时间：2022-04-24 03:42:45
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[论文关键词] 电力通信 ASON网络技术 发展趋势
[论文摘 要] 通过对当前的电力通信系统的现状分析,结合ASON的技术优点和特色及其发展趋势,来对ASON网络技术的未来方向作一下简单的前瞻。
随着当下计算机网络技术和光纤通信的发展,人类正在逐渐地进入到信息社会,信息交换量的日益扩大使得各种通信业务也得到了前所未有的发展机遇,因而导致现有的网络技术已经不能满足当下社会的需求。一方面现有的传送网结构是针对话音业务优化的,不能适应数据业务突发的特点;另一方面,传输网缺少智能化。各骨干网络的容量以及城域接入能力的多样化,对传输的网络要求更加高,尤其是对于光传送网的网络带宽进行动态分配已经是人们所要追求的目标,正是在这样的背景下,ASON的网络技术应运而生。
一.当前通信网络系统的现状和需求
长期以来,光网络作为底层的传送网络,承载着上层多种类型的业务。但随着用户业务需求的扩大和网络智能控制技术的发展,通过智能化的光蚓络成为目前网络发展的必然趋势。近几年,智能光网络在全球范围内的应用得到了迅猛发展智能光网络的推出是光传送网由静态基础网向动态业务刚转型的重要标志,是IP技术思想在光通信中的应用和光通信为适应业务IP化的必要选择。智能光网络代表了光传送网的发展方向,也将是下一代网络(NGN)的重要组成部分,必将有广阔的发展前景。随着电力通信的发展和宽带业务的不断增加,如何建设一个先进、稳定的通信传输网络是目前电力系统的重要课题。在现有电力光传输网引入ASON技术,将给电力系统带来质量和性能的提高。
二.ASON的发展趋势
从上个世纪的九十年代提出ASON的相关的概念开始,ASON的相关的网络技术已经取得了巨大的进步和骄人的发展业绩,早已在各国的电力通信系统中得到广泛的应用。
(一)与传统的环网相比,ASON网络技术所具有的优点
第一,ASON网络技术可以支持很多的保护和恢复的方式,也可以方便地根据用户业务的等级来提供不同的传送服务。第二,与传统网络的低利用率相比,ASON网络技术对于网络资源的利用率更高,很好的解决了浪费空闲网络通道的难题。除此之外,与传统的跨节点或跨站点架设的电力通信通道相比,ASON网络技术不会受到节点的有关瓶颈以及多重失效等问题的干扰。第三,ASON网络技术的网络的生存性能比较突出,并且与传统的网络技术的扩展性能和潜力相比,其更具有优势,它可根据业务的相关需求来灵活的增加节点的数量。第四,ASON网络技术通过扩容进行相关业务和系统的升级时更加的便利,只需分断面即可进行扩容,容易实现端到端的电路调度以及保护工作,方便、快速而便捷的提供相关的各种业务,使得恢复前后时延的变化量缩短,数据业务能力得到大大提高。
(二)积极开发控制平面
第一,优化传送的平面和控制平面的接口,可采用内嵌式或者外置式,其中如果内嵌式的化是通过在设备上插单盘的方式来实现,如果采用的是外置式,则一般通过外置单板服务器的方式来实现,这两种方式相比,外置的处理能力更强,更加适合ASON的建设工作。第二,实现分布式的智能:与传统的集中式相比而言,分布式消除了通信的瓶颈,做到了多个网元同时计算来使得业务恢复,有效的提升了业务恢复的效率,而且由于其分布式的特点,任何一个节点的控制平面出现问题都不会影响到整个的网络,所以使得网络更加的安全和可靠。第三,研发控制协议,其关注的重点由域内转移到域间,从协议类型本身到拓展部分协议的理解,特别是域间保护恢复技术。第四,提高控制平面的相关性能,特别是对于业务和资源的发现的支持能力方面。控制平面的性能最重要的部分是网络和业务的恢复时间,除此之外,影响恢复时间的因素:故障类型、信令的传输方式、节点个数等等,特别是在网络结构复杂的网状连接拓扑、业务的承载量相对较大而且端到端的链路多条失灵的情形下系统的恢复速度。第五,保证智能的可控性,能够将网络的功能和性能始终保持在运营部门的控制范围内。
(三)提升网管和传输平面的性能
网管平面主要针对控制平面的管理,主要是解决如何快捷而准确的通过网管平面进行查询或者更改跟控制平面相关的链路的属性或者参数,以及如何定制和使用维护电路的报表,将现在网络的实际状态有机的结合起来,使得整个网络的功能和性能得到能够有个较好的模拟环境。为了实现ASON的功能,传送的平面必须能够配合控制平面完成业务和邻居的自动发现能力、传送平面链路和网元状态通告能力、信号监控和故障检测能力、光层的故障保护恢复能力以及路径的动态配置和拆除能力向用户提供基于SLA的业务,而不是仅局限在提供不同优先级的电路,还有必要使得运营商对用户提供有关电路的一些有效参数。为了这些目的的实现,端到端业务的调度和质监工作就显得尤为重要。而就目前来看,要实现端到端的业务质量监测就必须解决光层面的问题,在过去,一般所采用的方式是通过在DWDM信道中进行传输,并且在网络节点的地方来测量低频幅度来进行调节,抑或在所传输的信道中加入一个监控波的方式来实现。但是传统的方式存在不能提供某一特定信道的相关信息的缺点。最近人们通过研究光性能方面的监测设备以便实现在线监测,它的作用原理是利用从光纤中抽取很少光功率,然后根据波长来将信号输入单独的信道中,即对所传输的信号解复用。
(四)网络的发展策略与方案
关于ASON的发展,现在主要有在骨干网中使用和在城域网中使用这两种观点。这两种观点的所持有的共有的原则是根据ASON的技术发展的状况,结合相关业务的发展需求,然后再因地制宜的确定ASON网络技术的使用方案。首先是ASON与传统光网络融合的方案,利用将进行统一的管理,使得其既支持传统的子网设备又支持新型的ASON的网络系统,可以方便在更新系统的过程中减少不必要的损失,使得其循序渐进的进行。再者就是采用ASON网带和SDH环混合组网的方案,边缘的ASON的节点需要在Mesh和SDH网中同时出现,这样改善了边缘节点的失效故障对系统的影响,同时通过多个边缘节点均匀承载跨网业务的过渡,优化了网络资源的配置。
总而言之,ASON网络技术在很大程度上改变了过去传输网的运行方式以及运作理念,对其发展产生了不可估量的影响。电力通信系统中引入ASON网络技术是大势所趋。新型电力通信系统的构建要在确保网络正常运行以及确定合理的过度方案基础之上,实时业务的实际需求及时调整现有的电力通信系统网络结构,并在此过程当中大力推广应用ASON网络技术,实现电力通信系统的升级。
随着信息通信技术在我国电力工业中的广泛应用,电力工业的运营效率和安全性能逐渐提高。我国企业处于快速发展之中,因此用电量巨大,确保电网运行稳定是企业发展的重要途径。
一、信息通信技术在电力工业中的应用
(一)3G通信技术的应用
目前,3G技术应用广泛。在电力工业发展过程中,3G技术主要应用于电力传输和电力管理。加快了电力传输速度,增加了电力系统信息容量和灵活性。同时,3G技术支持基于多媒体的电力通信业务,对于电力系统运营速度的提高具有积极意义。另外,3G技术应用于电力工业行政管理和质量管理,实现了信息资源的共享。使无线公告通知和邮件的收发更加高效化。最重要的是实现了电力系统网络负荷的调度管理。这一技术的出现使实时管理变成现实,利用3G网络的无限通信功能实现了电网全网远程即时监控,确保了电力系统运行管理的高效性和准确性。3G通信技术还可及时的电力信息,以及时发现电力系统运行中存在的问题。我国电网系统庞大,用电行业涉及多个方面,行业间的用电量具有较大差别,电力工业用电量大,对其用电现状实施有效监控可实现行业用电转移,以满足大用电企业的用电需求,降低运营成本,提高其管理和运营效率。传统的电力工业管理过程中,由于无法获得及时信息,一旦发生风雪等意外情况,无法及时解决,造成电网损坏,经济损失较大。随着3G通信技术的出现,对现场的受灾情况可及时掌握,电网重建速度加快,电网故障处理掉应急能力增强。因此,3G技术是电力工业的重要信息通信技术之一。
(二)信息处理技术应用于电力系统
由于我国电网发展迅速,电力系统信息庞杂。信息处理技术是指通过信息的采集和转换,实现电网的智能化管理。作为现代化的处理技术,实现了对电网数据的即时监控,促进了智能电网的发展。通过信息处理技术与3G通信技术的结合,对电网运行中存在的阻塞现象实施及时处理,并合理分配各地区电量,从而提高了电网管理的效率。同时,在电力输配电过程中,信息处理技术致力于处理系统关键数据,对电网系统进行及时调整,及时处理系统故障。
(三)光纤通信技术应用于电力工业
目前,电力工业通信技术已经实现了复合架空地线和全介质自承式架型空光缆,提高了电力系统的运行效率。虽然一定程度上提高了系统运行成本,但对于电力工业的可持续发展具有积极意义,提高了电力资源的利用率,使能源消耗逐渐降低。光纤通信技术在电力工业中的应用体现在多个方面,其中,同步数字系列(SDH)的出现逐渐受到行业的青睐,SDH可提供即时的网络信息,对于电力系统的运行安全具有积极意义。总之,光纤技术将成为电力工业发展的必然趋势,代替传统的信息通信方式将提高配电网传输速度,提高电网运行的稳定性和安全性。当然,这一技术尚处于发展之中,有关技术还需要进一步革新。
二、信息通信技术应用于电力工业的前景分析
(一)信息通信技术与电力工业之间的关系更加密切
