時間：2022-04-24 03:42:45
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[論文關鍵詞] 電力通信 ASON網絡技術 發展趨勢
[論文摘 要] 通過對當前的電力通信系統的現狀分析,結合ASON的技術優點和特色及其發展趨勢,來對ASON網絡技術的未來方向作一下簡單的前瞻。
隨著當下計算機網絡技術和光纖通信的發展,人類正在逐漸地進入到信息社會,信息交換量的日益擴大使得各種通信業務也得到了前所未有的發展機遇,因而導致現有的網絡技術已經不能滿足當下社會的需求。一方面現有的傳送網結構是針對話音業務優化的,不能適應數據業務突發的特點;另一方面,傳輸網缺少智能化。各骨干網絡的容量以及城域接入能力的多樣化,對傳輸的網絡要求更加高,尤其是對于光傳送網的網絡帶寬進行動態分配已經是人們所要追求的目標,正是在這樣的背景下,ASON的網絡技術應運而生。
一.當前通信網絡系統的現狀和需求
長期以來,光網絡作為底層的傳送網絡,承載著上層多種類型的業務。但隨著用戶業務需求的擴大和網絡智能控制技術的發展,通過智能化的光蚓絡成為目前網絡發展的必然趨勢。近幾年,智能光網絡在全球范圍內的應用得到了迅猛發展智能光網絡的推出是光傳送網由靜態基礎網向動態業務剛轉型的重要標志,是IP技術思想在光通信中的應用和光通信為適應業務IP化的必要選擇。智能光網絡代表了光傳送網的發展方向,也將是下一代網絡(NGN)的重要組成部分,必將有廣闊的發展前景。隨著電力通信的發展和寬帶業務的不斷增加,如何建設一個先進、穩定的通信傳輸網絡是目前電力系統的重要課題。在現有電力光傳輸網引入ASON技術,將給電力系統帶來質量和性能的提高。
二.ASON的發展趨勢
從上個世紀的九十年代提出ASON的相關的概念開始,ASON的相關的網絡技術已經取得了巨大的進步和驕人的發展業績,早已在各國的電力通信系統中得到廣泛的應用。
(一)與傳統的環網相比,ASON網絡技術所具有的優點
第一,ASON網絡技術可以支持很多的保護和恢復的方式,也可以方便地根據用戶業務的等級來提供不同的傳送服務。第二,與傳統網絡的低利用率相比,ASON網絡技術對于網絡資源的利用率更高,很好的解決了浪費空閑網絡通道的難題。除此之外,與傳統的跨節點或跨站點架設的電力通信通道相比,ASON網絡技術不會受到節點的有關瓶頸以及多重失效等問題的干擾。第三,ASON網絡技術的網絡的生存性能比較突出,并且與傳統的網絡技術的擴展性能和潛力相比,其更具有優勢,它可根據業務的相關需求來靈活的增加節點的數量。第四,ASON網絡技術通過擴容進行相關業務和系統的升級時更加的便利,只需分斷面即可進行擴容,容易實現端到端的電路調度以及保護工作,方便、快速而便捷的提供相關的各種業務,使得恢復前后時延的變化量縮短,數據業務能力得到大大提高。
(二)積極開發控制平面
第一,優化傳送的平面和控制平面的接口,可采用內嵌式或者外置式,其中如果內嵌式的化是通過在設備上插單盤的方式來實現,如果采用的是外置式,則一般通過外置單板服務器的方式來實現,這兩種方式相比,外置的處理能力更強,更加適合ASON的建設工作。第二,實現分布式的智能:與傳統的集中式相比而言,分布式消除了通信的瓶頸,做到了多個網元同時計算來使得業務恢復,有效的提升了業務恢復的效率,而且由于其分布式的特點,任何一個節點的控制平面出現問題都不會影響到整個的網絡,所以使得網絡更加的安全和可靠。第三,研發控制協議,其關注的重點由域內轉移到域間,從協議類型本身到拓展部分協議的理解,特別是域間保護恢復技術。第四,提高控制平面的相關性能,特別是對于業務和資源的發現的支持能力方面?？刂破矫娴男阅茏钪匾牟糠质蔷W絡和業務的恢復時間,除此之外,影響恢復時間的因素:故障類型、信令的傳輸方式、節點個數等等,特別是在網絡結構復雜的網狀連接拓撲、業務的承載量相對較大而且端到端的鏈路多條失靈的情形下系統的恢復速度。第五,保證智能的可控性,能夠將網絡的功能和性能始終保持在運營部門的控制范圍內。
(三)提升網管和傳輸平面的性能
網管平面主要針對控制平面的管理,主要是解決如何快捷而準確的通過網管平面進行查詢或者更改跟控制平面相關的鏈路的屬性或者參數,以及如何定制和使用維護電路的報表,將現在網絡的實際狀態有機的結合起來,使得整個網絡的功能和性能得到能夠有個較好的模擬環境。為了實現ASON的功能,傳送的平面必須能夠配合控制平面完成業務和鄰居的自動發現能力、傳送平面鏈路和網元狀態通告能力、信號監控和故障檢測能力、光層的故障保護恢復能力以及路徑的動態配置和拆除能力向用戶提供基于SLA的業務,而不是僅局限在提供不同優先級的電路,還有必要使得運營商對用戶提供有關電路的一些有效參數。為了這些目的的實現,端到端業務的調度和質監工作就顯得尤為重要。而就目前來看,要實現端到端的業務質量監測就必須解決光層面的問題,在過去,一般所采用的方式是通過在DWDM信道中進行傳輸,并且在網絡節點的地方來測量低頻幅度來進行調節,抑或在所傳輸的信道中加入一個監控波的方式來實現。但是傳統的方式存在不能提供某一特定信道的相關信息的缺點。最近人們通過研究光性能方面的監測設備以便實現在線監測,它的作用原理是利用從光纖中抽取很少光功率,然后根據波長來將信號輸入單獨的信道中,即對所傳輸的信號解復用。
(四)網絡的發展策略與方案
關于ASON的發展,現在主要有在骨干網中使用和在城域網中使用這兩種觀點。這兩種觀點的所持有的共有的原則是根據ASON的技術發展的狀況,結合相關業務的發展需求,然后再因地制宜的確定ASON網絡技術的使用方案。首先是ASON與傳統光網絡融合的方案,利用將進行統一的管理,使得其既支持傳統的子網設備又支持新型的ASON的網絡系統,可以方便在更新系統的過程中減少不必要的損失,使得其循序漸進的進行。再者就是采用ASON網帶和SDH環混合組網的方案,邊緣的ASON的節點需要在Mesh和SDH網中同時出現,這樣改善了邊緣節點的失效故障對系統的影響,同時通過多個邊緣節點均勻承載跨網業務的過渡,優化了網絡資源的配置。
總而言之,ASON網絡技術在很大程度上改變了過去傳輸網的運行方式以及運作理念,對其發展產生了不可估量的影響。電力通信系統中引入ASON網絡技術是大勢所趨。新型電力通信系統的構建要在確保網絡正常運行以及確定合理的過度方案基礎之上,實時業務的實際需求及時調整現有的電力通信系統網絡結構,并在此過程當中大力推廣應用ASON網絡技術,實現電力通信系統的升級。
隨著信息通信技術在我國電力工業中的廣泛應用,電力工業的運營效率和安全性能逐漸提高。我國企業處于快速發展之中,因此用電量巨大,確保電網運行穩定是企業發展的重要途徑。
一、信息通信技術在電力工業中的應用
(一)3G通信技術的應用
目前,3G技術應用廣泛。在電力工業發展過程中,3G技術主要應用于電力傳輸和電力管理。加快了電力傳輸速度,增加了電力系統信息容量和靈活性。同時,3G技術支持基于多媒體的電力通信業務,對于電力系統運營速度的提高具有積極意義。另外,3G技術應用于電力工業行政管理和質量管理,實現了信息資源的共享。使無線公告通知和郵件的收發更加高效化。最重要的是實現了電力系統網絡負荷的調度管理。這一技術的出現使實時管理變成現實,利用3G網絡的無限通信功能實現了電網全網遠程即時監控,確保了電力系統運行管理的高效性和準確性。3G通信技術還可及時的電力信息,以及時發現電力系統運行中存在的問題。我國電網系統龐大,用電行業涉及多個方面,行業間的用電量具有較大差別,電力工業用電量大,對其用電現狀實施有效監控可實現行業用電轉移,以滿足大用電企業的用電需求,降低運營成本,提高其管理和運營效率。傳統的電力工業管理過程中,由于無法獲得及時信息,一旦發生風雪等意外情況,無法及時解決,造成電網損壞,經濟損失較大。隨著3G通信技術的出現,對現場的受災情況可及時掌握,電網重建速度加快,電網故障處理掉應急能力增強。因此,3G技術是電力工業的重要信息通信技術之一。
(二)信息處理技術應用于電力系統
由于我國電網發展迅速,電力系統信息龐雜。信息處理技術是指通過信息的采集和轉換,實現電網的智能化管理。作為現代化的處理技術,實現了對電網數據的即時監控,促進了智能電網的發展。通過信息處理技術與3G通信技術的結合,對電網運行中存在的阻塞現象實施及時處理,并合理分配各地區電量,從而提高了電網管理的效率。同時,在電力輸配電過程中,信息處理技術致力于處理系統關鍵數據,對電網系統進行及時調整,及時處理系統故障。
(三)光纖通信技術應用于電力工業
目前,電力工業通信技術已經實現了復合架空地線和全介質自承式架型空光纜,提高了電力系統的運行效率。雖然一定程度上提高了系統運行成本,但對于電力工業的可持續發展具有積極意義,提高了電力資源的利用率,使能源消耗逐漸降低。光纖通信技術在電力工業中的應用體現在多個方面,其中,同步數字系列(SDH)的出現逐漸受到行業的青睞,SDH可提供即時的網絡信息,對于電力系統的運行安全具有積極意義。總之,光纖技術將成為電力工業發展的必然趨勢,代替傳統的信息通信方式將提高配電網傳輸速度,提高電網運行的穩定性和安全性。當然,這一技術尚處于發展之中,有關技術還需要進一步革新。
二、信息通信技術應用于電力工業的前景分析
(一)信息通信技術與電力工業之間的關系更加密切
信息通信技術應用于電力工業已經成為行業發展的必然。隨著電力企業和科技的迅速發展,信息技術與電力工業之間的關系將更加密切,從另一個角度分析,信息技術將為電力工業的發展提供充足的技術支持,技術革新速度將影響電力工業的穩定性和發展前程。電力工業發展前景廣闊,但同時也面臨較大的競爭。通信技術應用于電力工業將實現電力工業發展與數據傳輸、實時監控以及大跨度聯網技術的結合。未來,通信技術將不斷更新,并應用于多個領域。企業應建立以信息通信技術為基礎的電力工業發展平臺,二者之間的關系更加密切,實現相互促進,維持我國電力行業的可持續發展。
(二)智能電網技術的出現于發展
信息通信技術正在向智能化方向發展。電網建設、電網運行將以高效的信息采集和處理為基礎,主宰電力工業發展。基于信息通信技術在電網通信中的重要作用,信息處理技術的更新十分重要。即時的信息處理在智能電網階段將轉化為故障定點處理,從而進一步降低維護人員的壓力,提高電網運行效率。當然,智能電網的出現和發展需要相關技術人員不斷的提高技術,從而更好地掌控電力系統。一旦電力系統出現故障,電網將即時信息。未來,信息通信技術將同電力系統之間更好的融合,影響電力管理、運營、故障處理等多個領域,基于網絡通訊、數字信息技術等智能電網技術將對電力系統產生更加積極的影響,資源合理化利用將是未來電力工業發展的趨勢,這一理念無疑對電力工業的發展起到了積極意義?，F代化電力系統建設要在市場化的經濟環境中占據主動權,信息通信技術的應用必不可少,建立完善的智能化電網體系將擴大電網的覆蓋面積。
三、總結
電力工業改革和發展過程中,信息通信技術對其進程起到了決定性的作用。電網運營在我國經濟發展中具有重要作用,3G通信技術、光纖通信技術在電力工業發展中的應用逐漸廣泛。通過提高電力工業的效率,實現其精準化的控制,從而滿足電力企業發展的需求。值得一提的是,現代社會能源的消耗大,能源節約是確保企業可持續發展的關鍵。信息通信技術采用即時管理措施,實現了對電力資源的保護,因此我們可以預見,未來信息通信技術將廣泛應用于電力工業發展并且逐漸實現技術更新。
論文關鍵詞:交換技術 電力通信系統
論文摘要:隨著時代的發展和通訊技術發展的日新月異,新的時期對電力通信的也同樣提出了新的要求:一方面,為了確保電力系統先進性、安全性、穩定性和高效性,這需要我們的電力通信系統與時俱進繼續完善和提高電力通信;另一方面,充分地利用現有電力的網絡和資源優勢,使之成為電力企業新的價值增長途徑,成為電力通信企業的技術革新的動力,進一步保持并提升電力的供應企業的競爭力。然而當前電力通信系統雖然業務量小但是種類較多,這不但造成浪費, 而且由于種類繁多對其運行管理和運行維護帶來很大不便。上述問題的解決方案之一——軟交換技術。這是由于軟交換技術具有媒體網關接入、呼叫控制、業務提供以及互聯互通等功能,可以很好的解決新時期電力通信的問題,因此,軟交換技術在電力通信系統中的有著很好的推廣應用前景。
自從第一款產品在電信市場上成功推出以來,“軟交換”這個概念已經成為電信行業中倍受青睞的時髦用語。由于既能執行與基于硬件的傳統電話交換機相同的功能,又能同時處理IP通信,軟交換技術承諾可提供許多優勢,如輕松整合電路交換和分組交換、降低網絡成本以便運營商更快獲得收入。
所謂“軟交換”就是指基于分組網利用程控軟件提供呼叫控制功能和媒體處理相分離的系統和設備解決方案。換言之,軟交換是從媒體網關(傳輸層)中分剝離出其中的呼叫控制功能,再通過軟件技術實現其呼叫控制功能,進而使得呼叫傳輸和呼叫控制二者想獨立,這就為系統的控制與交換以及軟件可編程功能實現各功能的可分離的平臺創造了條件。一方面,軟交換提供了很多實用的功能,如:連接控制、翻譯和選路、網關管理、安全性和呼叫詳細記錄、呼叫控制等功能。另一方面,它還為在網絡上提供開展新業務提供了大大便利,這主要是要歸功于軟交換網絡資源與網絡能力很好的相結合起來,并設置標準開放的業務接口和業務應用層。
