分布式的案例
一文了解｜分布式智能電網 背景、意義與內涵
另一種新型電力系統——分散式智能電網，由于其“小、快、靈”的特點，避免了對大電網的制約，甚至會對大電網的安全穩定運行提供重要支撐，且過去的發展一直受到阻礙，但在未來的電力市場條件下，獲得更多發展機會，因此更加值得關注，甚至于要比集中式清潔能源基地更為重要。
分布式智能電網的含義
我們認為，分布式智能電網的分布式，表現為三個層次的含義：
層次一，大量接入分布式電源的智能電網
這個大量接入的電網，可以是智能微電網，也可以是主動式配電網，其核心特點是分布式電源，尤其是可再生的分布式能源占比很高，某些分布式智能電網甚至可以做到任何時段100%可再生分布式能源滲透（完全自治型微電網）。
層次二，在物理空間上大量分散的智能電網
在一個較大的區域（比如城域）內，大量存在上述的分布式智能電網，這些智能電網之間存在水平協作（同一電壓等級）和垂直協作（不同電壓等級），形成更大范圍的分布式智能電網。
層次三，在邏輯空間上匯集大量分散資源的智能電網
這個分布式智能電網更接近高級版虛擬電廠（VPP 3.0）的概念，就是跨越不同管理邊界、不同產權邊界的各類配電網或者微電網，以“信息流+電流+控制流”三流合一的方式，將微電網或者各類可調度的分布式電力資源進行匯聚，實現邏輯上的“分布式智能電網”。
分布式智能電網的物理內涵
那么分布式智能電網和微電網有什么區別？從廣義的角度，我們認為基本是一樣的，但是從狹義的角度，我們認為存在側重點的一些細微差異。
從配電網的電壓等級來看，大致可以分為四個層級：
城市級的公共配電網（主要電壓等級在35kV以上）、園區級的公共配電網（主要電壓等級在10kV）、用戶側中壓配電系統（主要電壓等級在10kV）、用戶側低壓配電系統（主要電壓等級在0.4kV及以下）。
展開 美團分布式自動駕駛引擎
1）往分布式計算平臺的平滑遷移
在從傳統IPC向分布式計算平臺的過渡過程中，我們希望上層功能模塊在移入到分布式計算平臺上運行時無需任何適配，功能模塊也無需關心它所運行的節點是否跟上下游模塊在同一個節點上。
為完成上述目標，我們就需要自動駕駛引擎能夠提供運行環境的抽象與隔離，引擎為完成這一層抽象，必須解決三個關鍵點：分布式環境下高實時性的數據傳輸、高實時性的調度、關鍵自動駕駛數據的實時記錄。
圖1. 引擎需要將算力向端上平滑遷移
2) 拆分調度仿真任務
仿真系統是自動駕駛研發的重要手段，在自動駕駛進入到運營階段之后，仿真任務也迅速增長，目前美團自動駕駛仿真系統每天執行數百萬仿真任務，峰值流量每小時上百萬任務，仿真里程每天上千萬公里。
前面提到，不同的仿真任務對硬件算力的需求是不一樣的，比如感知預測仿真任務必須依賴GPU運行，在硬件資源（或者其硬件資源的配比）是固定的前提下，為擺脫這種仿真任務的硬性依賴進一步提升資源利用率，我們需要將仿真任務中不同的子任務按照計算屬性拆分到不同的機器上運行，其中引擎要負責完成同一任務在不同機器間的通信和執行調度，并做到這種拆分對上層仿真任務無感。
圖2. 如何在仿真環境中依據任務屬性調度任務
在美團，我們打造了統一的自動駕駛引擎來同時滿足車端計算平臺和離線仿真系統的需求，因此面向運營的分布式引擎也會遵循這一策略，使用統一的架構來滿足車端分布式計算平臺和離線仿真系統在大規模運營階段的新需要。
展開 美團分布式自動駕駛引擎
1）往分布式計算平臺的平滑遷移
在從傳統IPC向分布式計算平臺的過渡過程中，我們希望上層功能模塊在移入到分布式計算平臺上運行時無需任何適配，功能模塊也無需關心它所運行的節點是否跟上下游模塊在同一個節點上。