信息通信技术应用于电力工业已经成为行业发展的必然。随着电力企业和科技的迅速发展,信息技术与电力工业之间的关系将更加密切,从另一个角度分析,信息技术将为电力工业的发展提供充足的技术支持,技术革新速度将影响电力工业的稳定性和发展前程。电力工业发展前景广阔,但同时也面临较大的竞争。通信技术应用于电力工业将实现电力工业发展与数据传输、实时监控以及大跨度联网技术的结合。未来,通信技术将不断更新,并应用于多个领域。企业应建立以信息通信技术为基础的电力工业发展平台,二者之间的关系更加密切,实现相互促进,维持我国电力行业的可持续发展。
(二)智能电网技术的出现于发展
信息通信技术正在向智能化方向发展。电网建设、电网运行将以高效的信息采集和处理为基础,主宰电力工业发展。基于信息通信技术在电网通信中的重要作用,信息处理技术的更新十分重要。即时的信息处理在智能电网阶段将转化为故障定点处理,从而进一步降低维护人员的压力,提高电网运行效率。当然,智能电网的出现和发展需要相关技术人员不断的提高技术,从而更好地掌控电力系统。一旦电力系统出现故障,电网将即时信息。未来,信息通信技术将同电力系统之间更好的融合,影响电力管理、运营、故障处理等多个领域,基于网络通讯、数字信息技术等智能电网技术将对电力系统产生更加积极的影响,资源合理化利用将是未来电力工业发展的趋势,这一理念无疑对电力工业的发展起到了积极意义。现代化电力系统建设要在市场化的经济环境中占据主动权,信息通信技术的应用必不可少,建立完善的智能化电网体系将扩大电网的覆盖面积。
三、总结
电力工业改革和发展过程中,信息通信技术对其进程起到了决定性的作用。电网运营在我国经济发展中具有重要作用,3G通信技术、光纤通信技术在电力工业发展中的应用逐渐广泛。通过提高电力工业的效率,实现其精准化的控制,从而满足电力企业发展的需求。值得一提的是,现代社会能源的消耗大,能源节约是确保企业可持续发展的关键。信息通信技术采用即时管理措施,实现了对电力资源的保护,因此我们可以预见,未来信息通信技术将广泛应用于电力工业发展并且逐渐实现技术更新。
论文关键词:交换技术 电力通信系统
论文摘要:随着时代的发展和通讯技术发展的日新月异,新的时期对电力通信的也同样提出了新的要求:一方面,为了确保电力系统先进性、安全性、稳定性和高效性,这需要我们的电力通信系统与时俱进继续完善和提高电力通信;另一方面,充分地利用现有电力的网络和资源优势,使之成为电力企业新的价值增长途径,成为电力通信企业的技术革新的动力,进一步保持并提升电力的供应企业的竞争力。然而当前电力通信系统虽然业务量小但是种类较多,这不但造成浪费, 而且由于种类繁多对其运行管理和运行维护带来很大不便。上述问题的解决方案之一——软交换技术。这是由于软交换技术具有媒体网关接入、呼叫控制、业务提供以及互联互通等功能,可以很好的解决新时期电力通信的问题,因此,软交换技术在电力通信系统中的有着很好的推广应用前景。
自从第一款产品在电信市场上成功推出以来,“软交换”这个概念已经成为电信行业中倍受青睐的时髦用语。由于既能执行与基于硬件的传统电话交换机相同的功能,又能同时处理IP通信,软交换技术承诺可提供许多优势,如轻松整合电路交换和分组交换、降低网络成本以便运营商更快获得收入。
所谓“软交换”就是指基于分组网利用程控软件提供呼叫控制功能和媒体处理相分离的系统和设备解决方案。换言之,软交换是从媒体网关(传输层)中分剥离出其中的呼叫控制功能,再通过软件技术实现其呼叫控制功能,进而使得呼叫传输和呼叫控制二者想独立,这就为系统的控制与交换以及软件可编程功能实现各功能的可分离的平台创造了条件。一方面,软交换提供了很多实用的功能,如:连接控制、翻译和选路、网关管理、安全性和呼叫详细记录、呼叫控制等功能。另一方面,它还为在网络上提供开展新业务提供了大大便利,这主要是要归功于软交换网络资源与网络能力很好的相结合起来,并设置标准开放的业务接口和业务应用层。
1、背景
随着电力市场化、开放化的趋势以及电网建设的进一步发展,传统的电力信息系统的业务将发生变化。一方面,涌现出不少新型业务如:电视会议、变电站无人视频监控、输变电线路监控及电厂视频监控等视图业务;另一方面,传统单一主机的调度自动化体系架构向客户机/服务器体系架构的转变;同时,监视全网运行状况,提供故障记录和分析的故障滤波系统的建设以及电量计费网络系统和雷电定位系统的建设等。因此,基于互联网/局域网并能体现信息化综合业务应用的管理信息系统将成为电力企业信息化的发展方向和趋势。
2、软交换的主要功能
软交换主要具有呼叫控制、互联互通、业务提供等功能,下面分别来逐一介绍这个三大功能:
(1)呼叫控制功能。呼叫控制功能是软交换的重要功能组成。它除了能完成基本呼叫的建立、维持和释放之外,还可以提供各种控制功能,如:呼叫处理、智能呼叫触发检出、连接控制和资源控制等等。
(2)互联互通功能。当前IP电话体系主要是由两大标准构成即:ITU-T H.323协议标准和IETF SIP协议标准,这两大标准均可以独立的均实现呼叫建立、释放、补充业务、能力交换等功能,但是不可相互兼容的体系结构。软交换技术可以与多种协议相兼容,自然也包括同时兼容ITU-T H.323和IETF SIP这两大协议标准。
(3)业务提供功能。一方面,软交换可以实现对PSTN/ISDN交换机的支持,并能提供的全部业务,包括基本业务和补充业务;另一方面,它还可以与现有智能网相兼容相配合,为现有智能网提供的业务。由此可见软交换在网络从电路交换向分组交换演进的过程中扮演着非常重要的作用。
3、引入软交换的意义
软交换将是下一代话音网络交换的核心。如果说传统的电信网是基于程控交换机的网络,那么下一代分组话音网则是基于软交换的网络。软交换是新、旧网络融合的枢纽。这主要表现在以下三层面:
第一个层面——用户。传统的交换网络的封闭性,一家设备供应商往往包揽所以的包括软、硬件供应、更新维护以及应用的开发在内的每一项事物,理所当然用户也牢牢地锁定在设备供应商的那里,压缩了用户选择的空间,导致用户在设备维护费用上失去了应有的主动权。然而通过软交换技术的所搭建起来的下一代网络可以有效地扭转了这种不利局面,这主要是在利用软交换技术搭建的新一代网络中设备系统供应商都是基于同一个开放标准平台开发出来的,这样一来用户自然就具有更多的选择权,可以在同一类产品中货比多家,根据自己的需求择优挑选供应商来为自己服务。
第二个层面——成本。将传统的电路交换技术与软交换技术相比,软交换技术更具经济性、低成本性,可以说是地投入高产出。这主要是得益于两方面:一方面,软交换技术实现了平台的开放性,使得新的应用可以更快、更易的与其相衔接;另一方面,软交换所以使用的元器件很多都是普通的计算机器件,这就降低了其元器件的采购成本,具有更高的性价比。
第三个层面——可靠性。
与传统的电路交换相比,软交换技术可以更好的解决网络的可靠性。用户在组网的时候可以利用软交换的优势采用功能软件的形式将传统的电路交换的核心功能先进行了分类,然后再将其往下分配到各骨干网络。由于这种根据分门别类的分布式结构是可编程的,同时也是以计算机平台为基础,并可以利用设置网络权限来更好地实现网络的可控性和安全性。
4、软交换技术在电力通讯系统中的应用前景
电力通信网分布广泛,业务极为繁琐,虽然拥有多种网络形式,但是各种网络一方面都有各自的交换设备、复接设备等, 且它们相互独立不能实现互融互通。但是随着软交换技术的出现,将可以很好的解决这些问题,这主要得益于在电力通讯系统中应用软交换技术所能取得以下几方面的优势。
4.1统计汇总的优势
采用软交换技术组建的电力通信系统具有自我统计和自我维护功能,主要包括:业务统计和错误预警。对于纵横交织的电力网络和业务繁杂的电力系统来讲,应用软交换技术可以实现:(1)方便便捷地对所有的业务进行汇总并输出分析报告;(2)发生故障时及时发出错误警报,同时显示故障错误的具体的地点和原因,并自动将其发送给电力抢修和维护部门。(3)清单的采集功能,并可提供详细的电量与电话计费清单。
4.2电力通信网中的网络互通的优势
电力通信网不但拥有电力系统独有的载波电话网络,而且同样也存在计算机网络,它们是以协议为基础的分组网络。电话网和计算机网可以利用软交换技术所提供的支 持多种信令协议的接口来实现它们之前信息指令相互传输相互识别。这样一来计算机网络能更便捷地对电力通信网进行管理和协作更好的支持各业务的开展和实施。
4.3新业务开展的优势
当前,语音和数据信息为电力通信网中的主要传输的信息,但是随着网络技术的发展和计算机技术的革新, 这对电力通信业务提出了很多新的要求如:可视业务、多媒体业务等新兴业务。面对这些新的要求,软交换技术可以大显生手,这是因为其不但可以很好地支持语音业务,而且还可以利用新的网络设施与开放式的应用程序接口为用户提供各种增值业务,为新业务的开展提供便捷。
4.4统一不同介质网络的优势
当前电力通信网中拥有多种传输介质,且各自独立不相兼容,并必须采用各自专用的设备, 若引进了软交换技术来组建网络, 利用软交换技术的优势搭建一台多介质的信息进行交换解决方案。这样一方面可以减少设备的需求降低设备的总采购额节约了成本;另一方面可以提高了网络的可靠性,使依靠各种不同介质传播的网络达到了一定的互融互通的效果,正是由于实现了不同介质在同一网络中信息传递从而简化了过去不同介质间的繁琐的数据转换;同时在管理维护上显得更加方便快捷,因为现在只需对同一类设备进行运行管理和系统维护就可以实现对整个网络的信息交换。
