能量均衡的无线传感器网络非均匀分簇路由协议

提出了一种能量高效均衡、非均匀分簇和簇间多跳路由有机结合的无线传感器网络分布式分簇路由协议DEBUC(distributed energy-balanced unequal clustering routing protocol).该协议采用基于时间的簇头竞争算法,广播时间取决于候选簇头的剩余能量和其邻居节点的剩余能量.同时,通过控制不同位置候选簇头的竞争范围,使得距离基站较近的簇的几何尺寸较小.这样,网络中不同位置节点之间的簇内和簇间通信能耗得以互相补偿.DEBUC采用簇间多跳路由,根据节点剩余能量、簇内通信代价和簇间通信代价,每个簇头在邻居簇头集合中运用贪婪算法选择其中继节点.仿真实验结果表明,DEBUC能够有效地节约单个节点能量、均衡网络能耗、延长网络生存周期.

基于分时电价的智能家电控制方案

为利用需求响应(demand response,DR)技术削减配电小区峰谷负荷差,改善负荷曲线,提出一种基于分时电价的智能家电管理控制方案。首先,针对各家电设备运行规律不同的特点,抽象出3种家电负荷类型,并建立对应类型的控制模型及DR策略;其次,按照分时时段对分时电价信息进行模糊化处理,得到电价优先级,针对DR事件(需求响应最大限制负荷、需求响应时间、可中断负荷时长等),引入DR控制规则和预调度机制;最后,对控制调度队列中家电的调度顺序进行切换和实施控制,以实现峰谷负荷的均衡。通过仿真算例对比分析了预调度与正常DR调度对电网负荷的均衡效果和经济效益,结果表明,控制方案能减少用户的整体费用支出和缓解电网负荷,因而是可行且合理的。

基于IPv6的低压电力线载波树型路由控制机制

将电力线载波通信网络应用于智能电网中,有效延长通信距离是亟待突破的技术难题。为此,提出一种基于IPv6的低压电力线载波树型路由机制,子网节点通过支持IPv6地址自动分配的分布式地址分配策略来构建载波网络层次转发树模型。中继节点以MAC头中的目的地址进行下一跳路由转发,并结合IPv6适配层中的Mesh头实现多跳路由寻址。在层次转发树中,中继节点只需存储与其子节点数相当的信息项即可实现子网内路由信息的快速生成。搭建了电力载波通信配电网树型拓扑结构测试平台,测试结果表明,该树型路由控制机制能够以较小的时延进行IPv6数据包的多跳转发,并有效延长了电力线载波通信距离。

基于密度聚类技术的电力系统用电量异常分析算法

如何科学、准确地识别异常用电量对于改善电力系统用电管理至关重要。文中提出一种基于密度聚类技术的电力系统用电量异常分析算法。该算法通过基于密度的聚类技术和局部离群点要素给出异常用电波动区间的离群度,利用关联分析法构造关联规则,同时给出其关联规则支持度,并结合当前用电量综合分析获取异常用电得分。最后以异常用电百分比实现用电量信息异常情况的快速、可靠分析。仿真和实验测试结果表明该异常分析算法能够高效识别用电信息异常数据,从而提高用电量异常分析的准确率。

基于IPv6的电力线载波通信分片独立的重传机制

将IPv6技术应用于智能电网的电力线载波通信网络中,有效降低丢包率是亟待突破的技术难题。为此,提出一种电力线载波通信网络中IPv6报文分片独立的重传机制,综合载波信号强度和路由跳级数进行分片重传路径抉择,通过分片重传请求获取丢失分片的信息,并利用分片重传响应实现对丢失分片的重传。在重传分片过程中,选择的传输路径相互独立。搭建了电力载波通信配电网Mesh拓扑结构测试平台,测试结果表明该分片独立的重传机制能够有效减少通信中IPv6数据包的丢包数量,从而提高了电力载波IPv6的通信可靠性。

面向脑胶质瘤影像分析的混合现实技术

当前混合现实(MR)技术在数字医疗领域正日益受到广泛关注.以脑胶质瘤医学影像分析混合现实技术为对象,提出基于深度学习模型3D UNet的MR脑胶质瘤定位与区域分割算法,采用基于面绘制方法对脑胶质瘤影像进行多结构组织的三维绘制与优化,提出了基于交互式无标识和基于标识图的移动混合现实三维注册跟踪与视觉空间共享算法,实现MR多设备的第三视角空间实时共享,设计并实现了面向脑胶质瘤医学影像分析的混合现实原型系统.实验结果表明所提方法能有效实现MR脑胶质瘤检测、分割与三维重建,通过MR移动设备的实时共享,实现脑胶质瘤医学影像混合现实分析,有效支撑脑胶质瘤辅助诊断与治疗,也为手术术前规划、医学教育培训等提供了新的方法.

