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時(shí)間：2023-06-07 09:02:38
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0 引言
能源和環(huán)境是每個(gè)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略中不可忽略的重要的兩個(gè)環(huán)節(jié)[1]。自從上世紀(jì)工業(yè)革命以來(lái)，各國(guó)的工業(yè)技術(shù)水平得到了飛速發(fā)展，人類(lèi)生存質(zhì)量得到了顯著的提高，以火力發(fā)電為主的電網(wǎng)系統(tǒng)控制技術(shù)已經(jīng)得到了相當(dāng)完善的研究與應(yīng)用。但與此同時(shí)，環(huán)境污染問(wèn)題也變得越發(fā)嚴(yán)重。并且隨著以煤炭、石油為主的傳統(tǒng)能源的日益短缺，開(kāi)發(fā)利用新型的、清潔的、可再生的能源，已經(jīng)成為了當(dāng)務(wù)之急。
隨著低碳經(jīng)濟(jì)的概念在全球范圍內(nèi)的推廣，并且伴隨著只能電網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，開(kāi)展基于可再生能源的電網(wǎng)控制技術(shù)研究，逐漸成為了各國(guó)科研人員的關(guān)注重點(diǎn)。以風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電為代表的新能源發(fā)電技術(shù)逐漸走進(jìn)了人們的視野，并且受到了越來(lái)越多的關(guān)注。可以說(shuō)，新能源發(fā)電系統(tǒng)是未來(lái)電力系統(tǒng)發(fā)展的必然方向，也是我國(guó)十二五工業(yè)4.0轉(zhuǎn)型順利推進(jìn)的前提保障。所以，開(kāi)展基于新能源發(fā)電系統(tǒng)的研究與應(yīng)用，對(duì)于我國(guó)進(jìn)一步提升國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力，提升工業(yè)技術(shù)水平，具有十分重要的戰(zhàn)略意義。
1 分布式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
分布式發(fā)電系統(tǒng)按照其能源來(lái)源分類(lèi)，大致可以分為分布式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)與分布式太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)。其中，風(fēng)力發(fā)電以其資源保有量大、發(fā)電成本低，發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行容錯(cuò)率高的特點(diǎn)，逐漸成為各國(guó)分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)研究的主流方向。
分布式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)主要由以下部件組成：風(fēng)輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、儲(chǔ)能裝置以及分布式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制器組成。隨著機(jī)械控制技術(shù)的發(fā)展，風(fēng)輪機(jī)經(jīng)歷了定槳距到變槳距的演變歷程，其中，定槳距風(fēng)輪機(jī)以其相對(duì)較高的控制穩(wěn)定度，成為了分布式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的首選。
目前，風(fēng)力發(fā)電機(jī)以永磁同步電機(jī)、雙饋異步電機(jī)和無(wú)刷直流電機(jī)3大類(lèi)為主。其中，永磁同步電機(jī)功率密度低，且機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度成本高，逐漸被后兩個(gè)取代，而雙饋異步電機(jī)同樣存在系統(tǒng)控制策略設(shè)計(jì)復(fù)雜的問(wèn)題。無(wú)刷直流電機(jī)是近年來(lái)電氣研究領(lǐng)域的新發(fā)現(xiàn)，其勵(lì)磁、電樞繞組均設(shè)置在轉(zhuǎn)子上，電流換向無(wú)需輔助裝置，已經(jīng)在風(fēng)力發(fā)電市場(chǎng)中有了一席之地。
風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制器，一直以來(lái)都是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)研究的核心技術(shù)難點(diǎn)之一。其承擔(dān)著系統(tǒng)各運(yùn)行部件的實(shí)時(shí)監(jiān)控、最大風(fēng)能跟蹤，負(fù)載需求管理等功能。隨著DSP，F(xiàn)PGA等集成電路芯片的誕生，系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)也由原先的硬件控制設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)為軟件研發(fā)為主?？梢哉f(shuō)，系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)水準(zhǔn)，很大程度上決定了整個(gè)分布式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行性能。
2 分布式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)
本文建立的分布式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)如圖1所示。其基本運(yùn)行原理如下：風(fēng)輪機(jī)捕獲風(fēng)能，然后經(jīng)無(wú)刷直流發(fā)電機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能，無(wú)刷直流輸出端直接構(gòu)造系統(tǒng)直流母線，直流負(fù)載直接掛接在直流母線上工作，交流負(fù)載可以通過(guò)直流母線電壓外接逆變器實(shí)現(xiàn)供電，蓄電池通過(guò)雙向DC/DC與直流母線交聯(lián)，分布式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制器實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控、控制、調(diào)節(jié)功能，當(dāng)雙向DC/DC失效時(shí)，分布式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制器可以利用相關(guān)接觸器控制，實(shí)現(xiàn)雙向DC/DC的切投，此時(shí)蓄電池可以直接通過(guò)匯流條與直流母線相連，從而實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的備份運(yùn)行。
雙向DC/DC的設(shè)計(jì)選擇是影響系統(tǒng)運(yùn)行性能的關(guān)鍵。因雙向DC/DC具有能量雙向流動(dòng)的特性，因此，僅采用一套電路即可實(shí)現(xiàn)蓄電池充放電的實(shí)時(shí)控制，可以顯著節(jié)約系統(tǒng)硬件成本?；诳刂茝?fù)雜度考慮，雙向DC/DC拓?fù)渲械碾娮娱_(kāi)關(guān)管不易過(guò)多，所以本文選擇雙向雙管正激電路，其只需要2路兩兩互補(bǔ)的導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)信號(hào)，即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)需求的控制功能。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)與風(fēng)輪機(jī)的合理選型，也是影響風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)效率的另一個(gè)關(guān)鍵因素之一。基于無(wú)刷直流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、容錯(cuò)率高的特點(diǎn)，本文選擇電勵(lì)磁無(wú)刷直流電機(jī)作為系統(tǒng)發(fā)電機(jī)，將其與定槳距風(fēng)輪機(jī)采用傳動(dòng)軸直接連接的方式，降低了機(jī)械部件之間的損耗，并可進(jìn)一步提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。
分布式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制器是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，本文以主流的DSP2812為控制器基礎(chǔ)單元，在芯片內(nèi)部駐留母線電壓、蓄電池電流雙閉環(huán)控制策略，結(jié)合風(fēng)輪機(jī)自身最大風(fēng)能輸出-轉(zhuǎn)速特性，可以通過(guò)控制器調(diào)節(jié)雙向DC/DC的電子開(kāi)關(guān)管占空比，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最大風(fēng)能跟蹤，并且完成直流母線電壓的調(diào)壓控制。
3 結(jié)語(yǔ)
本文在介紹分布式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，以無(wú)刷直流發(fā)電機(jī)為核心構(gòu)架，在此基礎(chǔ)上提出一種分布式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，對(duì)該系統(tǒng)各關(guān)鍵組成部分進(jìn)行了基本原理分析，并對(duì)該分布式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)控制策略進(jìn)行了詳細(xì)論證，初步論證了系統(tǒng)控制原理的可實(shí)現(xiàn)性。后續(xù)研究可以圍繞系統(tǒng)仿真、系統(tǒng)樣機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)證展開(kāi)，從而以更深入的切入點(diǎn)，論證本文所設(shè)計(jì)的分布式分布式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行特性。并且，隨著鋰電池技術(shù)的發(fā)展，可以考慮用鋰電池代替鉛酸、鎳鎘蓄電池的方案可能性，以期得到更好的系統(tǒng)控制性能，最終實(shí)現(xiàn)一種高效、可靠的分布式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。
中圖分類(lèi)號(hào)：F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
1高壓電氣試驗(yàn)幾種介紹
截波沖擊試驗(yàn)。一般是波尾截?cái)嗟牟ㄐ危捎肐CE標(biāo)準(zhǔn)棒狀間隙截?cái)?，也可用多極點(diǎn)火截?cái)嘌b置截?cái)唷Ｓ枚鄻O點(diǎn)火截?cái)嘌b置截?cái)鄷r(shí)。可獲得較準(zhǔn)的截?cái)鄷r(shí)間.示傷波的截?cái)鄷r(shí)間差異大于0.15Ps，截波沖擊試驗(yàn)結(jié)果就有問(wèn)題。用棒狀間隙截?cái)嗑筒灰讖慕財(cái)鄷r(shí)間的差異來(lái)判斷是否能通過(guò)試驗(yàn)。截波試驗(yàn)電壓為100%全渡試驗(yàn)電壓時(shí)，如截?cái)鄷r(shí)間小于等于3S時(shí)，兩者強(qiáng)度相同。與GIS聯(lián)的變壓器必須要考慮截波試驗(yàn)，截波試驗(yàn)必須與全渡試驗(yàn)交替進(jìn)行，一般采用負(fù)極性截波。
操作波試驗(yàn)。由于不作操作波試驗(yàn)的Urn=252kv變壓器的相間絕緣決定于全波沖擊試驗(yàn)或長(zhǎng)時(shí)感應(yīng)帶局部放電測(cè)量的試驗(yàn)。要進(jìn)行操作波試驗(yàn)時(shí)，外部空氣間隙的相間絕緣尺寸就要由操作波試驗(yàn)電壓決定，可能要比不考核操作波試驗(yàn)時(shí)外部空氣間隙要放大。
局部放電試驗(yàn).局部放電試驗(yàn)是非破壞性試驗(yàn)項(xiàng)目，目前有兩類(lèi)試驗(yàn)方法，一種是以工頻耐壓作為預(yù)激磁電壓，降到局部放電試驗(yàn)電壓，持續(xù)時(shí)間幾分鐘，測(cè)局部放電量;另一種是以Um為預(yù)激磁電壓，降到局部放電試驗(yàn)電壓，持續(xù)1小時(shí)，測(cè)局部放電量。局部放電量一般與帶電與接地電極表而的場(chǎng)強(qiáng)有關(guān).與電源的頻率無(wú)關(guān)。
全渡沖擊試驗(yàn).止在修訂的1k;C76-3標(biāo)準(zhǔn)，己將全波沖擊試驗(yàn)列為Um,126kV變壓器的出廠試驗(yàn)項(xiàng)目，要進(jìn)行突發(fā)短路試驗(yàn)的變壓器，要在短路試驗(yàn)后作全波沖擊試驗(yàn)。
2加強(qiáng)試驗(yàn)人員的技術(shù)培訓(xùn)和安全意識(shí)
為了保證高壓實(shí)驗(yàn)的安全，必須在平時(shí)加強(qiáng)對(duì)員工安全意識(shí)的培養(yǎng)以及員工自身技術(shù)的培訓(xùn)。以人為本的工作核心是保證高壓安全實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要措施，高壓安全實(shí)驗(yàn)需要人工進(jìn)行操作，制定的各種安全措施也需要人工去監(jiān)督。因此，加強(qiáng)員工的安全意識(shí)是保證實(shí)驗(yàn)安全的重要措施之一，電氣實(shí)驗(yàn)室一個(gè)需要細(xì)心的工作，在實(shí)際工作中有許多輔的準(zhǔn)備工作要做，如果這些工作做的不夠完善，只會(huì)給實(shí)驗(yàn)工作帶來(lái)安全隱患。技術(shù)水平高超的工作人員可以更好的保證工作中的安全性，所以良好的員工技術(shù)培訓(xùn)基礎(chǔ)，可以使員工熟悉高壓實(shí)驗(yàn)的原理，了解被實(shí)驗(yàn)品的結(jié)構(gòu)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的各種情況有充分的理論依據(jù)和工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行處理，止確的判斷被實(shí)驗(yàn)品的狀態(tài)和整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的結(jié)論。