為完成上述目標，我們就需要自動駕駛引擎能夠提供運行環境的抽象與隔離，引擎為完成這一層抽象，必須解決三個關鍵點：分布式環境下高實時性的數據傳輸、高實時性的調度、關鍵自動駕駛數據的實時記錄。
圖1. 引擎需要將算力向端上平滑遷移
2) 拆分調度仿真任務
仿真系統是自動駕駛研發的重要手段，在自動駕駛進入到運營階段之后，仿真任務也迅速增長，目前美團自動駕駛仿真系統每天執行數百萬仿真任務，峰值流量每小時上百萬任務，仿真里程每天上千萬公里。
前面提到，不同的仿真任務對硬件算力的需求是不一樣的，比如感知預測仿真任務必須依賴GPU運行，在硬件資源（或者其硬件資源的配比）是固定的前提下，為擺脫這種仿真任務的硬性依賴進一步提升資源利用率，我們需要將仿真任務中不同的子任務按照計算屬性拆分到不同的機器上運行，其中引擎要負責完成同一任務在不同機器間的通信和執行調度，并做到這種拆分對上層仿真任務無感。
圖2. 如何在仿真環境中依據任務屬性調度任務
在美團，我們打造了統一的自動駕駛引擎來同時滿足車端計算平臺和離線仿真系統的需求，因此面向運營的分布式引擎也會遵循這一策略，使用統一的架構來滿足車端分布式計算平臺和離線仿真系統在大規模運營階段的新需要。
展開 航改機將成分布式能源系統主角，市場份額超60%，關鍵設備亟待實現國產化！
業內人士將GE此舉解釋為：“看到了中國分布式能源市場的巨大發展潛力?！敝链耍礁臋C作為分布式能源的核心動力設備，開始與分布式能源產業的發展綁定在一起?！ ?解決分布式能源核心技術瓶頸
提起分布式能源，不得不提到華電集團。其作為中國最早關注分布式能源的企業，在分布式能源領域有著驕人的業績。華電分布式能源工程技術有限公司總經理劉顯明在接受記者采訪時認為，在可再生能源中，能夠對能源結構調整起到關鍵推動作用的還是分布式能源，而航改機則將成為分布式能源系統當之無愧的主角。
“天然氣分布式能源最大的優勢是高效、節能、環保，我國也對分布式能源寄予了很大的期望，根據相關規劃，‘十二五’期間我國擬建1000個天然氣分布式能源項目。”在劉顯明看來，我國發展分布式能源的愿景很大，業內也對分布式能源的發展信心十足，但不可否認的是，我國分布式能源這十年的發展之路走得并不順暢?！昂芏嗳苏J為，原因在于政府和電網側，但其實真正的問題在核心技術和關鍵設備難以突破。”
這一點其實已經被越來越多的人所認識到，中國工程院院士蔣洪德就曾將燃氣輪機比喻成潔凈高效能源系統的核心動力設備。但這種核心動力設備的技術難度堪稱頂級，有人舉了一個例子：傳統的火力發電所使用的汽輪機，工作溫度一般是幾百攝氏度；而直接以天然氣為燃料的燃氣輪機，工作溫度都在1000攝氏度以上。如此高溫，尋常鋼鐵都要融化，而燃氣輪機葉片卻要保證能以每分鐘13000轉以上的速度工作。工藝要求之高，制造難度之大可想而知?！ ?“我們深切地體會到核心技術和關鍵設備的突破對我國分布式能源產業發展所具有的戰略意義，這也是我們和GE合作研發航改機發電系統的目的之一——解決分布式能源核心技術和關鍵裝備的瓶頸問題?！?/span>
展開 
關于天然氣分布式能源：燃氣輪機和內燃機怎么選？
燃氣內燃機在分布式能源領域的應用
在燃氣分布式能源領域，燃氣內燃機發電機組可以搭配不同單機容量，以多機組合、可漸進擴充發電容量，滿足分布式能源項目經濟性和投資彈性。常見燃氣內燃機分布式能源系統主要形式如下。
不可否認，燃氣內燃機NOx排放濃度較高。雖然燃氣內燃機發電機組的NOx排放水平與傳統柴油發電機組排放相比較具有明顯優勢，但與其他類型燃氣機組相比NOx排放濃度仍然較高。
