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(1)促進了藝術創作的大眾化
藝術創造需要投入大量的時間和精力,繁縟的傳統藝術設計所耗費的時間之長、訓練過程之艱苦都是生活節奏越來越快的現代人所難以接受的,以高技術代替大量傳統技法訓練的數字化藝術設計只需要很短時間的培訓就可以進行簡單的藝術設計,大大縮短了藝術創作的過程,這對追求簡易快捷的現代人來說具有極大的吸引力。同時,在數字化環境中,各種繪圖軟件為創作多樣化的設計效果提供了方便,人們可以從各種預存的“素材庫”中尋找自己需要的形象,進行色彩調配、重新組合表現新的感覺;而應用軟件中畫筆、數位板等數字繪畫技法的設計為人們隨心所欲的展現自己的藝術創作提供了可能性,這種便捷的表現形式不僅更貼近大眾,為人們獨立實現自己的想法、展現自己的藝術構思和藝術設計提供了平臺。美國學者在談到數字化藝術設計作品時說到:對于專業人員來說,數字化技術不僅能證明計算機分析現存技術或規則的潛力,幫助藝術家理解藝術創作的過程,而且還能證明普通人的創造能力,使人們從中獲得創作的樂趣。
(2)為設計師表達設計意圖提供了新的平臺
隨著計算機技術的發展,計算機已成為數碼圖形制作的重要手段,具有強大的生命力。越來越適合處理高質量圖象的計算機輔助設計軟件已成為藝術設計表現的主流。設計人員可以運用數字化繪圖和數字化三維動態手段等輔助電腦設計的諸多軟件將復雜的四維空間形象繪制在二維空間,反映空間狀態、構造和裝飾材料的質感,尤其是在藝術設計的后期制作中數字化繪圖軟件更是體現出明顯的優勢:數字化圖形技術的發展不僅豐富了設計的表現手法,提升了設計的藝術效果、優化設計方案,而且還能較好地反映空間的視覺效果、寫實地模擬真實的空間環境、裝飾材料的光影等,從休閑到工作、從娛樂到學習、從欣賞到創造改變著人們的創造性思維和審美習慣,為人們的預期判斷提供了更加可信的依據;而數字化圖形技術還可以對效果圖進行造型、色彩、燈光等進行反復修改,有助于多角度展示設計的構思和表達。
(3)改變了視覺設計
以傳統藝術設計為基礎發展起來的數字化技術設計擺脫了傳統藝術環境單一化、表態化的視覺傳達形式,實現了視覺傳達的綜合化、動態化和瞬間化,加強了藝術設計在人們生活中的地位,影響著人們的感官和思想。如2008年北京奧運會印章的設計不僅讓全世界從中感受到中國文化的藝術魅力,而且還給觀眾留下了深刻的印象。數字化技術對視覺藝術的影響不僅造成了人們對藝術品個性化創意的忽視,也非常容易將藝術設計帶入發展的死胡同,這顯然與技術發展的初衷是相違背的。
回顧通信發展的歷史,我們發現了一個非常有趣有過程:1832年莫爾斯發明了電報,它傳送的信息是由眾所周知的點劃碼組成的,即人類最早的通信是采用數字方式進行的。以后貝爾又發明了電話,并由此造就一個電信產業。一個多世紀以來,以電話服務為主的電信業走了一條成功之路,取得了極大的發展。然而隨著人類社會的發展,電信業務也從早期的電報、電話發展到今天多種業務并存的局面,通信的規模也發生了翻天覆地的變化。隨著科學技術的發展,現代通信又進入了數字時代。20世紀90年代信息革命的浪潮,建設信息高速公路的號角聲,信息和知識爆炸式的增長,特別是因特網商用化后的迅猛發展,使傳統的電信業受到巨大的震動和沖擊。帶給我們的啟示是,問題的核心在于“信息”。在信息和知識已成為社會和經濟發展的戰略資源和基本要素的時代中,人們更加需要隨時隨地獲取信息,原來點對點的固定電話通信方式已遠不能滿足需求了。