3規(guī)定高壓電氣試驗(yàn)工作要求
至少要有兩人進(jìn)行在高壓同路上使用攜帶型儀器的操作，在這種操作過(guò)程中需要對(duì)高壓設(shè)備進(jìn)行停電處理或者預(yù)先做好安全防護(hù)措施，在工作前應(yīng)填寫(xiě)高壓工作時(shí)驗(yàn)票。如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障為系統(tǒng)接地故障時(shí)，嚴(yán)禁進(jìn)行接地網(wǎng)接地電阻的測(cè)量。在雷電現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，嚴(yán)格禁止對(duì)線路絕緣的測(cè)量工作。如果在同一設(shè)備附近有檢修和高壓電器試驗(yàn)工作同時(shí)進(jìn)行時(shí)，可以使用同一張工作票，但必須在實(shí)驗(yàn)前得到檢修負(fù)責(zé)人的許可。在工作進(jìn)行時(shí)，發(fā)出高壓試驗(yàn)工作票之前，應(yīng)首先將檢修工作票收同，同一地點(diǎn)不能發(fā)出第二張工作票。在高壓實(shí)驗(yàn)工作進(jìn)行的過(guò)程中，如果需要檢修人員配合，應(yīng)將檢修人員的名單填寫(xiě)在高壓實(shí)驗(yàn)工作票中，事先予以說(shuō)明，在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)周?chē)鷳?yīng)留有足夠的安全距離，在安全距離外裝設(shè)遮欄和圍欄，并在車(chē)籃或圍欄上懸掛“止步，高壓危險(xiǎn)”標(biāo)示牌，并派人看守。
4高壓電氣試驗(yàn)安全措施分析研究
在實(shí)驗(yàn)結(jié)束以后，或者實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要變更接線方式時(shí)，需要有時(shí)間的相關(guān)負(fù)責(zé)人員發(fā)出降低電壓的口令，等到設(shè)備電壓降低，同零位時(shí)，斷開(kāi)電源。如果實(shí)驗(yàn)設(shè)備為直流實(shí)驗(yàn)設(shè)備，或者具有較大的電容量，需要多次重復(fù)放電過(guò)程，每次放電時(shí)間至少要一分鐘以上，并且保證進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)備周?chē)?，沒(méi)有大型的電容設(shè)備止在運(yùn)行過(guò)程中也應(yīng)充分放電。監(jiān)視儀表指示，發(fā)現(xiàn)異常，立即通知降壓.迅速斷開(kāi)電源，試驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)拆除自裝的接地短路線，恢復(fù)被試設(shè)備實(shí)驗(yàn)前的接線，拆除安全網(wǎng)并清理和檢查現(xiàn)場(chǎng)，不應(yīng)遺忘工具和其他物件.確保被試設(shè)備和場(chǎng)地恢復(fù)試驗(yàn)前的狀況。
為了保證電氣高壓實(shí)驗(yàn)的安全進(jìn)行，必須采用嚴(yán)格的預(yù)防措施，首先要詳細(xì)的做好危險(xiǎn)點(diǎn)的分析控制工作，在日常的工作過(guò)程中應(yīng)發(fā)動(dòng)每一位員工的主觀能動(dòng)性，集思廣益，通過(guò)以實(shí)際工作的經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，對(duì)工作過(guò)程中所接觸的，全部高壓實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中所包含的危險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行仔細(xì)討論，認(rèn)真分析，以討論結(jié)果為依據(jù)，對(duì)每一個(gè)高壓實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目并詳細(xì)的與之相關(guān)的過(guò)程控制規(guī)程，從實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備，所使用設(shè)備的型號(hào)和操作標(biāo)準(zhǔn)，以及實(shí)驗(yàn)后的現(xiàn)場(chǎng)清理工作要詳細(xì)說(shuō)明，寫(xiě)入控制規(guī)程中，并在控制規(guī)程中將所有的危險(xiǎn)點(diǎn)的控制措施一一列出，是控制規(guī)程涵蓋所有的高壓實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。《電業(yè)安全規(guī)程》規(guī)定了要保證操作人員的人身安全，在進(jìn)行電氣高壓實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，需要對(duì)所檢驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行停電，驗(yàn)電措施，在實(shí)驗(yàn)之前，應(yīng)裝設(shè)接地線，懸掛標(biāo)示牌，對(duì)檢驗(yàn)設(shè)備裝設(shè)遮攔等，在電氣高壓實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)程中的技術(shù)措施，保證工作中的安全性，高壓實(shí)驗(yàn)針對(duì)的目標(biāo)具有特殊性，在每一次高壓實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)始起，必須對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行充分的放電，操作人員應(yīng)戴好安全帽，穿上絕緣靴，帶絕緣手套，合上地刀并讓被試設(shè)備充分放電之后，在相應(yīng)的監(jiān)護(hù)人的監(jiān)護(hù)下，對(duì)被試設(shè)備本體直接連接接地導(dǎo)體放電，保證實(shí)驗(yàn)進(jìn)行之前，設(shè)備完全放電。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照《電業(yè)安全規(guī)程》以及其他相關(guān)規(guī)定和控制規(guī)程的相關(guān)要求，進(jìn)行詳細(xì)的組織工作，幾時(shí)行工作票制度，工作許可制度，工作監(jiān)護(hù)制度以及工作階段，轉(zhuǎn)移和終結(jié)制度，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，由班組長(zhǎng)或上級(jí)主管部門(mén)下達(dá)第一種工作票，并且在工作過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按票實(shí)行時(shí)間作業(yè)，按照事先制定的各種規(guī)程，明確責(zé)任分工，再?lài)?yán)密的現(xiàn)場(chǎng)組織下進(jìn)行電氣高壓實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格遵守呼唱制度，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)情況較為復(fù)雜，背景噪聲較大，人員嘈雜，彼此之間聲音很難傳遞清楚，在這種情況下更應(yīng)該嚴(yán)格遵守呼唱制度，確保制度的準(zhǔn)確執(zhí)行，以保證施工的安全。
5結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，只有不斷加強(qiáng)對(duì)電氣試驗(yàn)知識(shí)的熟悉，努力提高電氣試驗(yàn)技術(shù)水平克服試驗(yàn)中所出現(xiàn)的各種主觀性難題才能切實(shí)保障高壓電氣試驗(yàn)的安全保證電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)
[l]李建明.高壓電氣設(shè)備試驗(yàn)方法[M].北京.中國(guó)電力出版社，2001.
1 引言
由于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)化的需要，互聯(lián)、開(kāi)放、標(biāo)準(zhǔn)化已成為電力工業(yè)中業(yè)務(wù)系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)，電力系統(tǒng)的調(diào)度運(yùn)行、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、日常管理越來(lái)越依賴(lài)于各種計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)，在這種背景下產(chǎn)生了電力系統(tǒng)信息安全防范措施。由于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行直接關(guān)系著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，因此加強(qiáng)電力系統(tǒng)信息安全防護(hù)措施的研究將具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
2 信息安全概述
信息安全主要是指信息保密性、完整性和可用性的安全防護(hù)。保密性是指信息僅僅為那些被授權(quán)使用的人獲取，完整性是指信息本身和信息處理方法的正確性和完整性，可用性是指經(jīng)過(guò)授權(quán)的用戶(hù)在需要時(shí)能能夠獲取信息。
根據(jù)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，信息安全主要經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段：通信保密階段、計(jì)算機(jī)安全和信息安全階段、信息保障階段。
（1）通信保密階段：側(cè)重于在遠(yuǎn)程通信中拒絕非授權(quán)用戶(hù)的信息訪問(wèn)及確保通信的真實(shí)性，主要采用密碼學(xué)技術(shù)。
（2）計(jì)算機(jī)安全和信息安全階段：側(cè)重于確保計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的硬件、軟件及在處理、存儲(chǔ)、傳輸信息中的保密性，主要采用安全操作系統(tǒng)的可信計(jì)算機(jī)技術(shù)。
（3）信息保障階段：側(cè)重于保護(hù)和防御信息及信息系統(tǒng)，確保其可用性、完整性、保密性、不可否認(rèn)性等特性，并提出了信息安全保障體系PDRR（Protect， Detect， React， Restore）模型。
3 電力系統(tǒng)信息安全現(xiàn)狀
國(guó)家電網(wǎng)公司多年來(lái)一直注重加強(qiáng)信息安全體系建設(shè)與管理工作，網(wǎng)絡(luò)與信息系統(tǒng)按生產(chǎn)控制大區(qū)、管理信息大區(qū)和三道防線進(jìn)行防護(hù)，管理信息大區(qū)劃分為信息內(nèi)網(wǎng)和信息外網(wǎng)，在公司互聯(lián)網(wǎng)出口、信息內(nèi)外網(wǎng)邊界、管理與生產(chǎn)大區(qū)邊界建立了信息安全三道防線，如圖1所示。
生產(chǎn)控制大區(qū)按照國(guó)家電監(jiān)會(huì)5號(hào)令等文件嚴(yán)格要求，遵循“安全分區(qū)、網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)用、橫向隔離、縱向認(rèn)證”的安全防護(hù)原則，實(shí)施電力二次系統(tǒng)總體安全防護(hù)。
管理信息大區(qū)實(shí)施“雙網(wǎng)雙機(jī)、分區(qū)分域、等級(jí)防護(hù)、多層防御”的信息安全防護(hù)總體策略，全面建設(shè)信息安全等級(jí)保護(hù)縱深防護(hù)體系。
目前，信息化技術(shù)已滲透到電力系統(tǒng)的各個(gè)方面，包括生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)、建設(shè)、物資、科研和管理等領(lǐng)域，并普遍使用VLAN、MPLS等技術(shù)。為了保證信息系統(tǒng)的安全運(yùn)行，國(guó)家電網(wǎng)公司開(kāi)發(fā)了信息運(yùn)維綜合監(jiān)管系統(tǒng)（IMS）和信息外網(wǎng)安全檢測(cè)系統(tǒng)（ISS）等國(guó)網(wǎng)統(tǒng)推軟件平臺(tái)，對(duì)電力信息系統(tǒng)進(jìn)行綜合檢測(cè)。
4 電力系統(tǒng)信息安全所面臨的問(wèn)題
信息化的基礎(chǔ)性、全局性作用日益增強(qiáng)，信息安全作為信息化深入推進(jìn)的重要保障，已成為國(guó)家安全戰(zhàn)略的重要組成部分。為此，國(guó)家相關(guān)部門(mén)頒布實(shí)施了《2006-2020年國(guó)家信息化發(fā)展戰(zhàn)略》，對(duì)地方政府和國(guó)有企業(yè)的信息化實(shí)施具有重要的指導(dǎo)意義。
國(guó)家電網(wǎng)公司堅(jiān)決響應(yīng)中央號(hào)召，全力推進(jìn)公司信息化進(jìn)程，信息化體系已逐步在公司各個(gè)層次建立起來(lái)，對(duì)公司發(fā)展提供了重要的推動(dòng)作用。然而，信息化是一把“雙刃劍”，在推動(dòng)業(yè)務(wù)管理創(chuàng)新的同時(shí)，也會(huì)帶來(lái)較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，給公司的整體安全形勢(shì)帶來(lái)新的挑戰(zhàn)，具體表現(xiàn)在四個(gè)方面。
（1）智能電網(wǎng)：智能電網(wǎng)具有“網(wǎng)絡(luò)更廣、用戶(hù)更泛、交互更多、技術(shù)更新”等特點(diǎn)，為信息安全管控的廣度和深度帶來(lái)全新的要求。
（2）三集五大：“三集五大”體系下的信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)依存度、集成度、融合度比較高，單個(gè)系統(tǒng)都可能成為信息安全防護(hù)體系的短板，任何一個(gè)系統(tǒng)的安全漏洞都可能帶來(lái)較為嚴(yán)重的后果。
（3）新技術(shù)應(yīng)用：隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，各類(lèi)新型技術(shù)防護(hù)手段的缺失、自身的安全缺陷，使得信息安全隱患的排查與預(yù)防難度大大增加。
（4）數(shù)據(jù)中心：隨著應(yīng)用級(jí)災(zāi)備和集中式數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，未來(lái)公司信息系統(tǒng)將逐漸向物理集中或一級(jí)部署過(guò)濾，系統(tǒng)自身安全性與脆弱性問(wèn)題更加突出。