总之,软交换技术应用作为下一代网络的解决方案,具有多方面的优势,其应用性体现在方方面面。在电力通信网中引人并实施软交换技术,一方面,在技术上既可起到承上启下的作用;另一方面,电力供应企业顺利向下一代网络解决方案的的演进产生多方面的积极作用。基于软交换技术应该在电力通讯系统中所具有的这些优势,我们可以很好的预见其良好的市场应用与推广前景。
摘要:介绍了3D-CAD技术及电力电子装置结构设计的概念,对该类装置结构设计的传统模式及问题进行了归纳;对3D-CAD技术在电力电子装置结构设计中的显着优势进行了探讨;对目前国内企业该类装置结构开发过程中3D-CAD技术的应用现状和存在问题进行了剖析,最后对未来3D-CAD技术的发展和应用进行了展望。
关键词: 3D-CAD电力电子装置结构设计模式
13D-CAD技术的概念
CAD,即计算机辅助绘图Computer Aided Drawing,传统层面上是指二维计算机绘图技术。3D-CAD技术,即计算机辅助三维设计 Three Dimension- Computer Aided Design。20世纪70年代,飞机、汽车、家电、通讯工具等工业化产品的设计及制造中遇到了大量的复杂曲面问题,为了能够快速、准确、完整、简易地表达所要设计的特征,人们开发出了三维曲面设计系统。从此,使CAD技术从2D向3D完成了转变和跨越。3D-CAD技术的核心应用价值是用三维软件来完成设计。是通过一种途径,仿真出一个电子数据模型,分析其外观造型、结构设计、加工及组装工艺、装配关系等,进而可快速、准确、低成本地连续修改特征数据,使之满足设计要求。同时,三维实体模型文件电子存档后,不但能为装置的维护和数据查询带来巨大方便,更为公司后续新装置和系列装置的开发提供了模型数据的积累,实现了真正的Computer Aided Design。
2电力电子装置结构设计传统模式
2.1电力电子装置结构设计
电力电子装置的结构设计,主要包括:电气元件、功能模块、控制系统、散热系统的空间结构及基本的行线工艺;元件的安装方式、固定方法及可维护性;散热系统能满足该装置的发热需求;装置整体结构尺寸及外观合理,符合小巧轻薄、技术和艺术相结合的现代设计理念。电力电子装置和一般装置的结构设计主要区别为:(1)装置内有高频和大能量辐射源,电磁兼容性很难保证,因此对元器件在结构中的空间位置、线缆的行线方式及安装工艺要求比较严格,需众多相关环节的人共同讨论和设计方能形成一个合理实用的应用方案。(2)该系列装置工作过程中,半导体模块、电抗、电阻、电容等电子器件会产生大量的工作热,因此设计一个高效理想的散热系统至关重要。
2.2电力电子装置结构设计传统模式
传统的电力电子装置结构设计,整个过程通常有以下几个阶段。
初设计。按预估尺寸设计出主要结构及尺寸,甚至是简单勾勒几个草图。通常该部分图纸能满足装置样机基本的生产和安装需求。
初加工。按设计的图纸加工出所有的结构件。
实物组装。待PCB控制板设计并制作完毕、主要元器件购买到位后,在结构人员的指导下进行样机组装。固定孔现场配作;遇到没有设计的结构零件,根据安装需要现场设计 、制造并安装;遇到没有购买的电器元件,根据实际需要再进行采购与安装;最后完成线缆的安装。实物组装阶段,未知情况太多,需要反复拆装和更改样机结构。在传统结构设计过程中,该过程最为重要,花费的精力、物力和财力也最大,通常要持续5~15个工作日。
散热测试。样机组装完成后,根据装置使用的工况进行散热测试。测试过程中,需要不断调整风机的大小、风速、串并联使用方式、风道结构等,直至散热系统能满足该装置的发热需求。
样机评估。装置样机测试后,企业组织相关专家和技术人员来共同对样机的整体结构进行全方位的评估,并提出改进意见。
新样机设计、制造与重测试。在样机基础上优化设计,使装置结构及工艺能更合理,更具应用性。新样机经过安装与测试,如有问题的,还要继续更改结构,直至满足设计要求。
设计形成。最终稿样机经各项指标通过后,结构设计人员再根据样机结构进行现场测绘,就可形成了一套完整的结构设计图纸。
总之,传统的电力电子装置的结构设计重样机、轻设计,方法比较繁琐、笨拙,未预知因素较多,为了验证是否达到设计意图,必须要制造物理样机来进行匹配,研发周期太长,成本太高,使得该类装置的开发和更新换代一直受到制约。
3电力电子装置结构设计新模式
3D-CAD技术的不断成熟,开启了电力电子装置结构设计新模式。从装置基本功能架构设计、内部元器件排列及线缆设计、外观设计、实体工程设计、热仿真设计到图纸输出,整个过程完全实现了一个高效精准的、无纸化的设计过程。新模式使繁琐的“样机”制作过程不再成为企业研发的噩梦。
3.1概念设计
概念设计阶段,结构设计师完成一系列针对装置结构方面的方案仿真工作,此阶段主要使用以3DMAX为代表的快速造型设计软件。
3.1.1思路设计
结构人员根据需求,用3D软件仿真出装置结构的基本设计思路:安装环境是室内还是室外;是屏柜式、箱体式还是抽屉式;是立式还是挂式;是多模块拼装还是大模块组合;断路器、接触器、IGBT等主要元件在装置内的空间位置;端子排及进出线情况;散热系统框架及进出风方式等。一般电力电子装置而言,完成此阶段通常只需1~2个工作日左右。
3.1.2行线设计
针对仿真好的模型,召开一次技术开发会议。有2个目的:
(1)对装置前期结构设计成果进行讨论和修正,明确设计意义;
(2)相关人员一起对装置线路及安装工艺进行设计和规划:线缆具体行线及施工工艺、线缆标准及特殊要求、线槽设置与设计、EMC应对措施、整个线路布局既经济又符合美学理念等都明确下来。
会议后,结构人员按照讨论方案,将整体线路仿真到装置结构中。
3.1.3 造型设计
经过以上设计,装置内部结构已基本定型。接下来就是外观造型设计。对电力电子装置,通常客户更多关注的是功能。因此,此阶段,结构设计师更多的是考虑装置外观色彩效果、表面处理工艺及前面板图案设计。设计师利用3DMAX,通过对灯光、材质、滤镜等仿真参数的调节,可快速渲染出外观设计效果,如果对输出效果要求更高,则可结合使用VRay、Brazi等外挂渲染器可渲染出照片级效果图。效果设计完成后,方案经讨论、修改并确认。
3DMAX强大、快速的Poly建模和面建模功能为装置的概念设计提供了技术保障,使得装置结构的每个设计细节包括外观效果都能生动真实地展现给讨论方,从而保证了设计的有效性。等CAE热仿真结束后,就可形成一个应用级虚拟三维模型。真正意义上的装置结构设计工作到此基本结束。
3.2散热系统设计
电力电子装置散热系统的设计包含了散热器的设计及风道的设计。Ansys和Flothem等CAE热场分析技术为散热系统的设计和测试提供了虚拟解决方案。通过CAE热仿真软件,影响系统散热的所有单元都可在软件中形成一个三维仿真模型,然后利用该类软件的热分析及计算功能,并能动态和静态地显示热效应结果。通过仿真结果,设计人员就可在软 件里不断修改元素,直至形成一个既符合整体结构又能解决散热的仿真系统。从根本上解决了样机反复热测试的工作。
3.3工程设计
装置概念设计和散热系统设计结束后,就进入了工程设计阶段,此阶段主要使用CAD技术中的实体三维建模来实现装置的工程设计。3D-CAD工程设计软件,如UG、PRO/E、SOLIDWORKS等,为三维建模提供了多种实现途径,可使设计人员方便地进行特征设计和曲面设计。Part子模块使用参数化建模,零件特征的设计尺寸被关联化。若要对尺寸进行局部修改,只需要更新一个参数,整个零件结构将做自动更新,为设计人员节约了大量的修改时间,并保证了设计更新的连续性和有效性。Assembly子模块使设计人员直观地看到各零部件装配后的状态,还可以对各装配尺寸进行真实测量,极大方便了设计。装配子模块下的干涉分析功能,能根据各装配零件的空间尺寸来确定是否干涉,并自动生成分析报告,明确指出互相干涉零件的名称和干涉位置,使设计更改更具针对性。工程设计最终的结果是实现图纸输出,CAD三维软件从根本上解决了这个问题。设计人员对三维模型反复修正后,利用Drawing子模块,可方便的生成能直接指导生产的二维工程图。所有数据尺寸直接从三维实体转化而来,极大地提高了设计效率及成功率。此阶段基本不再考虑结构设计问题,只需按此前已仿真好的概念模型生成实体工程模型,并将所有安装孔位生成设计即可。
3D-CAD技术为电力电子装置结构开发提供了新思路和新模式。整个产品开发设计过程可并行进行,彻底改变以前那种现先有安装实体,最后才能拼搭样机的传统模式,大大缩短了开发周期,并从根本上提高了开发成功率,为企业带来的价值也不言而喻。
43D-CAD技术在企业电力电子装置结构开发中的应用现状
我国3D-CAD技术的应用始于20世纪80年代,发展迅速。但总的来说,国内3D-CAD技术在企业电力电子装置结构开发中应用的水平还有很大提升空间。主要原因在于:
4.1未能真正实现辅助设计
企业在使用3D-CAD技术进行电力电子装置结构开发时通常有二方面的问题:(1)不进行概念设计,直接进行工程设计。该类装置结构设计的特殊性,决定了需要反复修改和众多人员参与的设计过程。而工程设计三维模型一旦完成,软件固有的建模属性决定了修改起来势必会增加很多工作量,加大开发周期,而概念设计软件则能出色灵活地完成这一任务;而且工程设计软件在线缆设计和造型设计方面没有概念设计软件更直接方便,不利于设计讨论的形成。(2)很多企业并未真正运用3D-CAD技术进行整体空间设计、受力分析和热分析。他们只是用计算机辅助出图,只停留在这个阶段,就失去了其应有的价值,因为3D-CAD的最大价值是辅助设计,不是辅助出图。
