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面向全分布式智能建筑系统应用程序的并行化编译方法

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软件学报 2024年第6期35卷 2724-2752页

作者：陈文杰杨启亮姜子炎邢建春周启臻邹荣伟冯博伟陆军工程大学国防工程学院江苏南京211101 清华大学建筑节能研究中心北京100084

群体智能系统通过邻居个体的信息交互实现群体级别的应用任务,具有良好的鲁棒性和灵活性.与此同时,大多数开发人员难以对分布式、并行的个体交互机制进行描述.一些高级语言允许用户以串行思维方式、从系统全局角度来编程并行的群体智能... 详细信息

群体智能系统通过邻居个体的信息交互实现群体级别的应用任务,具有良好的鲁棒性和灵活性.与此同时,大多数开发人员难以对分布式、并行的个体交互机制进行描述.一些高级语言允许用户以串行思维方式、从系统全局角度来编程并行的群体智能计算任务,而无需考虑通信协议、数据分布等底层交互细节.但面向用户、全局声明式的群体智能系统应用程序与个体并行执行逻辑存在的巨大语义差距,使得编译过程复杂进而导致应用程序开发效率不高.提出一个编译系统及其支撑工具,支持将高级的群体智能系统应用程序转换为安全、高效的分布式实现.所提编译系统通过并行信息识别,计算划分,交互信息生成技术,将面向系统全局、串行编程的群体智能应用程序编译为面向个体独立执行的并行目标代码,从而使用户不必了解个体间的复杂交互机制.设计一种标准化中间表示,将复杂群体智能计算任务转换为群体智能算子和输入输出变量组合而成的标准化语义模块序列,其以独立于平台的形式表示源程序信息,屏蔽目标硬件平台的异构性.在一个群体智能系统案例平台中部署和测试所提编译系统,结果表明该系统能够有效将群体智能应用程序编译为平台可执行的目标代码并提升应用程序开发效率,其生成的代码在一系列基准测试中具有比现有编译器更好的性能.

关键词：群体智能应用程序编译系统并行化编译

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防护工程分布式柴储微电网控制策略

防护工程分布式柴储微电网控制策略

2023中国自动化大会

作者：魏译帆邢建春陆军工程大学国防工程学院

把电池储能引入地下防护工程中,将柴储共同作为备用电源,采用分布式发电可就近满足用电需求,多源互备,分散打击目标,提升战时的安全性和生存能力。防护工程中供电线路一般采用电缆,对地分布电容较大,分布式电源并网节点间的干线阻抗不... 详细信息

把电池储能引入地下防护工程中,将柴储共同作为备用电源,采用分布式发电可就近满足用电需求,多源互备,分散打击目标,提升战时的安全性和生存能力。防护工程中供电线路一般采用电缆,对地分布电容较大,分布式电源并网节点间的干线阻抗不能忽略。为此提出具有两层架构的分层电压控制策略:本地控制应用虚拟同步发电机(virtualsynchronous generator, VSG)控制技术对电压和频率进行一次调节,上层控制采用有功环下垂系数调节及无功环电压补偿相结合的方法,减小干线各节点间的电压差并实现电压恢复。在PSCAD仿真平台上搭建双柴三储系统,验证所提控制策略的有效性。

关键词：柴储微电网虚拟同步发电机防护工程线路阻抗电压控制

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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建筑信息物理模型:一种建筑信息描述新形式

中国工程科学 2023年第5期25卷 222-232页

作者：杨启亮邢建春陆军工程大学国防工程学院南京210007

信息是驱动建筑全生命期“人、机、物”协同,推进建筑活动有序运行的核心元素,而更加真实和高效的建筑信息描述及共享一直是建筑领域的重要研究主题。本文提出了作为建筑信息描述新形式的建筑信息物理模型(BIPM),旨在满足建筑物联实景... 详细信息