5 電力系統(tǒng)信息安全防護(hù)措施
5.1 加強(qiáng)信息安全管理工作
信息安全工作是“三分技術(shù)，七分管理”，應(yīng)切實(shí)加強(qiáng)信息安全管理工作。電力企業(yè)不少部門(mén)認(rèn)為信息安全僅僅是信息化部門(mén)的事情，與自己無(wú)關(guān)，而信息化部門(mén)人員主要精力也只是在信息技術(shù)層面，缺少信息管理與安全管理意識(shí)，應(yīng)在公司各個(gè)部門(mén)之間開(kāi)展多種形式的信息安全知識(shí)培訓(xùn)。
在具體操作層面上，可重點(diǎn)在幾個(gè)層面開(kāi)展工作。
（1）統(tǒng)一設(shè)計(jì)、自主可控：由公司總部集中優(yōu)勢(shì)力量統(tǒng)一組織技術(shù)研發(fā)，以信息安全防護(hù)核心技術(shù)為重點(diǎn)，以產(chǎn)品自主研發(fā)為主，減少外部威脅。
（2）集成集中、優(yōu)化整合：全面提升公司信息安全資源集約化水平，加大統(tǒng)一管控力度，優(yōu)化整合，并充分繼承現(xiàn)有設(shè)備和系統(tǒng)，按照生命周期要求，提高信息安全資產(chǎn)的使用率。
5.2 重視信息安全技術(shù)手段
技術(shù)手段是解決信息安全的關(guān)鍵所在，只有采用合理且高效的技術(shù)手段，才能在很大程度上消除信息安全隱患。應(yīng)采取“先進(jìn)適用，創(chuàng)新發(fā)展”的原則，積極跟蹤和研究國(guó)內(nèi)外先進(jìn)成熟技術(shù)，應(yīng)用到電力信息網(wǎng)中，比如防火墻技術(shù)、入侵檢測(cè)技術(shù)、漏洞掃描技術(shù)、隔離技術(shù)、VPN技術(shù)、安全審計(jì)策略等，并采取統(tǒng)一的安防軟件和網(wǎng)管軟件。結(jié)合電力系統(tǒng)特點(diǎn)，具體可表現(xiàn)在幾個(gè)方面。
（1）主動(dòng)防御：從信息安全系統(tǒng)體系出發(fā)，以技術(shù)手段作為切入點(diǎn)，采用“分區(qū)分域、安全接入、動(dòng)態(tài)感知、全面防護(hù)”等原則，化事件驅(qū)動(dòng)型的被動(dòng)防御為消息驅(qū)動(dòng)型的主動(dòng)防御。
（2）持續(xù)跟蹤：持續(xù)跟蹤國(guó)際信息化與信息安全工作的發(fā)展趨勢(shì)和成果，研究并應(yīng)用到國(guó)家電網(wǎng)公司的信息安全防護(hù)下。
（3）超前部署：立足現(xiàn)實(shí)，把握全局，并考慮未來(lái)技術(shù)的發(fā)展，超前部署前沿技術(shù)攻關(guān)及基礎(chǔ)成果應(yīng)用，比如大數(shù)據(jù)、云計(jì)算及虛擬化技術(shù)應(yīng)用等。
5.3 信息安全隊(duì)伍建設(shè)
隊(duì)伍建設(shè)是信息安全得以有效實(shí)現(xiàn)的有力保障，國(guó)家電網(wǎng)公司應(yīng)以?xún)稍杭夹g(shù)支持隊(duì)伍為基礎(chǔ)，加大培養(yǎng)力度，建設(shè)國(guó)家級(jí)信息安全實(shí)驗(yàn)室，建立健全“技術(shù)專(zhuān)業(yè)、響應(yīng)迅速、覆蓋全面”的信息安全技術(shù)支撐隊(duì)伍。
另外，應(yīng)特別重視公司研發(fā)隊(duì)伍的指導(dǎo)工作，構(gòu)建研發(fā)隊(duì)伍信息安全“兩個(gè)一流”和“兩個(gè)不發(fā)生”為目標(biāo)，以“強(qiáng)基礎(chǔ)、重考評(píng)、嚴(yán)追則”為手段，從根本上加強(qiáng)研發(fā)隊(duì)伍的安全意識(shí)和安全能力，在源頭上保證研發(fā)安全質(zhì)量。
6 結(jié)束語(yǔ)
隨著電力系統(tǒng)中現(xiàn)代信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，電力信息安全面臨著越來(lái)越大的威脅與風(fēng)險(xiǎn)。建立健全國(guó)家電網(wǎng)公司信息安全防護(hù)體系，必須從管理、技術(shù)、安全隊(duì)伍建設(shè)等多方面入手，以安全區(qū)域劃分、系統(tǒng)等級(jí)保護(hù)、安全邊界保護(hù)、主動(dòng)防御措施和應(yīng)急響應(yīng)策略為手段，構(gòu)筑全方位、多層次的安全防護(hù)體系。其中，信息外網(wǎng)以“防攻擊、防泄露”為主，信息內(nèi)網(wǎng)以“強(qiáng)內(nèi)控，防外聯(lián)”為主，實(shí)現(xiàn)信息內(nèi)外網(wǎng)的深度安全防護(hù)，確保應(yīng)用系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，保障電網(wǎng)企業(yè)信息安全。
參考文獻(xiàn)
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基金項(xiàng)目：
山西省電力公司科技項(xiàng)目晉215號(hào)基金支持。
作者簡(jiǎn)介：
馬軍偉（1982-），男，山東濟(jì)寧人，大連理工大學(xué)控制理論與控制工程專(zhuān)業(yè)，博士研究生，現(xiàn)任國(guó)網(wǎng)山西省電力公司信息通信分公司技術(shù)發(fā)展部電力通信規(guī)劃管理，中級(jí)職稱(chēng)；主要研究方向和關(guān)注領(lǐng)域：電力通信規(guī)劃、信息安全。
電力系統(tǒng)通信設(shè)備中采用大量的微電子設(shè)備，運(yùn)行中對(duì)雷擊的敏感性較高，各地發(fā)生的雷電損害電力通信系統(tǒng)現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)，對(duì)于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成了較大影響。如何有效增強(qiáng)電力通信系統(tǒng)的防雷擊能力，對(duì)于保障電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行具有重要意義，各級(jí)電力主管部門(mén)和企業(yè)應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化對(duì)電力通信你系統(tǒng)的防雷擊研究工作，為電力系統(tǒng)的有效、穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造良好條件。
1 電力通信系統(tǒng)雷擊損害產(chǎn)生的原因
目前，微電子設(shè)備在電力系統(tǒng)運(yùn)行中得到了普遍運(yùn)用，但是微電子設(shè)備絕緣強(qiáng)度相對(duì)不高，耐壓能力不足，受雷擊影響的可能性較大，對(duì)于電力通信系統(tǒng)而言，微電子設(shè)備較多，如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及指揮系統(tǒng)和公用天線等，受雷擊干擾的影響較為明顯。雷擊主要通過(guò)直擊雷以及感應(yīng)雷擊兩種方式對(duì)電力通信系統(tǒng)的設(shè)備產(chǎn)生影響，直擊雷的殺傷力最為強(qiáng)烈，能夠損毀通信設(shè)備，導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行，當(dāng)前在建筑防雷接地設(shè)施配備中做得較為到位，在雷電多發(fā)季節(jié)能夠有效保護(hù)各種設(shè)備，有效降低了直擊雷對(duì)電力通信系統(tǒng)的損害概率。與此相對(duì)的是感應(yīng)雷擊的破壞性，由于雷擊引發(fā)較大的磁場(chǎng)，感應(yīng)雷擊和脈沖電壓有可能繞過(guò)防雷接地體系對(duì)微電子設(shè)備進(jìn)行破壞，主要可能有以下幾種途徑：一是在雷擊電流沿著接地引線進(jìn)入地表的過(guò)程中，電流過(guò)于強(qiáng)大會(huì)造成具有明顯沖擊力的電磁脈沖，對(duì)電力通信系統(tǒng)的微電子設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生干擾，影響運(yùn)行效果；二是雷擊擊中區(qū)域靠近通信線路，引發(fā)地表電位暫時(shí)性飆高，對(duì)電力系統(tǒng)中一些敏感性高的設(shè)備形成反擊，損壞設(shè)備功能導(dǎo)致無(wú)法正常運(yùn)行，甚至癱瘓；三是在天線以及電纜等設(shè)備被雷擊之后，由于內(nèi)部傳播引發(fā)較大的感應(yīng)電壓，導(dǎo)致電力系統(tǒng)中的微電子設(shè)備受到損壞，嚴(yán)重影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。
2 電力通信系統(tǒng)雷擊損害造成的巨大影響
雷擊災(zāi)害對(duì)電力通信系統(tǒng)造成的危害性是巨大的，能夠?qū)ο嚓P(guān)的敏感設(shè)備造成破壞性的損失，甚至?xí)?dǎo)致線路癱瘓，引發(fā)整個(gè)電力系統(tǒng)的無(wú)法正常運(yùn)行。當(dāng)前，電力技術(shù)不斷發(fā)展，以微電子設(shè)備為代表的敏感性設(shè)備與原件不斷增多，在敏感性與精密度不斷提高的同時(shí)，其耐壓性也在相應(yīng)降低，電力通信系統(tǒng)在維護(hù)與建設(shè)過(guò)程中的微小失誤有時(shí)就會(huì)造成敏感設(shè)備的損壞，雷擊事件的破壞力更為強(qiáng)大，對(duì)于系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有較大隱患。雷擊較為輕微的狀態(tài)下，能夠引發(fā)信號(hào)傳輸不暢，影響系統(tǒng)設(shè)備的正常運(yùn)行以及出現(xiàn)誤動(dòng)，如果雷擊強(qiáng)度較大則會(huì)損壞電力通信系統(tǒng)中的元件或者設(shè)備，導(dǎo)致徹底無(wú)法正常工作，甚至?xí)茐臄?shù)據(jù)、癱瘓系統(tǒng)，造成大面積停電等惡性事故。所以，強(qiáng)化電力系統(tǒng)防雷保護(hù)是維護(hù)整個(gè)通信系統(tǒng)有效運(yùn)行的重要手段，必須在建設(shè)與維護(hù)中切實(shí)加強(qiáng)。
3 增強(qiáng)電力通信系統(tǒng)防雷能力的主要途徑
3.1 提高電力通信系統(tǒng)外部保護(hù)能力
在整個(gè)電力通信系統(tǒng)的防雷保護(hù)工作中，外部保護(hù)具有基礎(chǔ)性作用，對(duì)于避免直擊雷擊對(duì)系統(tǒng)的損害意義重大，防止設(shè)備損害和造成系統(tǒng)癱瘓。一般來(lái)講，對(duì)其進(jìn)行外部保護(hù)主要是強(qiáng)化防雷接地系統(tǒng)的建設(shè)，安裝避雷針和相應(yīng)的接地裝置，但是部分地區(qū)忽略了建筑物內(nèi)部金屬設(shè)施的接地防雷處理，有可能導(dǎo)致雷電傳入，所以在強(qiáng)化建筑物外部避雷和接地處理的同時(shí)，要完善建筑內(nèi)部金屬構(gòu)筑物和防雷體系的連接，充分提高整個(gè)電力系統(tǒng)的外部保護(hù)能力，提升電力通信系統(tǒng)的安全運(yùn)行水平。
3.2 提高電力通信系統(tǒng)內(nèi)部防護(hù)能力
在電力通信系統(tǒng)內(nèi)部防護(hù)工作中，要抓好三個(gè)方面的防護(hù)，首先要抓好電源的防護(hù)工作，一旦建筑被雷擊之后，電流有可能借助電線對(duì)電力通信系統(tǒng)進(jìn)行入侵并產(chǎn)生嚴(yán)重后果。這一環(huán)節(jié)，電源高壓部位一般都設(shè)置有專(zhuān)門(mén)的高壓避雷設(shè)施，受到雷擊損害的可能性不高，但是對(duì)應(yīng)的低壓線路由于保護(hù)設(shè)施不足，受到雷擊并受損的可能性較大，所以在電源保護(hù)環(huán)節(jié)要重點(diǎn)抓好電源低壓部位的針對(duì)性保護(hù)，建議在建筑的總配電盤(pán)以及每一層的配電箱和重要設(shè)備的進(jìn)線部位增設(shè)電涌保護(hù)設(shè)備，借助于分離科技分散雷擊的能量，并將其導(dǎo)入地表，有效保護(hù)電力通信系統(tǒng)各項(xiàng)設(shè)備的安全，保障正常運(yùn)行。其次，要強(qiáng)化對(duì)線纜的防護(hù)工作，因?yàn)楣怆娎|屬于電力通信系統(tǒng)中的重要部件，在輸送電力以及信號(hào)等方面意義重大，強(qiáng)化對(duì)線纜部件的防雷能力，能夠保護(hù)線纜設(shè)備，保障整個(gè)電力通信系統(tǒng)的有效運(yùn)行。引發(fā)線纜損壞的主要原因的感應(yīng)雷擊的破壞，在建筑物被雷擊，電流沿接地引線傳輸?shù)倪^(guò)程中，能夠在線路中出現(xiàn)階段性的巨大電磁脈沖，嚴(yán)重影響線纜內(nèi)部信號(hào)傳輸以及電力傳輸，導(dǎo)致整個(gè)電力通信系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障。所以，在開(kāi)展防雷接地系統(tǒng)設(shè)置中，要保證系統(tǒng)內(nèi)部劍術(shù)構(gòu)筑物全部熱鍍鋅處理，按照需求對(duì)線纜開(kāi)展升級(jí)，隔離動(dòng)力電纜，低電壓電纜傳入鋼管，并減少電纜間距離，從而實(shí)現(xiàn)電纜之間感應(yīng)回路強(qiáng)度下降的效果。另外，還要開(kāi)展建筑內(nèi)部金屬結(jié)構(gòu)等電位連接處理，縮小電位差，提高線纜安全運(yùn)行的保障能力。另外，還要強(qiáng)化通信設(shè)備的防護(hù)工作，由于整個(gè)電力通信系統(tǒng)中的設(shè)備大多數(shù)為微電子設(shè)備，擊穿功率偏小，應(yīng)當(dāng)開(kāi)展多重防雷處理，借助于建筑物法拉第籠以及設(shè)備屏柜金屬殼、自身金屬殼等開(kāi)展逐級(jí)屏蔽，提高防雷效果。要做好系統(tǒng)設(shè)備防雷接地工作，同時(shí)做好電力通信系統(tǒng)設(shè)備以及周邊金屬部件的等電位連接，最大限度地避免感應(yīng)雷擊破壞系統(tǒng)設(shè)備，保證整個(gè)系統(tǒng)的有效運(yùn)行。
綜上所述，在電力通信系統(tǒng)建設(shè)與運(yùn)行中，要充分重視防雷工作并有效落實(shí)到工作之中，在思想上重視，設(shè)施上完善，管理上細(xì)化，有效提高電力信息系統(tǒng)的運(yùn)行安全性與穩(wěn)定性。
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二、電力系統(tǒng)可靠性分析
高速鐵路電力系統(tǒng)的組成比較復(fù)雜，按照功能與作用主要可以分為牽引和電力兩部分前者是為高速鐵路行車(chē)提供電源系統(tǒng)，后者是承擔(dān)牽引供電以外所有鐵路負(fù)荷的供電任務(wù)，包括信號(hào)系統(tǒng)、生產(chǎn)、車(chē)站、供水系統(tǒng)以及生活等鐵路用電負(fù)荷的高速鐵路電力供電系統(tǒng)，其供電可靠性不僅直接影響鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的正常安全運(yùn)行，還關(guān)系到很多鐵路職能部門(mén)的正常工作，鐵路電力供電系統(tǒng)由于應(yīng)用的特殊性，在系統(tǒng)構(gòu)成和功能上都有一些有別于電力系統(tǒng)的特點(diǎn)，主要體現(xiàn)電壓等級(jí)低、系統(tǒng)接線形式簡(jiǎn)單以及供電可靠性要求高這三方面：