4.2企业投入不够
3D-CAD技术是一个复杂、多样的系统,技术更新快,并不是每个设计人员都能很好地接受和掌握,而且相当企业的设计人员并没有正规地接受过CAD软件的应用培训,对软件的大多数功能了解不够透彻,但多数企业并不想投入更多的成本来改变这一现状。随着消费者对产品要求的进一步提高,企业自然会加大CAD技术的投入来提升产品的竞争力,这需要经历一个长期的市场化的过程。
5结束语
3D-CAD技术在电力电子装置结构开发中极具优越性,它能辅助技术人员快速、准确无误地进行装置的设计,真正做到“从概念设计到零件加工全数字化、无纸化”,缩短装置研制周期,降低装置成本和废品率,为装置开发提供了新的设计理念。另外,随着智能技术、网络通讯技术和人机交互技术的成熟和发展,利用基于网络CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP系统集成技术,实现真正的全数字化的研发、设计、制造和管理,已成为发展大趋势。
人类从“自然状态”演化到法制社会,既认识到竞争给市场经济国家带来的活力与效率,又认识到合作给市场经济国家带来的和谐与效率。合作及其产生的“合作剩余”,是人类智慧的结晶,为了不断减少心智成本、交易成本、生产成本,经济学家不断探索,从对亚当?斯密微观经济价格机制即“看不见的手”的认识,到对市场失灵、经济危机的认识,如凯恩斯的有效需求不足理论,提出政府干预的主张,都是理论创新不断推动制度创新,这种制度演化给予国家创造巨大的社会资本,不断解放和发展社会生产力。新制度经济学在新古典经济学的平台上,让我们更加明白人、制度与社会经济活动的关系,不同的制度产生的“合作剩余”是不同的,制度决定市场经济国家人的经济命运。这促使笔者有兴趣研究贵州省地质矿产勘查开发局制度环境的现状,利用新制度经济学的方法,比较分析我局存在的问题,提出对策建议,探索我局的发展趋势。笔者认同新制度经济学的基本观点,确信利用制度要付出成本,但利用好的制度会获得更大的收益,即“合作剩余”,正因为笔者置身于地质勘查与矿业开发这一领域,通过对贵州省矿业权市场制度环境的分析,找出我局治理制度存在的差距,提出“帕累托改进”建议。威廉姆森把制度分为四个层次,第一层次是嵌人制度或者社会和文化的基础。这是制度层级的最高层次,包括非正式制度、习俗、传统、道德、宗教以及语言和认知的一些方面。这个层级的制度是社会制度的基础,笔者把它理解为组织的基础。第二层次是指基本的制度环境。这个层级的制度包括:详细制定的宪法、政治体制和基本的人权;产权及其分配;使政治权利和产权、货币、基本的金融制度和政府的征税权力得以实施的法律、法院以及相关的制度;规定移民、贸易和外国投资规则的制度;推动基本制度环境变迁的政治、法律和经济机制。笔者把它理解为组织的环境。第三层次的制度是治理机制。这个层级的制度包括:个人交易商品、服务和劳动的制度;制约和影响合约及交易关系的结构、商业企业的垂直和水平的结构以及内部调节的交易和市场调节的交易之间的边界的制度;公司治理以及支持私人投资和金融制度等。笔者把它理解为组织治理机制。第四层次是指资源分配制度。这个层级的制度实际上指的是经济的日常运行,即组织的管理体制,为了实现组织上的目标而选择的资源配置。笔者把它理解为组织资源配置。笔者从以上四个层次分析,来探讨所处的制度环境。
一、组织的基础历史选择了我们走具有中国特色的社会主义道路,并利用市场经济机制发展经济,2006年1月20日,国务院《国务院关于加强地质工作的决定)}(下文简称《决定}))明确了地矿工作的发展方向。
(一)存在问题
《决定》是指导新时期地质工作的纲领性文件。《决定》的实施是我国地质工作发展史上的里程碑。《决定》指出:地质工作是经济社会发展重要的先行性、基础性工作,服务于经济社会的各个方面。《决定》提出加强地质工作的根本目的在于:增强地质勘查对经济社会发展的资源保障能力和服务功能,促进地质工作更好地满足经济社会发展的需要。因此,加强地质工作,不能简单地理解为仅仅是地勘单位的改革。加强地质工作的主体应该是地质勘查单位。一方面要通过推动国土资源管理部门切实履行好地勘行业管理职责,认真执行国家有关矿产资源管理法律法规和方针政策,研究制定管理、保护与合理利用矿产资源的方针政策,依法规范地质勘查行业准人,引导、监督和检查地质勘查单位实施矿产资源勘查规划、计划执行情况,整顿和规范矿产资源勘查开发秩序。另一方面,地质勘查单位要发挥好人才、技术设备手段、已掌握的地质资料等组合优势,认真履行好实施地质矿产勘查中、长期规划和年度计划职责;组织实施好全省基础性、公益性、战略性地质矿产勘查工作;完成全省地质灾害预防治理、应急调查、地质环境监测任务,为我省经济社会发展提供资源保障和地质技术服务;通过循序渐进的改革,最终实现事企分体运行。由于处于由计划经济向市场经济转轨时期,地矿改革存在诸多不适应我省社会与经济发展与地质有关的主要问题:
1.地质矿产勘查与资源开发利用方面矿产资源的保障涉及国家安全,地质科学研究与地质工作程度不高,保障程度不够。如饮水安全、地热资源勘测查与开发利用、地学旅游资源调查、地质公园建设等方面。
2.生态、城市及矿山环境治理方面石漠化治理任务艰巨、“西电东送”、交通建设、矿产资源开发等一批重大工程、矿山建设安全与生态保护、地下水污染治理都需要作大量地质调查工作。
3.地质灾害预报与环境监渊方面贵州省地处高原斜坡地带,又为岩溶区,地质环境条件复杂,生态环境条件脆弱,突发性地质灾害多。随着社会和经济的发展,预测未来新的地质灾害预报与环境监测工作任务将不断增加。
(二)对策建议
从制度的第一层次看,要以科学发展观为指导,按《决定》要求,转变观念,促进改革。
1.按照政事分开的原则,完成“厅管政务,局管事务”的目标
2.建立适应社会主义市场经济的地质工作组织机构,切实履行职责①在省政府的层次上,首先要明确省公益性地质调查队伍建设方向。关于几家省级地勘单位改革重组问题,鉴于省地矿局、省煤田地质局、省有色地勘局等主要地质勘查单位在20。。年前后才分别下放省政府管理,时间比较短,各项管理工作正在规范。这三个单位队伍大,内部管理、队伍结构等存在较大差异,除共性问题外,个性问题还比较多。重组改革是方向,但进程过急,势必会影响到队伍的稳定。建议在队伍管理体制改革上,应稳妥推进。各局完成内部改革后,再适时推进此项工作。②全局干部职工要提高认识,统一思想,共同主动稳妥推进内部改革,建立适应社会主义市场经济的地质工作体制。把公益性地质工作与商业性地质工作分体运行,其核心就是将投资主体、运行机制和队伍分开。对于地方地勘队伍而言,改革的一个难点就是很难把现有队伍分成两支性质不同的队伍,即公益性地质调查队伍与商业性矿产勘查队伍。按公益性地质和商业性地质工作分开运行原则,公益性地质调查 工作需要人员精干并相对稳定、装备精良,以高新技术为支撑、调查与科研相结合,能担当重大战略任务、善于攻坚打硬仗的高素质、专业化队伍。同样,商业性矿产勘查队伍也需要一支适应全球化竞争、能在市场中立足的队伍。在一个地质勘查局范围内,如果专门抽调骨干人员组成公益性地质队伍,并从地质勘查局分离出去,而把非骨干人员、甚至家属留给商业性地勘队伍,很难想象这支队伍还能闯市场。由于人才资源是地质工作最主要的战略资源,因此,公益性与商业性地质工作分离过程中,要想从原有队伍中分离出两支都是“精英”的队伍,显然是十分困难的。建议地勘单位改革的原则为:积极探索有利于加强地质工作的改革途径,按照统一部署、分类推进、逐步深人、择机到位的原则,继续推进国有地勘单位的改革,激发活力,促进地勘事业发展。因此,对地勘单位内部改革应先做好定位,分类进行指导,强化公益性事业职能,稳步推进准公益性企业职能,渐进过渡,最终实现事企分体运行。
二、组织的环境
(一)存在问题从制度的第二层次分析,面对竞争与地矿改革的制度环境极待改善.(l)政府规划指导不力。统一协调布局差,造成部门之间相互封锁、力量分散、工作重复,超前意识不够。
(2)投人保障不足,勘查资金短缺。总体_L看从“八五”至“十五”三个五年计划期间总的勘查资金严重不足,极大地影响了新的资源地的发现和已发现的资源地工作程度的提高。
(3)政府监管不力。实施《矿产资源法》管理不到位,矿业权是产权,产权不是指人与物的关系,而是指由物的存在及关于它们的使用所引起的人们之问相互认可的行为关系。产权可归结为四种基本权利,即所有权、使用权、用益权和让渡权。在一个资源不稀缺的世界里,产权是不起作用的。但是,人类社会面临的是一个资源十分稀缺的环境,每个人的自利行为都要受到资源的约束。如果不对人们获取资源的竞争条件和方式作出具体的规定,亦即设定产权安排,就会发生争夺稀缺资源的利益冲突,以产权界定为前提的交易活动就无法进行。因此,产权制度对资源使用决策的动机有重要影响,并因此影响经济行为和经济绩效。对矿业权产权保护不力,最明显的是矿业权的申办程序,其过程存在“权力寻租”的漏洞,干扰地质勘查和矿业开展市场的健康成长。