人類需要寬帶的無線通信技術,來滿足多媒體化、普及化、多樣化、全球化和個性化的信息交流。無線通信是指采用電磁波進行信息傳遞的通信方式。早在1897年,馬可尼使用800KHZ中波信號進行了從英國至北美紐芬蘭的世界上第一次橫跨大西洋的線無電報通信試驗,開創了人類無線通信的新紀元。在無線通信初期,受技術條件的限制,人們大量使用長波及中波進行通信。20世紀20年代初人們發現的短波通信,直到20世紀60年代衛星通信興起前,它一直是遠程國際通信的重要手段,并且目前對應急通信和軍用通信依然有一定實用價值。
20世紀40年代到50年代產生了傳輸頻帶較寬、性能較穩定的微波通信,成為長距離大容量地面干線無線傳輸的重要手段。模擬調頻傳輸容量高達2700路,亦可同時傳輸高質量彩色電視信號;爾號逐步進入中容量至大容量數字微波傳輸。80年代中期以來,隨著頻率選擇性色散衰落對數字微波傳輸中斷影響的發現及一系列自適應衰落對抗技術與高狀態調制與檢測技術的發展,使數字微波傳輸產生了一個革命性變化。特別應該指出的是20世紀80年代到90年展起來的一整套高速多狀態自適應編碼調制解調技術與信息號處理及信號檢測技術,對現今衛星通信、移動通信、全數字HDTV傳輸、通用高速有線/無線接入,乃至高質量磁性記錄等諸多領域的信號設計與信號處理及應用,發揮了重要作用。隨著國民經濟和社會發展的信息化,人們要通信息化開創新的工作方式、管理方式、商貿方式、金融方式、思想交流方式、文化教育方式、醫療保健方式以及消費與生活方式。無線通信也從固定方式發展為移動方式,移動通信發展至今大約經歷了五個階段;
第一階段為20年代初至50年代初,主要用于艦船及軍有,采用短波頻及電子管技術,至該階段末期才出現150MHZVHF單工汽車公用移動電話系統MTS。
第二階段為50年代到60年代,此時頻段擴展至UHF450MHZ,器件技術已向半導體過渡,大都為移動環境中的專用系統,并解決了移動電話與公用電話網的接續問題。
第三階段為70年代初至80年代初頻段擴展至800MHZ,美國Bell研究所提出了蜂窩系統概念并于70年代末進行了AMPS試驗。
第四階段為80年代初至90年代中,為第二代數字移動通信興起與大發展階段,并逐步向個人通信業務方向邁進;此時出現了D-AMPS、TACS、ETACS、GSM/DCS、cdmaOne、PDC、PHS、DECT、PACS、PCS等各類系統與業務運行,頻段擴展至900MHZ~1.9GHZ,而且除公眾蜂窩電話通信系統外,無線尋呼系統、無繩電話系統、集群系統、無中心多信道選址移動通信系統等各類移動通信手段適應用戶市場需求同時興起并各顯神通。
第五階段為90年代中至今,隨著數據通信與多媒體業務需求的發展,適應移動數據、移動計算及移動多媒體運作需要的第三代移動通信開始興起,其全球標準化及相應融合工作與樣機研制和現場試驗工作在快速推進,包括從第二代至第三代移動通信的平滑過渡問題在內。對于第三代移動TMT-2000紛紛參與標準的制定,經多次融合努力在1999年10月25日至11月5日芬蘭赫爾辛基召開的ITU-RTG8/1第18次會議上5類RTT技術標準共6種方案成為最終結果。中國的TD-SCDMA方案也已成為其中之一。應該指出,UTRAWCDMADS及TIAcdma2000MC的相應起步樣機已經誕生,包括以GSM、csmaOne后向兼容為基礎的第二代半過渡設備(G)EDGE、cdmaIS-95BHDR(2.4Mbit/s峰值速率,64QAM調制)及cdma2000-1X等亦已推出。