信息是驱动建筑全生命期“人、机、物”协同,推进建筑活动有序运行的核心元素,而更加真实和高效的建筑信息描述及共享一直是建筑领域的重要研究主题。本文提出了作为建筑信息描述新形式的建筑信息物理模型(BIPM),旨在满足建筑物联实景监控、城市数字孪生等建筑虚实动态实景化交互协同的急剧增长需求,实现建筑物理实体向信息空间的全真映射和协同。BIPM由建筑基本信息模型、物理模型、交互模型构成,统一了建筑外在几何属性信息、内在物理机理的描述。探讨了BIPM涉及的理论基础、关键技术,以建筑冷机的BIPM实现为例阐明了应用成效,进一步分析了BIPM的应用生态与价值。研究认为,应深化BIPM理论和核心关键技术研究,构建系列化的BIPM标准规范,研发体系化的BIPM建筑工业软件工具,更好拓展BIPM应用生态,追求形成自主可控的建筑信息模型新体系,为建筑设计、施工、运维,城市数字孪生等新型建筑工业基础软件的研制提供基础支撑。

关键词：建筑信息描述信息模型技术建筑信息模型(BIM) 数字孪生建筑工业软件

基于XGBoost-LSTM组合模型的光伏发电功率预测

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太阳能学报 2022年第8期43卷 75-81页

作者：谭海旺杨启亮邢建春黄克峰赵硕胡浩宇陆军工程大学国防工程学院南京210007 中国人民解放军63769部队西安710000

该文提出一种基于极端梯度提升(XGBoost)模型和长短期记忆网络(LSTM)模型的短期光伏发电功率预测组合模型。根据短期光伏发电特性,首先分别建立XGBoost模型和LSTM模型,然后利用XGBoost模型进行初步预测增加特征,并利用误差倒数法将两模... 详细信息

该文提出一种基于极端梯度提升(XGBoost)模型和长短期记忆网络(LSTM)模型的短期光伏发电功率预测组合模型。根据短期光伏发电特性,首先分别建立XGBoost模型和LSTM模型,然后利用XGBoost模型进行初步预测增加特征,并利用误差倒数法将两模型组合起来进行预测。选取2018年光伏电站人工智能运维大数据处理分析大赛的数据集进行实验评估,最终结果表明,该文所构建的XGBoost-LSTM组合模型的均方根误差(RMSE)为0.214,将上述方法与随机森林、GBDT模型和单一的XGBoost模型和LSTM模型相比较,该文提出的方法具有更高的预测精度。

关键词：光伏发电功率预测 XGBoost 长短期记忆网络

柴储微电网虚拟惯量和阻尼系数可行域分析方法

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中国电机工程学报 2023年第22期43卷 8719-8733页

作者：赵梓含郭力李霞林邢建春杨启亮刘睿王洪达王成山智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市南开区300072 陆军工程大学国防工程学院江苏省南京市210007 海军勤务学院供应管理系天津市滨海新区300450

采用虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)技术的储能系统能够有效提升高比例新能源接入的独立柴储微电网的惯量及频率稳定性。首先推导基于VSG的柴储微电网简化频率分析模型;在此基础上,提出一种储能VSG虚拟惯量与阻尼... 详细信息

采用虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)技术的储能系统能够有效提升高比例新能源接入的独立柴储微电网的惯量及频率稳定性。首先推导基于VSG的柴储微电网简化频率分析模型;在此基础上,提出一种储能VSG虚拟惯量与阻尼系数的可行域分析和设计方法。该方法计及VSG最大输出功率与能量约束,保证系统满足频率最低点等基本频率稳定指标约束,并有针对性地考虑阻尼比或VSG等效功率平滑时间等定制化动态性能需求。此外,针对柴储微电网在扰动初期出现的功率振荡现象,建立计及线路阻抗的稳定性机理分析模型,并提出基于虚拟阻抗的振荡抑制策略。最后,搭建了1台50kV·A柴油发电机和1台50kV·A虚拟同步机构成的仿真和实验平台,验证所提方法的有效性。

关键词：柴储(DGS-ESS)微电网虚拟同步发电机(VSG) 虚拟惯量和阻尼系数可行域 VSG等效功率平滑时间虚拟阻抗

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基于混合模型的锂离子电池热失控预判方法

陆军工程大学学报 2022年第5期1卷 45-51页

作者：王宁杨启亮邢建春秦霞贾海宁陆军工程大学国防工程学院江苏南京210007

锂离子电池在储能系统中已得到普遍应用,但其会由于热失控而产生自燃、爆炸等引发安全事故,如何对储能锂离子电池热失控故障风险进行超前预测和判定是当前研究的热点问题。将电热物理模型与深度学习模型长短期记忆模型(LSTM)相结合,提... 详细信息