(4)政事不分,既当运动员,又当裁判员,体制不顺,权责不明,不利于地质工作的加强。
(5)改革成本不足。地勘单位有很多长期遗留问题没有得到解决。
(二)对策建议从制度的第二层次看,要落实地勘单位改革政策。1999年地勘队伍管理体制改革后,国办发〔1999〕37号文、[2003〕76号出台了许多支持地勘队伍改革的优惠政策,这些政策部分得到了落实,但是,为进一步支持地勘单位的发展,还需落实的政策有:
(l)按照《决定》精神和我省“十一五”规划纲要目标要求,切实实行政事分开,围绕中心,服务大局。
(2)进一步健全和完善地质工作投资体制。①按照“十一五”计划对地质工作的要求,在用好中央财政国土资源大调查和各类专项经费的基础上,努力争取加大投人,解决事关民生的基础地质研究和调查工作。②改革一家独营,形成多元(国有、民营、国外及混合型)投资格局。③设立专项基金,保障重点投人。主要设立“风险地质勘查专项基金”,严格审批和筛选对地勘单位自身发展有利的矿产勘查项目,用于地质勘查前期投人,建立风险地质勘查经费补偿机制,加强矿产地质工作,为矿业开发提供有力的资源保障。④保障风险收益,形成风险投资机制。
(3)财税等政策支持。
(4)加强监督、规范市场,扩大地质勘查和矿业开发领域开放。
(5)解决历史欠账,促进改革发展。
三、组织治理机制
(一)存在问题
从制度的第三层次分析,我局从治理体制机制方面要大胆改革。(1)事企分离的改革任重道远。这涉及职工的思想观念、改革成本、改革的配套措施,需要创造条件循序渐进推进。(2)地勘事业拨款严重不足。
(二)对策建议
从制度的第三层次看,我局要着力用好政策,夯实基础,,推进改革。(1)争取对地质勘查工作的投人支持,突出重点,统筹部署全省矿产资源勘查工作。建议按照《决定》精神和我省“十一五”规划纲要目标要求,突出重点,统筹部署全省矿产资源勘查工作,重点突出以煤与煤层气、铝土矿、金、锰、磷矿、重晶石、硫铁矿、水泥原料、新型用途非金属等矿产的勘查工作。(2)归口省国土资源厅管理,做好政府部门的技术支撑。(3)地勘单位改革原则。“总的原则是改革要符合‘切实加强地质工作’的大目标,而且使这支队伍(地勘队伍)更具活力。”①我省生态脆弱,地质灾害频发,地质环境问题多,要实现生态立省的战略目标,达到保障人民生活,改善生态环境的目的,除现在有关部门开展的有关工作外,需要地质工作进一步出力。无论是改善饮水条件、防治地方性疾病、满足人们衣食住行对能源原材料的需要,还是开展国土整治,恢复矿山环境,治理地面塌陷,都需要地质工作提供服务。处理好改革、发展、稳定的关系,充分发挥现有地勘单位的作用,调动其积极性,促进地质工作的发展。《决定》要求推进地勘单位改革必须落实政策措施,必须给足改革成本,必须解决好地质勘查单位的后顾之忧,只强调推进地勘单位企业化改革,不落实好有关的政策措施,是不符合《决定》精神的。②自1999年地勘队伍体制改革以来,国办发[1999〕37号、国办发〔2001〕2号、国办发[2003〕76号3个文件已经明确给予地勘单位改革的扶持政策共12条,但在我省尚未全面落实到位。我局希望,除原12条政策在我省应尽快全面落实兑现外,在我省落实《决定》中,既要要求地勘单位模范遵守法律法规和方针政策,又要体现出对现有地勘单位给予关心、扶持的意见,达到《决定》和曾培炎副总理要求的“总的原则是改革要符合‘切实加强地质工作’的大目标,而且使这支队伍(地勘队伍)要具活力”的目的。(4)地勘单位改革的定位。①地勘单位改革的终极目标是全省地勘行业统一构建为一个从事公益性、基础性、战略性的事业单位,作为我省资源环境保障工作的技术支撑,但这是一个长期的、渐进的改革过程。“十一五”期间各地勘局主要进行内部资源整合,按照事业单位分类改革、分类管理的要求,深化改革,夯实基础,发展地质经济,为进一步推进改革创造有利条件。目前,地勘单位在职职工、离退休职工工资缺口较大,住房、基地建设、福利等历史欠账较多,技术设备落后,社会保障体系不健全。需要把以上问题逐步解决后,方可实现改革的目标。②局改革定位。局机关定位为监督管理类事业单位;地质调查院、地质科研所、环境总站、实验室、地质学校定位为纯社会公益类事业单位,承担国家及省的基础性、战略性、公益性项目,为社会提供公益服务;地质队定位为准社会公益类事业单位,承担基础性、战略性、公益性地质工作和部分社会性地质工作。局属公司及野外地勘单位多种经营实体对外创收,弥补地勘经费的不足,最终改造为自收自支的事业单位。鉴于上述情况,地勘行业局机关应列人参照国家 公务员制度管理的事业单位。③今后改革的主要工作。一是建实建强纯社会公益性地勘队伍。《决定》明确提出“健全公益性地质工作体系,开展公益性地质工作。实施公益性地质调查,加强公益性地质调查队伍建设。”、“积极发展地质教育。大力发展地质高等教育和中等职业教育。”“推进地质科技进步。完善地质科技创新体系,加强重点实验室、工程技术研究中心、野外长期观测站网等科技平台建设。”“强化地质灾害和地质环境调查监测。全面推进农业地质、城市地质、矿山环境地质调查工作。”的要求,建实建强纯社会公益性地勘队伍(地调院、实验室、环境总站、地质学校)。二是适时推进准公益性地勘队伍建设,地质队伍以资质为纽带,以区域相近、产业相似进行整合重组,使其资质、人员、工作性质、工作覆盖范围、竞争能力等适应公益性地质工作和商业性地质工作的需要,满足我省资源环境保障工程各项工作的需要。目前地勘单位改革仅在管理形式上完成了从部管划归省管的管理体制的转变,在人财物整合,组织结构制度改革,投人机制等深层次改革方面并没有大的突破,延续着部管模式。地质工作已纳人省经济社会发展规划,但省财政投人基础地质工作经费不足,属地化以来,局主要是抓住资源开发的机遇发展经济,解决了部分职工历史欠账,实现再就业,稳定职工队伍,地勘单位改革的目的是为了加强地质工作,改革是一个长期的过程,要贯彻国务院关于事业单位改革的总体部署和方针,按照有利于发展,有利于地勘队伍更好地发挥作用,有利于构建和谐社会的原则,实事求是,因地制宜,合理定位,稳步推进,要避免脱离省情和地勘单位实情搞改革,又要避免畏难情绪止步不前。由于我省的省情是一个欠发达欠开发为特点的省份、从全国各省各兄弟地勘单位来看,我省人才实力不足,经济发展落后,从我省事业单位来看,地勘单位历史负担较重,历史欠账较多,因此,地勘单位的改革要比兄弟地勘单位和省内其他事业单位的改革要慢半拍为宜。总之,地勘单位改革是一个长期的过程,需要在法律法规健全,政策环境改善的条件下逐步推进。通过不断精简队伍,把地勘单位改造为一支地质事业技术支撑单位,剥离商业性地质队伍和其他经营性实体,实现事企分离。
四、组织资源脆笠
(一)存在问题
从制度的第四层次分析,我局要改善内部资源配置。(1)地勘单位事企不分。(2)目前贵州地矿局人力资源开发存在的主要问题。一是人才总量中高、中级专业技术人员严重不足。二是人力资源的结构性矛盾凸现和人才的年龄结构不均衡,制约地勘经济的可持续发展。三是引进和留住人才面临挑战。在当前的地勘市场中,人才竞争日益加剧,地质专业人才的工资待遇偏低,时有人才流失的现象.在引进和留住人才方面还面临较大的挑战。四是培训的软、硬件急需改善,培训的质量还有待于提高。(3)地勘单位历史包袱沉重,管理成本高。
(二)对策建议
从制度的第四层次看,我局要着力推进改革创新。
(1)公益性和商业性地勘工作分体运行。从200。年开始,由于西部大开发和社会主义市场经济的建立和完善,除国家外,社会对地质矿产、地质环境的投人增加,商业性地质工作市场逐步建立。野外地勘单位在从事公益性基础地质、环境地质和工程工作之外,也从事商业性地质工作。到了20世纪90年代中期,为促进地勘工作的发展,国家提出建立公益性地质工作和商业性地质工作分开的体制。这是大势所趋,应积极稳妥推进,这有利于地调院、环境监察院、实验室、地校的可持续发展,同时顺应国家改革的潮流,通过重组改造,打造有竞争实力的商业性地质队伍。事业单位是提供公共产品的,非公共产品应由企业提供,新制度经济学指出,在利用价格机制配置资源的情况下,通过形成一个组织,并由一个权威(组织[文秘站:]领导者)来支配资源,就能节约某些市场运行成本。科斯分析了企业相对于市场(价格机制)具有成本优势的原因:一是因为企业存在减少了签约数量。二是企业可以以低于它替代的市场交易的价格得到生产要素(否则要素交易将重新回到公开市场)。三是企业契约关系的特性在于,生产要素通过签约获得一定的报酬(固定或浮动的)并同意在一定限度内服从企业家的指挥,企业家在限定的范围内,利用其权力在不确定环境中将生产要素配置到“最优”的用途。由此可见,企业的存在是为了减少交易费用,是在利用价格配置资源存在较高交易费用时对价格机制的替费用和企业组织成本的高低决定了企业可以配置的资源数量的多少,从而决定企业规模的大小(企业的边界)。当追加的交易由企业家组织时,企业就变大;当企业家放弃对这些交易的组织时,企业就会变小。这对我局规划事、企业单位的规模提供了科学依据。行为经济学家指出,人们“追求满意”而不是最优化,仅限于停留在某些较好解决方法,而不是继续寻找最好的方法。简言之,人类倾向于追求“满意”水平,往往“设定”一个渴望程度进行探索,直到发现了满足渴望程度标准的办法,选择该办法,从而解决了问题并制定了决策。这有助于我局设计事、企分离的办法、条件和时机。集体行动的选择标准是效率与公平。经济效率是考虑经济成果的大小,公平是考虑经济成果在社会成员间如何分割。公平、道德、平等、正义、分配等作为一个社会可能追求的意愿目标,都属于公平这一标准。当效率和公平这两个标准在某一议题上不能在相同方向起作用时,这就需要我们能够基于其他人可以接受或拒绝的明确标准,判明我们的建议。有效率可能不公平,公平的也许无效率。因而,在集体选择中,必须经常进行效率和公平的取舍。明确标准和进行取舍这两种活动,有助于集体选择。要有一些手段能对选择结果进行评价和判定。一般而言,集体选择的标准具有模糊而非清晰、暗含而非明显、多重而非单一的特点。经济学家已发展了净经济价值的思想,即商品和劳务提供给消费者和生产者的货币价值量,以此作为进行比较效率的统一尺度,最有效率的行动是能够导致净福利最大化增长的行动。这有助于我们判断改革成败。