燃氣輪機分布式能源優點
燃氣輪機是以連續流動的氣體為工質帶動葉輪高速旋轉，將燃料的能量轉變為有用功的內燃式動力機械，是一種旋轉葉輪式熱力發動機。燃氣輪機具有發電功率大、電壓等級高、供電半徑大；排煙溫度高、余熱利用系統簡單；排放清潔度高等優點。
燃氣輪機在分布式能源領域的應用
常見的燃氣輪機分布式能源系統主要形式如下表：
燃氣輪機低負荷運行時，效率會大幅度降低。燃氣輪機利用壓氣機進氣導葉的開度來調節空氣進氣量，調節范圍為75%-100%。當負荷小于75%時，只能通過控制燃料來控制燃氣輪機的出力。
所以燃氣輪機低負荷運行時，效率會大幅度下降，50%負荷時效率下降5%-7%，故燃氣輪機不適宜長期低負荷運行。
另外燃氣輪機發電機組宜連續不間斷運行，對于間歇運行的分布式能源項目，發電機組的頻繁啟停將直接影響設備大修間隔，同時也會影響燃氣輪機壽命。
以上內容根據燃氣分布式能源報告及公開資料綜合整理。
展開 分布式電推進飛行器高性能螺旋槳設計
在眾多創新概念中，分布式電推進系統技術展現出了較為明顯的發展潛力，其被認為能夠極大地降低燃油消耗和各類排放，并被視為有潛力在2030年后投入使用的、極有前景的民用綠色航空解決方案，已經成為美俄等國航空技術戰略發展的主要方向之一。
與常規飛行器相比較，分布式電推進飛行器全機性能主要由分布式動力系統與機翼之間的耦合特性所決定，因此其氣動設計問題已由傳統機翼的干凈外形設計問題轉變為分布式動力與機翼強耦合下的最優特性設計問題，這對分布式電推進飛行器的動力系統和機翼等均提出了不同的要求。如美國X-57全電飛機所采用的分布式螺旋槳就與傳統螺旋槳不同，它是作為一種特殊的增升裝置，以改善飛機滑跑起降狀態下的升力特性為目標進行設計，被稱為“高升力螺旋槳”。因此，需要進一步結合分布式電推進飛行器發展，探討新型高性能動力單元和分布式動力系統的設計思想和設計方法，為下一步開展創新性研究提供建議和指引。
圖1 X-57分布式電推進飛行器
2
主要內容
以類X-57分布式電推進飛行器為研究對象，脫離了傳統螺旋槳僅僅追求高推進效率的思路，提出并發展了以單位能量下獲得螺旋槳/機翼綜合氣動效率最優為目標的高性能螺旋槳優化設計思路和方法。
文章首先對模擬螺旋槳旋轉運動的數值方法進行介紹和算例驗證，包括多重參考坐標系方法、面源法和葉素動量理論方法3種，保證螺旋槳數值模擬和數值設計的準確性和可靠性。
展開 分布式驅動電動汽車動力學控制
基于輪邊或輪轂電機的分布式驅動電動汽車（圖1）具有可控性好、傳動鏈短、結構緊湊、車內空間利用率高等優點。
圖1分布式驅動電動汽車構型
與傳統內燃機車輛相比，分布式驅動電動汽車取消了變速器、差速器等復雜的傳統系統，傳動效率更高；而且各個車輪的驅動電機均能獨立控制，通過電機轉矩的合理分配，充分利用電機高效區間，并結合回饋制動策略，能夠提高車輛的經濟性。分布式驅動電動汽車可以在電機能力范圍內精確、快速地實現單個車輪驅制動力矩控制和軸間、輪間轉矩分配控制，便于實現先進動力學控制功能：通過單個車輪驅動力和制動力的獨立控制可以實現制動防抱死(Antilock Brake System,ABS)、驅動防滑(Acceleration Slip Regulation,ASR)功能，通過直接橫擺力矩控制實現操縱性改善控制(Handling Improvement Controller,HIC)、電子穩定性控制功能(Electronic Stability Controller,ESC)，提高車輛主動安全性能；同時結合電機轉矩信息獲得路面附著系數等環境參數以及質量、車速等車輛關鍵參數和狀態信息，改善車輛動力學性能；獨立驅/制動過程中懸架產生的垂向反作用力可以影響車身的姿態角（俯仰、側傾），改善車輛的平順性。