1、背景
隨著電力市場化、開放化的趨勢以及電網建設的進一步發展,傳統的電力信息系統的業務將發生變化。一方面,涌現出不少新型業務如:電視會議、變電站無人視頻監控、輸變電線路監控及電廠視頻監控等視圖業務;另一方面,傳統單一主機的調度自動化體系架構向客戶機/服務器體系架構的轉變;同時,監視全網運行狀況,提供故障記錄和分析的故障濾波系統的建設以及電量計費網絡系統和雷電定位系統的建設等。因此,基于互聯網/局域網并能體現信息化綜合業務應用的管理信息系統將成為電力企業信息化的發展方向和趨勢。
2、軟交換的主要功能
軟交換主要具有呼叫控制、互聯互通、業務提供等功能,下面分別來逐一介紹這個三大功能:
(1)呼叫控制功能。呼叫控制功能是軟交換的重要功能組成。它除了能完成基本呼叫的建立、維持和釋放之外,還可以提供各種控制功能,如:呼叫處理、智能呼叫觸發檢出、連接控制和資源控制等等。
(2)互聯互通功能。當前IP電話體系主要是由兩大標準構成即:ITU-T H.323協議標準和IETF SIP協議標準,這兩大標準均可以獨立的均實現呼叫建立、釋放、補充業務、能力交換等功能,但是不可相互兼容的體系結構。軟交換技術可以與多種協議相兼容,自然也包括同時兼容ITU-T H.323和IETF SIP這兩大協議標準。
(3)業務提供功能。一方面,軟交換可以實現對PSTN/ISDN交換機的支持,并能提供的全部業務,包括基本業務和補充業務;另一方面,它還可以與現有智能網相兼容相配合,為現有智能網提供的業務。由此可見軟交換在網絡從電路交換向分組交換演進的過程中扮演著非常重要的作用。
3、引入軟交換的意義
軟交換將是下一代話音網絡交換的核心。如果說傳統的電信網是基于程控交換機的網絡,那么下一代分組話音網則是基于軟交換的網絡。軟交換是新、舊網絡融合的樞紐。這主要表現在以下三層面:
第一個層面——用戶。傳統的交換網絡的封閉性,一家設備供應商往往包攬所以的包括軟、硬件供應、更新維護以及應用的開發在內的每一項事物,理所當然用戶也牢牢地鎖定在設備供應商的那里,壓縮了用戶選擇的空間,導致用戶在設備維護費用上失去了應有的主動權。然而通過軟交換技術的所搭建起來的下一代網絡可以有效地扭轉了這種不利局面,這主要是在利用軟交換技術搭建的新一代網絡中設備系統供應商都是基于同一個開放標準平臺開發出來的,這樣一來用戶自然就具有更多的選擇權,可以在同一類產品中貨比多家,根據自己的需求擇優挑選供應商來為自己服務。
第二個層面——成本。將傳統的電路交換技術與軟交換技術相比,軟交換技術更具經濟性、低成本性,可以說是地投入高產出。這主要是得益于兩方面:一方面,軟交換技術實現了平臺的開放性,使得新的應用可以更快、更易的與其相銜接;另一方面,軟交換所以使用的元器件很多都是普通的計算機器件,這就降低了其元器件的采購成本,具有更高的性價比。
第三個層面——可靠性。
與傳統的電路交換相比,軟交換技術可以更好的解決網絡的可靠性。用戶在組網的時候可以利用軟交換的優勢采用功能軟件的形式將傳統的電路交換的核心功能先進行了分類,然后再將其往下分配到各骨干網絡。由于這種根據分門別類的分布式結構是可編程的,同時也是以計算機平臺為基礎,并可以利用設置網絡權限來更好地實現網絡的可控性和安全性。
4、軟交換技術在電力通訊系統中的應用前景
電力通信網分布廣泛,業務極為繁瑣,雖然擁有多種網絡形式,但是各種網絡一方面都有各自的交換設備、復接設備等, 且它們相互獨立不能實現互融互通。但是隨著軟交換技術的出現,將可以很好的解決這些問題,這主要得益于在電力通訊系統中應用軟交換技術所能取得以下幾方面的優勢。
4.1統計匯總的優勢
采用軟交換技術組建的電力通信系統具有自我統計和自我維護功能,主要包括:業務統計和錯誤預警。對于縱橫交織的電力網絡和業務繁雜的電力系統來講,應用軟交換技術可以實現:(1)方便便捷地對所有的業務進行匯總并輸出分析報告;(2)發生故障時及時發出錯誤警報,同時顯示故障錯誤的具體的地點和原因,并自動將其發送給電力搶修和維護部門。(3)清單的采集功能,并可提供詳細的電量與電話計費清單。
4.2電力通信網中的網絡互通的優勢
電力通信網不但擁有電力系統獨有的載波電話網絡,而且同樣也存在計算機網絡,它們是以協議為基礎的分組網絡。電話網和計算機網可以利用軟交換技術所提供的支 持多種信令協議的接口來實現它們之前信息指令相互傳輸相互識別。這樣一來計算機網絡能更便捷地對電力通信網進行管理和協作更好的支持各業務的開展和實施。
4.3新業務開展的優勢
當前,語音和數據信息為電力通信網中的主要傳輸的信息,但是隨著網絡技術的發展和計算機技術的革新, 這對電力通信業務提出了很多新的要求如:可視業務、多媒體業務等新興業務。面對這些新的要求,軟交換技術可以大顯生手,這是因為其不但可以很好地支持語音業務,而且還可以利用新的網絡設施與開放式的應用程序接口為用戶提供各種增值業務,為新業務的開展提供便捷。
4.4統一不同介質網絡的優勢
當前電力通信網中擁有多種傳輸介質,且各自獨立不相兼容,并必須采用各自專用的設備, 若引進了軟交換技術來組建網絡, 利用軟交換技術的優勢搭建一臺多介質的信息進行交換解決方案。這樣一方面可以減少設備的需求降低設備的總采購額節約了成本;另一方面可以提高了網絡的可靠性,使依靠各種不同介質傳播的網絡達到了一定的互融互通的效果,正是由于實現了不同介質在同一網絡中信息傳遞從而簡化了過去不同介質間的繁瑣的數據轉換;同時在管理維護上顯得更加方便快捷,因為現在只需對同一類設備進行運行管理和系統維護就可以實現對整個網絡的信息交換。
總之,軟交換技術應用作為下一代網絡的解決方案,具有多方面的優勢,其應用性體現在方方面面。在電力通信網中引人并實施軟交換技術,一方面,在技術上既可起到承上啟下的作用;另一方面,電力供應企業順利向下一代網絡解決方案的的演進產生多方面的積極作用?；谲浗粨Q技術應該在電力通訊系統中所具有的這些優勢,我們可以很好的預見其良好的市場應用與推廣前景。
摘要:介紹了3D-CAD技術及電力電子裝置結構設計的概念,對該類裝置結構設計的傳統模式及問題進行了歸納;對3D-CAD技術在電力電子裝置結構設計中的顯著優勢進行了探討;對目前國內企業該類裝置結構開發過程中3D-CAD技術的應用現狀和存在問題進行了剖析,最后對未來3D-CAD技術的發展和應用進行了展望。
關鍵詞: 3D-CAD電力電子裝置結構設計模式
13D-CAD技術的概念
CAD,即計算機輔助繪圖Computer Aided Drawing,傳統層面上是指二維計算機繪圖技術。3D-CAD技術,即計算機輔助三維設計 Three Dimension- Computer Aided Design。20世紀70年代,飛機、汽車、家電、通訊工具等工業化產品的設計及制造中遇到了大量的復雜曲面問題,為了能夠快速、準確、完整、簡易地表達所要設計的特征,人們開發出了三維曲面設計系統。從此,使CAD技術從2D向3D完成了轉變和跨越。3D-CAD技術的核心應用價值是用三維軟件來完成設計。是通過一種途徑,仿真出一個電子數據模型,分析其外觀造型、結構設計、加工及組裝工藝、裝配關系等,進而可快速、準確、低成本地連續修改特征數據,使之滿足設計要求。同時,三維實體模型文件電子存檔后,不但能為裝置的維護和數據查詢帶來巨大方便,更為公司后續新裝置和系列裝置的開發提供了模型數據的積累,實現了真正的Computer Aided Design。
2電力電子裝置結構設計傳統模式
2.1電力電子裝置結構設計
電力電子裝置的結構設計,主要包括:電氣元件、功能模塊、控制系統、散熱系統的空間結構及基本的行線工藝;元件的安裝方式、固定方法及可維護性;散熱系統能滿足該裝置的發熱需求;裝置整體結構尺寸及外觀合理,符合小巧輕薄、技術和藝術相結合的現代設計理念。電力電子裝置和一般裝置的結構設計主要區別為:(1)裝置內有高頻和大能量輻射源,電磁兼容性很難保證,因此對元器件在結構中的空間位置、線纜的行線方式及安裝工藝要求比較嚴格,需眾多相關環節的人共同討論和設計方能形成一個合理實用的應用方案。(2)該系列裝置工作過程中,半導體模塊、電抗、電阻、電容等電子器件會產生大量的工作熱,因此設計一個高效理想的散熱系統至關重要。
2.2電力電子裝置結構設計傳統模式
傳統的電力電子裝置結構設計,整個過程通常有以下幾個階段。
初設計。按預估尺寸設計出主要結構及尺寸,甚至是簡單勾勒幾個草圖。通常該部分圖紙能滿足裝置樣機基本的生產和安裝需求。
初加工。按設計的圖紙加工出所有的結構件。
實物組裝。待PCB控制板設計并制作完畢、主要元器件購買到位后,在結構人員的指導下進行樣機組裝。固定孔現場配作;遇到沒有設計的結構零件,根據安裝需要現場設計 、制造并安裝;遇到沒有購買的電器元件,根據實際需要再進行采購與安裝;最后完成線纜的安裝。實物組裝階段,未知情況太多,需要反復拆裝和更改樣機結構。在傳統結構設計過程中,該過程最為重要,花費的精力、物力和財力也最大,通常要持續5~15個工作日。
散熱測試。樣機組裝完成后,根據裝置使用的工況進行散熱測試。測試過程中,需要不斷調整風機的大小、風速、串并聯使用方式、風道結構等,直至散熱系統能滿足該裝置的發熱需求。
樣機評估。裝置樣機測試后,企業組織相關專家和技術人員來共同對樣機的整體結構進行全方位的評估,并提出改進意見。
新樣機設計、制造與重測試。在樣機基礎上優化設計,使裝置結構及工藝能更合理,更具應用性。新樣機經過安裝與測試,如有問題的,還要繼續更改結構,直至滿足設計要求。
設計形成。最終稿樣機經各項指標通過后,結構設計人員再根據樣機結構進行現場測繪,就可形成了一套完整的結構設計圖紙。
總之,傳統的電力電子裝置的結構設計重樣機、輕設計,方法比較繁瑣、笨拙,未預知因素較多,為了驗證是否達到設計意圖,必須要制造物理樣機來進行匹配,研發周期太長,成本太高,使得該類裝置的開發和更新換代一直受到制約。
3電力電子裝置結構設計新模式
3D-CAD技術的不斷成熟,開啟了電力電子裝置結構設計新模式。從裝置基本功能架構設計、內部元器件排列及線纜設計、外觀設計、實體工程設計、熱仿真設計到圖紙輸出,整個過程完全實現了一個高效精準的、無紙化的設計過程。新模式使繁瑣的“樣機”制作過程不再成為企業研發的噩夢。
3.1概念設計
概念設計階段,結構設計師完成一系列針對裝置結構方面的方案仿真工作,此階段主要使用以3DMAX為代表的快速造型設計軟件。
3.1.1思路設計
結構人員根據需求,用3D軟件仿真出裝置結構的基本設計思路:安裝環境是室內還是室外;是屏柜式、箱體式還是抽屜式;是立式還是掛式;是多模塊拼裝還是大模塊組合;斷路器、接觸器、IGBT等主要元件在裝置內的空間位置;端子排及進出線情況;散熱系統框架及進出風方式等。一般電力電子裝置而言,完成此階段通常只需1~2個工作日左右。
3.1.2行線設計
針對仿真好的模型,召開一次技術開發會議。有2個目的:
(1)對裝置前期結構設計成果進行討論和修正,明確設計意義;
(2)相關人員一起對裝置線路及安裝工藝進行設計和規劃:線纜具體行線及施工工藝、線纜標準及特殊要求、線槽設置與設計、EMC應對措施、整個線路布局既經濟又符合美學理念等都明確下來。
會議后,結構人員按照討論方案,將整體線路仿真到裝置結構中。
3.1.3 造型設計
經過以上設計,裝置內部結構已基本定型。接下來就是外觀造型設計。對電力電子裝置,通常客戶更多關注的是功能。因此,此階段,結構設計師更多的是考慮裝置外觀色彩效果、表面處理工藝及前面板圖案設計。設計師利用3DMAX,通過對燈光、材質、濾鏡等仿真參數的調節,可快速渲染出外觀設計效果,如果對輸出效果要求更高,則可結合使用VRay、Brazi等外掛渲染器可渲染出照片級效果圖。效果設計完成后,方案經討論、修改并確認。
3DMAX強大、快速的Poly建模和面建模功能為裝置的概念設計提供了技術保障,使得裝置結構的每個設計細節包括外觀效果都能生動真實地展現給討論方,從而保證了設計的有效性。等CAE熱仿真結束后,就可形成一個應用級虛擬三維模型。真正意義上的裝置結構設計工作到此基本結束。
3.2散熱系統設計
電力電子裝置散熱系統的設計包含了散熱器的設計及風道的設計。Ansys和Flothem等CAE熱場分析技術為散熱系統的設計和測試提供了虛擬解決方案。通過CAE熱仿真軟件,影響系統散熱的所有單元都可在軟件中形成一個三維仿真模型,然后利用該類軟件的熱分析及計算功能,并能動態和靜態地顯示熱效應結果。通過仿真結果,設計人員就可在軟 件里不斷修改元素,直至形成一個既符合整體結構又能解決散熱的仿真系統。從根本上解決了樣機反復熱測試的工作。
3.3工程設計