硫腐蚀对绕组绝缘电寿命的影响及导致绝缘失效的故障机制研究

硫腐蚀沉积已被证实会导致油浸式电力设备绝缘性能下降,进而引发绝缘故障。为探究硫腐蚀对设备绝缘击穿特性的影响,并进一步分析其导致绝缘失效的故障机制,在实验室制备了3种不同硫腐蚀程度的绝缘绕组样品,利用多样品绝缘材料的电老化试验平台,对3种不同硫腐蚀程度的绝缘绕组,分别开展了其短期击穿试验与4个不同电压下的加速电老化试验,并以绝缘击穿失效作为电寿命终点,以反幂函数作为电寿命模型,分别计算对比了其寿命指数。结果表明:硫腐蚀污染对多层绝缘纸包覆的绝缘绕组短期击穿强度影响不大,但会降低绕组的长期电寿命;相比于无腐蚀绕组样品,严重硫腐蚀绕组样品的电寿命指数下降了约19.38%,硫腐蚀产物在绕组上的沉积会明显导致绕组的长期电寿命下降。进一步结合不同硫腐蚀程度绕组样品的绝缘纸层的理化/电气特性参数变化测试结果,探讨了硫腐蚀沉积导致绕组绝缘失效的故障机制。

含风光电力系统动态环境经济调度的混合优化

为应对风电、光伏的不确定性给电力系统调度带来的影响,考虑系统旋转备用、网损等因素,建立了风光并网电力系统的多目标动态环境经济调度模型。通过引入归一化系数,将发电成本和污染排放2个目标函数融合为一个目标函数,使多目标动态环境经济调度问题转化成单目标优化问题。同时,为解决差分进化算法(DE)易陷入局部寻优、搜索精度不高的问题,提出一种基于DE和JAYA算法的混合优化算法对所建调度模型进行求解。以10机系统为算例进行仿真试验,验证了所提优化算法的有效性。

苯并三氮唑钝化剂对绝缘油中溶解气体特性的影响研究

目前的相关研究与现场实例均表明,向绝缘油中添加苯并三氮唑类钝化剂会导致油中溶解气体生成异常,为探究该类钝化剂对绝缘油中溶解气体特性的影响,选用现场油浸式电力变压器中广泛使用的金属钝化剂--苯并三氮唑(benzotriazole,BTA),开展含不同BTA浓度的油纸绝缘样品在130℃下的加速热老化试验,测试不同老化程度的油中溶解气体的组分及含量,获得相应的油中溶解气体分析(dissolved gas analysis,DGA)结果。实验结果表明,在油纸绝缘热老化过程中,油中BTA的加入会导致油中溶解气体生成异常,其中H2、CO2、CO含量明显上升,总烃含量反而下降,给以DGA技术作为主要判据的设备运行状态评估造成干扰。进一步结合BTA分子结构特征以及油纸绝缘的相关特性参量变化规律,探讨了BTA在油纸绝缘热老化作用下的产气机制。

金属钝化剂BTA对变压器硫腐蚀的抑制效果及绝缘油性能的影响研究

油中的腐蚀性硫化物会侵蚀变压器绝缘绕组,导致油纸绝缘性能下降,给变压器的运行带来安全隐患,工程上常通过加入金属钝化剂来抑制腐蚀性硫化物与铜离子的结合,进而延缓硫腐蚀过程的发生。研究了油中常用金属钝化剂苯并三氮唑(BTA)对铜硫化物形成的抑制效果,并研究了钝化剂在长期运行过程中对变压器绝缘油性能的影响。结果表明,在含有腐蚀性硫的绝缘油中加入BTA可以有效缓解变压器硫腐蚀,但高浓度的BTA会促使油中铜离子含量增加,而油中铜离子能通过传递分解过氧化氢产生过氧化自由基,加速油品劣化,导致油纸绝缘老化加速。

变压器绝缘油中金属钝化剂的降解产气机制研究

相关研究表明,向油浸式电力变压器中添加金属钝化剂会导致油中溶解气体生成异常,为更好地了解油纸绝缘中苯并三氮唑类钝化剂的降解产气过程,指导绝缘油变压器故障诊断,选用在油浸式电力变压器中广泛使用的金属钝化剂——苯并三氮唑(Benzotriazole,BTA),在分子模拟环境下构建BTA分子模拟体系,基于ReaxFF反应力场对2000~3000K下BTA分子模拟体系的热解过程进行分子动力学模拟,并进一步结合BTA的热重试验分析与油纸绝缘中BTA在热场作用下的试验研究,从微观与宏观两个层面综合分析油纸绝缘中BTA的降解产气机制。仿真结果表明,BTA热解会生成小分子烃类自由基、小分子烃类化合物以及H·、N·等自由基,最终形成低分子烃类气体与H_(2)、N_(2)、NH_(3)等无机产物。宏观试验结果表明,BTA随温度的升高不断发生热解,油中BTA的加入会导致油中溶解气体生成异常,其中H_(2)、CO_(2)、CO含量明显上升,但总烃含量反而下降。结合微观分子模拟仿真分析、油中溶解气体及绝缘油相关理化参量的宏观变化规律,深入探讨了油纸绝缘中BTA在热场作用下的降解产气机制。