(2)积极推进地矿事业单位人事制度改革。新制度经济学对传统的经济人假设作出了修正,对人的行为内涵作了一些新的分析和假定。可归结为三点假定:一是人的行为动机的双重性。新制度经济学认为,人的行为动机是双重的,一方面追求物质财富预期,另一方面又追求精神财富预期。二是人的有限理性。这一假定涉及人与环境的关系。人的有限理性包含两个方面的含义,从客观上看,环境是复杂的,人们面临的是一个充满不确定性的世界;从主观上看,人对环境的认识能力和计算能力是有限的,即心智有限。三是人的机会主义倾向。这是指人对自我利益的考虑和追求,意思是指人具有随机应变、投机取巧,甚至不择手段以便自己谋取最大利益的行为倾向。这有助于对人力资源的管理。实行聘用制,实行岗位管理,按照“定编、定责、定岗”的办法设定岗位,岗变薪变,一人多岗,发放岗位绩效工资。按照两低于原则,即工资总额增长低于经济效益增长,职工平均工资增长低于本单位劳动生产率的增长,切实贯彻按贡献大小领取报酬,鼓励技术、管理等生产要素参与收益分配,并处理好分配与效益、分配与积累的关系。建立适应地勘经济的人事人才管理模式。①继续围绕我 局产业结构调整,实施人才结构调整,提高人才的整体素质。②建立激励人才和广揽人才的新机制,完善人才竞争和选拔激励机制,建立人才评价机制。③高度重视人力资源开发,积极创造有利于实现人才价值的有利环境。④突出培养创新人才,建立起人才创新的培训体系。造就一批既有科研能力,又有管理才干,敢于从事技术开发和成果转化,在地学领域具有较高的学术造诣,起骨干作用的学术带头人;要培养一批既有较强创新能力又有市场头脑的经营管理人才。对学术带头人和专家型人才实行动态管理,以中青年高级专业技术人才为主体,形成我局高级人才队伍。⑤建立以智力交流为特征的“人才柔性流动”制度,允许系统内专业技术人才、经营管理人才合理流动,高级专家可实行延退政策,鼓励已经退休的老专家进行二次创业,发挥退休人员的作用,继续为单位作贡献。要以改革创新精神抓人才培训和引进等各项工作。根据贵州局的实际,未来人才的培养和引进主要围绕地质勘查、工勘施工和矿业开发,加大人员结构调整力度,以实现地质找矿突破,推进矿业开发,构建和谐地矿的目标。
(3)加强地质矿产勘查,为贵州省提供资源保障和技术支撑。根据贵州省社会与国民经济发展“十一五”规划纲要,未来贵州省发展与基础地质、水文地质、工程地质和环境地质有关的主要工作有:①在生态环境建设方面:以建设“两江”上游生态屏障为目标,以保持水土、防治石漠化为中心,推进以石漠化为主的生态恢复治理工程和水土保持、生态建设工程。②在农业方面:推进社会主义新农村建设,坚持把解决“三农”问题作为全省工作的重点,努力提高粮食产量和发展特色农业。③在水资源方面:以加快解决缺水为重点的水利设施建设,着力解决农灌、城镇防洪和人畜饮水三大问题。加强解决饮水安全问题。通过对地表水资源缺乏地区、地方病多发区、石漠化区地下水的有效开发,配合地表水工程,解决或缓解岩溶干早造成的农田灌溉和人畜饮用缺水,以及城市、工矿、农村饮水不安全问题,促进石漠化生态环境的改善、岩溶石山区经济的发展、贫困区人民脱贫,实现国家新农村建设的目标。④在基础实施建设方面:加速建成省内主要的交通干线高等级公路;加快黄织铁路、贵阳铁路枢纽的建设,加快民用航空体系的建设;加快整治乌江、赤水河航道,疏通南盘江、北盘江和红水河、都柳江、清水江航道以及天生桥库区港口建设。⑤在矿产开发方面:以大型煤矿建设为重点,建成一批大型骨干煤矿,并扩大铝土、磷等非煤矿山建设。⑥在能源建设方面:依托大型煤矿建成一批火电站,并加快乌江、南北盘江、清水江等主要河流水电开发。⑦在城市建设方面:逐步扩大主要城市,加快小城镇建设。推动经济发展。⑧在地热、旅游开发方面:发挥贵州省自然资源的优势,以地热资源带动城市建设和旅游业发展,把旅游业培育为新的支柱产业。
(4)推进矿业开发,为改革提供经济动力。通过找矿突破推进矿业开发。依靠技术创新实现找矿突破,依靠技术创新推动制度创新。技术变迁(创新)与制度变迁(创新)相互影响、相互促进。技术变迁(创新)与制度变迁(创新)两者共同构成相互联系、相互推进的有机整体,唯有它们整合在一起,才形成推动经济增长的现实力里。一般而言,技术创新是生产力中最活跃的部分,因为技术创新的主体是人,而人具有积极主动性,是生产力中最活跃的因素。人们在实践过程中,会遇到各式各样的问题和困难,这些都促使人们去思考、去解决,随着问题的解决,技术进步了,生产力也发展了。生产力的发展,迟早会冲破旧制度的束缚,导致制度的变迁,而制度的变迁又为新的技术创新提供更为广阔和宽松的创新条件,激励进一步的创新。正是由于技术创新和制度创新的此起彼伏的矛盾运动,才构成了创新系统的不断上升。通过制度创新实现改革目标。
(5)构建和谐地矿。制度是“管束人们行为的一系列规则”,是人与人合作的共同准则。社会经济生活中,人与人之间的关系不仅仅只有竞争,而且还有合作。因为人的有限性与信息不对称性、机会主义倾向等方面的原因,人自身不可能处理好竞争与合作的矛盾冲突,制度安排能有效解决合作问题。新制度经济学对制度的选择与评价必须联系制度的正义、公平与互惠。正义是基础,公平是保证,互惠是原则。一种制度要保证合作,要做到两点:一是按制度办,可以节约信息,降低风险,增加收益;二是违反制度会受到惩罚,得不偿失。建立在相互依赖基础上的个人为了得到分工的好处和合作剩余,他们有一种对互惠制度的需求,只有互惠制度能给他们带来分工的好处和合作剩余。评价一个经济制度的好坏的一个重要标准是看它是否激励相容。激励问题是在每一个社会经.济单位中都出现。一个人做的每一件事都涉及利益和代价,只要利益和代价不相等,人们就会有不同的激励反应。既然个人、社会和经济组织的利益不可能完全一致,怎样将自利、互利和社会利益有机地统一起来呢?这就是激励相容。始终不渝加强公益性队伍建设。以为贵州经济社会发展提供资源、环境保障为目标,增强地质勘查服务经济社会能力;公益性地勘队伍包括地调院、环境监察院等单位,要建设成为在贵州完成国家地质工作任务的主要技术力量,成为贵州省政府在地质资源保障和地质环境保护方面的主要技术支撑;产业技术取得长足进步,新技术、新方法得到推广运用,基础地质研究有所突破;准公益性地勘单位要适应社会需要、公益性与商业性良性互动并存的特色综合地勘队伍调整到位,产业结构更趋合理;基本解决人才缺乏问题,人力资源配置趋于合理。推进各单位精神文明建设,职工素质普遍增强,职工生活水平和文明程度明显提高,对改革形成统一认识,找准自己的位置,实现共同受益,开创地质工作新局面,构建和谐地矿
[论文关键词] 电力通信 ASON网络技术 发展趋势
[论文摘 要] 通过对当前的电力通信系统的现状分析,结合ASON的技术优点和特色及其发展趋势,来对ASON网络技术的未来方向作一下简单的前瞻。
随着当下计算机网络技术和光纤通信的发展,人类正在逐渐地进入到信息社会,信息交换量的日益扩大使得各种通信业务也得到了前所未有的发展机遇,因而导致现有的网络技术已经不能满足当下社会的需求。一方面现有的传送网结构是针对话音业务优化的,不能适应数据业务突发的特点;另一方面,传输网缺少智能化。各骨干网络的容量以及城域接入能力的多样化,对传输的网络要求更加高,尤其是对于光传送网的网络带宽进行动态分配已经是人们所要追求的目标,正是在这样的背景下,ASON的网络技术应运而生。
一.当前通信网络系统的现状和需求
长期以来,光网络作为底层的传送网络,承载着上层多种类型的业务。但随着用户业务需求的扩大和网络智能控制技术的发展,通过智能化的光蚓络成为目前网络发展的必然趋势。近几年,智能光网络在全球范围内的应用得到了迅猛发展智能光网络的推出是光传送网由静态基础网向动态业务刚转型的重要标志,是IP技术思想在光通信中的应用和光通信为适应业务IP化的必要选择。智能光网络代表了光传送网的发展方向,也将是下一代网络(NGN)的重要组成部分,必将有广阔的发展前景。随着电力通信的发展和宽带业务的不断增加,如何建设一个先进、稳定的通信传输网络是目前电力系统的重要课题。在现有电力光传输网引入ASON技术,将给电力系统带来质量和性能的提高。
二.ASON的发展趋势
从上个世纪的九十年代提出ASON的相关的概念开始,ASON的相关的网络技术已经取得了巨大的进步和骄人的发展业绩,早已在各国的电力通信系统中得到广泛的应用。
(一)与传统的环网相比,ASON网络技术所具有的优点