裝置概念設計和散熱系統設計結束后,就進入了工程設計階段,此階段主要使用CAD技術中的實體三維建模來實現裝置的工程設計。3D-CAD工程設計軟件,如UG、PRO/E、SOLIDWORKS等,為三維建模提供了多種實現途徑,可使設計人員方便地進行特征設計和曲面設計。Part子模塊使用參數化建模,零件特征的設計尺寸被關聯化。若要對尺寸進行局部修改,只需要更新一個參數,整個零件結構將做自動更新,為設計人員節約了大量的修改時間,并保證了設計更新的連續性和有效性。Assembly子模塊使設計人員直觀地看到各零部件裝配后的狀態,還可以對各裝配尺寸進行真實測量,極大方便了設計。裝配子模塊下的干涉分析功能,能根據各裝配零件的空間尺寸來確定是否干涉,并自動生成分析報告,明確指出互相干涉零件的名稱和干涉位置,使設計更改更具針對性。工程設計最終的結果是實現圖紙輸出,CAD三維軟件從根本上解決了這個問題。設計人員對三維模型反復修正后,利用Drawing子模塊,可方便的生成能直接指導生產的二維工程圖。所有數據尺寸直接從三維實體轉化而來,極大地提高了設計效率及成功率。此階段基本不再考慮結構設計問題,只需按此前已仿真好的概念模型生成實體工程模型,并將所有安裝孔位生成設計即可。
3D-CAD技術為電力電子裝置結構開發提供了新思路和新模式。整個產品開發設計過程可并行進行,徹底改變以前那種現先有安裝實體,最后才能拼搭樣機的傳統模式,大大縮短了開發周期,并從根本上提高了開發成功率,為企業帶來的價值也不言而喻。
43D-CAD技術在企業電力電子裝置結構開發中的應用現狀
我國3D-CAD技術的應用始于20世紀80年代,發展迅速。但總的來說,國內3D-CAD技術在企業電力電子裝置結構開發中應用的水平還有很大提升空間。主要原因在于:
4.1未能真正實現輔助設計
企業在使用3D-CAD技術進行電力電子裝置結構開發時通常有二方面的問題:(1)不進行概念設計,直接進行工程設計。該類裝置結構設計的特殊性,決定了需要反復修改和眾多人員參與的設計過程。而工程設計三維模型一旦完成,軟件固有的建模屬性決定了修改起來勢必會增加很多工作量,加大開發周期,而概念設計軟件則能出色靈活地完成這一任務;而且工程設計軟件在線纜設計和造型設計方面沒有概念設計軟件更直接方便,不利于設計討論的形成。(2)很多企業并未真正運用3D-CAD技術進行整體空間設計、受力分析和熱分析。他們只是用計算機輔助出圖,只停留在這個階段,就失去了其應有的價值,因為3D-CAD的最大價值是輔助設計,不是輔助出圖。
4.2企業投入不夠
3D-CAD技術是一個復雜、多樣的系統,技術更新快,并不是每個設計人員都能很好地接受和掌握,而且相當企業的設計人員并沒有正規地接受過CAD軟件的應用培訓,對軟件的大多數功能了解不夠透徹,但多數企業并不想投入更多的成本來改變這一現狀。隨著消費者對產品要求的進一步提高,企業自然會加大CAD技術的投入來提升產品的競爭力,這需要經歷一個長期的市場化的過程。
5結束語
3D-CAD技術在電力電子裝置結構開發中極具優越性,它能輔助技術人員快速、準確無誤地進行裝置的設計,真正做到“從概念設計到零件加工全數字化、無紙化”,縮短裝置研制周期,降低裝置成本和廢品率,為裝置開發提供了新的設計理念。另外,隨著智能技術、網絡通訊技術和人機交互技術的成熟和發展,利用基于網絡CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP系統集成技術,實現真正的全數字化的研發、設計、制造和管理,已成為發展大趨勢。
人類從“自然狀態”演化到法制社會,既認識到競爭給市場經濟國家帶來的活力與效率,又認識到合作給市場經濟國家帶來的和諧與效率。合作及其產生的“合作剩余”,是人類智慧的結晶,為了不斷減少心智成本、交易成本、生產成本,經濟學家不斷探索,從對亞當?斯密微觀經濟價格機制即“看不見的手”的認識,到對市場失靈、經濟危機的認識,如凱恩斯的有效需求不足理論,提出政府干預的主張,都是理論創新不斷推動制度創新,這種制度演化給予國家創造巨大的社會資本,不斷解放和發展社會生產力。新制度經濟學在新古典經濟學的平臺上,讓我們更加明白人、制度與社會經濟活動的關系,不同的制度產生的“合作剩余”是不同的,制度決定市場經濟國家人的經濟命運。這促使筆者有興趣研究貴州省地質礦產勘查開發局制度環境的現狀,利用新制度經濟學的方法,比較分析我局存在的問題,提出對策建議,探索我局的發展趨勢。筆者認同新制度經濟學的基本觀點,確信利用制度要付出成本,但利用好的制度會獲得更大的收益,即“合作剩余”,正因為筆者置身于地質勘查與礦業開發這一領域,通過對貴州省礦業權市場制度環境的分析,找出我局治理制度存在的差距,提出“帕累托改進”建議。威廉姆森把制度分為四個層次,第一層次是嵌人制度或者社會和文化的基礎。這是制度層級的最高層次,包括非正式制度、習俗、傳統、道德、宗教以及語言和認知的一些方面。這個層級的制度是社會制度的基礎,筆者把它理解為組織的基礎。第二層次是指基本的制度環境。這個層級的制度包括:詳細制定的憲法、政治體制和基本的人權;產權及其分配;使政治權利和產權、貨幣、基本的金融制度和政府的征稅權力得以實施的法律、法院以及相關的制度;規定移民、貿易和外國投資規則的制度;推動基本制度環境變遷的政治、法律和經濟機制。筆者把它理解為組織的環境。第三層次的制度是治理機制。這個層級的制度包括:個人交易商品、服務和勞動的制度;制約和影響合約及交易關系的結構、商業企業的垂直和水平的結構以及內部調節的交易和市場調節的交易之間的邊界的制度;公司治理以及支持私人投資和金融制度等。筆者把它理解為組織治理機制。第四層次是指資源分配制度。這個層級的制度實際上指的是經濟的日常運行,即組織的管理體制,為了實現組織上的目標而選擇的資源配置。筆者把它理解為組織資源配置。筆者從以上四個層次分析,來探討所處的制度環境。
一、組織的基礎歷史選擇了我們走具有中國特色的社會主義道路,并利用市場經濟機制發展經濟,2006年1月20日,國務院《國務院關于加強地質工作的決定)}(下文簡稱《決定}))明確了地礦工作的發展方向。
(一)存在問題
《決定》是指導新時期地質工作的綱領性文件?！稕Q定》的實施是我國地質工作發展史上的里程碑?！稕Q定》指出:地質工作是經濟社會發展重要的先行性、基礎性工作,服務于經濟社會的各個方面?！稕Q定》提出加強地質工作的根本目的在于:增強地質勘查對經濟社會發展的資源保障能力和服務功能,促進地質工作更好地滿足經濟社會發展的需要。因此,加強地質工作,不能簡單地理解為僅僅是地勘單位的改革。加強地質工作的主體應該是地質勘查單位。一方面要通過推動國土資源管理部門切實履行好地勘行業管理職責,認真執行國家有關礦產資源管理法律法規和方針政策,研究制定管理、保護與合理利用礦產資源的方針政策,依法規范地質勘查行業準人,引導、監督和檢查地質勘查單位實施礦產資源勘查規劃、計劃執行情況,整頓和規范礦產資源勘查開發秩序。另一方面,地質勘查單位要發揮好人才、技術設備手段、已掌握的地質資料等組合優勢,認真履行好實施地質礦產勘查中、長期規劃和年度計劃職責;組織實施好全省基礎性、公益性、戰略性地質礦產勘查工作;完成全省地質災害預防治理、應急調查、地質環境監測任務,為我省經濟社會發展提供資源保障和地質技術服務;通過循序漸進的改革,最終實現事企分體運行。由于處于由計劃經濟向市場經濟轉軌時期,地礦改革存在諸多不適應我省社會與經濟發展與地質有關的主要問題:
1.地質礦產勘查與資源開發利用方面礦產資源的保障涉及國家安全,地質科學研究與地質工作程度不高,保障程度不夠。如飲水安全、地熱資源勘測查與開發利用、地學旅游資源調查、地質公園建設等方面。
2.生態、城市及礦山環境治理方面石漠化治理任務艱巨、“西電東送”、交通建設、礦產資源開發等一批重大工程、礦山建設安全與生態保護、地下水污染治理都需要作大量地質調查工作。
3.地質災害預報與環境監淵方面貴州省地處高原斜坡地帶,又為巖溶區,地質環境條件復雜,生態環境條件脆弱,突發性地質災害多。隨著社會和經濟的發展,預測未來新的地質災害預報與環境監測工作任務將不斷增加。
(二)對策建議
從制度的第一層次看,要以科學發展觀為指導,按《決定》要求,轉變觀念,促進改革。
1.按照政事分開的原則,完成“廳管政務,局管事務”的目標
2.建立適應社會主義市場經濟的地質工作組織機構,切實履行職責①在省政府的層次上,首先要明確省公益性地質調查隊伍建設方向。關于幾家省級地勘單位改革重組問題,鑒于省地礦局、省煤田地質局、省有色地勘局等主要地質勘查單位在20。。年前后才分別下放省政府管理,時間比較短,各項管理工作正在規范。這三個單位隊伍大,內部管理、隊伍結構等存在較大差異,除共性問題外,個性問題還比較多。重組改革是方向,但進程過急,勢必會影響到隊伍的穩定。建議在隊伍管理體制改革上,應穩妥推進。各局完成內部改革后,再適時推進此項工作。②全局干部職工要提高認識,統一思想,共同主動穩妥推進內部改革,建立適應社會主義市場經濟的地質工作體制。把公益性地質工作與商業性地質工作分體運行,其核心就是將投資主體、運行機制和隊伍分開。對于地方地勘隊伍而言,改革的一個難點就是很難把現有隊伍分成兩支性質不同的隊伍,即公益性地質調查隊伍與商業性礦產勘查隊伍。按公益性地質和商業性地質工作分開運行原則,公益性地質調查 工作需要人員精干并相對穩定、裝備精良,以高新技術為支撐、調查與科研相結合,能擔當重大戰略任務、善于攻堅打硬仗的高素質、專業化隊伍。同樣,商業性礦產勘查隊伍也需要一支適應全球化競爭、能在市場中立足的隊伍。在一個地質勘查局范圍內,如果專門抽調骨干人員組成公益性地質隊伍,并從地質勘查局分離出去,而把非骨干人員、甚至家屬留給商業性地勘隊伍,很難想象這支隊伍還能闖市場。由于人才資源是地質工作最主要的戰略資源,因此,公益性與商業性地質工作分離過程中,要想從原有隊伍中分離出兩支都是“精英”的隊伍,顯然是十分困難的。建議地勘單位改革的原則為:積極探索有利于加強地質工作的改革途徑,按照統一部署、分類推進、逐步深人、擇機到位的原則,繼續推進國有地勘單位的改革,激發活力,促進地勘事業發展。因此,對地勘單位內部改革應先做好定位,分類進行指導,強化公益性事業職能,穩步推進準公益性企業職能,漸進過渡,最終實現事企分體運行。
二、組織的環境
(一)存在問題從制度的第二層次分析,面對競爭與地礦改革的制度環境極待改善.(l)政府規劃指導不力。統一協調布局差,造成部門之間相互封鎖、力量分散、工作重復,超前意識不夠。
(2)投人保障不足,勘查資金短缺。總體_L看從“八五”至“十五”三個五年計劃期間總的勘查資金嚴重不足,極大地影響了新的資源地的發現和已發現的資源地工作程度的提高。
(3)政府監管不力。實施《礦產資源法》管理不到位,礦業權是產權,產權不是指人與物的關系,而是指由物的存在及關于它們的使用所引起的人們之問相互認可的行為關系。產權可歸結為四種基本權利,即所有權、使用權、用益權和讓渡權。在一個資源不稀缺的世界里,產權是不起作用的。但是,人類社會面臨的是一個資源十分稀缺的環境,每個人的自利行為都要受到資源的約束。如果不對人們獲取資源的競爭條件和方式作出具體的規定,亦即設定產權安排,就會發生爭奪稀缺資源的利益沖突,以產權界定為前提的交易活動就無法進行。因此,產權制度對資源使用決策的動機有重要影響,并因此影響經濟行為和經濟績效。對礦業權產權保護不力,最明顯的是礦業權的申辦程序,其過程存在“權力尋租”的漏洞,干擾地質勘查和礦業開展市場的健康成長。
(4)政事不分,既當運動員,又當裁判員,體制不順,權責不明,不利于地質工作的加強。
(5)改革成本不足。地勘單位有很多長期遺留問題沒有得到解決。
(二)對策建議從制度的第二層次看,要落實地勘單位改革政策。1999年地勘隊伍管理體制改革后,國辦發〔1999〕37號文、[2003〕76號出臺了許多支持地勘隊伍改革的優惠政策,這些政策部分得到了落實,但是,為進一步支持地勘單位的發展,還需落實的政策有:
(l)按照《決定》精神和我省“十一五”規劃綱要目標要求,切實實行政事分開,圍繞中心,服務大局。
(2)進一步健全和完善地質工作投資體制。①按照“十一五”計劃對地質工作的要求,在用好中央財政國土資源大調查和各類專項經費的基礎上,努力爭取加大投人,解決事關民生的基礎地質研究和調查工作。②改革一家獨營,形成多元(國有、民營、國外及混合型)投資格局。③設立專項基金,保障重點投人。主要設立“風險地質勘查專項基金”,嚴格審批和篩選對地勘單位自身發展有利的礦產勘查項目,用于地質勘查前期投人,建立風險地質勘查經費補償機制,加強礦產地質工作,為礦業開發提供有力的資源保障。④保障風險收益,形成風險投資機制。
(3)財稅等政策支持。
(4)加強監督、規范市場,擴大地質勘查和礦業開發領域開放。
(5)解決歷史欠賬,促進改革發展。
三、組織治理機制
(一)存在問題
從制度的第三層次分析,我局從治理體制機制方面要大膽改革。(1)事企分離的改革任重道遠。這涉及職工的思想觀念、改革成本、改革的配套措施,需要創造條件循序漸進推進。(2)地勘事業撥款嚴重不足。
(二)對策建議