此外,為接續Internet移動游覽應用的無線應用協議(WAP)與無線連接技術藍牙(Bluetooth)已經產生。從網絡的角度來看,接入網可分成有線接入網和無線接入網、光纜同軸混合接入網、銅線電纜、對絞線、電話(一般為銅線)接入網等等;無線接入技術是近些年迅速發展起來的新技術領域,它從概念上產生了一個重大的飛躍,即不需要纜線類物理傳輸媒質而采用無線傳播手段來代替部分接入網甚至入網的全部,從而達到降低成本、提高靈活性和擴展傳輸距離的目的。無線接入網品種繁多,如移動衛生系統,蜂窩移動通信系統,集群通信系統,一點到多點微波通信系統,微波蜂窩的無線本地接入系統(PHS、PAS、PACS、DECT)等。短距離之內的接入技術主要有藍牙(Bluetooth)、紅外線、DECT、IEEE802.11和共享無線接入協議(SWAP)/HomeRF等系統。繼廣域網(WAN、Wind、AreaNetwork或城域網,MAN,MetropolitanAreaNetwork)、局域網(LAN,LocalAreaNetwork)之后,最近人們又提出了“無線個域網”(WPAN、WirelessPersonalAreaNetwork)。這一新概念將小范圍應用提升至網絡理論的高度。在短短的時間,WPAN成為一個受人矚目的新熱點,WPAN的研究組成立不到1上,就演變為IEEE的專門工作組IEEE802.5(即WPANWorkingGroup,于1999年3月成立),可見其受重視的程度。
比較而言,Bluetooth系統更具有代表性,它正根據WPAN的概念向前發展。事實上,Bluetooth和WPAN的概念相輔相成,Bluetooth已經是WPAN的一個雛形。從它最初由Ericsson,IBM,Inter,Nokia和Toshiba公司作為原始發起組織而推出,1年多時間已吸引了近2000個國際上有影響的公司參與。1999年底,美國的4家公司3COM,Lucent,Microsoft和Motorola,與上述5公司一樣作為Bluetooth的發起組織,使它在與SWAP、IEEE802.11等類似應用標準的競爭中脫穎而出,發展前景更加明朗。為了推動Bluetooth的發展,Bluetooth的標準是非專利的,Bluetooth已成為目前通信領域的一個新熱點,預計不遠的將來就可成為小范圍無線多媒體通信的國際標準。總之,無線通信技術前景一片光明。
2、我國無線通信技術的發展
當前,中國是世界各國通信技術運營商和設備制造商關注的焦點,大家都希望在中國的市場上占有自己的發展空間和市場份額。移動通信在中國發展十分迅速,中國移動通信的走向一直為世人所矚目。1987年11月,我國廣東正式開通了第一個TACS制式模擬蜂窩移動通信系統,實現了移動電話用戶“零”的突破。1994年底,廣東又首先開通了GSM數字蜂窩移動通信系統,至1995年,全國已15個省、市也相繼開通了GSM移動通信網。迄今為止,全國各省、自治區、直轄市面上都建設了GSM網,實現了國內和國際的全自動溫游。目前我國正在積極準備在21世紀初期開展第三代移動通信的商用試驗。
從1987年至今,我國移動電話用戶數的增長很快,尤其是GSM網更是以人們始料不及的速度在迅猛發展。這主要是因為GSM系統在技術和經濟方面均比TACS系統有較大的優勢,更重要的是我國在GSM運營領域引入了競爭機制,促進了GSM網的發展。我國的移動通信用戶已超過了8000萬,位居世界第二。