锂离子电池在储能系统中已得到普遍应用,但其会由于热失控而产生自燃、爆炸等引发安全事故,如何对储能锂离子电池热失控故障风险进行超前预测和判定是当前研究的热点问题。将电热物理模型与深度学习模型长短期记忆模型(LSTM)相结合,提出一种基于混合模型的储能锂离子电池热失控预判方法。通过收集电池运行数据,利用电池的电热耦合模型进行电池内部温度、荷电状态(SOC)的估算;同时,将电池表面温度、电池电压、电池电流等参数共同作为LSTM的输入,利用混合模型精确预测电池的表面温度和内部温度。通过阈值方法判定热失控的发生并确定诱发原因,从而实现对电池热失控的准确预测。基于公开数据集的实验结果表明,提出的混合模型进行热失控预判具有较好的精确性和快速性,在实际工程应用中有着较好的应用前景。

关键词：热失控机理混合模型长短期记忆模型电池电热耦合模型热失控预判

基于虚拟同步发电机双模式切换的柴储微电网无差调频控制策略

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电气技术 2022年第11期23卷 13-20页

作者：魏译帆邢建春陆军工程大学国防工程学院南京210007

近年来,微电网中的新能源渗透率逐渐增高,但部分系统仍保留了柴油发电机来保障供电。在同时含有储能逆变器和柴油发电机的孤岛交流微电网中,两者在控制策略和响应特性上的不同使系统的频率、功率在负荷波动和电源投切后易出现过大振荡... 详细信息

近年来,微电网中的新能源渗透率逐渐增高,但部分系统仍保留了柴油发电机来保障供电。在同时含有储能逆变器和柴油发电机的孤岛交流微电网中,两者在控制策略和响应特性上的不同使系统的频率、功率在负荷波动和电源投切后易出现过大振荡乃至越限的现象。本文以地下防护工程为应用场景,针对应急供电工况下的柴储孤岛微电网进行研究,设计储能逆变器的外环控制策略,并用PSCAD软件进行仿真,实现在多种供电模式下系统的无差调频及功率稳定,并使柴储联合供电时两者的有功功率按目标比例分配。

关键词：孤岛微电网储能柴油发电机无差调频

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数字孪生自演化驱动的地下工程沉降预测

陆军工程大学学报 2022年第5期1卷 66-73页

作者：胡辰熙杨启亮邢建春秦霞李苏亮贾海宁陆军工程大学国防工程学院江苏南京210007

随着城市地下空间发展,地下工程沉降问题应引起重视。传统沉降预测模型常存在模型预测精度不高、模型可解释性差和难以模拟沉降规律的动态变化等局限性和不足,对此提出一种基于数字孪生自演化的地下工程沉降预测方法。建立的地下工程孪... 详细信息

随着城市地下空间发展,地下工程沉降问题应引起重视。传统沉降预测模型常存在模型预测精度不高、模型可解释性差和难以模拟沉降规律的动态变化等局限性和不足,对此提出一种基于数字孪生自演化的地下工程沉降预测方法。建立的地下工程孪生体为沉降预测模型的高精度建模提供了有效的支撑,开发的“多项式回归+总体卡尔曼滤波”自演化算法每一步都具有可解释性,同时模型参数自主校正功能使预测模型能够动态追踪沉降规律的改变。实验结果表明所提方法能够有效解决传统沉降预测模型的缺陷。

关键词：地下工程孪生体沉降预测数字孪生自演化多项式回归模型总体卡尔曼滤波算法

基于DCOM的I/O驱动程序封装关键技术研究

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计算机工程 2005年第14期31卷 231-232,F003页

作者：杨启亮邢建春王平解放军理工大学工程兵工程学院国防工程自动化研究所南京210007

给出了基于DCOM的DLLI/O驱动的封装方案,使客户程序具备了跨进程及计算机边界从而远程访问I/O设备的能力。文章在讨论封装方案的基础上,重点研究了客户程序与I/O组件服务器间的指针、数组、字符串及字符串数组等重要数据类型的数据传递... 详细信息

给出了基于DCOM的DLLI/O驱动的封装方案,使客户程序具备了跨进程及计算机边界从而远程访问I/O设备的能力。文章在讨论封装方案的基础上,重点研究了客户程序与I/O组件服务器间的指针、数组、字符串及字符串数组等重要数据类型的数据传递技术。

关键词： DCOM I/O驱动程序远程访问