從制度的第三層次看,我局要著力用好政策,夯實基礎,,推進改革。(1)爭取對地質勘查工作的投人支持,突出重點,統籌部署全省礦產資源勘查工作。建議按照《決定》精神和我省“十一五”規劃綱要目標要求,突出重點,統籌部署全省礦產資源勘查工作,重點突出以煤與煤層氣、鋁土礦、金、錳、磷礦、重晶石、硫鐵礦、水泥原料、新型用途非金屬等礦產的勘查工作。(2)歸口省國土資源廳管理,做好政府部門的技術支撐。(3)地勘單位改革原則?！翱偟脑瓌t是改革要符合‘切實加強地質工作’的大目標,而且使這支隊伍(地勘隊伍)更具活力。”①我省生態脆弱,地質災害頻發,地質環境問題多,要實現生態立省的戰略目標,達到保障人民生活,改善生態環境的目的,除現在有關部門開展的有關工作外,需要地質工作進一步出力。無論是改善飲水條件、防治地方性疾病、滿足人們衣食住行對能源原材料的需要,還是開展國土整治,恢復礦山環境,治理地面塌陷,都需要地質工作提供服務。處理好改革、發展、穩定的關系,充分發揮現有地勘單位的作用,調動其積極性,促進地質工作的發展?！稕Q定》要求推進地勘單位改革必須落實政策措施,必須給足改革成本,必須解決好地質勘查單位的后顧之憂,只強調推進地勘單位企業化改革,不落實好有關的政策措施,是不符合《決定》精神的。②自1999年地勘隊伍體制改革以來,國辦發[1999〕37號、國辦發〔2001〕2號、國辦發[2003〕76號3個文件已經明確給予地勘單位改革的扶持政策共12條,但在我省尚未全面落實到位。我局希望,除原12條政策在我省應盡快全面落實兌現外,在我省落實《決定》中,既要要求地勘單位模范遵守法律法規和方針政策,又要體現出對現有地勘單位給予關心、扶持的意見,達到《決定》和曾培炎副總理要求的“總的原則是改革要符合‘切實加強地質工作’的大目標,而且使這支隊伍(地勘隊伍)要具活力”的目的。(4)地勘單位改革的定位。①地勘單位改革的終極目標是全省地勘行業統一構建為一個從事公益性、基礎性、戰略性的事業單位,作為我省資源環境保障工作的技術支撐,但這是一個長期的、漸進的改革過程?！笆晃濉逼陂g各地勘局主要進行內部資源整合,按照事業單位分類改革、分類管理的要求,深化改革,夯實基礎,發展地質經濟,為進一步推進改革創造有利條件。目前,地勘單位在職職工、離退休職工工資缺口較大,住房、基地建設、福利等歷史欠賬較多,技術設備落后,社會保障體系不健全。需要把以上問題逐步解決后,方可實現改革的目標。②局改革定位。局機關定位為監督管理類事業單位;地質調查院、地質科研所、環境總站、實驗室、地質學校定位為純社會公益類事業單位,承擔國家及省的基礎性、戰略性、公益性項目,為社會提供公益服務;地質隊定位為準社會公益類事業單位,承擔基礎性、戰略性、公益性地質工作和部分社會性地質工作。局屬公司及野外地勘單位多種經營實體對外創收,彌補地勘經費的不足,最終改造為自收自支的事業單位。鑒于上述情況,地勘行業局機關應列人參照國家 公務員制度管理的事業單位。③今后改革的主要工作。一是建實建強純社會公益性地勘隊伍?！稕Q定》明確提出“健全公益性地質工作體系,開展公益性地質工作。實施公益性地質調查,加強公益性地質調查隊伍建設?！?、“積極發展地質教育。大力發展地質高等教育和中等職業教育。”“推進地質科技進步。完善地質科技創新體系,加強重點實驗室、工程技術研究中心、野外長期觀測站網等科技平臺建設?！薄皬娀刭|災害和地質環境調查監測。全面推進農業地質、城市地質、礦山環境地質調查工作?！钡囊?建實建強純社會公益性地勘隊伍(地調院、實驗室、環境總站、地質學校)。二是適時推進準公益性地勘隊伍建設,地質隊伍以資質為紐帶,以區域相近、產業相似進行整合重組,使其資質、人員、工作性質、工作覆蓋范圍、競爭能力等適應公益性地質工作和商業性地質工作的需要,滿足我省資源環境保障工程各項工作的需要。目前地勘單位改革僅在管理形式上完成了從部管劃歸省管的管理體制的轉變,在人財物整合,組織結構制度改革,投人機制等深層次改革方面并沒有大的突破,延續著部管模式。地質工作已納人省經濟社會發展規劃,但省財政投人基礎地質工作經費不足,屬地化以來,局主要是抓住資源開發的機遇發展經濟,解決了部分職工歷史欠賬,實現再就業,穩定職工隊伍,地勘單位改革的目的是為了加強地質工作,改革是一個長期的過程,要貫徹國務院關于事業單位改革的總體部署和方針,按照有利于發展,有利于地勘隊伍更好地發揮作用,有利于構建和諧社會的原則,實事求是,因地制宜,合理定位,穩步推進,要避免脫離省情和地勘單位實情搞改革,又要避免畏難情緒止步不前。由于我省的省情是一個欠發達欠開發為特點的省份、從全國各省各兄弟地勘單位來看,我省人才實力不足,經濟發展落后,從我省事業單位來看,地勘單位歷史負擔較重,歷史欠賬較多,因此,地勘單位的改革要比兄弟地勘單位和省內其他事業單位的改革要慢半拍為宜?？傊?地勘單位改革是一個長期的過程,需要在法律法規健全,政策環境改善的條件下逐步推進。通過不斷精簡隊伍,把地勘單位改造為一支地質事業技術支撐單位,剝離商業性地質隊伍和其他經營性實體,實現事企分離。
四、組織資源脆笠
(一)存在問題
從制度的第四層次分析,我局要改善內部資源配置。(1)地勘單位事企不分。(2)目前貴州地礦局人力資源開發存在的主要問題。一是人才總量中高、中級專業技術人員嚴重不足。二是人力資源的結構性矛盾凸現和人才的年齡結構不均衡,制約地勘經濟的可持續發展。三是引進和留住人才面臨挑戰。在當前的地勘市場中,人才競爭日益加劇,地質專業人才的工資待遇偏低,時有人才流失的現象.在引進和留住人才方面還面臨較大的挑戰。四是培訓的軟、硬件急需改善,培訓的質量還有待于提高。(3)地勘單位歷史包袱沉重,管理成本高。
(二)對策建議
從制度的第四層次看,我局要著力推進改革創新。
(1)公益性和商業性地勘工作分體運行。從200。年開始,由于西部大開發和社會主義市場經濟的建立和完善,除國家外,社會對地質礦產、地質環境的投人增加,商業性地質工作市場逐步建立。野外地勘單位在從事公益性基礎地質、環境地質和工程工作之外,也從事商業性地質工作。到了20世紀90年代中期,為促進地勘工作的發展,國家提出建立公益性地質工作和商業性地質工作分開的體制。這是大勢所趨,應積極穩妥推進,這有利于地調院、環境監察院、實驗室、地校的可持續發展,同時順應國家改革的潮流,通過重組改造,打造有競爭實力的商業性地質隊伍。事業單位是提供公共產品的,非公共產品應由企業提供,新制度經濟學指出,在利用價格機制配置資源的情況下,通過形成一個組織,并由一個權威(組織[文秘站:]領導者)來支配資源,就能節約某些市場運行成本?？扑狗治隽似髽I相對于市場(價格機制)具有成本優勢的原因:一是因為企業存在減少了簽約數量。二是企業可以以低于它替代的市場交易的價格得到生產要素(否則要素交易將重新回到公開市場)。三是企業契約關系的特性在于,生產要素通過簽約獲得一定的報酬(固定或浮動的)并同意在一定限度內服從企業家的指揮,企業家在限定的范圍內,利用其權力在不確定環境中將生產要素配置到“最優”的用途。由此可見,企業的存在是為了減少交易費用,是在利用價格配置資源存在較高交易費用時對價格機制的替費用和企業組織成本的高低決定了企業可以配置的資源數量的多少,從而決定企業規模的大小(企業的邊界)。當追加的交易由企業家組織時,企業就變大;當企業家放棄對這些交易的組織時,企業就會變小。這對我局規劃事、企業單位的規模提供了科學依據。行為經濟學家指出,人們“追求滿意”而不是最優化,僅限于停留在某些較好解決方法,而不是繼續尋找最好的方法。簡言之,人類傾向于追求“滿意”水平,往往“設定”一個渴望程度進行探索,直到發現了滿足渴望程度標準的辦法,選擇該辦法,從而解決了問題并制定了決策。這有助于我局設計事、企分離的辦法、條件和時機。集體行動的選擇標準是效率與公平。經濟效率是考慮經濟成果的大小,公平是考慮經濟成果在社會成員間如何分割。公平、道德、平等、正義、分配等作為一個社會可能追求的意愿目標,都屬于公平這一標準。當效率和公平這兩個標準在某一議題上不能在相同方向起作用時,這就需要我們能夠基于其他人可以接受或拒絕的明確標準,判明我們的建議。有效率可能不公平,公平的也許無效率。因而,在集體選擇中,必須經常進行效率和公平的取舍。明確標準和進行取舍這兩種活動,有助于集體選擇。要有一些手段能對選擇結果進行評價和判定。一般而言,集體選擇的標準具有模糊而非清晰、暗含而非明顯、多重而非單一的特點。經濟學家已發展了凈經濟價值的思想,即商品和勞務提供給消費者和生產者的貨幣價值量,以此作為進行比較效率的統一尺度,最有效率的行動是能夠導致凈福利最大化增長的行動。這有助于我們判斷改革成敗。
(2)積極推進地礦事業單位人事制度改革。新制度經濟學對傳統的經濟人假設作出了修正,對人的行為內涵作了一些新的分析和假定?？蓺w結為三點假定:一是人的行為動機的雙重性。新制度經濟學認為,人的行為動機是雙重的,一方面追求物質財富預期,另一方面又追求精神財富預期。二是人的有限理性。這一假定涉及人與環境的關系。人的有限理性包含兩個方面的含義,從客觀上看,環境是復雜的,人們面臨的是一個充滿不確定性的世界;從主觀上看,人對環境的認識能力和計算能力是有限的,即心智有限。三是人的機會主義傾向。這是指人對自我利益的考慮和追求,意思是指人具有隨機應變、投機取巧,甚至不擇手段以便自己謀取最大利益的行為傾向。這有助于對人力資源的管理。實行聘用制,實行崗位管理,按照“定編、定責、定崗”的辦法設定崗位,崗變薪變,一人多崗,發放崗位績效工資。按照兩低于原則,即工資總額增長低于經濟效益增長,職工平均工資增長低于本單位勞動生產率的增長,切實貫徹按貢獻大小領取報酬,鼓勵技術、管理等生產要素參與收益分配,并處理好分配與效益、分配與積累的關系。建立適應地勘經濟的人事人才管理模式。①繼續圍繞我 局產業結構調整,實施人才結構調整,提高人才的整體素質。②建立激勵人才和廣攬人才的新機制,完善人才競爭和選拔激勵機制,建立人才評價機制。③高度重視人力資源開發,積極創造有利于實現人才價值的有利環境。④突出培養創新人才,建立起人才創新的培訓體系。造就一批既有科研能力,又有管理才干,敢于從事技術開發和成果轉化,在地學領域具有較高的學術造詣,起骨干作用的學術帶頭人;要培養一批既有較強創新能力又有市場頭腦的經營管理人才。對學術帶頭人和專家型人才實行動態管理,以中青年高級專業技術人才為主體,形成我局高級人才隊伍。⑤建立以智力交流為特征的“人才柔性流動”制度,允許系統內專業技術人才、經營管理人才合理流動,高級專家可實行延退政策,鼓勵已經退休的老專家進行二次創業,發揮退休人員的作用,繼續為單位作貢獻。要以改革創新精神抓人才培訓和引進等各項工作。根據貴州局的實際,未來人才的培養和引進主要圍繞地質勘查、工勘施工和礦業開發,加大人員結構調整力度,以實現地質找礦突破,推進礦業開發,構建和諧地礦的目標。
(3)加強地質礦產勘查,為貴州省提供資源保障和技術支撐。根據貴州省社會與國民經濟發展“十一五”規劃綱要,未來貴州省發展與基礎地質、水文地質、工程地質和環境地質有關的主要工作有:①在生態環境建設方面:以建設“兩江”上游生態屏障為目標,以保持水土、防治石漠化為中心,推進以石漠化為主的生態恢復治理工程和水土保持、生態建設工程。②在農業方面:推進社會主義新農村建設,堅持把解決“三農”問題作為全省工作的重點,努力提高糧食產量和發展特色農業。③在水資源方面:以加快解決缺水為重點的水利設施建設,著力解決農灌、城鎮防洪和人畜飲水三大問題。加強解決飲水安全問題。通過對地表水資源缺乏地區、地方病多發區、石漠化區地下水的有效開發,配合地表水工程,解決或緩解巖溶干早造成的農田灌溉和人畜飲用缺水,以及城市、工礦、農村飲水不安全問題,促進石漠化生態環境的改善、巖溶石山區經濟的發展、貧困區人民脫貧,實現國家新農村建設的目標。④在基礎實施建設方面:加速建成省內主要的交通干線高等級公路;加快黃織鐵路、貴陽鐵路樞紐的建設,加快民用航空體系的建設;加快整治烏江、赤水河航道,疏通南盤江、北盤江和紅水河、都柳江、清水江航道以及天生橋庫區港口建設。⑤在礦產開發方面:以大型煤礦建設為重點,建成一批大型骨干煤礦,并擴大鋁土、磷等非煤礦山建設。⑥在能源建設方面:依托大型煤礦建成一批火電站,并加快烏江、南北盤江、清水江等主要河流水電開發。⑦在城市建設方面:逐步擴大主要城市,加快小城鎮建設。推動經濟發展。⑧在地熱、旅游開發方面:發揮貴州省自然資源的優勢,以地熱資源帶動城市建設和旅游業發展,把旅游業培育為新的支柱產業。
(4)推進礦業開發,為改革提供經濟動力。通過找礦突破推進礦業開發。依靠技術創新實現找礦突破,依靠技術創新推動制度創新。技術變遷(創新)與制度變遷(創新)相互影響、相互促進。技術變遷(創新)與制度變遷(創新)兩者共同構成相互聯系、相互推進的有機整體,唯有它們整合在一起,才形成推動經濟增長的現實力里。一般而言,技術創新是生產力中最活躍的部分,因為技術創新的主體是人,而人具有積極主動性,是生產力中最活躍的因素。人們在實踐過程中,會遇到各式各樣的問題和困難,這些都促使人們去思考、去解決,隨著問題的解決,技術進步了,生產力也發展了。生產力的發展,遲早會沖破舊制度的束縛,導致制度的變遷,而制度的變遷又為新的技術創新提供更為廣闊和寬松的創新條件,激勵進一步的創新。正是由于技術創新和制度創新的此起彼伏的矛盾運動,才構成了創新系統的不斷上升。通過制度創新實現改革目標。