第一，從電力系統(tǒng)的角度看，鐵路負(fù)荷屬于終端負(fù)荷，直接面對(duì)最終用戶(hù)，所以，鐵路供電系統(tǒng)中絕大多數(shù)為10kV和35kV變配電所，這取決于地方供電系統(tǒng)電源的情況和鐵路就地負(fù)荷的要求；第二，鐵路供電系統(tǒng)的接線就像鐵路一樣，是一個(gè)沿鐵路敷設(shè)的單一輻射網(wǎng)，各變電所沿線基本均勻分布，并且互相連接，構(gòu)成手拉手供電方式；連接線自閉線和貫通線兩種，連接線除了實(shí)現(xiàn)相鄰所之間的電氣連接外，還為鐵路供電最重要的負(fù)荷提供電源；第三，鐵路供電系統(tǒng)雖然電壓等級(jí)低，接線方式簡(jiǎn)單，但對(duì)供電可靠性的要求卻很高，其負(fù)荷的供電中斷時(shí)間不能超過(guò)150ms，否則，將會(huì)導(dǎo)致所有供電區(qū)間的自動(dòng)閉塞信號(hào)燈變?yōu)榧t燈，影響鐵路的正常運(yùn)輸。
三、提高電力系統(tǒng)可靠性的措施
鐵路沿線分布著車(chē)站和通信基站，這些地面設(shè)施是保證鐵路運(yùn)輸暢通和安全的基礎(chǔ)設(shè)施，上述設(shè)施需要電力可靠供應(yīng)，高速鐵路對(duì)電力供電提出了更高的可靠性要求，全線供電安全、可靠性取決電力貫通線的運(yùn)行水平，供電可靠性依賴(lài)于鐵路供電設(shè)備配置水平，采用的可靠性措施主要有三方面：
第一，保證系統(tǒng)可靠備用，各配電所自國(guó)家電網(wǎng)接引兩路電源；各配電所采用單母線分?jǐn)嘟泳€型式；10kV配電網(wǎng)絡(luò)采用雙路環(huán)網(wǎng)電力電纜；變配電所、箱式變電站內(nèi)配電變壓器按雙臺(tái)配置；第二，提高設(shè)備可靠性，配電所選用SF6氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜；箱式變電站選用SF6氣體絕緣環(huán)網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜；變壓器選用干式變壓器；低壓開(kāi)關(guān)柜采用高可靠性、模數(shù)化、組合式柜型；第三，提高系統(tǒng)抵抗自然災(zāi)害能力，電線入地；設(shè)備進(jìn)屋；備用發(fā)電機(jī)；從高壓到低壓全部采用遠(yuǎn)動(dòng)。
四、高速鐵路電力供電系統(tǒng)新技術(shù)的分析與研究
1 電力自動(dòng)化的通信方式
通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電力自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)，電力系統(tǒng)自動(dòng)化對(duì)通信系統(tǒng)的要求取決于計(jì)劃實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)化水平、電力系統(tǒng)自動(dòng)化的規(guī)模和復(fù)雜程度等因素。針對(duì)電力自動(dòng)化系統(tǒng)及其特點(diǎn)，通信系統(tǒng)應(yīng)具有以下特性：
（1）保證通信可靠性；
（2）滿(mǎn)足目前和適應(yīng)將來(lái)的數(shù)據(jù)傳輸速率；
（3）雙工通信（個(gè)別情況下可用單工）；
（4）通信不能受停電和故障的影響；
（5）易于操作且維護(hù)工作量小
（6）保證建設(shè)費(fèi)用。
下面對(duì)目前新興的幾種通信方式作相應(yīng)介紹：
1.1 擴(kuò)頻通信方式
擴(kuò)頻通信是一種先進(jìn)的信息傳輸方式，其信號(hào)占用的帶寬遠(yuǎn)大于一般常規(guī)通信方式所需的最小帶寬。頻帶的展寬是通過(guò)編碼及調(diào)制的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，與所傳送的信息數(shù)據(jù)無(wú)關(guān)。接收端則用相同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)解調(diào)來(lái)解擴(kuò)并恢復(fù)信息數(shù)據(jù)。
在無(wú)線電通信中射頻信號(hào)的帶寬與所傳信息的帶寬是相比擬的。如用調(diào)幅信號(hào)來(lái)傳送語(yǔ)聲信息，其帶寬為語(yǔ)聲信息帶寬的兩倍?，F(xiàn)今使用的電話、廣播系統(tǒng)中，無(wú)論是采用調(diào)幅、調(diào)頻或脈沖編碼調(diào)制制式，處理增益值一般都在十多倍范圍內(nèi)，統(tǒng)稱(chēng)為“窄帶通信”。而擴(kuò)頻通信的處理增益值高達(dá)數(shù)百、上千，稱(chēng)為“寬帶通信”。一般說(shuō)來(lái)，擴(kuò)頻通信最初是在軍事、公安通信中應(yīng)用，后又發(fā)展到個(gè)人業(yè)余通信、體育競(jìng)賽通信、證卷交易所通信和數(shù)字立體聲廣播等。擴(kuò)頻通信應(yīng)用于電力部門(mén)是在該技術(shù)解密以后，是在地調(diào)或縣調(diào)通信中最具發(fā)展?jié)摿Φ囊环N新型通信方式。這是人們?cè)陔娏ψ詣?dòng)化系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用方面正在努力探索的一種通信方式，重點(diǎn)在于組網(wǎng)技術(shù)。擴(kuò)頻通信可組織綜合通信業(yè)務(wù)，同時(shí)傳輸話音、數(shù)據(jù)和圖像信號(hào)，有豐富的接口終端，可接電話機(jī)、交換機(jī)和調(diào)度總機(jī)，以及配電自動(dòng)化系統(tǒng)終端設(shè)備等。
1.2 光纖通信
自光纖通信問(wèn)世以來(lái)的短短一二十年間，其發(fā)展異常迅速，光纖通信的傳輸速率不斷提高，無(wú)中繼傳輸距離逐步加長(zhǎng)。許多國(guó)家已建立了不同規(guī)模的光纖通信網(wǎng)絡(luò)，一般是首先應(yīng)用于市內(nèi)局間中繼、長(zhǎng)途干線，繼而廣泛應(yīng)用于電力、鐵道、公路、化工、公安等部門(mén)的專(zhuān)用網(wǎng)。光纖局部區(qū)域網(wǎng)、用戶(hù)網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展也很迅速。隨著波分復(fù)用技術(shù)的日趨成熟，光纖巨大的帶寬資源得以充分利用，使得一根光纖的傳輸容量很快地?cái)U(kuò)大幾倍至幾十倍。
光纖通信的主要特點(diǎn)有：頻帶寬、通信容量大；損耗低、中繼距離長(zhǎng)；可靠性高、抗電磁干擾能力強(qiáng)；通信網(wǎng)絡(luò)具有自愈功能；無(wú)串話干擾、保密性好；線徑細(xì)、重量輕、柔軟；節(jié)約有色金屬，原材料資源豐富；隨著光纖成本不斷下降，其經(jīng)濟(jì)效益也越來(lái)越顯著，光纖通信也逐漸成為電力自動(dòng)化通信的主力軍。
1.3 電力線載波通信（PLC）
用電力線實(shí)現(xiàn)可靠的通信一直是電力工業(yè)界致力研究的課題之一。經(jīng)過(guò)幾十年的努力，輸電線上的電力線載波通信已由過(guò)去專(zhuān)門(mén)提供話音業(yè)務(wù)發(fā)展到傳輸繼電保護(hù)、遠(yuǎn)動(dòng)、計(jì)算機(jī)控制信息等綜合業(yè)務(wù)，逐漸接近了實(shí)用化和商業(yè)化階段。
在配電網(wǎng)電力線上實(shí)現(xiàn)通信與在輸電網(wǎng)電力線上實(shí)現(xiàn)通信其基本原理相同，但兩者的環(huán)境條件有很大不同。首先，在設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)時(shí)的最基本要求是保證有足夠大的信噪比，相比之下配電網(wǎng)電力線上的噪聲與干擾是非常嚴(yán)重的。其次還有配電網(wǎng)絡(luò)的阻抗隨之發(fā)生變化引發(fā)的問(wèn)題以及信號(hào)的失真問(wèn)題。
隨著遠(yuǎn)程自動(dòng)化抄表、電力負(fù)荷管理、配電網(wǎng)絡(luò)信息管理、智能住宅小區(qū)等技術(shù)市場(chǎng)的迅猛發(fā)展，各國(guó)電力部門(mén)對(duì)開(kāi)發(fā)以中低壓配電網(wǎng)電力線為媒介的電力通信系統(tǒng)表現(xiàn)出極大的興趣。美國(guó)的PLC產(chǎn)品已經(jīng)越來(lái)越多的用于公共事業(yè)和商業(yè)服務(wù)，預(yù)計(jì)到2002年銷(xiāo)售額可達(dá)10億美元。韓國(guó)將投資1780萬(wàn)美元開(kāi)發(fā)研制2～10Mbps的電力線路調(diào)制解調(diào)器，并將在今后5年內(nèi)為韓國(guó)帶來(lái)50億美元的收益。利用配電線傳輸高速數(shù)據(jù)信息可以使電網(wǎng)管理更加規(guī)范合理，對(duì)實(shí)現(xiàn)電能和高速數(shù)據(jù)的雙重傳輸具有重要的實(shí)際意義。此外，電力公司本身即具有網(wǎng)絡(luò)遍及所有家庭和單位的先天優(yōu)勢(shì)，由此帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)投資費(fèi)用的節(jié)省極為可觀，而且隨著互連網(wǎng)的發(fā)展，可以為用戶(hù)提供更廣泛、更全面的服務(wù)。
2 電力自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)的建議模式
從目前來(lái)看，國(guó)內(nèi)在電力自動(dòng)化的通信方式方面還沒(méi)有一個(gè)具體的標(biāo)準(zhǔn)，不僅如此，從科研和開(kāi)發(fā)階段來(lái)說(shuō)基本上是屬于起步階段，因此，在實(shí)際應(yīng)用方面往往會(huì)缺少一些現(xiàn)成的可供參考的標(biāo)準(zhǔn)模式。對(duì)于本文前面部分所講的幾種通信方式，可以說(shuō)各有優(yōu)缺點(diǎn)，但還沒(méi)有一種通信方式能夠完全滿(mǎn)足這種網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜、點(diǎn)數(shù)多、可靠性要求高的電力系統(tǒng)自動(dòng)化通信。為了讓這個(gè)問(wèn)題逐漸得以解決，可以在現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用中多設(shè)置一些試點(diǎn)，對(duì)每種通信方式的性能、可靠性和價(jià)格等方面做詳細(xì)比較，根據(jù)比較結(jié)果選擇合適的通信方式作為將來(lái)電力系統(tǒng)自動(dòng)化通信的主要模式并加以推廣應(yīng)用，以下將提出一套電力自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)的建議模式，該模式的指導(dǎo)思想在于：在沒(méi)有一個(gè)完全滿(mǎn)足和適合電力系統(tǒng)自動(dòng)化的通信方式之前，應(yīng)當(dāng)綜合利用現(xiàn)階段這些通信方式的各自?xún)?yōu)點(diǎn)來(lái)組織一個(gè)分區(qū)分層的配電自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)。
第一層：市區(qū)的電力系統(tǒng)自動(dòng)化分站和配電管理中心之間的通信可以通過(guò)目前規(guī)劃的光纖網(wǎng)絡(luò)來(lái)完成，而外縣市電力自動(dòng)化分站與配電管理中心之間的通信則通過(guò)目前規(guī)劃的SDH微波通信進(jìn)入市區(qū)光纖網(wǎng)絡(luò)后送到配電管理中心。
第二層：每一個(gè)電力自動(dòng)化分站負(fù)責(zé)本區(qū)的電力自動(dòng)化信息的處理并負(fù)責(zé)與配電管理中心的聯(lián)系，對(duì)于本區(qū)所在的如變電所、大用戶(hù)、主要線路開(kāi)關(guān)站等主要站點(diǎn)與配電自動(dòng)化分站之間的通信可以采用光纖通信或一點(diǎn)多址無(wú)線通信方式來(lái)完成。
第三層：對(duì)于每個(gè)變電所所帶的一些小的配電站和線路開(kāi)關(guān)等與變電所之間可以采用擴(kuò)頻通信、800MHz窄帶無(wú)線通信方式或電力線載波的通信方式。
第四層：對(duì)于居民區(qū)內(nèi)部讀表、負(fù)荷控制、自動(dòng)供電和調(diào)節(jié)電表等一些服務(wù)，可以通過(guò)前面所述的電力線調(diào)制解調(diào)器利用已經(jīng)布好的低壓電力線進(jìn)行通信。這一層的實(shí)現(xiàn)屬于將來(lái)配電自動(dòng)化的發(fā)展相對(duì)成熟以后的事務(wù)范疇，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)用戶(hù)端的自動(dòng)控制和抄表等，或者目前新建小區(qū)需要和提前考慮的部分，它屬于自動(dòng)化發(fā)展的方向和最終目的。
3 結(jié)語(yǔ)
通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展為電力系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、控制和管理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提供了先進(jìn)的工具和技術(shù)基礎(chǔ)，龐大而復(fù)雜的電力系統(tǒng)要組成綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，必須有先進(jìn)、可靠的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)支撐，同時(shí)也要求通信系統(tǒng)能抵御來(lái)自于閃電、電暈、開(kāi)關(guān)操作等產(chǎn)生的強(qiáng)電磁干擾。在設(shè)計(jì)和選擇電力自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品時(shí)應(yīng)當(dāng)根據(jù)配電站的實(shí)際需求、地理位置和規(guī)模進(jìn)行綜合的考慮，只有這樣才能夠讓電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、有效運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)：