第一,ASON网络技术可以支持很多的保护和恢复的方式,也可以方便地根据用户业务的等级来提供不同的传送服务。第二,与传统网络的低利用率相比,ASON网络技术对于网络资源的利用率更高,很好的解决了浪费空闲网络通道的难题。除此之外,与传统的跨节点或跨站点架设的电力通信通道相比,ASON网络技术不会受到节点的有关瓶颈以及多重失效等问题的干扰。第三,ASON网络技术的网络的生存性能比较突出,并且与传统的网络技术的扩展性能和潜力相比,其更具有优势,它可根据业务的相关需求来灵活的增加节点的数量。第四,ASON网络技术通过扩容进行相关业务和系统的升级时更加的便利,只需分断面即可进行扩容,容易实现端到端的电路调度以及保护工作,方便、快速而便捷的提供相关的各种业务,使得恢复前后时延的变化量缩短,数据业务能力得到大大提高。
(二)积极开发控制平面
第一,优化传送的平面和控制平面的接口,可采用内嵌式或者外置式,其中如果内嵌式的化是通过在设备上插单盘的方式来实现,如果采用的是外置式,则一般通过外置单板服务器的方式来实现,这两种方式相比,外置的处理能力更强,更加适合ASON的建设工作。第二,实现分布式的智能:与传统的集中式相比而言,分布式消除了通信的瓶颈,做到了多个网元同时计算来使得业务恢复,有效的提升了业务恢复的效率,而且由于其分布式的特点,任何一个节点的控制平面出现问题都不会影响到整个的网络,所以使得网络更加的安全和可靠。第三,研发控制协议,其关注的重点由域内转移到域间,从协议类型本身到拓展部分协议的理解,特别是域间保护恢复技术。第四,提高控制平面的相关性能,特别是对于业务和资源的发现的支持能力方面。控制平面的性能最重要的部分是网络和业务的恢复时间,除此之外,影响恢复时间的因素:故障类型、信令的传输方式、节点个数等等,特别是在网络结构复杂的网状连接拓扑、业务的承载量相对较大而且端到端的链路多条失灵的情形下系统的恢复速度。第五,保证智能的可控性,能够将网络的功能和性能始终保持在运营部门的控制范围内。
(三)提升网管和传输平面的性能
网管平面主要针对控制平面的管理,主要是解决如何快捷而准确的通过网管平面进行查询或者更改跟控制平面相关的链路的属性或者参数,以及如何定制和使用维护电路的报表,将现在网络的实际状态有机的结合起来,使得整个网络的功能和性能得到能够有个较好的模拟环境。为了实现ASON的功能,传送的平面必须能够配合控制平面完成业务和邻居的自动发现能力、传送平面链路和网元状态通告能力、信号监控和故障检测能力、光层的故障保护恢复能力以及路径的动态配置和拆除能力向用户提供基于SLA的业务,而不是仅局限在提供不同优先级的电路,还有必要使得运营商对用户提供有关电路的一些有效参数。为了这些目的的实现,端到端业务的调度和质监工作就显得尤为重要。而就目前来看,要实现端到端的业务质量监测就必须解决光层面的问题,在过去,一般所采用的方式是通过在DWDM信道中进行传输,并且在网络节点的地方来测量低频幅度来进行调节,抑或在所传输的信道中加入一个监控波的方式来实现。但是传统的方式存在不能提供某一特定信道的相关信息的缺点。最近人们通过研究光性能方面的监测设备以便实现在线监测,它的作用原理是利用从光纤中抽取很少光功率,然后根据波长来将信号输入单独的信道中,即对所传输的信号解复用。
(四)网络的发展策略与方案
关于ASON的发展,现在主要有在骨干网中使用和在城域网中使用这两种观点。这两种观点的所持有的共有的原则是根据ASON的技术发展的状况,结合相关业务的发展需求,然后再因地制宜的确定ASON网络技术的使用方案。首先是ASON与传统光网络融合的方案,利用将进行统一的管理,使得其既支持传统的子网设备又支持新型的ASON的网络系统,可以方便在更新系统的过程中减少不必要的损失,使得其循序渐进的进行。再者就是采用ASON网带和SDH环混合组网的方案,边缘的ASON的节点需要在Mesh和SDH网中同时出现,这样改善了边缘节点的失效故障对系统的影响,同时通过多个边缘节点均匀承载跨网业务的过渡,优化了网络资源的配置。
总而言之,ASON网络技术在很大程度上改变了过去传输网的运行方式以及运作理念,对其发展产生了不可估量的影响。电力通信系统中引入ASON网络技术是大势所趋。新型电力通信系统的构建要在确保网络正常运行以及确定合理的过度方案基础之上,实时业务的实际需求及时调整现有的电力通信系统网络结构,并在此过程当中大力推广应用ASON网络技术,实现电力通信系统的升级。
1我国电力通信中存在的问题
1.1网络方面
虽然我国的电力通信系统中已经出现了多样化的通信方式,且通信网络发展的也较为完善和完整,但是,相对于全球的电力通信发展趋势和方向来看的话,我国的电力系统网络还存在很多的不足,尤其是在电力系统的发展过程中又出现了新的发展形式的情况下,我国的电力通信更是显示出了不足之处,不能满足业务发展提出来的要求。在电力通信系统中,主要是以星型和树型的结构模式为主的干网络,网络结构的复合性较为明显,但是互联性却极差,增加了电路迂回构成的难度,因此电力通信网络具备的可靠性和灵活性也比较差。在电力通信网络中,网络体制发展的不完善,严重制约了电力通信网络技术的发展,需要对其进行改进和完善。
1.2管理方面
现阶段,我国的电力通信网络用户在与电力通信网络接入时,会处在一个相对薄弱的状态,一般情况下,都是通过电话线的接入方式进行的,电力系统的用户大部分是通过模拟式信号的接口与电力通信系统相连接的,无法对里面的数据信息进行传输和调整的处理。我国对网络系统进行管理还处在一个初级阶段,还只能通过分路监测对电路进行检查和控制。但是在电力通信网络中,通信规约和接口都不统一,因此,这就大大限制了设备和通信方式的发展,阻碍了它们向着多元化的方向发展,也阻碍了电力通信网络中传输网络体制的发展,给收集网络管理所需的信息增加了难度,导致了网络管理系统的发展不够完整。
2我国电力系统的业务
为了保证电力系统的安全生产,电力通信网络被不断的建设和完善,因此电力系统中的业务也与电力系统有着极为密切的联系,随着电力系统的发展也会不断的出现新的业务形式。目前,我国的国家电网比较重视特高压输电技术的发展。由于特高压技术具备距离长和控制范围较为广泛的特点,可以实现电力系统的长距离和大范围的传输自动化数据业务和继电保护等。根据国家标准IEC61850建立的并已投入运行的变电站都是通过电力通信网络来实现变电站与变电站的数据传输,能够对故障录波数据进行实时的传输,能够推动电力通信网络的快速发展。主要业务在电力调度数据网络中。进行的业务包括以下几种:实时性强的业务包括EMS/SCADA系统、继电保护数据、水调自动化以及电力市场实时数据等;准实时性的业务包括EMS网络分析数据和电度量计费系统两种;非实时性的业务包括很多种类,例如,调度计划等。电话业务分为两类:调度电话、行政电话。通用广域网络中的业务包括的种类也较多,例如,数据业务中,包括企业管理信息数据、电力市场数据等;电力通信网络中的多媒体业务又包括会议电视、电子邮件以及远程教育等多种类型。业务的发展随着电力系统的不断发展,电力通信网络中也出现了很多新的业务,例如,与特高压应用联系较为密切的数据业务,包括继电保护数据与自动化数据等。新业务中还包括与根据标准IEC61850建起来的变电站有关的数据业务。
3我国电力通信技术发展的措施
电力通信发展的目的就是为电力系统的生产服务,又由于电力通信的发展是以电力系统为基础的,为电力系统的安全生产提供服务。就目前我国电力通信技术发展的趋势来看,必须使用新的通信网络技术来推动电力系统的快速发展。
3.1网络技术
在电力通信网络中,还包含着逻辑网,逻辑网能够保证电力通信网络所具备的功能和效益得到有效地发挥,从而提高电力通信网络的稳定性和可靠性,提高电力通信网络进行各种业务传输信息时的质量。就目前我国的电力通信网络的设备来说,应该在实现网络化上投入更多的研究精力,并与同步数字传输体系技术进行有机的结合,对同步数字传输体系技术中的网络管理技术进行重点的解决,并将网络同步技术也解决掉。
3.2宽带综合通信平台技术
目前,我国现有的电力通信网络的规模都较小,被进行逐级的划分之后,电力通信网络中的通信资源就显得较为紧张了,且利用率不高。如果要想改变目前我国电力通信网络中存在的这种状况的话,就需要以综合通信平台为基础,不断完善电力通信网络,并对与综合业务数字网技术有关的问题进行重点的解决,其中包括ISDN协议转换和接口标准等问题,是窄带ISDN逐渐向着宽带ISDN的方向过渡。异步传输模式技术是决定宽带综合通信平台实现并应用到电力通信网络中的关键技术,接下来研究的重点就应该放在如何通过ATM技术的利用,来实现我国电力通信网络中的关键业务。
4电力通信技术的发展趋势
4.1网络平台技术的发展趋势
在电力通信平台的发展过程中,最需要考虑的问题就是远程保护和远程遥控等与远程有关的业务。近几年,我国的电力系统中分布着很多的多点联动分布式网络、保密与非保密等子系统的应用,大大推动了我国点来看I通信技术的发展,并为电力通信技术指出了发展的趋势。由于电力通信业务具备较为鲜明的多样性和差异性,有些较为特殊的业务就需要将网络底层作为直接承载进行工作,而有的业务则需要通过上层的IP来解决,还有一部分的业务则需要使用到电力通信网络中间的某一层进行,因此电力通信网络并不是与公网完全一样,它也有要满足电力通信的要求而发展来的。目前,西方发达国家的电力通信技术都向着电力系统网络中的某个局部通过适当的技术就可以组成电力通信技术发展需要的子网络的方向发展,而这些子网络使用网络互联技术就可以形成一个较为完整的网络平台,但是如何对电力通信网络中的局部区域进行划分是一个比较困难的工作,从而能够保证电力通信网络不仅具有灵活性,而且还具备局部优化的功能,能够将电力通信网络锁具备的互联性发挥到最大化。就目前来看,宽带城域网会成为我国电力通信网络未来发展的趋势。