(5)構建和諧地礦。制度是“管束人們行為的一系列規則”,是人與人合作的共同準則。社會經濟生活中,人與人之間的關系不僅僅只有競爭,而且還有合作。因為人的有限性與信息不對稱性、機會主義傾向等方面的原因,人自身不可能處理好競爭與合作的矛盾沖突,制度安排能有效解決合作問題。新制度經濟學對制度的選擇與評價必須聯系制度的正義、公平與互惠。正義是基礎,公平是保證,互惠是原則。一種制度要保證合作,要做到兩點:一是按制度辦,可以節約信息,降低風險,增加收益;二是違反制度會受到懲罰,得不償失。建立在相互依賴基礎上的個人為了得到分工的好處和合作剩余,他們有一種對互惠制度的需求,只有互惠制度能給他們帶來分工的好處和合作剩余。評價一個經濟制度的好壞的一個重要標準是看它是否激勵相容。激勵問題是在每一個社會經.濟單位中都出現。一個人做的每一件事都涉及利益和代價,只要利益和代價不相等,人們就會有不同的激勵反應。既然個人、社會和經濟組織的利益不可能完全一致,怎樣將自利、互利和社會利益有機地統一起來呢?這就是激勵相容。始終不渝加強公益性隊伍建設。以為貴州經濟社會發展提供資源、環境保障為目標,增強地質勘查服務經濟社會能力;公益性地勘隊伍包括地調院、環境監察院等單位,要建設成為在貴州完成國家地質工作任務的主要技術力量,成為貴州省政府在地質資源保障和地質環境保護方面的主要技術支撐;產業技術取得長足進步,新技術、新方法得到推廣運用,基礎地質研究有所突破;準公益性地勘單位要適應社會需要、公益性與商業性良性互動并存的特色綜合地勘隊伍調整到位,產業結構更趨合理;基本解決人才缺乏問題,人力資源配置趨于合理。推進各單位精神文明建設,職工素質普遍增強,職工生活水平和文明程度明顯提高,對改革形成統一認識,找準自己的位置,實現共同受益,開創地質工作新局面,構建和諧地礦
[論文關鍵詞] 電力通信 ASON網絡技術 發展趨勢
[論文摘 要] 通過對當前的電力通信系統的現狀分析,結合ASON的技術優點和特色及其發展趨勢,來對ASON網絡技術的未來方向作一下簡單的前瞻。
隨著當下計算機網絡技術和光纖通信的發展,人類正在逐漸地進入到信息社會,信息交換量的日益擴大使得各種通信業務也得到了前所未有的發展機遇,因而導致現有的網絡技術已經不能滿足當下社會的需求。一方面現有的傳送網結構是針對話音業務優化的,不能適應數據業務突發的特點;另一方面,傳輸網缺少智能化。各骨干網絡的容量以及城域接入能力的多樣化,對傳輸的網絡要求更加高,尤其是對于光傳送網的網絡帶寬進行動態分配已經是人們所要追求的目標,正是在這樣的背景下,ASON的網絡技術應運而生。
一.當前通信網絡系統的現狀和需求
長期以來,光網絡作為底層的傳送網絡,承載著上層多種類型的業務。但隨著用戶業務需求的擴大和網絡智能控制技術的發展,通過智能化的光蚓絡成為目前網絡發展的必然趨勢。近幾年,智能光網絡在全球范圍內的應用得到了迅猛發展智能光網絡的推出是光傳送網由靜態基礎網向動態業務剛轉型的重要標志,是IP技術思想在光通信中的應用和光通信為適應業務IP化的必要選擇。智能光網絡代表了光傳送網的發展方向,也將是下一代網絡(NGN)的重要組成部分,必將有廣闊的發展前景。隨著電力通信的發展和寬帶業務的不斷增加,如何建設一個先進、穩定的通信傳輸網絡是目前電力系統的重要課題。在現有電力光傳輸網引入ASON技術,將給電力系統帶來質量和性能的提高。
二.ASON的發展趨勢
從上個世紀的九十年代提出ASON的相關的概念開始,ASON的相關的網絡技術已經取得了巨大的進步和驕人的發展業績,早已在各國的電力通信系統中得到廣泛的應用。
(一)與傳統的環網相比,ASON網絡技術所具有的優點
第一,ASON網絡技術可以支持很多的保護和恢復的方式,也可以方便地根據用戶業務的等級來提供不同的傳送服務。第二,與傳統網絡的低利用率相比,ASON網絡技術對于網絡資源的利用率更高,很好的解決了浪費空閑網絡通道的難題。除此之外,與傳統的跨節點或跨站點架設的電力通信通道相比,ASON網絡技術不會受到節點的有關瓶頸以及多重失效等問題的干擾。第三,ASON網絡技術的網絡的生存性能比較突出,并且與傳統的網絡技術的擴展性能和潛力相比,其更具有優勢,它可根據業務的相關需求來靈活的增加節點的數量。第四,ASON網絡技術通過擴容進行相關業務和系統的升級時更加的便利,只需分斷面即可進行擴容,容易實現端到端的電路調度以及保護工作,方便、快速而便捷的提供相關的各種業務,使得恢復前后時延的變化量縮短,數據業務能力得到大大提高。
(二)積極開發控制平面
第一,優化傳送的平面和控制平面的接口,可采用內嵌式或者外置式,其中如果內嵌式的化是通過在設備上插單盤的方式來實現,如果采用的是外置式,則一般通過外置單板服務器的方式來實現,這兩種方式相比,外置的處理能力更強,更加適合ASON的建設工作。第二,實現分布式的智能:與傳統的集中式相比而言,分布式消除了通信的瓶頸,做到了多個網元同時計算來使得業務恢復,有效的提升了業務恢復的效率,而且由于其分布式的特點,任何一個節點的控制平面出現問題都不會影響到整個的網絡,所以使得網絡更加的安全和可靠。第三,研發控制協議,其關注的重點由域內轉移到域間,從協議類型本身到拓展部分協議的理解,特別是域間保護恢復技術。第四,提高控制平面的相關性能,特別是對于業務和資源的發現的支持能力方面?？刂破矫娴男阅茏钪匾牟糠质蔷W絡和業務的恢復時間,除此之外,影響恢復時間的因素:故障類型、信令的傳輸方式、節點個數等等,特別是在網絡結構復雜的網狀連接拓撲、業務的承載量相對較大而且端到端的鏈路多條失靈的情形下系統的恢復速度。第五,保證智能的可控性,能夠將網絡的功能和性能始終保持在運營部門的控制范圍內。
(三)提升網管和傳輸平面的性能
網管平面主要針對控制平面的管理,主要是解決如何快捷而準確的通過網管平面進行查詢或者更改跟控制平面相關的鏈路的屬性或者參數,以及如何定制和使用維護電路的報表,將現在網絡的實際狀態有機的結合起來,使得整個網絡的功能和性能得到能夠有個較好的模擬環境。為了實現ASON的功能,傳送的平面必須能夠配合控制平面完成業務和鄰居的自動發現能力、傳送平面鏈路和網元狀態通告能力、信號監控和故障檢測能力、光層的故障保護恢復能力以及路徑的動態配置和拆除能力向用戶提供基于SLA的業務,而不是僅局限在提供不同優先級的電路,還有必要使得運營商對用戶提供有關電路的一些有效參數。為了這些目的的實現,端到端業務的調度和質監工作就顯得尤為重要。而就目前來看,要實現端到端的業務質量監測就必須解決光層面的問題,在過去,一般所采用的方式是通過在DWDM信道中進行傳輸,并且在網絡節點的地方來測量低頻幅度來進行調節,抑或在所傳輸的信道中加入一個監控波的方式來實現。但是傳統的方式存在不能提供某一特定信道的相關信息的缺點。最近人們通過研究光性能方面的監測設備以便實現在線監測,它的作用原理是利用從光纖中抽取很少光功率,然后根據波長來將信號輸入單獨的信道中,即對所傳輸的信號解復用。
(四)網絡的發展策略與方案
關于ASON的發展,現在主要有在骨干網中使用和在城域網中使用這兩種觀點。這兩種觀點的所持有的共有的原則是根據ASON的技術發展的狀況,結合相關業務的發展需求,然后再因地制宜的確定ASON網絡技術的使用方案。首先是ASON與傳統光網絡融合的方案,利用將進行統一的管理,使得其既支持傳統的子網設備又支持新型的ASON的網絡系統,可以方便在更新系統的過程中減少不必要的損失,使得其循序漸進的進行。再者就是采用ASON網帶和SDH環混合組網的方案,邊緣的ASON的節點需要在Mesh和SDH網中同時出現,這樣改善了邊緣節點的失效故障對系統的影響,同時通過多個邊緣節點均勻承載跨網業務的過渡,優化了網絡資源的配置。
總而言之,ASON網絡技術在很大程度上改變了過去傳輸網的運行方式以及運作理念,對其發展產生了不可估量的影響。電力通信系統中引入ASON網絡技術是大勢所趨。新型電力通信系統的構建要在確保網絡正常運行以及確定合理的過度方案基礎之上,實時業務的實際需求及時調整現有的電力通信系統網絡結構,并在此過程當中大力推廣應用ASON網絡技術,實現電力通信系統的升級。
1我國電力通信中存在的問題
1.1網絡方面
雖然我國的電力通信系統中已經出現了多樣化的通信方式,且通信網絡發展的也較為完善和完整,但是,相對于全球的電力通信發展趨勢和方向來看的話,我國的電力系統網絡還存在很多的不足,尤其是在電力系統的發展過程中又出現了新的發展形式的情況下,我國的電力通信更是顯示出了不足之處,不能滿足業務發展提出來的要求。在電力通信系統中,主要是以星型和樹型的結構模式為主的干網絡,網絡結構的復合性較為明顯,但是互聯性卻極差,增加了電路迂回構成的難度,因此電力通信網絡具備的可靠性和靈活性也比較差。在電力通信網絡中,網絡體制發展的不完善,嚴重制約了電力通信網絡技術的發展,需要對其進行改進和完善。
1.2管理方面
現階段,我國的電力通信網絡用戶在與電力通信網絡接入時,會處在一個相對薄弱的狀態,一般情況下,都是通過電話線的接入方式進行的,電力系統的用戶大部分是通過模擬式信號的接口與電力通信系統相連接的,無法對里面的數據信息進行傳輸和調整的處理。我國對網絡系統進行管理還處在一個初級階段,還只能通過分路監測對電路進行檢查和控制。但是在電力通信網絡中,通信規約和接口都不統一,因此,這就大大限制了設備和通信方式的發展,阻礙了它們向著多元化的方向發展,也阻礙了電力通信網絡中傳輸網絡體制的發展,給收集網絡管理所需的信息增加了難度,導致了網絡管理系統的發展不夠完整。
2我國電力系統的業務
為了保證電力系統的安全生產,電力通信網絡被不斷的建設和完善,因此電力系統中的業務也與電力系統有著極為密切的聯系,隨著電力系統的發展也會不斷的出現新的業務形式。目前,我國的國家電網比較重視特高壓輸電技術的發展。由于特高壓技術具備距離長和控制范圍較為廣泛的特點,可以實現電力系統的長距離和大范圍的傳輸自動化數據業務和繼電保護等。根據國家標準IEC61850建立的并已投入運行的變電站都是通過電力通信網絡來實現變電站與變電站的數據傳輸,能夠對故障錄波數據進行實時的傳輸,能夠推動電力通信網絡的快速發展。主要業務在電力調度數據網絡中。進行的業務包括以下幾種:實時性強的業務包括EMS/SCADA系統、繼電保護數據、水調自動化以及電力市場實時數據等;準實時性的業務包括EMS網絡分析數據和電度量計費系統兩種;非實時性的業務包括很多種類,例如,調度計劃等。電話業務分為兩類:調度電話、行政電話。通用廣域網絡中的業務包括的種類也較多,例如,數據業務中,包括企業管理信息數據、電力市場數據等;電力通信網絡中的多媒體業務又包括會議電視、電子郵件以及遠程教育等多種類型。業務的發展隨著電力系統的不斷發展,電力通信網絡中也出現了很多新的業務,例如,與特高壓應用聯系較為密切的數據業務,包括繼電保護數據與自動化數據等。新業務中還包括與根據標準IEC61850建起來的變電站有關的數據業務。
3我國電力通信技術發展的措施
電力通信發展的目的就是為電力系統的生產服務,又由于電力通信的發展是以電力系統為基礎的,為電力系統的安全生產提供服務。就目前我國電力通信技術發展的趨勢來看,必須使用新的通信網絡技術來推動電力系統的快速發展。
3.1網絡技術
在電力通信網絡中,還包含著邏輯網,邏輯網能夠保證電力通信網絡所具備的功能和效益得到有效地發揮,從而提高電力通信網絡的穩定性和可靠性,提高電力通信網絡進行各種業務傳輸信息時的質量。就目前我國的電力通信網絡的設備來說,應該在實現網絡化上投入更多的研究精力,并與同步數字傳輸體系技術進行有機的結合,對同步數字傳輸體系技術中的網絡管理技術進行重點的解決,并將網絡同步技術也解決掉。
3.2寬帶綜合通信平臺技術
目前,我國現有的電力通信網絡的規模都較小,被進行逐級的劃分之后,電力通信網絡中的通信資源就顯得較為緊張了,且利用率不高。如果要想改變目前我國電力通信網絡中存在的這種狀況的話,就需要以綜合通信平臺為基礎,不斷完善電力通信網絡,并對與綜合業務數字網技術有關的問題進行重點的解決,其中包括ISDN協議轉換和接口標準等問題,是窄帶ISDN逐漸向著寬帶ISDN的方向過渡。異步傳輸模式技術是決定寬帶綜合通信平臺實現并應用到電力通信網絡中的關鍵技術,接下來研究的重點就應該放在如何通過ATM技術的利用,來實現我國電力通信網絡中的關鍵業務。
4電力通信技術的發展趨勢
4.1網絡平臺技術的發展趨勢
在電力通信平臺的發展過程中,最需要考慮的問題就是遠程保護和遠程遙控等與遠程有關的業務。近幾年,我國的電力系統中分布著很多的多點聯動分布式網絡、保密與非保密等子系統的應用,大大推動了我國點來看I通信技術的發展,并為電力通信技術指出了發展的趨勢。由于電力通信業務具備較為鮮明的多樣性和差異性,有些較為特殊的業務就需要將網絡底層作為直接承載進行工作,而有的業務則需要通過上層的IP來解決,還有一部分的業務則需要使用到電力通信網絡中間的某一層進行,因此電力通信網絡并不是與公網完全一樣,它也有要滿足電力通信的要求而發展來的。目前,西方發達國家的電力通信技術都向著電力系統網絡中的某個局部通過適當的技術就可以組成電力通信技術發展需要的子網絡的方向發展,而這些子網絡使用網絡互聯技術就可以形成一個較為完整的網絡平臺,但是如何對電力通信網絡中的局部區域進行劃分是一個比較困難的工作,從而能夠保證電力通信網絡不僅具有靈活性,而且還具備局部優化的功能,能夠將電力通信網絡鎖具備的互聯性發揮到最大化。就目前來看,寬帶城域網會成為我國電力通信網絡未來發展的趨勢。
4.2傳輸介質的發展趨勢
