标,作为NGN的核心――软交换成为了热点。很多运营商都缺乏一个好的软交换运营管理平台来管理软交换业务,而平台在可扩展性和兼容性等方面的性能更是成为所关心的焦点。该文针对当前一些典型软交换业务的特点,基于开源Asterisk系统结构,提出了实现诸多新业务的运营平台设计框架,并在业务扩展以及业务管理等方面做了改进。

软交换信令监测系统的研究

本文首先介绍了软交换网络信令系统及软交换网络信令监测系统的作用,然后详细介绍了软交换网络信令监测系统的体系架构,对软交换网络信令监测系统数据采集方式进行分析,最后对软交换网络信令监测系统与电路交换网络监测系统进行比较,分析软交换信令监测系统的不同之处,并对软交换信令监测系统实际部署的一些问题进行了探讨。

全负载范围零压零流软开关焊接逆变电源

在对典型全桥软开关功率变换电路进行研究与分类的基础上,提出并设计分析了采用辅助谐振网络的全负载范围零压零流软开关全桥功率变换电路拓扑.通过采用死区时间自适应调节的移相控制方法,使移相控制的死区时间与受电路能量影响的谐振过程协调配合,实现了超前臂功率器件全负载范围的零压开通和效果良好的近似零压软关断.同时,针对全桥移相功率变换电路滞后臂软开通和软关断在全负载范围难以兼顾的问题,提出了零电压与零电流技术相结合的软开关实现方法,通过多种辅助措施的协调配合,实现了滞后臂功率器件全负载范围的零压开通和零压与零流相结合的软关断.