近10年來,我國在移動通信領域的科研、設備生產等方面也取得了可喜的進步。國產移動通信設備—交換系統、基站和手機等都已經投入生產,并陸續投放市場,第三代移動通信系統的開發和研究也正與世界同步。可見,中國無線通信在運營業與制造業上已取得了第一階段的成功。
3、今后無線通信技術的趨勢
21世紀的電信技術正進主一個關鍵的轉折時期、未來十年將是技術發展最為活躍的時期。信息化社會的到來以及IP技術的興起,正深刻的改變著電信網絡的面貌以及未來技術發展的走向。未來無線通信技術發展的主要趨勢是寬帶化、分組化、綜合經、個人化、主要特點體現為以上幾個方面:
(1)寬帶化是通信信息技術發展的重要方向之一。隨著光纖傳輸技術以及高通透量網絡節點的進一步發展,有線網絡的寬帶化正在世界范圍內全面展開,而無線通信技術也正在朝著無線接入寬帶化的方向演進,無線傳輸速率將從第二代系統的9.6Kbit/s向第三代移動通信系統的最高速率2Mbit/s發展。
(2)核心網絡綜合化,接入網絡多樣化。未來信息網絡的結構模式將向核心網/接入網轉變,網絡的分組化和寬帶化,使在同一核心網絡上綜合傳送多種業務信息成為可能,網絡的綜合化以及管制的逐步開放和市場競爭的需要,將進一步推動傳統的電信網絡與新興的計算機網絡的融合。接入網是通信信息網絡中最具開發潛力的部分,未來網絡可通過固定接入、移動蜂窩接入、無線本地環路入等不同的接入設備,接入核心網實現用戶所需的各種業務。在技術上實現固定和移動通信等不同業務的相互融合,尤其是無線應用協議(WAP)的問世,將極大地推動無線數據業務的開展,進一步促進移動業務與IP業務的融合。
(3)信息個人化是下世紀初信息業進一步發展的主要方向之一。而移動IP正是實現未來信息個人化的重要技術手段,在手機上實現各種IP應用以及移動IP技術正逐步成為人們關注的焦點之一。移動智能網技術與IP技術的組合將進一步推動全球個人通信的趨勢。
(4)移動通信網絡結構正在經歷一場深刻的變革,隨著網絡中數據業務量主導地位的形成,現有電路交換網絡向IP網絡過渡的趨勢已不可阻擋,IP技術將成為未來網絡的核心關鍵技術,IP協議將成為電信網的主導通信協議。隨著移動通信通用分組無線業務(GPRS)的引入,用戶將在端到端分組傳輸模式下發送和接收數據,打破傳統的數據接入接式。以IP為基礎組網,開始了移動骨干網IP應用的實踐。
4、無線通信技術在數字社區中的應用
無線通信技術的發展為實現數字化社區提供了有力的保證,數字化社區提供了有力的保證。數字化社區的特點是信息的交流非常的廣泛和方便,無論是實驗室、辦公室還是家庭,計算機及其外設的應用越來越普及,社區中的設備也都有電腦控制。如果它們之間的通信仍然采用有線方式的話,這將給使用帶來很大的不便。Bluetooth技術為我們建立一個全無線的工作環境和生活環境,Bluetooth標準已制定了和計算機以及與Internet、PSTN、ISDN(IntegratedServicesDigitalNetwork)、LAN、WAN、xDSL(xDigitalsubscriberloop)等網絡的接口協議,其目標是用單一的Bluetooth標準來建立起和眾多國際標準的連接。目前它用1Mb/s的速率已完全可以勝認這些工作,將來根據IEEE802.15的發展計劃,可以將速率提高到20Mb/s以上。我們可以使用無線電纜來連接辦公室和家庭中的電子設備,甚至包括鍵盤、鼠標等也采用無線傳輸。我們擁有一個無線公務包,以便攜計算機和掌上計算機為代表,采用無線方式和其他設備或網絡相連接,使我們擁有一個可流動的辦公室。