我國的電力通信傳輸技術已經發展的較為成熟了,應用范圍非常廣泛,成為我國傳輸技術未來發展的趨勢。但是在光纜技術的發展的過程中,要注意以下問題:在對ADSS進行施工防護以及監視的施工時,需要用OPGW帶電施工技術帶更換地線。只有施工人員掌握的施工技術較為全面了,才能夠提高電力通信技術發展的靈活性,最大努力的降低制約電力通信技術發展的因素存在。在對光纜進行選型時,需要根據纖芯的性能、成本、市場等多個因素進行考慮,以選出性價比較高的纖芯種類 。不同的生產廠家在制造纖芯時,所使用的制造工藝會對光纜的使用壽命產生影響,因此要盡量需用符合國際標準的光纜進行施工,以保證施工的質量。
5結語
綜上所述,電力通信技術在發展的過程中,應該與公網技術的發展進行有機的結合,并逐漸發展出具備自身通信特點的業務出來,將高新技術應用到我國的電力通信網絡中,進行不斷的嘗試,以推動我國電力通信技術的發展,滿足我國電力系統發展的需要,促進我國國民經濟的發展。
(1)探索電網發展的新途徑
深入學習科學發展觀,確保電力發展滿足社會的正常需求,并適應我國能源分布的基本國情,使我國電力事業得到平衡、穩步發展。加強電力無線通信技術的研究和創新,探索電力發展新途徑,將更多的無線通信技術應用到電網建中去,不斷研究創新,使其適應當前電網運行和未來的發展需要。
(2)開創電網發展新局面
將電網建設的安全責任落實到位,不斷改革完善安全工作體系,致力于解決電網安全問題。在加速電網建設的同時,加強創新安全管理理念,不斷規范管理制度,嚴格監督管理,推進應急體系建設,真正做到安全供電。在一些事故頻發區域,加強安全防護措施,保持電網安全穩定的運行,確保電網安全穩定。
(3)創新管理技術
遵循電網運行的一般規律,不斷創新管理技術,借鑒國內外先進的管理技術和管理理念,建立有效的工作機制,以發展為主線,全面提高整體調度能力,完善管理,從而使電網建設趨于科學化、規范化、合理化。此外,還要加強核心調度能力,保持技術規范與技術支持系統的統一、協調發展,實現電網建設的一體化。
(4)積極推進技術的創新
加大科研投入,致力于技術創新研發,提高數字化、信息化水平,開發安全可靠的電力無線通信網絡。全景分布式的一體化調度支持系統是未來電力無線通信技術的發展方向,采用多防線、多層次的安全防御系統,實現電網的最優化,全面促進我國電力通信事業的發展。
(5)積極推進調度建設
首先,準確把握調度中心功能定位,正確認識國家電力通信事業,加強部署,統一決策,全面提高思想認識。第二,加強思想作風建設,將國家電網安全問題作為工作重點,改善服務質量,結合實際調度情況,加強整頓工作,充分發揮黨的政治優勢和模范作用。
(6)結束語
無線通信技術以其獨特的優勢將成為電力系統構建綜合通信網的重要組成部分,因此,今后要對無線網絡有一個理性的態度和科學的把握,加強無線通信網絡在電力系統中的應用,加強技術創新,實現資源的有效配置和利用,促進電力事業的發展。
【關鍵詞】在線,監測,應用,智能,電力,聯網,技術,分析,參數,傳感器
“輸電線路在線監測系統”就是針對輸電線路的安全性和使用壽命等問題而研制的電力行業設備在線監測產品。
該系統主要由兩大部分組成:前端監測終端(下位機)和后臺主站系統(上位機)。前端監測終端安裝在線路桿塔上,主要由各種傳感器、攝像機、主處理器單元、通信模塊和供電單元構成。傳感器包含拉力傳感器、風速傳感器、風向傳感器、環境溫度傳感器、濕度傳感器、傾角傳感器、泄漏電流傳感器及導線溫度傳感器等。前端監測終端采集上述傳感器的數據以及圖像數據,通過gprs/cdma/sms網絡傳送到在internet上的上位機(接收中心),上位機把當前的圖像數據和相關傳感器數據存到數據庫或者硬盤中,電力監控網用戶通過監控軟件訪問接收中心并從數據庫或硬盤中讀取當前桿塔位置的信息,為輸電線路災害預警提供依據。
該系統主要功能包括覆冰狀態監測、氣象參數監測、圖像監測功能、電氣參數監測、力學參數監測及導線溫度監測等功能。
覆冰狀態監測:通過相關的在線監測設備,實時測量導線重量、絕緣子串風偏角、風速、風向、溫度等參數,分析軟件綜合上述數據、導線相關參數及相關數據模型,計算出目前導/地線的等值覆冰厚度。
氣象參數監測:微氣象監測通過在線監測線路環境溫度、濕度、風速、風向、雨量、大氣壓力等參數,對氣象數據進行綜合分析,將所有數據通過各種報表、統計圖、曲線等方式顯示給用戶。
圖像監測:通過在桿塔上/或輸電線上安裝攝像裝置,實現在線監測輸電線路運行狀況。通過圖像監測可以直觀地實現對線路覆冰情況的觀測。遠程圖像監控適用于危險點、突發事故點的有效監控。
電氣參數監測:電氣參數監測主要指絕緣子泄露電流監測。采集運行狀態下絕緣子表面的泄露電流和脈沖頻次及溫度、濕度等參數,將采集到的信息以gsm/gprs/cdma方式傳輸到監控中心,經過系統分析軟件的智能分析和判斷,顯示出絕緣子表面的積污狀態及其發展趨勢,繪出各種變化曲線,在污穢過限時,發出報警信號;同時,系統分析軟件能根據各監測終端采集的運行數據,自動繪制出各地市甚至整個區域的污區分布圖,在經過一段時間后,系統還可以更新污區分布圖,有效防止和減少線路污閃及冰閃事故,提高線路安全運行及信息化管理水平。
導線溫度在線監測:通過采集導線溫度,掌握各導線溫升情況,當某處溫度超限時及時通過短信的方式發給相關管理人員。該系統也為動態提高電網輸送能力提供決策依據,增加輸電能力,緩解電力緊張形式。
力學參數監測:力學參數監測功能除了結合等值覆冰厚度監測功能實現絕緣子拉力、傾角測量外,還可以實現導線振動頻率的監測。
目前,“輸電線路在線監測系統”,這一由中國電子科技集團公司第五十二研究所控股企業杭州?？道坐B信息技術有限公司專門致力于研制開發的基于物聯網的高科技產品,已經成功運用于浙江、上海、福建、安徽、北京、山東、湖北、重慶、廣東、廣西、貴州、江西、云南、河北、遼寧、寧夏、云南、河北、遼寧、寧夏、新疆等電力公司,為當地的正常供電及應急工作發揮著重要作用。
[論文關鍵詞] 電力通信 ason網絡技術 發展趨勢
[論文摘 要] 通過對當前的電力通信系統的現狀分析，結合ason的技術優點和特色及其發展趨勢，來對ason網絡技術的未來方向作一下簡單的前瞻。
隨著當下計算機網絡技術和光纖通信的發展，人類正在逐漸地進入到信息社會，信息交換量的日益擴大使得各種通信業務也得到了前所未有的發展機遇，因而導致現有的網絡技術已經不能滿足當下社會的需求。一方面現有的傳送網結構是針對話音業務優化的，不能適應數據業務突發的特點；另一方面，傳輸網缺少智能化。各骨干網絡的容量以及城域接入能力的多樣化，對傳輸的網絡要求更加高，尤其是對于光傳送網的網絡帶寬進行動態分配已經是人們所要追求的目標，正是在這樣的背景下，ason的網絡技術應運而生。
一．當前通信網絡系統的現狀和需求
長期以來，光網絡作為底層的傳送網絡，承載著上層多種類型的業務。但隨著用戶業務需求的擴大和網絡智能控制技術的發展，通過智能化的光蚓絡成為目前網絡發展的必然趨勢。近幾年，智能光網絡在全球范圍內的應用得到了迅猛發展智能光網絡的推出是光傳送網由靜態基礎網向動態業務剛轉型的重要標志，是ip技術思想在光通信中的應用和光通信為適應業務ip化的必要選擇。智能光網絡代表了光傳送網的發展方向，也將是下一代網絡(ngn)的重要組成部分，必將有廣闊的發展前景。隨著電力通信的發展和寬帶業務的不斷增加，如何建設一個先進、穩定的通信傳輸網絡是目前電力系統的重要課題。在現有電力光傳輸網引入ason技術，將給電力系統帶來質量和性能的提高。
二．ason的發展趨勢
從上個世紀的九十年代提出ason的相關的概念開始，ason的相關的網絡技術已經取得了巨大的進步和驕人的發展業績，早已在各國的電力通信系統中得到廣泛的應用。
（一）與傳統的環網相比，ason網絡技術所具有的優點
第一，ason網絡技術可以支持很多的保護和恢復的方式，也可以方便地根據用戶業務的等級來提供不同的傳送服務。第二，與傳統網絡的低利用率相比，ason網絡技術對于網絡資源的利用率更高，很好的解決了浪費空閑網絡通道的難題。除此之外，與傳統的跨節點或跨站點架設的電力通信通道相比，ason網絡技術不會受到節點的有關瓶頸以及多重失效等問題的干擾。第三，ason網絡技術的網絡的生存性能比較突出，并且與傳統的網絡技術的擴展性能和潛力相比，其更具有優勢，它可根據業務的相關需求來靈活的增加節點的數量。第四，ason網絡技術通過擴容進行相關業務和系統的升級時更加的便利，只需分斷面即可進行擴容，容易實現端到端的電路調度以及保護工作，方便、快速而便捷的提供相關的各種業務，使得恢復前后時延的變化量縮短，數據業務能力得到大大提高。
（二）積極開發控制平面
第一，優化傳送的平面和控制平面的接口，可采用內嵌式或者外置式，其中如果內嵌式的化是通過在設備上插單盤的方式來實現，如果采用的是外置式，則一般通過外置單板服務器的方式來實現，這兩種方式相比，外置的處理能力更強，更加適合ason的建設工作。第二，實現分布式的智能：與傳統的集中式相比而言，分布式消除了通信的瓶頸，做到了多個網元同時計算來使得業務恢復，有效的提升了業務恢復的效率，而且由于其分布式的特點，任何一個節點的控制平面出現問題都不會影響到整個的網絡，所以使得網絡更加的安全和可靠。第三，研發控制協議，其關注的重點由域內轉移到域間，從協議類型本身到拓展部分協議的理解，特別是域間保護恢復技術。第四，提高控制平面的相關性能，特別是對于業務和資源的發現的支持能力方面?？刂破矫娴男阅茏钪匾牟糠质蔷W絡和業務的恢復時間，除此之外，影響恢復時間的因素：故障類型、信令的傳輸方式、節點個數等等，特別是在網絡結構復雜的網狀連接拓撲、業務的承載量相對較大而且端到端的鏈路多條失靈的情形下系統的恢復速度。第五，保證智能的可控性，能夠將網絡的功能和性能始終保持在運營部門的控制范圍內。
（三）提升網管和傳輸平面的性能
網管平面主要針對控制平面的管理，主要是解決如何快捷而準確的通過網管平面進行查詢或者更改跟控制平面相關的鏈路的屬性或者參數，以及如何定制和使用維護電路的報表，將現在網絡的實際狀態有機的結合起來，使得整個網絡的功能和性能得到能夠有個較好的模擬環境。為了實現ason的功能，傳送的平面必須能夠配合控制平面完成業務和鄰居的自動發現能力、傳送平面鏈路和網元狀態通告能力、信號監控和故障檢測能力、光層的故障保護恢復能力以及路徑的動態配置和拆除能力向用戶提供基于sla的業務，而不是僅局限在提供不同優先級的電路，還有必要使得運營商對用戶提供有關電路的一些有效參數。為了這些目的的實現，端到端業務的調度和質監工作就顯得尤為重要。而就目前來看，要實現端到端的業務質量監測就必須解決光層面的問題，在過去，一般所采用的方式是通過在dwdm信道中進行傳輸，并且在網絡節點的地方來測量低頻幅度來進行調節，抑或在所傳輸的信道中加入一個監控波的方式來實現。但是傳統的方式存在不能提供某一特定信道的相關信息的缺點。最近人們通過研究光性能方面的監測設備以便實現在線監測，它的作用原理是利用從光纖中抽取很少光功率，然后根據波長來將信號輸入單獨的信道中，即對所傳輸的信號解復用。
（四）網絡的發展策略與方案
關于ason的發展，現在主要有在骨干網中使用和在城域網中使用這兩種觀點。這兩種觀點的所持有的共有的原則是根據ason的技術發展的狀況，結合相關業務的發展需求，然后再因地制宜的確定ason網絡技術的使用方案。首先是ason與傳統光網絡融合的方案，利用將進行統一的管理，使得其既支持傳統的子網設備又支持新型的ason的網絡系統，可以方便在更新系統的過程中減少不必要的損失，使得其循序漸進的進行。再者就是采用ason網帶和sdh環混合組網的方案，邊緣的ason的節點需要在mesh和sdh網中同時出現，這樣改善了邊緣節點的失效故障對系統的影響，同時通過多個邊緣節點均勻承載跨網業務的過渡，優化了網絡資源的配置。
總而言之，ason網絡技術在很大程度上改變了過去傳輸網的運行方式以及運作理念，對其發展產生了不可估量的影響。電力通信系統中引入ason網絡技術是大勢所趨。新型電力通信系統的構建要在確保網絡正常運行以及確定合理的過度方案基礎之上，實時業務的實際需求及時調整現有的電力通信系統網絡結構，并在此過程當中大力推廣應用ason網絡技術，實現電力通信系統的升級。
電能是國民經濟發展的基礎，它和人民的生產和生活息息相關，目前超高壓和特高壓輸變電技術發展迅速，電力變壓器作為電力系統輸變電關鍵設備，其可靠運行對電力系統的經濟、安全極其重要。目前局部放電測量已經成為監控電力變壓器質量的重要指標，國內外的制造廠家也把局部放電測量作為電力變壓器出廠時的試驗項目，以此控制其質量[1]。
1.局部放電引起介質劣化和損傷的機理
對于電力變壓器等高電壓設備的絕緣，由于絕緣內部或表面發生局部放電而造成的放電電老化是不容忽視的。局部放電引起介質劣化和損傷的機理是多方面的，主要包括三種效應：（1）帶電質點（電子和正、負離子）對介質表面的撞擊，切斷分子構造；（2）由于帶電質點撞擊介質，在放電點引起介質局部溫度上升，使介質加速氧化，導致材料的機械、電氣性能下降；（3）局部放電產生的活性生成物對介質的氧化作用使介質逐漸劣化。局部放電使電介質長時間擊穿電壓常常不到短時擊穿電壓的幾分之一，已經成為電力變壓器絕緣劣化的重要原因。
2.電氣定位方法
當變壓器內部發生局部放電時，所產生的放電脈沖沿繞組傳播到達測量端。該放電脈沖包含了放電特性和局部放電定位所需要的一些信息，通過對此脈沖進行分析，可確定局放源的具體位置。傳統的電氣定位方法很多，諸如起始電壓法、極性法、行波法、電容分量法等[2]。