自從20世紀(jì)90年代到現(xiàn)在，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)和功率電子技術(shù)的發(fā)展，這些技術(shù)漸漸由理論轉(zhuǎn)入實(shí)驗(yàn)階段，并且已經(jīng)進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域，這些技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)電力自動(dòng)化產(chǎn)生了巨大的影響，電力自動(dòng)化技術(shù)也隨著迎來(lái)了新的時(shí)代。因此，提高電力系統(tǒng)自動(dòng)化程度顯得尤為必要。然而，目前電力系統(tǒng)自動(dòng)化仍然存在諸多問(wèn)題，如何很好地解決這些問(wèn)題，使電力系統(tǒng)自動(dòng)化更好地為我國(guó)電力發(fā)展乃至經(jīng)濟(jì)的發(fā)展服務(wù)，已經(jīng)成為擺在廣大電力工作者面前的一大難題。
本文主要結(jié)合筆者多年的實(shí)際一線工作經(jīng)驗(yàn)，首先闡述了配電自動(dòng)化的基本概念，并且從不同的角度對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行闡述，旨在為我國(guó)電力自動(dòng)化發(fā)展提供理論依據(jù)，對(duì)推動(dòng)我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1 配電自動(dòng)化的基本涵義
我們所說(shuō)的配電自動(dòng)化，就是指采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，將配電用戶(hù)的數(shù)據(jù)、配電網(wǎng)數(shù)據(jù)以及配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、地理位置、圖形特點(diǎn)以及離線數(shù)據(jù)等進(jìn)行集成，進(jìn)而構(gòu)成一個(gè)完整的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，保證配電設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，而且還要保證事故狀態(tài)下對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)、監(jiān)測(cè)和控制，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代化管理。通過(guò)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化管理，不但可以有效地提高電能質(zhì)量，而且可以成本較低，滿(mǎn)足多樣化的用戶(hù)需求，還可以使得企業(yè)管理效率得到一定的提高。
（1）饋線自動(dòng)化。所謂饋線自動(dòng)化，就是指對(duì)饋線電路進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制和保護(hù)。對(duì)饋電路出現(xiàn)的故障進(jìn)行診斷，進(jìn)行故障隔離和重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)等。還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)饋電路各項(xiàng)指標(biāo)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，供電和調(diào)壓等。
（2）配電管理系統(tǒng)。電力系統(tǒng)自動(dòng)化的核心環(huán)節(jié)是配電管理系統(tǒng)，其也是整個(gè)配電自動(dòng)化系統(tǒng)的管理中心、監(jiān)控中心以及需求側(cè)管理。需求側(cè)管理可以采取一系列的經(jīng)濟(jì)手段和技術(shù)措施，使用戶(hù)和供電方一起參與進(jìn)行供電管理。因?yàn)樾枨髠?cè)管理關(guān)系到供需雙方的利益，而且關(guān)聯(lián)到電力管理體制，因此，需要通過(guò)相關(guān)法律法規(guī)來(lái)進(jìn)行制約，讓電力市場(chǎng)進(jìn)行宏觀調(diào)控。我們可以看出，電力供需雙方不但是買(mǎi)賣(mài)關(guān)系，更是合作伙伴，需求側(cè)管理必將受到電力市場(chǎng)的重視。
2 電力自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)研究
2.1 功能分布技術(shù)研究
電力系統(tǒng)自動(dòng)化與通信網(wǎng)絡(luò)息息相關(guān)，為達(dá)到功能的逐步下發(fā)分布，對(duì)系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行分層分布配網(wǎng)自動(dòng)化已經(jīng)成為了一種必然，我們將電力系統(tǒng)功能部分分為三層：主站、子站和饋線，這樣可以使得事故能夠迅速響應(yīng)。層與層之間主要是通過(guò)光纖太網(wǎng)、光纖以太網(wǎng)及環(huán)網(wǎng)、多線網(wǎng)以及無(wú)線網(wǎng)和電力載波等信道形式進(jìn)行通信。綜合考慮，目前較為良好的通信方式為電力載波，相比于先前的電力載波方式，那些都是高頻信號(hào)與語(yǔ)音信號(hào)共同構(gòu)建的，主要通過(guò)線路端點(diǎn)之間的阻波器進(jìn)行服務(wù)通信。由于電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)較多，實(shí)際情況下還不能解決電力電子自動(dòng)化實(shí)際客觀需要，因此淘汰了阻波器。然而現(xiàn)在最新的通信技術(shù)，使得載波技術(shù)擴(kuò)展運(yùn)用范圍，尤其是開(kāi)發(fā)了擴(kuò)頻原理的處理器芯片（DSP）并且加以利用，理論結(jié)合實(shí)踐，就初步來(lái)看，相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明其運(yùn)用前景很好，具有很強(qiáng)大的發(fā)展前途。
2.2 配電網(wǎng)系統(tǒng)保護(hù)技術(shù)研究
對(duì)配電網(wǎng)的保護(hù)實(shí)際上就是對(duì)饋電線路的保護(hù)，而且主要是維護(hù)配電網(wǎng)存在不穩(wěn)定的因素，隨著時(shí)代性的經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，電力服務(wù)用戶(hù)的不斷追求質(zhì)量，進(jìn)而提升了電力系統(tǒng)的故障排除能力。也就是說(shuō)當(dāng)用電需求不斷變大的情況下，電力系統(tǒng)的可靠性和供電質(zhì)量也有了大幅度提高。我們要重點(diǎn)抓配電網(wǎng)的維護(hù)工作，在配電網(wǎng)管理保護(hù)工作中，我們要做到饋線故障排除、隔離故障以及對(duì)供電電力管理系統(tǒng)的恢復(fù)等工作。饋電核心工作的基礎(chǔ)上基于通信技術(shù)，是對(duì)配電網(wǎng)整體數(shù)據(jù)的優(yōu)化，進(jìn)而加以控制。對(duì)其整體優(yōu)化促使了配電SCADA、配電高級(jí)應(yīng)用（PAS）等技術(shù)的不斷改進(jìn)與完善。
2.3 主站一體化技術(shù)研究
隨著用戶(hù)生活水平的不斷提高，這就使得用戶(hù)對(duì)供電的可靠性提出了更高的要求。由于電力企業(yè)是一個(gè)相對(duì)比較大的整體，其內(nèi)部各個(gè)部門(mén)相對(duì)獨(dú)立，各個(gè)系統(tǒng)和部門(mén)很難快速地實(shí)現(xiàn)信息互聯(lián)和共享，這也是擺在廣大電力工作者面前的一大難題，也是今后廣大電力工作者需要協(xié)力解決的問(wèn)題。在今后的電力工作中，我們可以將功能相對(duì)獨(dú)立的部門(mén)綜合集中起來(lái)，組成信息共享一體化系統(tǒng)。也就是將各個(gè)部門(mén)的地理信息、數(shù)據(jù)信息、配電管理系統(tǒng)以及監(jiān)控系統(tǒng)等自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)信息互聯(lián)和共享的通訊平臺(tái)。
3 結(jié)語(yǔ)
綜上所述，電力自動(dòng)化的發(fā)展是電力系統(tǒng)的一場(chǎng)技術(shù)革命，作為一名電力系統(tǒng)工作者，我們要不斷學(xué)習(xí)新的電力技術(shù)知識(shí)，不斷充實(shí)自己，保持電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的先進(jìn)性，不斷提高電力系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，只有這樣，才能不斷地提高電能質(zhì)量，減少電力設(shè)備維護(hù)費(fèi)用和運(yùn)營(yíng)成本，提高電力設(shè)備利用率，帶來(lái)比較可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，對(duì)推動(dòng)我國(guó)電力事業(yè)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類(lèi)號(hào)TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2014）112-0146-02
實(shí)踐中可以看到，電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能關(guān)系著國(guó)家節(jié)能降耗之大局，同時(shí)也是關(guān)系著電廠的可持續(xù)發(fā)展，因此加強(qiáng)對(duì)電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能問(wèn)題的研究，具有非常重大的現(xiàn)實(shí)意義。
1電廠熱力系統(tǒng)計(jì)算常用方法分析
對(duì)于熱力系統(tǒng)計(jì)算而言，主要是對(duì)電廠汽輪機(jī)組性能進(jìn)行分析，對(duì)熱力試驗(yàn)、熱力系統(tǒng)改進(jìn)計(jì)算工作進(jìn)行分析，對(duì)熱力系統(tǒng)計(jì)算的主要目的在于機(jī)組熱性指標(biāo)的確定，因此熱力系統(tǒng)計(jì)算方法的有效選擇，成為機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性研究的前提和基礎(chǔ)。
常規(guī)熱平衡法：基于質(zhì)量、能量平衡，對(duì)電廠熱力系統(tǒng)數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。在此過(guò)程中，需對(duì)電廠熱力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的變工情況進(jìn)行計(jì)算，對(duì)汽輪機(jī)抽汽口、排汽端蒸汽參數(shù)和回?zé)嵯到y(tǒng)參數(shù)進(jìn)行明確，目的在于明確汽輪機(jī)新膨脹過(guò)程線以及該系統(tǒng)具體參數(shù)，其中的難點(diǎn)和核心在于計(jì)算汽輪機(jī)變工況。
等效熱降法：該方法主要以新蒸汽流量、熱力過(guò)程線以及循環(huán)初終參數(shù)均保持不變?yōu)榍疤釛l件，以等效熱降變化為基礎(chǔ)對(duì)熱力系統(tǒng)自身的熱經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析研究。局部分析熱力系統(tǒng)時(shí)，等效熱降法的應(yīng)用有效的改進(jìn)常規(guī)熱力計(jì)算缺陷與不足等問(wèn)題，并且建立了熱力系統(tǒng)分析研究新方法，從而使熱力計(jì)算實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)分析。
循環(huán)函數(shù)法：實(shí)踐中，根據(jù)熱力學(xué)第二定律之規(guī)定，通過(guò)分析循環(huán)不可逆性，以循環(huán)函數(shù)式作為現(xiàn)代汽輪機(jī)循環(huán)節(jié)能定量計(jì)算的工循環(huán)函數(shù)法，實(shí)際上是一種計(jì)算復(fù)雜熱力系統(tǒng)的有效方法。
熵分析法：在體系熵平衡計(jì)算過(guò)程中，求出熵產(chǎn)分布與大小，分析熵產(chǎn)影響因素，以此來(lái)確定熵產(chǎn)、不可逆損失之間的關(guān)系。同時(shí)，還有火用分析法，其主要是在熱力學(xué)定量基礎(chǔ)上，以環(huán)境為基礎(chǔ)對(duì)能的本性的全面認(rèn)識(shí)。
代數(shù)熱力學(xué)法：該方法是一種熱力系統(tǒng)能量有效分析法，其主要是利用事件矩陣對(duì)系統(tǒng)中的相關(guān)子系統(tǒng)的能量出入關(guān)系。對(duì)于火用矩陣而言，其對(duì)各股流火用值、分支等進(jìn)行了定義，對(duì)單一系統(tǒng)中的出入流進(jìn)行了關(guān)系性分析，最終得到一個(gè)結(jié)構(gòu)矩陣，以此了從全局對(duì)全系統(tǒng)和子系統(tǒng)之間的關(guān)系趨勢(shì)進(jìn)行研究。
2當(dāng)前國(guó)內(nèi)電廠熱力系統(tǒng)問(wèn)題分析
首先，分析方法存在缺陷，研究局限性比較大。實(shí)踐中可以看到，對(duì)于電廠熱力系統(tǒng)的分析方法依然存在欠缺與不足，尤其是使用的計(jì)算工具表現(xiàn)出一定的滯后性，需改進(jìn)和創(chuàng)新。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行熱力系統(tǒng)節(jié)能研究過(guò)程中，還存在著很多的問(wèn)題與不足，通常情況下采用的是傳統(tǒng)的局部?jī)?yōu)化法，而對(duì)熱力系統(tǒng)的節(jié)能分析法研究甚少。同時(shí)，研究存在著一定的局限性。本質(zhì)上來(lái)講，對(duì)于熱力系統(tǒng)研究長(zhǎng)期處于相對(duì)固定狀態(tài)，雖然穩(wěn)態(tài)模式下的研究可促使發(fā)電系統(tǒng)一直保持恒定狀態(tài)，而且在一定程度上也可降低研究復(fù)雜度，但是其局限性也是非常明顯的，對(duì)電廠節(jié)能降耗工作可能會(huì)產(chǎn)生非常不利的影響。
其次，對(duì)電廠熱力系統(tǒng)的分析指導(dǎo)存在著問(wèn)題。節(jié)能降耗是當(dāng)前最需大力支持的項(xiàng)目，實(shí)踐中必須不斷的提升和創(chuàng)新電廠工作觀念。實(shí)際工作中，管理人員對(duì)電廠分析、指導(dǎo)存在著不到位現(xiàn)象，這成為電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能發(fā)展的重大桎梏。比如，電廠管理不善、對(duì)具體情況分析不到位，則可能會(huì)導(dǎo)致電廠管理失控。
3電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能策略