Internet和移動通信的迅速發展,使人們對電腦以外的各種數據源和網絡服務的需求日益增長。數字照相機、數字攝像機等設備裝上Bluetooth系統,既可免去使用電纜的不便,又不可不受內存溢出的困擾,隨時隨地可將所攝圖片或影像通過同樣裝上Bluetooth系統的手機或其他設備傳回指定的計算機中。PDA(PersonalDigitalAssistant)裝上Bluetooth系統后,采用無線方式收、發E-mail甚至瀏覽網頁將更為方便。Bluetooth的硬件電路可以做到微型化,在Headset上應用非常合適。裝上Bluetooth系統的Headset可以使它和手機進行無線連接,也可以使人在小范圍內自由走動地打電話、收聽音樂,在較大的范圍內召開電話會議。微型化、低功耗和低成本的特性給Bluetooth在人們日常生活中的應用開拓了近乎無限的空間。例如,Bluetooth構成的無線電電子鎖比其它非接觸式電子鎖或IC鎖具有更高的安全性和適用性,各種無線電遙控器(特別是汽車防盜和遙控)比紅外線遙控器的功能更強大,在餐館酒樓用膳時菜單的雙向無線傳輸或招呼服務員提供指定的服務(如添茶、加飲料等)將更為方便等。利用藍牙做出來的傳感器可以隨時監視家庭中的冰箱存量的變化,從而隨時反映出用戶所需要的物品,如果再連接到Internet上的話,可以實現網上購物。
1.1電力市場開放和能源政策的變遷隨著社會對電力的依賴越來越大,電力市場的競爭又越發的激烈,然而電力的安全與布局分布發電等問題也愈發的嚴重,加上煤炭等資源的緊缺和環境污染等問題日益嚴重,國家大力推行新能源的開發與能源結構的優化,使得通過數字化控制的電網面臨著極大的挑戰。
1.2電網發展滯后與運行控制不協調無論是國外發達國家還是像中國這樣發展比較快的國家,由于電網的基礎設施建設比較老化、電網運行冗余度小,傳統的電力系統不是通過整體的發展自上而下規劃發展來的,而是在基礎上一步步添加而來的,這就使得電網的發展比較落后,電網的運行控制也不協調。
2數字化在電網應用中的體系結構
2.1數字化電網的概念數字化電網是利用先進的數字化技術實現電網整體的經濟、可靠、高效的運營。數字化電網需要與企業信息化相結合,通過自身的特點來達到相輔相成。數字化電網主要側重電網規劃、運營和運行過程中通過數字化對電網進行監控與控制。
2.2數字化電網的特點數字化電網具有自愈功能,能夠通過自身的自動檢測來不斷地更新,保證電網的正常運行,這樣的特點能夠保證電網更經得起外部的安全攻擊。數字化電網能夠容納各種發電形式,可以提供更高的電能質量,能夠更好地對電力市場進行支持。
3通過數字化對電網信息集成
3.1數字化電網中信息集成的特點數字化電網中的信息主要通過采集裝置從電網中獲得,主要是通過國家電力調度數據網絡與無線網絡傳輸到調度控制中心。數字化電網中的數據有統一的模型,數據的存儲按照統一的模型在信息平臺中統一存儲。
3.2以當前電網為基礎實現數字化電網的信息集成數字化電網的建設并不是對電網進行全面改革,而是在原有電網基礎上進行結構優化,有計劃地對電網中的問題進行改良,想要實現數字化電網的信息集成,首先應當解決電網系統中存在的系統異構問題,然后按照統一的模型建立信息中心,目前我國主要對以下幾點進行研究:
⑴建立統一的電網信息模型,完善開發的模型基礎;
⑵發開高效的信息對接平臺,解決系統間的交互困難;
⑶提取各系統之間的共同信息量,建立數據交換平臺;
⑷規劃生產調度信息平臺,建立統一的信息中心。
4數字化在電力管理中的前景展望
如今社會對于電網的要求越來越高,人們急需一個更加智能更加可靠的電網,數字化電網的實現可以從根本上解決原有電力結構的不足之處,數字化電網的信息集成不會出現以前信息中的孤島現象,而是以信息平臺的方式提供信息中心,實現信息的橫向和縱向的互聯,數字化電網中的信息平臺涉及到管理與維護,需要適當的考慮管理流程。
5結束語
掘進機自動截割可通過實時獲取截割頭空間位置坐標、自動截割導航和截割軌跡實時調整來完成,并利用數控加工技術、運動控制技術和傳感器技術來實現。掘進機在巷道中的工作位置分為對心和偏心兩種狀態,處于后一種狀態時掘進機受到不平衡傾覆力矩影響,振動和噪聲都很大,故應采用前一種狀態。通過合理設置截割斷面參數和切割軌跡參數確保截割頭按照預設軌跡完成截割。再利用DSP運動控制器實現閉環控制,以提高系統控制精度。例如截割斷面尺寸的確定,首先根據理論截割范圍,即以回轉臺為中心的切削球面在巷道橫斷面上的投影,也就是一個圓形,只要實際截割范圍在該圓形內,掘進機都能在改變工作位置情況下完成一個工作循環的截割。將截割參數存于DSP內,就能確定工作路線及工作循環次數。
2.掘進機自動糾偏技術
掘進機在完成截割落煤、裝煤和運煤一個循環,進行下一個自動截割之前要進行自動糾偏操作,使掘進機沿巷道中心線前進。掘進機前行是否滿足設計要求,主要通過方向和位置進行判別。判斷掘進機方向的元件是三維電子羅盤儀,通過檢測掘進機行進方向與地磁正北方向的夾角,即可確定掘進機中性線與巷道設計中心線角度偏差,再利用激光指示儀指向,可控制掘進機沿設計目標前進。判斷掘進機中性線與巷道設計中性線位置偏離的執行元件是超聲波測距傳感器,左面設置2個,右面設置3個。利用超聲波回聲測距以及精確測量時差就能夠測出傳感器與目標之間的距離,再通過二軸傾角傳感器檢測機身與水平面之間的俯仰角以及機身側傾角控制掘進機沿有利位置前進。利用行走馬達、比例電磁閥及PLVC控制單元可調整掘進機行進方向和位置。
3.掘進機煤巖識別技術
煤層和巖石硬度上的差別反映在掘進機截割負荷的差異,具體到截割作業,截割煤層與截割巖層時截割電機的電流、旋轉油缸壓力、升降油缸壓力以致速度等參數都會發生改變,依據同一巷道截割不同層面下煤與巖石的參數值,就可以對煤、巖界面進行判別。截割過程中底板、頂板和兩幫可依據這個原則進行識別。例如沿底板截割時,如果截割軌跡在底板以上范圍遇到的巖石可判斷為夾矸,這種情況下可通過控制電磁比例閥降低進給速度繼續截割;而在底板以下范圍遇到巖石可判斷為底板,可不斷抬高截割頭進行水平截割嘗試,直至發現煤層。
4.掘進機監控技術
掘進作業過程中,通過對施工現場進行實時監控,可及時而準確掌握工作面信息(如孔隙水壓力、掘進速度等),再經過計算機模擬,為工作人員作出合理決策創造條件。自動監測一般依靠上位機采集可編程控制器數據,再由組態軟件實現監測,其功能包括參數顯示、數據存儲與處理、屏幕顯示等。上位機采用PC機,下位機采用現場從站和PLC控制系統。再利用相關軟件實現人機交互、地表沉降量預測等功能。
5.掘錨一體化技術