2.1改進電容分量法
變壓器只是在某一個頻率范圍內等效為一個電容梯形網絡，在改進的電容分量法中，該頻率范圍的確定就顯得尤為重要。一般而言，該頻率范圍的確定是由試驗獲得。將一個函數發生器接到繞組的一端，并提供頻率可變的電壓，另一端接地，同時測量輸入電壓和繞組電壓。當在此等效頻率范圍時，會出現最小電壓相位移，即輸入波形和輸出波形相似。而后采用數字濾波將此頻率范圍以外的信號去掉，采用上述方程進行計算。
改進電容分量法利用數字濾波技術，能夠獲得沿變壓器繞組脈沖的電容傳輸分量；該方法對干擾信號完全抑制，頻帶選擇靈活，且頻率補償容易，與新的直線內插法結合可以解決一些實際問題，能夠得到較高的定位精度。
2.2端點電流脈沖頻譜分析法
在 0.01mhz～0.1mhz 這個中間頻率范圍內，變壓器繞組的傳輸特性表現為振蕩傳播即發生在繞組中的局部放電脈沖以振蕩形式傳輸。此時，在變壓器測量端點所得到的局部放電電流脈沖因局放源位置不同， 其頻譜有較大的差異。對連續餅式繞組（ 以84餅為例），從不同位置注入放電脈沖，從而模擬了繞組中不同位置的局部放電，用繞組的簡化等效電路計算出相應放電注入電流對應的傳遞函數，從而根據頻譜分析來確定放電點的位置。在此基礎上，采用建立仿真模型并結合試驗的方法，研究了不同的局部放電脈沖傳播路徑的傳遞函數，在分析傳遞函數頻譜特性的基礎上，提出了根據相應信號高頻分量和能量的局部放電電氣定位方法。
盡管人們對變壓器繞組特性的研究較多，相應的也出現了一些電氣定位方法，但由于各種電氣定位法現場操作復雜，使用范圍限制較大，且由于變壓器內部結構復雜及放電部位的不同，使得放電脈沖的波過程也會出現不同程度的振蕩，而對放電信號的檢測卻只能在變壓器的測量端點進行，因而精度不高，所以目前在實際定位中很少采用。
3.變壓器繞組中局部放電的診斷方法
通過基于傳輸函數的局部放電定位之后，我們最終目的是進行變壓器繞組中局部放電的診斷，下面將詳細介紹具體方法。
①基于灰度圖像形態譜的變壓器局部放電模式識別。變壓器局部放電識別是指利用計算機對放電部位進行分類和特征描述，以便診斷變壓器絕緣狀態的好壞，目前，根據特征提取的不同變壓器局部放電識別可分為統計法時域分析法，本文利用數學工具中的形態譜反映變壓器局部放電灰度圖像的形態特征，然后進行歸一化處理，作為識別變壓器局部放電時的特征向量，然后把不同類型放電形態譜輸入到 bp 雙層神經網絡實現放電模式識別。
②基于bp雙層神經網絡和形態譜識別變壓器局部放電。本文采用具有雙隱含層結構的前饋 bp 神經網絡進行局部放電識別，輸入層由100個節點組成，輸入變量是變壓器的形態譜。第一個隱含層由30個節點組成，第二個隱含層由 20個節點組成，輸出層是待識別的模式，由6個節點組成。在進行 bp 神經網絡訓練時從包含不同實驗電壓的放電實驗數據中抽取20 組作為樣本，傳遞函數采取logsig 型對待識別的樣本進行識別，經過實驗得出該方法對油中懸浮放電、空氣電暈放電和油中針板放電識別率最高，在95%以上，而對氣隙放電、空氣沿面放電和油中沿面放電識別率較低，只有72.5%。
圖1 三維譜圖特征參數構造的診斷方法
（1）分別采用bp，rbf神經網絡對變壓器局部放電6種放電模式進行識別的結果表明，無論是局部放電二維譜圖，還是三維譜圖，rbf神經網絡的收斂速度和穩定性都優于bp網絡，具有較高的識別率和較強的推廣能力，可以用作變壓器局部放電模式識別的分類器，在實際中有著良好的應用前景。
（2）由于局放三維譜圖的特征參數比二維譜圖的特征參數攜帶的信息量大，相應的rbf網絡識別率更高。但是隨著網絡的結構變得復雜、參數增多，在樣木數量較多的情況卜勢必引起計算量加大和計算時間變長。應根據實際情況靈活選用網絡輸入形式，達到訓練快速、診斷結果優二者兼顧的效果。
4.結論
由于局部放電是造成電力變壓器絕緣劣化的重要原因，因此該問題一直受到電力運行部門的關注。本文通過對變壓器局部放電定位分析和變壓器局部放電檢測的電磁干擾及抑制方法分析，重點介紹了基于傳輸函數比進行局部放電定位方法和基于 bp 神經網絡和形態譜識別放電。如何提高變壓器局部放電定位的準備性，如何把傳輸函數法和超聲波法、超高頻法等結合還需要進一步的研究。
摘 要 介紹了正交頻分復用(ofdm) 的基本原理, 并結合城市軌道交通a tc 系統的特點,提出了利用基于ofdm 的電力線載波通信技術在接觸網上實現信息傳輸的思路。
關鍵詞 列車自動控制,電力線載波通信系統,正交頻分復用
在城市軌道交通列車自動控制(a tc) 系統中, 通常利用軌道電路傳輸信息。由于鋼軌不是理想的信息傳輸通道,信息容量、傳輸速率受到了限制。本文提出了利用正交頻分復用(ofdm) 的電力線載波通信技術在接觸網上實現信息傳輸的思路。
1 ofdm 的基本原理
ofdm 是一種多載波調制技術(mcm) ,可以在強干擾環境下高速傳輸數據。傳統的數字通信系統將符號序列調制在一個載波上進行串行傳輸, 每個符號的頻譜占用信道的全部可用帶寬。ofdm 則并行傳輸數據,采用頻率上等間隔的n 個子載波構成,它們分別調制一路獨立的數據信息,調制之后n 個子載波的信號相加同時發送。因此每個符號的頻譜只占用信道全部帶寬的一部分。在ofdm 中,通過選擇載波間隔,使這些子載波在整個符號周期上保持頻譜的正交特性,各子載波上的信號在頻譜上互相重疊;接收端利用載波之間的正交特性,可以無失真地將接收到的信號還原成發送信息,從而提高系統的頻譜利用率。
圖1 表示了ofdm 的基本原理[2 ] 。假設一個周期內傳送的符號序列為(d0 , d1 , ?, dn-1),每一個符號di 是經過基帶調制后的復信號, di = ai+j bi , 串行符號序列的間隔為δt= 1/ fs,其中fs 是系統的符號傳輸速率。串并轉換之后,它們分別調制n 個子載波(f0 , f1 , ?fn-1),這n 個子載波頻分復用整個信道帶寬,相鄰子載波之間的頻率間隔為1/ t , 符號周期t從δt增加到nδt。合成的傳輸信～ 號可以用其低通復包絡d (t) 表示。
圖1 正交頻分復用ofdm 的基本原理
因此,ofdm 系統的調制和解調過程等效于離散付氏逆變換(idf t) 和離散付氏變換(df t) 處理,實際上系統通常采用dsp 技術和fft 快速算法來實現。
由于ofdm 系統的符號周期延長了n 倍,增強了其消除碼間串擾的能力。在數字基帶調制部分,可以根據子信道特性采用不同的調制方式(如bpsk,qpsk ,qam , tcm 等) 。如果某個頻段信號衰減嚴重,發送端還可以關閉該頻段的子載波, 實現信道自適應均衡。通過采用信道編碼技術, ofdm 還可以進行前向糾錯(fcc) 。
由于dsp 和大規模集成電路技術的推動, ofdm 調制技術已經得到廣泛應用,在數字音頻廣播(dab) 和數字視頻廣播(dvb -t) 領域中被歐洲地面廣播標準采納。采用ofdm 技術在電力線上高速傳輸數據也有產品問世,如homeplug 組織成員中的intellon 公司產品powerpacket , 傳輸速率可以達到14 mbit/s , 頻帶4. 3～20. 9 mhz ,84 個子載波,支持dqpsk ,dbpsk ,robo 調制。
2 在a tc 系統中采用ofdm 技術
城市軌道交通對列車速度控制提出很高的要求,要達到安全性、可靠性、適用性和經濟性的目標,還要考慮到迅速、準確和價格合理等因素。這需要列車、沿線、車站、控制中心的人員和設備之間的組織協調。
a tc 系統主要由3 個子系統組成:列車自動保護(a tp) 系統、列車自動運行(a to) 系統、列車自動監控(a ts) 系統。與安全相關的a tp 是a tc 系統中的關鍵子系統。不同信號制式的a tp 子系統在性能、成本上有很大差異。如上海建成的軌道交通1 、2 、3 號線采用的軌道電路制式均不相同,選用的頻率也不一致,使得不同線路列車不能跨線運行。此外,由于鋼軌不是理想的信息傳輸通道,使信息容量、傳輸速率也受到了限制。
采用ofdm 調制技術實現電力線載波高速數據傳輸,為城市軌道交通信號系統(見圖2) 提出了一種新思路。與其它電力通信方式不同的是,它利用給列車供電的接觸網(直流1 500 v/ 750 v) 進行通信。
牽引供電回路由牽引變電所、饋電線、接觸網、電力機車、鋼軌與大地、回流線等構成。牽引變電所兩側的接觸網電壓相位不同相,分相絕緣。相鄰牽引變電所間的接觸網電壓一般為同相的,其間除用分相絕緣器隔離外,還設置了分區亭。通過分區亭斷路器(或負荷開關) 的操作,實行雙邊(或單邊) 供電。接觸網一般在線路中心上方,利用接觸網上傳輸的信息可以檢測列車占用線路狀況。
接觸網所連接的設備比城市配電網要少的多, 因而在進行電力線載波通信時常見的惡劣條件有所改善。其干擾源主要有: ① 牽引諧波。直流牽引電源是由工頻50 hz 的電力網變壓整流而得到,其諧波電流集中在300 hz 、600 hz 、1 200 hz 。② 車輛動力系統。如果直流電機采用斬波器方式,其工作電流(如上海地鐵1 號線為500 hz) 也會產生諧波分量。③ 突發性信號。受電弓脫落、觸網時發生短路瞬時放電現象會產生較強的脈沖,需要一定時間延遲來防護此類故障。通過采用信道冗余、ofdm 技術和編碼技術可以進一步提高信息傳輸的可靠性、安全性和傳輸速率。
利用接觸網進行電力線載波通信的研究已經在國外取得了一定成果。圖3 是德國西門子公司面向城市軌道交通的電力線載波通信系統框圖。
從圖3 可以看出,a tp 車載單元與a tp 軌旁單元通過現場總線和電力線進行通信。每隔一定距離就有一個分區電力線單元spu 通過耦合單元cou 完成現場總線和電力線信號的轉換。車載a tp 單元通過電力線上的信號。
面向城市軌道交通的電力線載波通信系統具有如下特點:
(1) 信息傳輸利用了現有的架空接觸網線,不再采用軌道或軌間電纜形式;
(2) 信息傳輸在列車運行期間保持連續,傳輸速率大大高于采用數字軌道電路所達到的傳輸速率;
(3) 耦合單元是構成該系統的關鍵,通過定義現場總線、電力線和車載a tp 總線的信號接口和相互通信的協議,有利于實現系統的兼容;
(4) 降低建設成本。
1.10kv配網電力工程建設中存在的技術問題
10kv配網電力工程是當前電力企業建設的重點，雖然對于施工技術條件沒有太多的要求，但是在建設過程中受到外力破壞等方面的影響，在技術上還是出現了不少問題，這些問題主要表現在以下幾個方面：
1.1 外力破壞對施工技術的影響
在經濟快速發展的要求下，10kv配網電力工程已經成為建設的重點內容，但是在10kv配網網絡建設中主要是以架空線為主，采用單端接線的樹枝狀放射式，雖然新建10kv配網多采用環網供電，兩種供電方式在技術上難以有效的銜接起來。此外，10kv配網有很多改造工程，在建設過程中規劃不夠科學，線路當中的臨時接線比較多，導致線損超出了設計限額?？傊?，一些城市的在10kv配網建設中，專供電能力比較有限，加上經過的區域地形、建筑比較復雜，導致接線比較混亂，事故率比較高，嚴重影響了供電的可靠性。此外，在10kv配網建設中出線比較多，線路的負荷比較大，受到環境污染比較嚴重，一些地方甚至剛建成不久就出線了絕緣事故，嚴重影響到供電的安全性和穩定性。
1.2 施工方案與施工之間的差異性問題
施工現場有很多施工方案無法遇到的情況，這種情況下施工現場與施工技術方案之間可能存在一定的差異，這種差異會導致某些線路的位置被占用。比如說在設計的過場中，由于沒有進行詳細的設計勘察工作，導致在單體線路通道與實際規劃情況不顧，導致線路不能達到設計通過的安全要求，如果進行變更，可能無法及時分析對配網的影響，導致出現串線、擠線等問題。再者，10kv配網通過的地區各種線路同時存在，線路的種類和數量比較復雜，在設計上難免會出現一些偏差，這些也會對施工造成很大的不變。由于設計方案與施工現場之間的偏差，施工過程中施工人員在不了解偏差的情況下，很容易出現管線位置偏移的問題，將會對10kv配網工程建設造成很大的影響。
1.3 中性點接地方式存在問題
在10kv配網當中一旦線纜被擊穿，將會出現永久性故障，電網自己不可能自行恢復，這種情況如果不進行跳閘，電網產生的電弧熱量會損壞絕緣，進而出現相間短路導致出現跳閘現象，造成整個配網出現故障停電現象。而在現在的10kv配網工程建設當中，中心變的消弧裝置是在單相接地出現故障以后，再將不接地系統通過保護轉變為中性點的直接地系統，這會導致接地電流短時間增加，在一定從程度上增加了相間短路形成的風險，而且會加速電纜絕緣的老化。一般來說一旦電網出現接地故障，產生的過電壓將會與比日常電壓高出數倍，由于弧光和鐵磁諧振過電壓使健全相的電壓會升高4—7倍，一旦出現可能會損壞電纜、開關柜絕緣、變壓器和熱穩定。
2.10kv配網電力工程主要施工技術問題的對策
針對10kv配網電力工程主要施工技術問題，一方面施工人員要嚴格遵守技術準則，另一方面要采取針對性的解決措施，內體來說有以下幾點：
2.1 嚴重遵守10kv配網電力工程技術準則