基于以上對(duì)電廠熱力系統(tǒng)計(jì)算方法、存在的主要問(wèn)題分析，筆者認(rèn)為實(shí)現(xiàn)電廠熱力系統(tǒng)的有效節(jié)能和降耗，可從以下幾個(gè)方面著手。
3.1鍋爐排煙過(guò)程中的余熱有效回收和利用
電廠鍋爐的排煙溫度通?？蛇_(dá)150度～160度，若在鍋爐上方適當(dāng)?shù)奈恢眉友b暖風(fēng)扇，則其排煙溫度也達(dá)150度，因此電廠熱力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的鍋爐熱損失是非常大的?；诖耍绾尾拍芙档湍芎?，有效的利用這些熱量，成為一個(gè)值得深思的問(wèn)題。低壓省煤器是一種較為有效的節(jié)能裝置，它實(shí)際上就是一個(gè)處于鍋爐尾部位置的汽、水換熱器，與鍋爐省煤器相似。然而，通過(guò)其內(nèi)部的并非高壓給水，相反則是低壓凝結(jié)水。其主要有兩種連接方式，即低壓省煤器在電廠熱力系統(tǒng)中的串聯(lián)和并聯(lián)。對(duì)于低壓省煤器而言，其水源來(lái)自于低壓加熱器出口，而且凝結(jié)水在低壓省煤器中吸收其排煙熱量予，待溫度升高后，再將其通入低壓加熱器系統(tǒng)之中。實(shí)踐中可以看到，串聯(lián)形式的省煤器經(jīng)濟(jì)性比較好，這主要是因?yàn)樵摲N形式下流經(jīng)低壓加熱器的水量最大；確定低壓省煤器受熱面以后，鍋爐排煙冷卻程度以及其熱負(fù)荷均非常的大，因此對(duì)排煙余熱循環(huán)應(yīng)用效果非常的好，從而實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排之目的。
3.2 利用化學(xué)方法實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排
電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能減排中的化學(xué)方法，主要是基于對(duì)裝載有抽凝汽式熱力機(jī)組系統(tǒng)的一些電廠而言的，該方法主要是利用化學(xué)水填補(bǔ)凝汽機(jī)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排之目的。將化學(xué)水添入到凝汽機(jī)之中時(shí)，其中的大量氧氣會(huì)被除掉。同時(shí)，運(yùn)行過(guò)程中將霧化設(shè)備安裝在凝汽機(jī)入口位置，從而確保化學(xué)補(bǔ)充水霧化，以此來(lái)提高電廠熱力系統(tǒng)廢熱回收利用率。實(shí)際操作過(guò)程中，若能夠?qū)⒛麢C(jī)處理成真空狀態(tài)，則該種方法的應(yīng)用效果會(huì)更好，節(jié)能減排效果也最佳。
3.3減少煤炭用量，提高電廠發(fā)電效率
在電廠機(jī)組中，全面推廣應(yīng)用性能管理系統(tǒng)，這是一種采用基于離散坐標(biāo)法描述鍋爐內(nèi)熱流密度時(shí)空分布特性的創(chuàng)新方法，利用火焰動(dòng)態(tài)計(jì)算模型，對(duì)火焰中心、高溫腐蝕以及爐膛結(jié)渣問(wèn)題進(jìn)行分析，從而實(shí)現(xiàn)了條件的有效優(yōu)化。此外，在當(dāng)前的電廠信息化管理系統(tǒng)建設(shè)與發(fā)展過(guò)程中，有效的引入機(jī)組運(yùn)行性能管理模式，可實(shí)現(xiàn)主動(dòng)性能管理功能，并且能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)電廠機(jī)組運(yùn)行中的相關(guān)性能問(wèn)題與不足，提出一些有效的、針對(duì)性解決策略，并在此基礎(chǔ)上逐步建立健全機(jī)組應(yīng)用性能考核機(jī)制。正所謂無(wú)規(guī)矩不成方圓，因此電廠通過(guò)制定有效的管理機(jī)制，開(kāi)有效減少煤炭用量，提高電廠發(fā)電效率，同時(shí)這也是節(jié)能減排的客觀要求。
4結(jié)論
總而言之，面臨當(dāng)前國(guó)內(nèi)國(guó)際能源資源短缺的現(xiàn)狀，發(fā)展節(jié)能降耗產(chǎn)業(yè)勢(shì)在必行，而對(duì)于能耗大戶(hù)――電廠熱力系統(tǒng)而言，節(jié)能減排是其發(fā)展的必由之路。因此應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)思想重視和技術(shù)創(chuàng)新，以確保我國(guó)電廠電力事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類(lèi)號(hào)：TM76 文章編號(hào)：1009-2374（2015）30-0010-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.30.005
毋庸置疑，當(dāng)前的時(shí)代是計(jì)算機(jī)的時(shí)代和網(wǎng)絡(luò)的時(shí)代，計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用使多個(gè)領(lǐng)域的工作效率有了極大的提升。供電企業(yè)亦是如此，借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，自動(dòng)化的電力系統(tǒng)正在逐步形成，大量的人力資源被解放出來(lái)從事其他的工作，大大提升了供電的穩(wěn)定性。但是隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)本身的漏洞再加上人為的要素，網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題已經(jīng)成為一個(gè)非常重要的問(wèn)題，網(wǎng)絡(luò)安全無(wú)法保證，就無(wú)法保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。而電力系統(tǒng)是十分重要的，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，很可能會(huì)造成非常大的經(jīng)濟(jì)損失，所以有必要做好信息系統(tǒng)的安全保障工作。
1 電力信息系統(tǒng)身份鑒別技術(shù)的重要性
電力信息系統(tǒng)身份鑒別技術(shù)的重要意義體現(xiàn)在能夠確保電力信息系統(tǒng)的安全，進(jìn)而確保整個(gè)電力系統(tǒng)的安全。當(dāng)前電力信息系統(tǒng)是電力系統(tǒng)自動(dòng)化的重要組成部分，包含有眾多的自動(dòng)化設(shè)備。自動(dòng)化設(shè)備既有優(yōu)點(diǎn)，也有缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)是將人力從繁重的勞動(dòng)中解放出來(lái)，只需進(jìn)行必要的監(jiān)控即可，并且在發(fā)現(xiàn)故障和排除故障方面具有十分重要的作用；但是與此同時(shí)也造成了一旦出現(xiàn)嚴(yán)重問(wèn)題，就會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性無(wú)法保障的問(wèn)題，從而使整個(gè)供電工作都受到影響。當(dāng)前電力信息系統(tǒng)并不完善，其身份鑒別技術(shù)還沒(méi)有廣泛應(yīng)用于整個(gè)行業(yè)中，也因此出現(xiàn)了一系列的問(wèn)題，在未來(lái)，城鄉(xiāng)用電量必然大大增加，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行已經(jīng)成了刻不容緩的重要責(zé)任，每個(gè)方面都要考慮到。
2 電力信息系統(tǒng)身份鑒別技術(shù)概述
身份鑒別指的是利用各種手段和方法，對(duì)想要取得某種權(quán)限的人的身份進(jìn)行認(rèn)定。人與人之間的身份鑒別大多是靠視覺(jué)性的記憶，但是機(jī)器對(duì)人的鑒定如果完全靠視覺(jué)上的認(rèn)定的話，可能會(huì)造成非常大的成本。例如，某一臺(tái)計(jì)算機(jī)的開(kāi)機(jī)身份鑒別只用簡(jiǎn)單的口令即可，因?yàn)槠浒踩詻](méi)有那么高，如果在一臺(tái)普通計(jì)算機(jī)上安裝諸如指紋、虹膜等識(shí)別設(shè)備，其成本將會(huì)大大超出預(yù)算。身份鑒別技術(shù)一般來(lái)說(shuō)有兩種類(lèi)型：根據(jù)相關(guān)的信息來(lái)實(shí)現(xiàn)認(rèn)證，例如各種口令、證書(shū)等；根據(jù)人的相關(guān)的特征來(lái)進(jìn)行認(rèn)證，例如人的指紋、虹膜等唯一的元素。二者相比較，前者簡(jiǎn)單易行，并且能夠相對(duì)自由、相對(duì)廣泛地使用。換句話來(lái)說(shuō)，只要掌握了口令或者證書(shū)，就能夠獲取相關(guān)的權(quán)限。但是這種方法的弊端也是安全性能低，在遺失了相關(guān)口令和令牌時(shí)會(huì)造成極大的不便。后者的特點(diǎn)是唯一性，較為安全，但是局限性就是認(rèn)證的用戶(hù)不能夠遠(yuǎn)離，例如錄入了指紋和虹膜的用戶(hù)一旦出差，系統(tǒng)就無(wú)法順利運(yùn)行。
3 電力信息系統(tǒng)身份鑒別技術(shù)研究
3.1 未來(lái)電力信息系統(tǒng)身份鑒別技術(shù)應(yīng)有的特點(diǎn)
首先，這種身份鑒別的技術(shù)應(yīng)當(dāng)是多種技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，并不是孤立的。這是因?yàn)楦鞣N單一的技術(shù)雖然在某種程度上有很大的特點(diǎn)，但是也都有一定的局限性，如果將這些技術(shù)融合在一起的話，就能夠?qū)⒏鞣N優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)，而將缺陷盡可能地減少。相關(guān)的技術(shù)包括一次性口令鑒別技術(shù)、SSL安全服務(wù)器的雙向加密技術(shù)等。其次，身份鑒別應(yīng)當(dāng)是一種雙向的鑒定。換句話來(lái)說(shuō)，鑒定不僅要能夠鑒定客戶(hù)端，還要對(duì)服務(wù)器也進(jìn)行必要的鑒定，這是因?yàn)橛袗阂庥脩?hù)假冒客戶(hù)端的情況出現(xiàn)的。最后，這種身份鑒別應(yīng)當(dāng)是標(biāo)準(zhǔn)的、統(tǒng)一的。當(dāng)前行業(yè)內(nèi)并沒(méi)有固定的規(guī)范，所以在不同廠家開(kāi)發(fā)出的鑒別機(jī)制都是有較大差別的，適用性不廣。而設(shè)定統(tǒng)一的鑒別服務(wù)的話，就能夠用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行有效的衡量和評(píng)價(jià)，對(duì)于電子信息系統(tǒng)身份鑒別技術(shù)的未來(lái)發(fā)展是有很大好處的。
3.2 電力系統(tǒng)身份鑒別技術(shù)關(guān)鍵性技術(shù)和實(shí)現(xiàn)
首先，身份管理。身份管理應(yīng)當(dāng)具備下面的一些特性：賬號(hào)應(yīng)當(dāng)具有一定的生命周期，應(yīng)當(dāng)對(duì)賬號(hào)產(chǎn)生到刪除各個(gè)狀態(tài)進(jìn)行合理的管理活動(dòng)。因?yàn)樵谄髽I(yè)內(nèi)部，離職、換崗、換部門(mén)都是常見(jiàn)的事情，如果不能夠控制賬號(hào)的生命周期的話就會(huì)失去科學(xué)性；應(yīng)當(dāng)具備角色管理的功能，基于角色進(jìn)行各種訪問(wèn)的控制；應(yīng)當(dāng)對(duì)用戶(hù)進(jìn)行分級(jí)，不同級(jí)別的權(quán)限是不同的，級(jí)別越高，權(quán)限越高，最高級(jí)別獲取全部的權(quán)限。其次，集中認(rèn)證。這一點(diǎn)是說(shuō)要根據(jù)現(xiàn)實(shí)中的不同情況來(lái)為不同的應(yīng)用系統(tǒng)提供認(rèn)證服務(wù)。這個(gè)平臺(tái)應(yīng)當(dāng)支持多種不同的安全認(rèn)證方式，諸如靜態(tài)密碼、智能卡、數(shù)字證書(shū)等方式。對(duì)B/S系統(tǒng)的認(rèn)證和C/S系統(tǒng)的認(rèn)證應(yīng)當(dāng)區(qū)分開(kāi)來(lái)，對(duì)主機(jī)設(shè)備、用戶(hù)身份、訪問(wèn)策略的認(rèn)證也應(yīng)當(dāng)具體、細(xì)致。其實(shí)統(tǒng)一的認(rèn)證方式有兩種，集中認(rèn)證就是其中重要的一種，它是將各種認(rèn)證方式統(tǒng)一指向平臺(tái)，運(yùn)用平臺(tái)來(lái)進(jìn)行認(rèn)證。再次，單點(diǎn)登錄。單點(diǎn)登錄也是統(tǒng)一認(rèn)證的一種，區(qū)別于幾種認(rèn)證，它是由客戶(hù)端對(duì)主機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的訪問(wèn)轉(zhuǎn)化為客戶(hù)端的單點(diǎn)訪問(wèn)。它大大簡(jiǎn)化了最終用戶(hù)的登錄程序，也大大地減少了登錄相關(guān)口令管理的工作量，是一種較為安全的可行的方式。最后，集中授權(quán)。這一點(diǎn)指的是對(duì)相關(guān)的信息系統(tǒng)準(zhǔn)入機(jī)制進(jìn)行限制和管理，未通過(guò)授權(quán)的用戶(hù)禁止訪問(wèn)系統(tǒng)。這里的集中并不是一種物理現(xiàn)實(shí)中的集中，不是將所有的硬件設(shè)備集中起來(lái)，而是指一種邏輯上的集中。在具體的授權(quán)管理活動(dòng)中，可以自定義角色的數(shù)量和權(quán)限，常規(guī)的角色有安全管理員，其在整個(gè)電力信息系統(tǒng)中有最高的權(quán)限；系統(tǒng)管理員，主要任務(wù)是協(xié)助安全管理員，對(duì)系統(tǒng)安全進(jìn)行控制；網(wǎng)絡(luò)管理員、數(shù)據(jù)庫(kù)管理員、操作員等不同級(jí)別和權(quán)限的用戶(hù)。
4 結(jié)語(yǔ)