驅動防滑與制動防抱死控制
根據輪胎動力學特性，當車輪快速滑轉和抱死時，輪胎附著能力嚴重惡化，車輪和車輛有失穩危險。驅動防滑與制動防抱死的控制目標就是防止車輪的滑轉或抱死。為了提高車輛在復雜行駛條件下的驅制動能力，ASR和ABS算法需對輪胎非線性特性、建模不確定性以及路面附著條件變化具有良好的魯棒性和自適應性。
展開 VirtualLab Fusion 2023.2：分布式計算的使用
分布式計算可以大大縮短這一時間，分布式計算是一種使用多臺計算機和/或服務器來加快速度的概念，在這個概念中，一個大的軟件套裝中的每一個模擬任務是相互并行計算的。這個用例演示了如何在VirtualLab Fusion中使用分布式計算。
前提條件
“VirtualLab.DistributedComputing.ServerSupportService.exe”文件位于對應的zip歸檔文件中，必須在所有使用的工作站上執行。
□
所有計算機必須在同一個局域網(LAN)或虛擬專用網(VPN)中。
□ 網絡內部通信需要使用以下端口:
–23001 (TCP & UDP)
–23002 (TCP & UDP)
–23003 (TCP & UDP)
如何在VIRTUALLAB FUSION中開啟分布式計算？
當分布式計算套裝可用時，一個新的選項卡將出現在主菜單的右側。
單擊“Start Server”激活分布式計算。
添加客戶機
□ 要將模擬任務分發到不同的客戶端，請單機Add Clients on Remote Machine按鈕。
□ 一個新的窗口將會出現，并列出所有運行的主機。
□ 指定要向不同的主機添加多少客戶端（clients），然后單擊OK
分布式計算控制面板
通過使用分布式計算開始模擬
掃一掃，關注訊技光電，了解更多軟件信息！
展開 分布式光伏發電系統全面介紹
屋頂支架分為平面支架和斜面支架兩種，其中平面支架適用于平頂或輕型屋頂，而斜面支架適用于傾斜屋頂；地面支架分為固定式和可調式兩種，其中固定式支架適用于平坦地面，而可調式支架可根據地形和太陽的位置進行調整，使太陽能電池板的角度和方向能夠最大化地接受太陽輻射能，提高發電效率。
二、發電優勢
1.輸出功率相對較小
一般而言，一個分布式光伏發電項目的容量在數千瓦以內。與集中式電站不同，光伏電站的大小對發電效率的影響很小，因此對其經濟性的影響也很小，小型光伏系統的投資收益率并不會比大型的低。
2.污染小，環保效益突出
分布式光伏發電項目在發電過程中，沒有噪聲，也不會對空氣和水產生污染。
3.能夠在一定程度上緩解局地的用電緊張狀況
但是，分布式光伏發電的能量密度相對較低，每平方米分布式光伏發電系統的功率僅約100瓦，再加上適合安裝光伏組件的建筑屋頂面積有限，不能從根本上解決用電緊張問題。
4.可以發電用電并存
大型地面電站發電是升壓接入輸電網，僅作為發電電站而運行；而分布式光伏發電是接入配電網，發電用電并存，且要求盡可能地就地消納。
展開 VirtualLab Fusion 2023.2：分布式計算的使用
分布式計算可以大大縮短這一時間，分布式計算是一種使用多臺計算機和/或服務器來加快速度的概念，在這個概念中，一個大的軟件套裝中的每一個模擬任務是相互并行計算的。
這個用例演示了如何在VirtualLab Fusion中使用分布式計算。