10kv配網電力工程建設中應該以城市道路為依托，在每一條主干道上留下一條以上的架空線走廊，還應該設置相應的電纜敷設裝置。在設計的過程中一般采取多個開環運行的但環網或“t”型網，一般需要在2500kva對線路進行分段，并安裝分段開關和線路聯絡開關。環網應以不同的變電站或同一變電站的不同母線作為電源點，相鄰變電站10kv配網主干線要使用單環形網絡，這樣能夠在發生故障以后在最短的時間內確定事地點，縮小停電的范圍及時進行檢修。在配網的安全性上，要求重要用戶必須具備雙電源，特別重要的用戶還需要增設應急電源，如獨立于電網之外的發電機組、蓄電池、干電池等等。
2.2 10kv配網電力工程主要施工技術建議
2.2.1 減少外力破壞對工程建設的影響
在10kv配網電力工程設計工作當中，設計人員應該認真做好前提的地形勘查和地下管線勘察工作，了解施工區域地形和地下管線的情況，包括改革中管線的走向的地下、地下情況，管線是否受到寬度和深度的限制，在此基礎上集合10kv配網管線設計的基本要求確定最佳走向、線位和線距。掌握主干線或其它干線的架空走廊的預留情況，在此基礎上充分了解各個供電區域的用戶特點及設計需要，在功能設計上體現出方案的優勢和特點。在施工之前，施工人員還要詳細考察施工區域的地形情況，尤其是經過一些老城區的遇到管線比較復雜的情況，要詳細了解各個線路的用處和功能，盡量減少出線的現象，降低10kv配網線損。在配網設備、設施的選擇上，要選擇高質量的產品，使用對具有一定抗腐蝕性的電纜，盡量減少環境污染對配網建設的影響。
2.2.2 科學合理的做好項目的規劃設計工作
在10kv配網規劃設計當中，應該在詳細的勘測基礎上進行規劃設計，在規劃設計的過程中要滿足按線、按位施工的基本要求，具體來說要注意以下幾個事項：首先，采用架空設計的要詳細勘察城市架空走廊的使用和預留情況，同時詳細了解市政各種管線的布線、使用情況，以及在今后一段時期的規劃、改造和建設情況，保證架空走廊的高度、寬度滿足10kv配網架空建設要求。在單項設計一般在外網規劃設計基礎上進行，嚴格遵守管網規劃設計的要求，要盡量考慮施工需要，遇到特殊、復雜的情況可以與委托方和施工單位進行溝通，根究溝通的情況及時調整規劃設計，減少規劃設計與施工之間的偏差。單項設計完成以后在進行管線的綜合設計，合理的布置與設計各種管線按數艟、管徑、線距以及各種管井、化糞池、箱變、調壓站等位置，并進行預先防線、擺放，為施工留下足夠的空間，并不斷調整和優化設計方案，以滿足施工建設的需要。
2.2.3 做好配網設備配置的調整
在10kv配網工程建設當中，要充分考慮電壓絕緣配合、繼電保護和通訊干擾的要求，要借鑒其它工程建設中積累的經驗，尤其是10kv配網中性點經電阻接地運行的經驗。10kv配網用中性點經電阻接地方式.阻值為100n，單相接地時，這樣一旦出現一旦線纜被擊穿，可以及時停電保護，避免故障影響范圍進一步擴大。由于生變壓器為y/-n接線組別，在側無中性點，可以利用z型接地變壓器形成一個人為中性點，并在配網中加裝接地電阻，這樣能夠有效的解決相間短路形成的風險問題，保證10kv配網運行的安全性和穩定性。同時，要科學的設計繼電保護裝置的位置，避免繼電保護裝置在發生短路的時候不能發揮保護作用的情況發生。
總之，10kv配網工程建設中的技術問題還比較多，要想解決這些問題應該從項目的規劃設施入手，采取針對性的措施解決這些施工問題，只有這樣才能提高工程建設質量，保障配網的安全運行，減少線路故障對電網安全和穩定性的不利影響。
摘 要： 無線電力傳輸是一種傳輸電力的新技術，它將電力通過電磁耦合、射頻微波、激光等載體進行傳輸。這種技術解除了對于導線的依賴，從而得到更加方便和廣闊的應用。本文就無線電力傳輸的發展歷史和基本原理做了一些介紹，并對其未來可能的應用做了一些探討。
關鍵詞： 無線電力傳輸技術 電磁感應 射頻 原理與應用前景
1.引言
自17世紀人類發現如何發電后就用金屬電線來四處傳輸電力。時至今日，供電網、高壓線已遍布全球的角角落落。在工作和生活中，越來越多的電器給我們帶來極大便捷的同時，不知不覺各種“理不清”的電源線、數據線帶來的困擾也與日俱增。不過，這些年的科技發展表明，在無線數據傳輸技術日益普及之時，科學家對無線電力傳輸（wireless power transmission，wpt）的研究也有了很大突破，從某種意義上來講，無線電力傳輸也不再是幻想——在未來的生活中擺脫那些紛亂的電源線已成為可能。
2.無線電力傳輸的發展歷史
19世紀末被譽為“迎來電力時代的天才”的名尼古拉·特斯拉（nikola tesla，1856—1943）在電氣與無線電技術方面作出了突出貢獻。他1881年發現了旋轉磁場原理，并用于制造感應電動機；1888年發明多相交流傳輸及配電系統；1889—1890年制成赫茲振蕩器；1891年發明高頻變壓器（特斯拉線圈），現仍廣泛用于無線電、電視機及其他電子設備。他曾致力于研究無線傳輸信號及能量的可能性，并在1899年演示了不用導線采用高頻電流的電動機，但由于效率低和對安全方面的擔憂，無線電力傳輸的技術無突破性進展［1］。1901—1905年在紐約附近的長島建造wardenclyffe塔，是一座復雜的電磁振蕩器，設想它將能夠把電力輸送到世界上任何一個角落，特斯拉利用此塔實現地球與電離層共振。
2001年5月，法國國家科學研究中心的皮格努萊特，利用微波無線傳輸電能點亮40m外一個200w的燈泡。其后，2003年在島上建造的10kw試驗型微波輸電裝置，已開始以2.45ghz頻率向接近1km的格朗巴桑村進行點對點無線供電。
2005年，香港城市大學電子工程學系教授許樹源成功研制出“無線電池充電平臺”，但其使用時仍然要將產品與充電器接觸。
2006年10月，日本展出了無線電力傳輸系統。此系統輸出端電力為7v、400ma，收發線圈間距為4mm時，輸電效率最大為50%，用于手機快速充電。
2007年6月，美國麻省理工學院的物理學助理教授馬林·索爾賈希克研究團隊實現了在短距離內的無線電力傳輸。他們給一個直徑60厘米的線圈通電，6英尺（約1.83米）之外連接在另一個線圈上的60瓦的燈泡被點亮了。這種馬林稱之為“witricity”技術的原理是“磁耦合共振”。
2008年9月，北美電力研討會的論文顯示，他們已經在美國內華達州的雷電實驗室成功地將800w電力用無線的方式傳輸到5m遠的距離。
2009年10月，日本奈良市針對充電式混合動力巴士進行了無線充電實驗。供電線圈埋入充電臺的混凝土中，汽車駛上充電臺，將車載線圈對準供電線圈就能開始充電。
3.無線電力傳輸的基本原理
3.1電磁感應——短程傳輸
電磁感應現象是電磁學中最重大的發現之一，它顯示了電、磁現象之間的相互聯系與轉化。電磁感應是電磁學中的基本原理，變壓器就是利用電磁感應的基本原理進行工作的。利用電磁感應進行短程電力傳輸的基本原理如圖1所示，發射線圈l1和接收線圈l2之間利用磁耦合來傳遞能量。若線圈l1中通已交變電流，該電流將在周圍介質中形成一個交變磁場，線圈l2中產生的感應電勢可供電給移動設備或者給電池充電。
3.2電磁耦合共振——中程傳輸
中程無線電力傳輸方式是以電磁波“射頻”或者非輻射性諧振“磁耦合”等形式將電能進行傳輸。它基于電磁共振耦合原理，利用非輻射磁場實現電力高效傳輸。在電子學的理論中，當交變電流通過導體，導體的周圍會形成交變的電磁場，稱為電磁波。在電磁波的頻率低于100khz時，電磁波就會被地表吸收，不能形成有效的傳輸，當電磁波頻率高于100khz時，電磁波便可以在空氣中傳播，并且經大氣層外緣的電離層反射，形成較遠距離傳輸能力，人們把具有較遠距離傳輸能力的高頻電磁波稱為射頻（即：rf）。將電信息源（模擬或者數字）用高頻電流進行調制（調幅或者調頻），形成射頻信號后，經過天線發射到空中；較遠的距離將射頻信號接收后需要進行反調制，再還原成電信息源，這一過程稱為無線傳輸。中程傳輸是利用電磁波損失小的天線技術，并借助二極管、非接觸ic卡、無線電子標簽，等等，實現效率較高的無線電力傳輸。
具體來說，整個裝置包含兩個線圈，每一個線圈都是一個自振系統。其中一個是發射裝置，與能量相連，它并不向外發射電磁波，而是利用振蕩器產生高頻振蕩電流，通過發射線圈向外發射電磁波，在周圍形成一個非輻射磁場，即將電能轉化為磁場。當接收裝置的固有頻率與收到的電磁波頻率相同時，接收電路中產生的振蕩電流最強，完成磁場到電能的轉換，從而實現電能的高效傳輸。圖2是一個典型的利用電磁共振來實現無線電力傳輸的系統方案。電磁波的頻率越高其向空間輻射的能量就越大，傳輸效率就越高。
3.3微波/激光——遠程傳輸
理論上講，無線電波的波長越短，其定向性越好，彌散就越小。所以，可以利用微波或激光形式來實現電能的遠程傳輸，這對于新能源的開發利用、解決未來能源短缺問題也有著重要意義。1968年，美國工程師彼得格拉提出了空間太陽能發電（space solar power，ssp）的概念。其構想是在地球外層空間建立太能能發電基地，通過微波將電能送回地球。
4.無線電力技術的應用前景
無線電力傳輸作為一種先進的技術一般應用于特殊的場合，具有廣泛的應用前景。
4.1給一些難以架設線路或危險的地區供應電能
高山、森林、沙漠、海島等地的臺站經常遇到架設電力線路困難的問題，而工作在這些地方的邊防哨所、無線電導航臺、衛星監控站、天文觀測點等需要生活和工作用電，無線輸電可補充電力不足。此外，無線輸電技術還可以給游牧等分散區村落無變壓器供電和給用于開采放射性礦物、伐木的機器人供電。
4.2解決地面太陽能電站、水電站、風力電站、原子能電站的電能輸送問題
我國的新疆、西藏、青海等地降雨量少、日照充足且存在大片荒蕪土地，南方部分地區水力、風力資源豐富，這些地區有利于建造地面太陽能發電站或水電站、風力電站?？墒牵@些地區人煙稀少、地形復雜，在崇山峻嶺之中難以架設線路，這時無線輸電技術就有了用武之地。采用無線輸電技術，還可以把核電站建在沙漠、荒島等地。這樣一方面便于埋葬核廢料，另一方面當電站運行發生故障時也可以避免對周圍動植物的大量傷害和耕地的污染。
4.3傳送衛星太陽能電站的電能
所謂衛星太陽能電站，就是用運載火箭或航天飛機將太陽能電池板或太陽能聚光鏡等材料發送到赤道上空35800km的地球靜止同步軌道上。在太空的太陽光線沒有地球大氣層的影響，輻射能量十分穩定，是“取之不盡”的潔凈能源。并且一年中有99%的時間是白天，其利用效率比地面上要高出6—15倍［3］。在那里利用太陽能電池板把陽光直接轉變為電能，或者用太陽能聚光鏡把陽光匯聚起來作為熱源，像地面熱電廠一樣發電。這樣產生的電能供給微波源或激光器，然后采用無線輸電技術將大功率電磁射束發送至地面，接收到的微波能量經整流器后變成直流電，由變、配電設施供給用戶。
4.4無接點充電插座
隨著無線電力技術的發展，一些小型用電設備已經實現了無線供電。如：電動牙刷、“免電池”無線鼠標、無線供電“膜片”/“墊”等。無線供電“膜片”/“墊”是一種家用電器無線供電方式，用一片圖書大小的柔軟塑料膜片就可對家電進行無線供電，可為圣誕樹上的led、裝飾燈、魚缸水中的燈泡、小型電機、手機、mp3、隨身聽、溫度傳感器、助聽器、汽車零部件、甚至是植入式醫療器件等供電。
4.5給以微波發動機推進的交通運輸工具供電
現在大部分交通運輸工具燃燒石油產品，其發動機叫做柴油發動機、汽油發動機等。與此類比，以微波作為能源推進的發動機叫做微波發動機。微波是工作頻率在0.3—300ghz的電磁波，不能直接用它來驅動電動機，因為要設計出在如此高的頻率下工作的發動機非常困難。如果思路加以改變，把微波能量轉變為直流電流的整流器，那么微波就可以直接作為交通工具的能源了。煤、石油、天然氣的存儲量有限，而日消耗量巨大，總有耗盡之日，到那時衛星太陽能電站可望成為能源供給的主干，通過無線輸電技術就可以直接把微波能量輸給交通運輸工具。
4.6在月球和地球之間架起能量之橋
世界人口的不斷增長和地球資源的日益耗盡，太陽系中其他星球的開發利用是人類一直以來的夙愿。月球是地球的天然衛星，其上資源豐富，地域遼闊，是首先要開發的星體。未來人類對月球的利用主要是移民和資源獲取。月球的土壤里富含sio2，是制造太陽能電池的原料。如果先在月球上建立起工廠，然后把太陽能電站直接建在月球上，比起建在地球靜止同步軌道上要容易些，借助于微波束或激光束把電能發送到地球。
5.結語
隨著無線電力傳輸技術的不斷發展與成熟，不但使人們未來的生活有望擺脫手機、相機、筆記本電腦等移動設備電源線的束縛，享受在機場、車站、酒店多種場所提供的無線電力，而且可用于一些特殊場合，如人體植入儀器如心臟起搏器等的輸電問題、新能源（電動）汽車、低軌道軍用衛星、太陽能衛星發電站等。在世界經濟迅速發展的今天，節能和新的、可再生能源的開發是擺在能源工作者面前的首要問題。太陽能是取之不盡、用之不竭的干凈能源。除核能、地熱能和潮汐能之外，地球上的所有能源都來自太陽，建造衛星太陽能電站是解決人類能源危機的重要途徑。要將相對地球靜止的同步軌道上的電能輸送的地面，無線輸電技術將發揮至關重要的作用。從長遠來看，該技術具有潛在的廣泛應用前景。但是，每一種無線傳輸方式，都有一系列問題需要解決，如電能傳輸效率問題，電力公司如何收費和計費，能量傳輸所產生的電磁波是否對人體健康帶來危害，等等。不管怎樣，一旦這項技術能夠普及，就會給人們的生活帶來巨大的便利。