其實(shí)在當(dāng)前各個(gè)領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題都是一項(xiàng)十分重要的問(wèn)題。這是由于隨著時(shí)代的發(fā)展，以及計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的依賴(lài)將會(huì)越來(lái)越大，一旦出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題，就會(huì)造成各種不必要的損失，所以在各個(gè)領(lǐng)域都要做好網(wǎng)絡(luò)安全工作。對(duì)于供電企業(yè)來(lái)說(shuō)，當(dāng)前電力信息系統(tǒng)是電力系統(tǒng)自動(dòng)化的重要部分，其安全問(wèn)題的重要性毋庸置疑，科學(xué)有效的身份鑒別技術(shù)應(yīng)用是必不可少的。當(dāng)前的身份鑒別呈現(xiàn)出多技術(shù)融合、雙向、標(biāo)準(zhǔn)化等特點(diǎn)，在未來(lái)，相關(guān)的研究者還應(yīng)當(dāng)積極創(chuàng)新，開(kāi)發(fā)出更加安全、更加便捷的電力信息系統(tǒng)身份鑒別技術(shù)。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類(lèi)號(hào)： TN710?34； TM401 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2013）15?0115?04
Analysis of power system harmonic load model
LU Hui?hui1， SU Cheng?yue1， ZHANG Wen?jia2， ZHOU Huai?jie1， LIU Jing?tao2， LIU Li?bin1
（1.Guangdong University of Technology， Guangzhou 510006， China； 2.Guangzhou Power Supply station Co.， Ltd.， Guangzhou 510730， China）
Abstract： As the nonlinear load power increases， the harmonic distortion problem in power systems is serious. The common nonlinear load is discussed in this paper. A complete nonlear load simulation model was constructed to supply power to asynchronous motor by the rectifier frequency circuits and a transformer converting 110 kV to 400 V. Only the harmonic distortion rate of the third phase bridge rectifier circuit module is more than 32%， but harmonic components is greatly reduced by adding a harmonic elimination module in the model. The simulation results show that the total harmonic distortion rate of the nonlinear load is not more than 1.40%， which complies with the relevant state standards， and provides a theoretical base of harmonic prevention and control for enterprises.
Keywords： power system； harmonic analysis； load model； rectifying frequency conversion
0 引 言
諧波使電能質(zhì)量下降，影響發(fā)電、供電和用電設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，產(chǎn)生較大的危害已得到公認(rèn)。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)電力系統(tǒng)的諧波分析大部分都是研究公用電網(wǎng)諧波的整體狀況，沒(méi)有對(duì)諧波負(fù)載進(jìn)行細(xì)化分析。研究方向主要包括有：公用電網(wǎng)諧波評(píng)估[1?3] 、諧波對(duì)計(jì)量的影響[4]、諧波的檢測(cè)方法[5?7]、針對(duì)諧波的濾波設(shè)計(jì)[8?9]等。較少深入研究負(fù)載內(nèi)部產(chǎn)生諧波的機(jī)理。本文從電動(dòng)機(jī)、整流器等具體負(fù)載著手，建立相應(yīng)的理論模型分析其產(chǎn)生諧波的原因，為深入地開(kāi)展諧波研究提供理論依據(jù)。
1 電子電力變流電路產(chǎn)生諧波原理
電子電力變流電路包括：交流/直流變換器又稱(chēng)整流器、直流/交流逆變器、交直交變頻器等。其中應(yīng)用最廣泛的是整流器，很多負(fù)載模型都是基于整流電路建立的。常用的整流設(shè)備有二極管和晶閘管構(gòu)成的單相和三相整流器。從控制的角度區(qū)分，有不控、半控、全控之分。目前采用全控的PWM方式6脈沖整流較多，如圖1所示，下面對(duì)a相電流波形進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)有：
[ia=23πIdsinωt-15sin5ωt-17sin7ωt+111sin11ωt+113sin13ωt-117sin17ωt-119sin19ωt…] （1）
三相電流相角依次相差120°，其有效值與直流電流的關(guān)系為[I=23Id]，當(dāng)控制角[α≠0]時(shí)，只需用[ωt-α]代替[ωt]代入上式即可。則電流基波與各次諧波有效值分別為：
[I1=6πId，In=6nπId， n=6m±1] （2）
式中：[n]為特征諧波次數(shù)，[n=pm±1，][p]為逆變器脈動(dòng)數(shù)，[m]為正整數(shù)。
2 基于Matlab構(gòu)造負(fù)載模型
2.1 整流器模型
圖1（a）中，原理圖電路由三相交流電源[Ua，Ub，Uc，]整流變壓器T、晶閘管VT1～VT6、負(fù)載[R]以及觸發(fā)電路組成，由于晶閘管的單向可控導(dǎo)電性能，在負(fù)載上可以得到方向不變的直流電，改變晶閘管的控制角，可以調(diào)節(jié)輸出直流電壓和電流的大小。晶閘管觸發(fā)電路輸出脈沖與電源同步是電路正常工作的重要條件。三相橋式全控電路是應(yīng)用最廣泛的整流電路，六個(gè)晶閘管依次相隔60°觸發(fā)其必須采用雙脈沖觸發(fā)或?qū)捗}沖觸發(fā)方式，以保證每一瞬間都有兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通。三相橋式整流電路的仿真使用模型庫(kù)中的三相橋和觸發(fā)器的集成模塊，其仿真模型如圖1（b）所示，仿真波形分析如圖2所示。
表1 三相電流各次諧波含量及總畸變率 %
[諧波次數(shù)＼&3＼&5＼&7＼&9＼&11＼&13＼&15＼&17＼&19＼&THD＼&A相＼&0.14＼&25.68＼&11.41＼&0.13＼&10.57＼&6.02＼&0.13＼&6.58＼&3.82＼&31.56＼&B相＼&1.39＼&25.51＼&10.48＼&1.36＼&9.63＼&4.73＼&1.17＼&5.49＼&2.84＼&30.54＼&C相＼&1.53＼&26.65＼&10.41＼&1.45＼&10.64＼&5.59＼&1.19＼&5.98＼&4.20＼&32.20＼&]
三相電壓源SPWM逆變器是在通用變頻器中使用最多的，仿真模型如圖3所示。
通過(guò)對(duì)整流和逆變電路模型的建立和諧波分析，可以看出兩者產(chǎn)生的總諧波畸變率很高，電流諧波畸變率甚至達(dá)到42.54%，表明逆變電路是電力負(fù)載的一大諧波源。
2.2 交流電機(jī)模型
交流電機(jī)是一個(gè)多變量非線性系統(tǒng)，其靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性以及控制技術(shù)遠(yuǎn)比直流電機(jī)復(fù)雜。為了設(shè)計(jì)一個(gè)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性都較為理想的交流調(diào)速系統(tǒng)，需要建立起交流電機(jī)合適的數(shù)學(xué)模型。三相異步機(jī)的模型是首先將三相輸入電壓變換為二相坐標(biāo)系（dq坐標(biāo)系）上的電壓，同時(shí)也將計(jì)算所得的二相電流轉(zhuǎn)換為三相坐標(biāo)系上的電流[10]。交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速表達(dá)式為：
[n=60f（1-s）p] （3）
式中：[n]為異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；[f]為電動(dòng)機(jī)電源的頻率；s為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率；[p]為電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)。由上式可知，轉(zhuǎn)速[n]與頻率[f]成正比，只要改變頻率[f]即可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。變頻器就是通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)電源頻率實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的，是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段。轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)恒壓頻比控制（V/F）其特點(diǎn)是控制電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低，能夠滿(mǎn)足大多數(shù)場(chǎng)合交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制的要求。
圖3 三相逆變電路模型及諧波分析圖
圖4是一個(gè)V/F控制變頻調(diào)速仿真圖，圖中由直流電源經(jīng)過(guò)逆變器變成交流電給交流異步電機(jī)供電。逆變器由PWM控制，控制PWM的頻率就可以控制電壓的大小，進(jìn)而可以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，最下面的部分就是V/F恒壓控制部分。
對(duì)電路B相諧波電流分析如圖5所示，B相的總畸變率（THD）為2.45%，主要的成分還是5次、7次、11次諧波，分別占有1.73%、1.19%、0.74%，符合特征諧波次數(shù)[n=6m±1。]
圖5 交流電機(jī)諧波分析圖
3 綜合仿真實(shí)驗(yàn)分析與研究
前面已介紹各分立負(fù)載模型，下面是綜合的非線性負(fù)載模型，電路包含變壓器、整流器、中間直流電路、逆變器、濾波器、異步電機(jī)等，如圖6所示。該電路由110 kV的電壓經(jīng)過(guò)變壓器降為400 V，然后經(jīng)過(guò)整流變頻電路，再添加一個(gè)無(wú)源LC濾波器分別給三相電路進(jìn)行濾波，參數(shù)經(jīng)過(guò)計(jì)算和調(diào)試，實(shí)現(xiàn)對(duì)高次諧波進(jìn)行最大的抑制，如圖7所示，最后給異步電機(jī)供電，以及通過(guò)反饋環(huán)路控制PWM的頻率就可以控制電壓的大小，進(jìn)而可以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速如圖6下部分，最后測(cè)出各相電流的諧波成分見(jiàn)表2，其畸變率大大降低，總畸變率為1.4%。
表2 A，B，C三相的電流畸變率 %
[次數(shù) /次＼&3＼&5＼&7＼&9＼&11＼&13＼&15＼&17＼&19＼&總畸變率＼&A相＼&0.14＼&0.94＼&0.66＼&0.14＼&0.34＼&0.21＼&0.12＼&0.16＼&0.15＼&1.34＼&B相＼&0.19＼&0.95＼&0.63＼&0.25＼&0.22＼&0.07＼&0.19＼&0.06＼&0.01＼&1.40＼&C相＼&0.11＼&0.83＼&0.88＼&0.16＼&0.23＼&0.28＼&0.18＼&0.15＼&0.16＼&1.40＼&]
4 結(jié) 論
本文基于Matlab建立電力系統(tǒng)中產(chǎn)生諧波負(fù)載仿真模型，仿真結(jié)果表明，對(duì)采用6脈波變流器的負(fù)載，產(chǎn)生的諧波含量比較符合理論公式，可控變流裝置交流側(cè)電流含6k±1（k為正整數(shù)）次諧波；各次諧波有效值與諧波次數(shù)成反比；與基波有效值的比值為諧波的倒數(shù)。通過(guò)綜合構(gòu)造出一個(gè)110 kV變壓為400 V，經(jīng)整流變頻等電路給異步電機(jī)供電的完整的非線性負(fù)載模型，在模型中加入濾波器后的仿真結(jié)果表明，其非線性負(fù)載的諧波總畸變率不大于1.40%，諧波成分大大降低，符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，為企業(yè)減少向電網(wǎng)注入諧波成分提供參考。
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1 電力營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)
電力營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)以業(yè)擴(kuò)報(bào)裝、電能計(jì)量、用電管理、營(yíng)業(yè)計(jì)費(fèi)和線損管理等關(guān)鍵業(yè)務(wù)為核心，在各業(yè)務(wù)模塊之上提供服務(wù)模塊和分析模塊。服務(wù)模塊包括電話服務(wù)、因特網(wǎng)服務(wù)和客戶(hù)中心服務(wù)等，側(cè)重于為電力用戶(hù)提供各種快捷優(yōu)質(zhì)的服務(wù)；而分析模塊則包括綜合業(yè)務(wù)查詢(xún)、基于歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、效益分析和決策支持，側(cè)重于為企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)提供及時(shí)準(zhǔn)確的決策依據(jù)。因此，一切為電力系統(tǒng)正常運(yùn)行提供決策的原始數(shù)據(jù)都可歸結(jié)為營(yíng)銷(xiāo)數(shù)據(jù)范疇。
1.1 營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)數(shù)據(jù)來(lái)源
營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)的海量數(shù)據(jù)由管理信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)以及電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)、負(fù)荷管理系統(tǒng)、電能量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、配變檢測(cè)系統(tǒng)、計(jì)量檢定的運(yùn)行數(shù)據(jù)所組成。隨著電力企業(yè)信息化建設(shè)的快速發(fā)展，各系統(tǒng)已產(chǎn)生并積累了較為龐大的歷史數(shù)據(jù)。