前提條件
? “VirtualLab.DistributedComputing.ServerSupportService.exe”文件位于對應的zip歸檔文件中，必須在所有使用的工作站上執行。
? 所有計算機必須在同一個局域網(LAN)或虛擬專用網(VPN)中。
? 網絡內部通信需要使用以下端口:
– 23001 (TCP & UDP)
– 23002 (TCP & UDP)
– 23003 (TCP & UDP)
如何在VIRTUALLAB FUSION中開啟分布式計算？
當分布式計算套裝可用時，一個新的選項卡將出現在主菜單的右側。
單擊“Start Server”激活分布式計算。
添加客戶機
? 要將模擬任務分發到不同的客戶端，請單機Add Clients on Remote Machine按鈕。
? 一個新的窗口將會出現，并列出所有運行的主機。
? 指定要向不同的主機添加多少客戶端（clients），然后單擊OK
分布式計算控制面板
通過使用分布式計算開始模擬
展開 通過分布式架構驅動下一代電動汽車系統
只有電力電子技術不斷進步，對電動汽車的這些需求才有可能得到滿足，包括電源架構的創新及其相關的隔離式柵極驅動器和偏置電源。
改用分布式電源架構大大提高了在隔離式高壓環境中的可靠性，但面臨的挑戰是額外的元件會導致對重量和尺寸的要求更高。完全集成的電源解決方案（例如在高頻下開關的 UCC14240-Q1 偏置電源模塊）可以節省系統級空間并實現輕量化。
什么是分布式光伏發電系統？哪些地點適合建設？
分布式光伏發電特指在用戶場地附近建設，運行方式以用戶側自發自用、多余電量上網，且在配電系統平衡調節為特征的光伏發電設施。分布式光伏發電遵循因地制宜、清潔高效、分散布局、就近利用的原則，充分利用當地太陽能資源，替代和減少化石能源消費。
分布式光伏發電特指采用光伏組件，將太陽能直接轉換為電能的分布式發電系統。它是一種新型的、具有廣闊發展前景的發電和能源綜合利用方式，它倡導就近發電，就近并網，就近轉換，就近使用的原則，不僅能夠有效提高同等規模光伏電站的發電量，同時還有效解決了電力在升壓及長途運輸中的損耗問題。
哪些地點適合建設分布式光伏發電系統？
1.工業領域廠房
在用電量比較大、網購電費比較貴的工廠，通常廠房屋頂面積很大，屋頂開闊平整，適合安裝光伏陣列，并且由于用電負荷較大，分布式光伏并網系統可以做以就地消納，抵消一部分網購電量，從而節省電費。
2.商業建筑
與工業園區的作用效果類似，不同之處在于商業建筑多為水泥屋頂，更有利于安裝光伏陣列。但是往往對建筑美觀性有要求，按照商廈、寫字樓、車棚、酒店、會議中心、度假村等建筑類別的特點。用戶負荷特性一般表現為白天較高，夜間較低，能夠較好的匹配光伏發電特性。
3.農業設施
農村有大量的可用屋頂，包括自有住宅、蔬菜大棚、魚塘等，往往處在公共電網的末梢，電能質量較差。在農村建設分布式光伏系統可提高用電保障和電能質量。
4.邊遠農牧區及海島
由于距離電網遙遠，我國西藏、青海、新疆、內蒙古、甘肅、四川等省份邊遠農牧區以及我國沿海島嶼還有數百萬無電人口。
展開 西門子S7-1500 如何與 ET200SP遠程分布式I/O 進行通訊
遠程分布式 1/0 ET200SP 介紹：
西門子 PLCS7-1500 系列，為中大型自動化控制系統提供了解決方案。在這種自動化投制系統中，特點是設備眾多，控制點分傲，通訊距離 遠，因此在控制系統中經常需要運用分布式 1/0 模塊．通過分布式 1/0 組成的控制系統，為用戶解決了如需要遠距離數設電纜，通訊中 斷，控制方式不合理等問題。本文下而對分布式 1/0 摸塊中的一種－ ET200SP 的特點和站點組成做一個簡介，讓用戶對西門子分布式 1/0 模塊進行配置時參考。