傳統臨時支護施工采用“一掘一支”即掘進與支護分開進行的方法,嚴重影響綜掘效率,而且工人勞動強度大,操作安全系數低。掘錨一體化技術就是在掘進機上配套錨護裝置,不退機完成頂幫錨桿(錨索)支護。該裝置由頂架、升降油缸、伸縮油缸、分流集油閥、換向閥及管路等組成,利用掘進機自身的液壓系統,通過液壓閥切換到支護油路完成支護操作。支護完成后,再通過液壓閥切換到掘進作業油路。支護操作不干擾掘進作業,切換簡捷可靠。
6.運輸自動化技術
一般在掘進工作面工作室對輸送機進行集中控制,由控制器對掘進機狀態、帶式輸送機電機開關、除塵風機開關等信號進行聯鎖控制,利用多功能終端采集輸送機機尾跑偏、堆煤、電機電流、溫度、速度等數據,根據設定的控制模式,出現故障時控制器自動作出包括急停、擴音電話通知等控制功能,實現運輸自動自動化。
7.通風監控系統
掘進工作面通風安全是煤礦安全生產中的重要環節,為了在地面就能及時準確地了解各工作面的通風狀況,并進行實時監控,需要應用自動化控制技術??刂颇J接卸喾N,現舉一例說明。監控系統分為地面集控中心、智能通風控制子站、終端設備三個層級。地面集控中心作為控制系統的核心,主要負責各工作面通風設備相關監測數據的分析和處理,并實時顯示工作面瓦斯濃度分布信息以及通風風量、風速信息。智能通風控制子站由光纖交換機、隔爆光端機、PLC控制器等組成,可以進行數據采集、通信和對通風機進行控制。終端設備用來采集工作面溫度、風量、風速、瓦斯濃度以及通風機電壓、電流等信息,并根據智能通風控制子站的指令控制通風機開度或電機轉速等。
8.自動探水、排水技術
透水事故是重大惡性事故,危害十分嚴重。在巷道掘進到斷層、裂隙、溶洞時可能發生突然大量涌水現象,所以掘前要對可能突水地段進行探測。探測之后,可以掘進一定距離,然后再進行探測和掘進。這個過程對生產效率影響較大,若能自動測距、自動啟停作業,對提高掘進效率和作業安全性是有幫助的。在掘進機上安裝激光追蹤儀,距掘進機一定距離的支架上安裝3D傳感器,再在控制柜內設置PLC控制系統。根據設定的探水距離和掘進距離,每掘進到設定距離掘進機自動停止作業,探水并重啟掘進程序后才能繼續下一輪作業。這個技術可能算不上自動化程度很高的技術。下面這個例子可實現無人值守自動排水,其原理是設計由隔爆型液位控制器、電極、低壓防爆開關和水泵組成的排水系統。電極用于探測液位,并始終沒于水中。當水位達到液位上限后,液位控制器動作,延時后自動啟動水泵抽水。同時設置各種保護動作和緊急情況下手動操作功能,防止排干水后電機繼續運轉而損壞水泵。
9.結語
數字化變電所是基于IEC61850標準統一建模,并采用眾多智能技術,進行一體化設計的單一系統變電站,具有數據采集數字化、系統分層分布化、系統結構緊湊化、系統建模標準化、信息交互網絡化、信息應用集成化、設備檢修狀態化及設備操作智能化等鮮明的特征[3],它在變電所建設、運行、維護和管理方面的獨特優勢,使其在變電所自動化技術上具有劃時代的意義。數字化變電所由站控層、間隔層和過程層構成。其中過程層應用了電子式互感器和智能開關設備,可實現對運行電氣量檢測、設備狀態檢測和控制命令執行等功能。間隔層配置測控裝置、保護裝置、安全自動裝置、電能計量裝置和故障錄波器等設備,實現實時數據匯總、一次設備保護控制、操作閉鎖等功能,由于網絡接口采用雙口全雙工方式,網絡通信可靠性得到保障。站控層由主機/操作員站、五防工作站、保護信息子站及遠動裝置等組成,具有數據更新及時、與電網調度中心聯系緊密、可在線編程操作閉鎖控制、站內監控、人機聯系以及對間隔層、過程層在線維護、在線組態、在線修改參數等功能。因此,數字化變電所代表了當前變電所自動化技術發展的最高水平和成就。