1.2 營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)特點(diǎn)
（1）數(shù)據(jù)多。在電力營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)主要分為由各種裝置實(shí)時(shí)采集的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和由調(diào)度中心多種系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來(lái)源多。另外，電力系統(tǒng)屬于大規(guī)模奇異非線性動(dòng)態(tài)大系統(tǒng)，在對(duì)其進(jìn)行特征描述時(shí)往往涉及到上千個(gè)狀態(tài)變量。傳統(tǒng)的處理方法是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行降維或簡(jiǎn)約化處理，這在一定程度上影響了最終結(jié)果的精度。
（2）數(shù)據(jù)種類(lèi)混雜。營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的混雜系統(tǒng)，其上層（如調(diào)度中心）給出的（調(diào)度）決策主要是邏輯性的操作指令，而下層控制（如發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁與調(diào)速控制）主要是連續(xù)性的，為了達(dá)到系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化控制的目的，應(yīng)將不同性質(zhì)的上層和下層控制有機(jī)地對(duì)合起來(lái)。
（3）數(shù)據(jù)質(zhì)量差。在營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)中，采集到的數(shù)據(jù)往往存在含有噪聲、缺失、不正確等情況。
（4）對(duì)數(shù)據(jù)的要求高。當(dāng)系統(tǒng)處于緊急狀態(tài)甚至瓦解狀態(tài)時(shí)，必須制定實(shí)時(shí)在線快速?zèng)Q策，使系統(tǒng)重新回到正常狀態(tài)。
2 電力數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)
2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)到數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)
傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是以單一的數(shù)據(jù)資源，即數(shù)據(jù)庫(kù)為中心，進(jìn)行事務(wù)處理、批處理、決策分析等各種數(shù)據(jù)處理工作，主要的劃分為兩大類(lèi)：操作型處理和分析型處理。操作型處理也叫事務(wù)處理，是指對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)聯(lián)機(jī)的日常操作，通常是對(duì)一個(gè)或一組紀(jì)錄的查詢(xún)和修改，主要為企業(yè)的特定應(yīng)用服務(wù)的，注重響應(yīng)時(shí)間，數(shù)據(jù)的安全性和完整性；分析型處理則用于管理人員的決策分析，經(jīng)常要訪問(wèn)大量的歷史數(shù)據(jù)。而傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)優(yōu)于企業(yè)的日常事務(wù)處理工作，而難于實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)分析處理要求，已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足數(shù)據(jù)處理多樣化的要求。操作型處理和分析型處理的分離成為必然。
近年來(lái)，隨著數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，人們嘗試對(duì)DB中的數(shù)據(jù)進(jìn)行再加工，形成一個(gè)綜合的，面向分析的環(huán)境，以更好支持決策分析，從而形成了數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)（簡(jiǎn)稱(chēng)DW）。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)彌補(bǔ)了原有的數(shù)據(jù)庫(kù)的缺點(diǎn)，將原來(lái)的以單一數(shù)據(jù)庫(kù)為中心的數(shù)據(jù)環(huán)境發(fā)展為一種新環(huán)境：體系化環(huán)境。
2.2 電力數(shù)據(jù)的抽取
電力數(shù)據(jù)的抽取是數(shù)據(jù)進(jìn)入倉(cāng)庫(kù)的入口。由于數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)是一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)環(huán)境，它需要通過(guò)抽取過(guò)程將數(shù)據(jù)從聯(lián)機(jī)事務(wù)處理系統(tǒng)、外部數(shù)據(jù)源、脫機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)中導(dǎo)入到數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的數(shù)據(jù)并不要求與聯(lián)機(jī)事務(wù)處理系統(tǒng)保持實(shí)時(shí)的同步，因此數(shù)據(jù)抽取可以定時(shí)進(jìn)行，但多個(gè)抽取操作執(zhí)行的時(shí)間、相互的順序、成敗對(duì)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中信息的有效性則至關(guān)重要。
在技術(shù)發(fā)展上，數(shù)據(jù)抽取所涉及的單個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)都已相對(duì)成熟，其中有一些是躲不開(kāi)編程的，但整體的集成度還很不夠。目前市場(chǎng)上所提供的大多是數(shù)據(jù)抽取工具。這些工具通過(guò)用戶(hù)選定源數(shù)據(jù)和目標(biāo)數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，會(huì)自動(dòng)生成數(shù)據(jù)抽取的代碼。但數(shù)據(jù)抽取工具支持的數(shù)據(jù)種類(lèi)是有限的；同時(shí)數(shù)據(jù)抽取過(guò)程涉及數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，它是一個(gè)與實(shí)際應(yīng)用密切相關(guān)的部分，其復(fù)雜性使得不可嵌入用戶(hù)編程的抽取工具往往不能滿(mǎn)足要求。因此，實(shí)際的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)實(shí)施過(guò)程中往往不一定使用抽取工具。從市場(chǎng)發(fā)展來(lái)看，以數(shù)據(jù)抽取、異構(gòu)互連產(chǎn)品為主項(xiàng)的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)廠商一般都很有可能被其它擁有數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品的公司吞并。在數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的世界里，它們只能成為輔助的角色。
2.3 電力數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理
電力數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的真正關(guān)鍵是數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的組織管理方式?jīng)Q定了它有別于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的特性，同時(shí)也決定了其對(duì)外部數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式。要決定采用什么產(chǎn)品和技術(shù)來(lái)建立數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)核心，則需要從數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的技術(shù)特點(diǎn)著手分析。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)遇到的第一個(gè)問(wèn)題是對(duì)大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理。這里所涉及的數(shù)據(jù)量比傳統(tǒng)事務(wù)處理大得多，且隨時(shí)間的推移而累積。從現(xiàn)有技術(shù)和產(chǎn)品來(lái)看，只有關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)能夠擔(dān)當(dāng)此任。目前不少關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)已支持?jǐn)?shù)據(jù)分割技術(shù)，能夠?qū)⒁粋€(gè)大的數(shù)據(jù)庫(kù)表分散在多個(gè)物理存儲(chǔ)設(shè)備中，進(jìn)一步增強(qiáng)了系統(tǒng)管理大數(shù)據(jù)量的擴(kuò)展能力。采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理數(shù)百個(gè)GB甚至到TB的數(shù)據(jù)已是一件平常的事情。一些廠商還專(zhuān)門(mén)考慮大數(shù)據(jù)量的系統(tǒng)備份問(wèn)題，好在數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)對(duì)聯(lián)機(jī)備份的要求并不高。
電力數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)要解決的第二個(gè)問(wèn)題是并行處理。在傳統(tǒng)聯(lián)機(jī)事務(wù)處理應(yīng)用中，用戶(hù)訪問(wèn)系統(tǒng)的特點(diǎn)是短小而密集；對(duì)于一個(gè)多處理機(jī)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，能夠?qū)⒂脩?hù)的請(qǐng)求進(jìn)行均衡分擔(dān)是關(guān)鍵，這便是并發(fā)操作。而在數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)中，用戶(hù)訪問(wèn)系統(tǒng)的特點(diǎn)是龐大而稀疏，每一個(gè)查詢(xún)和統(tǒng)計(jì)都很復(fù)雜，但訪問(wèn)的頻率并不是很高。此時(shí)系統(tǒng)需要有能力將所有的處理機(jī)調(diào)動(dòng)起來(lái)為這一個(gè)復(fù)雜的查詢(xún)請(qǐng)求服務(wù)，將該請(qǐng)求并行處理。因此，并行處理技術(shù)在數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中比以往更加重要。
在針對(duì)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的TPC-D基準(zhǔn)測(cè)試中，比以往增加了一個(gè)單用戶(hù)環(huán)境的測(cè)試，成為“系統(tǒng)功力”（QPPD）。系統(tǒng)的并行處理能力對(duì)QPPD的值有重要影響。目前，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在并行處理方面已能做到對(duì)查詢(xún)語(yǔ)句的分解并行、基于數(shù)據(jù)分割的并行、以及支持跨平臺(tái)多處理機(jī)的群集環(huán)境和MPP環(huán)境，能夠支持多達(dá)上百個(gè)處理機(jī)的硬件系統(tǒng)并保持性能的擴(kuò)展能力。
3 建立月度營(yíng)銷(xiāo)分析制度，做好營(yíng)銷(xiāo)數(shù)據(jù)的月度分析
對(duì)于市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)部門(mén)，完備科學(xué)的月銷(xiāo)售分析能達(dá)到以下目的：
（1）分析全局的當(dāng)月電量、線損、欠費(fèi)余額，同期增長(zhǎng)率，較上月增長(zhǎng)率。
（2）引導(dǎo)縣局和營(yíng)銷(xiāo)部門(mén)負(fù)責(zé)人關(guān)注自己的銷(xiāo)售和電費(fèi)回收是否健康。
（3）引導(dǎo)縣局和營(yíng)銷(xiāo)部門(mén)負(fù)責(zé)人關(guān)注當(dāng)月重要客戶(hù)的銷(xiāo)售。
（4）客觀公正地評(píng)估各縣局和有關(guān)部門(mén)的銷(xiāo)售貢獻(xiàn)。
通過(guò)此辦法可以看到供電局當(dāng)月的售電量、累計(jì)售電量、增長(zhǎng)率、同期增長(zhǎng)率等，還可以看到各類(lèi)別電量及所占的比例。更重要的是，可以看到縣局的售電、排名情況，要求后三名說(shuō)明原因，給其他營(yíng)銷(xiāo)負(fù)責(zé)人相應(yīng)的指導(dǎo)和壓力。通過(guò)建立有效的電力營(yíng)銷(xiāo)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，供電局實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)的銷(xiāo)售監(jiān)控和周期性的分析反饋及控制，為提高企業(yè)經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)奠定了基礎(chǔ)。
4 總結(jié)
對(duì)與電力企業(yè)的營(yíng)銷(xiāo)數(shù)據(jù)的分析是為了能夠更好的利用，電力營(yíng)銷(xiāo)的數(shù)據(jù)庫(kù)的建立上就要做到數(shù)據(jù)的及時(shí)錄入與完全錄入，以便系統(tǒng)在做數(shù)據(jù)分析時(shí)能夠根據(jù)現(xiàn)實(shí)的情況給出一個(gè)具體的參考結(jié)果。