西門子 PLC S7-1500 系列在使用過程中， 用戶根據需求有時會配置 分布式 1/0 ET200SP 來進行擴展 ，ET200SP 的特點和組成如下
1.ET200SP 特點
西門子分布式 1/0 摸塊 ET200SP 是新一代分布式 1/0 系統， 它的體 積更小小 ， 使用更加靈活 ，性能更加突出：(1）防護等級 IP20 ，支持 PROFIN 盯利用 OFIBUS DP 通訊
(2) ET200SP 的各種模塊用戶可以進行隨意組合，并且具有更加緊湊 的設計，單個模塊最多支持 16 通道， 方便用戶進行設計和擴展
(3)由于設計方式采用直插式端子， 用戶不需要工具就可以完成接 線， 提高了工作效率， 另外模塊和基座的組裝更方便快捷
(4）各個負載電勢組的形成無需 PM-E 電源模塊，為用戶節約了成本；
(5）控制系統在運行中， 用戶可以更換模塊， 這種不需要停機的操 作極大的提高了效率
(6）用戶對 ET200SP 編程組態時， 可以通過新一代 TIA 博途軟伶 或者 Step7 VS.5 ，操作簡單，提高了準確率。
2.
展開 改變游戲規則的模擬速度，通過分布式計算進行您的模擬！
VirtualLab Fusion現在帶有了革命性的分布式計算技術，允許您極大地加快您的模擬。為了展示這項新技術的威力，我們準備了兩個例子，您可以在下面鏈接的文檔中找到。在第一個實驗中，我們通過對101 x 101個視場角度進行參數掃描來研究光波導設備的性能，總共得到了10201個基本模擬結果。使用分布式計算，這些模擬可以在網絡中的不同機器上并行執行，在我們的具體例子中，計算時間減少了91%。
作為第二個例子，我們準備了一個使用白光干涉儀的相干性測量。在這個例子中，多波長以及干涉儀臂的位移會產生總共2904次模擬。通過分布式計算的應用，我們可以將模擬時間從近1小時減少到僅3分鐘。
這些例子演示了通過新的分布式計算包可以實現改變游戲規則的模擬加速。
基于分布式計算的AR光波導中測試圖像的仿真
光波導元件由超過10000個像素組成的測試圖像照明。對于模擬所需的視場角度，使用了分布式計算。
白光干涉儀的相干性測量——VirtualLab Fusion中的分布式計算分析
利用可移動的反射鏡在邁克爾遜干涉儀中分析了光源的相干特性。分析中采用了分布式計算。
展開 VirtualLab Fusion 2023.2版本新功能：分布式計算
其中最重要的一個部分，也是我們在本篇簡報中所要突出的分布式計算套裝。
該套裝的目的在于大幅度提高那些由多個基本模擬任務組成的復雜問題的模擬時間，如參數掃描或公差分析。分布式計算套裝可以將單個基本任務分配給網絡中的不同機器(計算機/服務器)，以便進行并行計算，從而減少總體模擬時間。
請您關注分布式計算的文章，以幫助您深入了解這項新技術，以及我們大幅度提高白光干涉儀案例模擬時間的應用場景。
分布式計算的使用
這個案例展示了如何在VirtualLab Fusion中激活分布式計算
尖銳突起樣品對干涉儀中衍射的影響研究——基于分布式計算的分析
用邁克爾遜干涉儀研究了由連續波長的光源照射矩形高度結構樣品所引起的衍射。本案例計算采用了VirtualLab Fusion的分布式計算技術。
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