2.變電所自動化技術應用
2.1工程概況某煤礦電網擁有多座35kV變電站和數座6kV變電站,承擔著礦區內所有生產礦井及周邊地區供電任務。自上世紀90年代起,已陸續對部分變電所進行了自動化改造,并且嘗試了調度自動化技術。然而各變電站內網絡結構、傳輸規約、通信協議等各不相同,變電站的運行維護成本高,系統互聯及互操作性差,也對變電所繼續升級改造形成很大阻力。為此,需要進行較為徹底的改造,以從根本上改變目前的被動局面。如上所述,應用IEC61850標準進行數字化改造可以較為完美解決這個問題。
2.2改造目標與要求根據工程具體情況,制定了“一次規劃、分段實施”和“電力調度一體化系統”的原則,主要內容包括變電站綜合自動化改造、五防系統建設、一體化傳輸網絡平臺建設等內容,并作出以下具體要求:變電站主接線運行可靠,操作、維護、檢修簡便;開關設備實現無油化;采用直流操作電源,并有可靠備用電源;遙測量、遙信量要全面、準確、可靠等。
2.3實施方法變電站總體架構將操作員接口、工程師接口、通用計算機接口、現場單元(1、2、…、n)、低級人機接口分別與通信網絡設備互聯,即將物理上分散配置的各計算機、現場單元通過通信網絡設備有機連接在一起,實現信息交互、資源共享,以便集中控制。變電站綜合自動化模塊分為中心樞紐單元和現場單元兩部分,并分別與通用通信網絡和專用通信設備(通道控制機)相連,實現通信和控制功能。中心樞紐單元包括調度員接口(操作員接口)、維護人員接口(工程師接口)、通用微機接口、上級調度接口,這些設備安裝在變電站(所)值班室內,并通過站內以太網連接?,F場單元包括數據采集與處理模塊、主變保護模塊、出線保護模塊、母線保護模塊、直流保護模塊、電容器保護模塊,這些設備分布于變電站現場。采用一體化通信平臺作為各變電站、電力調度中心和用戶之間的高速數據網絡平臺,并采用光纖通道實現高可靠性的通信要求。除保留必要的緊急操作的手動分、合閘以外,其他全部監控、測量、報警等都由監控計算機完成。調度自動化平臺由前置系統、系統服務器和Web服務器等設備組屏而成。改造后的數字化變電所具有分布式結構與集中設計相結合、系統結構簡單可靠、兼容性與可擴展性強的特點。
3.變電所自動化技術展望
雖然數字化技術較好地解決了變電所自動化過程中存在的眾多問題,但是仍未完全成熟,目前存在的不足有:(1)IEC61850應用問題,如該標準基于歐美標準和習慣而制定,與我國目前使用的保護功能、方法等方面存在一些差異,在實際建模過程中受到一些限制;再如高壓保護雙重化配置,兩套保護同時動作并發送報文時存在沖突的可能。(2)設備方面的不成熟,如智能一次設備智能斷路器未完全成熟,所以采用完全數字化技術有一定困難,折中的解決方法包括設計基于IEC61850通信協議的過渡型數字變電站或基于IEC61850通信協議與數字化互感器的實用型數字化變電站。無論如何,一項新技術從孕育、發展到成熟必然有一個過程,展望未來可以預計在信息安全、狀態檢修、基于GOOSE網絡技術新應用、采用高端交換機冗余組網、高度集成、智能自愈、異地同步測量、三態數據標準化等方面會有所突破,從而使數字化變電站運行更加智能、可靠,并為智能電網的建設奠定堅實基礎。
4.結語