4.2传输介质的发展趋势
我国的电力通信传输技术已经发展的较为成熟了,应用范围非常广泛,成为我国传输技术未来发展的趋势。但是在光缆技术的发展的过程中,要注意以下问题:在对ADSS进行施工防护以及监视的施工时,需要用OPGW带电施工技术带更换地线。只有施工人员掌握的施工技术较为全面了,才能够提高电力通信技术发展的灵活性,最大努力的降低制约电力通信技术发展的因素存在。在对光缆进行选型时,需要根据纤芯的性能、成本、市场等多个因素进行考虑,以选出性价比较高的纤芯种类 。不同的生产厂家在制造纤芯时,所使用的制造工艺会对光缆的使用寿命产生影响,因此要尽量需用符合国际标准的光缆进行施工,以保证施工的质量。
5结语
综上所述,电力通信技术在发展的过程中,应该与公网技术的发展进行有机的结合,并逐渐发展出具备自身通信特点的业务出来,将高新技术应用到我国的电力通信网络中,进行不断的尝试,以推动我国电力通信技术的发展,满足我国电力系统发展的需要,促进我国国民经济的发展。
(1)探索电网发展的新途径
深入学习科学发展观,确保电力发展满足社会的正常需求,并适应我国能源分布的基本国情,使我国电力事业得到平衡、稳步发展。加强电力无线通信技术的研究和创新,探索电力发展新途径,将更多的无线通信技术应用到电网建中去,不断研究创新,使其适应当前电网运行和未来的发展需要。
(2)开创电网发展新局面
将电网建设的安全责任落实到位,不断改革完善安全工作体系,致力于解决电网安全问题。在加速电网建设的同时,加强创新安全管理理念,不断规范管理制度,严格监督管理,推进应急体系建设,真正做到安全供电。在一些事故频发区域,加强安全防护措施,保持电网安全稳定的运行,确保电网安全稳定。
(3)创新管理技术
遵循电网运行的一般规律,不断创新管理技术,借鉴国内外先进的管理技术和管理理念,建立有效的工作机制,以发展为主线,全面提高整体调度能力,完善管理,从而使电网建设趋于科学化、规范化、合理化。此外,还要加强核心调度能力,保持技术规范与技术支持系统的统一、协调发展,实现电网建设的一体化。
(4)积极推进技术的创新
加大科研投入,致力于技术创新研发,提高数字化、信息化水平,开发安全可靠的电力无线通信网络。全景分布式的一体化调度支持系统是未来电力无线通信技术的发展方向,采用多防线、多层次的安全防御系统,实现电网的最优化,全面促进我国电力通信事业的发展。
(5)积极推进调度建设
首先,准确把握调度中心功能定位,正确认识国家电力通信事业,加强部署,统一决策,全面提高思想认识。第二,加强思想作风建设,将国家电网安全问题作为工作重点,改善服务质量,结合实际调度情况,加强整顿工作,充分发挥党的政治优势和模范作用。
(6)结束语
无线通信技术以其独特的优势将成为电力系统构建综合通信网的重要组成部分,因此,今后要对无线网络有一个理性的态度和科学的把握,加强无线通信网络在电力系统中的应用,加强技术创新,实现资源的有效配置和利用,促进电力事业的发展。
【关键词】在线,监测,应用,智能,电力,联网,技术,分析,参数,传感器
“输电线路在线监测系统”就是针对输电线路的安全性和使用寿命等问题而研制的电力行业设备在线监测产品。
该系统主要由两大部分组成:前端监测终端(下位机)和后台主站系统(上位机)。前端监测终端安装在线路杆塔上,主要由各种传感器、摄像机、主处理器单元、通信模块和供电单元构成。传感器包含拉力传感器、风速传感器、风向传感器、环境温度传感器、湿度传感器、倾角传感器、泄漏电流传感器及导线温度传感器等。前端监测终端采集上述传感器的数据以及图像数据,通过gprs/cdma/sms网络传送到在internet上的上位机(接收中心),上位机把当前的图像数据和相关传感器数据存到数据库或者硬盘中,电力监控网用户通过监控软件访问接收中心并从数据库或硬盘中读取当前杆塔位置的信息,为输电线路灾害预警提供依据。
该系统主要功能包括覆冰状态监测、气象参数监测、图像监测功能、电气参数监测、力学参数监测及导线温度监测等功能。
覆冰状态监测:通过相关的在线监测设备,实时测量导线重量、绝缘子串风偏角、风速、风向、温度等参数,分析软件综合上述数据、导线相关参数及相关数据模型,计算出目前导/地线的等值覆冰厚度。
气象参数监测:微气象监测通过在线监测线路环境温度、湿度、风速、风向、雨量、大气压力等参数,对气象数据进行综合分析,将所有数据通过各种报表、统计图、曲线等方式显示给用户。
图像监测:通过在杆塔上/或输电线上安装摄像装置,实现在线监测输电线路运行状况。通过图像监测可以直观地实现对线路覆冰情况的观测。远程图像监控适用于危险点、突发事故点的有效监控。
电气参数监测:电气参数监测主要指绝缘子泄露电流监测。采集运行状态下绝缘子表面的泄露电流和脉冲频次及温度、湿度等参数,将采集到的信息以gsm/gprs/cdma方式传输到监控中心,经过系统分析软件的智能分析和判断,显示出绝缘子表面的积污状态及其发展趋势,绘出各种变化曲线,在污秽过限时,发出报警信号;同时,系统分析软件能根据各监测终端采集的运行数据,自动绘制出各地市甚至整个区域的污区分布图,在经过一段时间后,系统还可以更新污区分布图,有效防止和减少线路污闪及冰闪事故,提高线路安全运行及信息化管理水平。
导线温度在线监测:通过采集导线温度,掌握各导线温升情况,当某处温度超限时及时通过短信的方式发给相关管理人员。该系统也为动态提高电网输送能力提供决策依据,增加输电能力,缓解电力紧张形式。
力学参数监测:力学参数监测功能除了结合等值覆冰厚度监测功能实现绝缘子拉力、倾角测量外,还可以实现导线振动频率的监测。
目前,“输电线路在线监测系统”,这一由中国电子科技集团公司第五十二研究所控股企业杭州海康雷鸟信息技术有限公司专门致力于研制开发的基于物联网的高科技产品,已经成功运用于浙江、上海、福建、安徽、北京、山东、湖北、重庆、广东、广西、贵州、江西、云南、河北、辽宁、宁夏、云南、河北、辽宁、宁夏、新疆等电力公司,为当地的正常供电及应急工作发挥着重要作用。
[论文关键词] 电力通信 ason网络技术 发展趋势
[论文摘 要] 通过对当前的电力通信系统的现状分析，结合ason的技术优点和特色及其发展趋势，来对ason网络技术的未来方向作一下简单的前瞻。
随着当下计算机网络技术和光纤通信的发展，人类正在逐渐地进入到信息社会，信息交换量的日益扩大使得各种通信业务也得到了前所未有的发展机遇，因而导致现有的网络技术已经不能满足当下社会的需求。一方面现有的传送网结构是针对话音业务优化的，不能适应数据业务突发的特点；另一方面，传输网缺少智能化。各骨干网络的容量以及城域接入能力的多样化，对传输的网络要求更加高，尤其是对于光传送网的网络带宽进行动态分配已经是人们所要追求的目标，正是在这样的背景下，ason的网络技术应运而生。
一．当前通信网络系统的现状和需求
长期以来，光网络作为底层的传送网络，承载着上层多种类型的业务。但随着用户业务需求的扩大和网络智能控制技术的发展，通过智能化的光蚓络成为目前网络发展的必然趋势。近几年，智能光网络在全球范围内的应用得到了迅猛发展智能光网络的推出是光传送网由静态基础网向动态业务刚转型的重要标志，是ip技术思想在光通信中的应用和光通信为适应业务ip化的必要选择。智能光网络代表了光传送网的发展方向，也将是下一代网络(ngn)的重要组成部分，必将有广阔的发展前景。随着电力通信的发展和宽带业务的不断增加，如何建设一个先进、稳定的通信传输网络是目前电力系统的重要课题。在现有电力光传输网引入ason技术，将给电力系统带来质量和性能的提高。
二．ason的发展趋势
从上个世纪的九十年代提出ason的相关的概念开始，ason的相关的网络技术已经取得了巨大的进步和骄人的发展业绩，早已在各国的电力通信系统中得到广泛的应用。
（一）与传统的环网相比，ason网络技术所具有的优点
第一，ason网络技术可以支持很多的保护和恢复的方式，也可以方便地根据用户业务的等级来提供不同的传送服务。第二，与传统网络的低利用率相比，ason网络技术对于网络资源的利用率更高，很好的解决了浪费空闲网络通道的难题。除此之外，与传统的跨节点或跨站点架设的电力通信通道相比，ason网络技术不会受到节点的有关瓶颈以及多重失效等问题的干扰。第三，ason网络技术的网络的生存性能比较突出，并且与传统的网络技术的扩展性能和潜力相比，其更具有优势，它可根据业务的相关需求来灵活的增加节点的数量。第四，ason网络技术通过扩容进行相关业务和系统的升级时更加的便利，只需分断面即可进行扩容，容易实现端到端的电路调度以及保护工作，方便、快速而便捷的提供相关的各种业务，使得恢复前后时延的变化量缩短，数据业务能力得到大大提高。
（二）积极开发控制平面
第一，优化传送的平面和控制平面的接口，可采用内嵌式或者外置式，其中如果内嵌式的化是通过在设备上插单盘的方式来实现，如果采用的是外置式，则一般通过外置单板服务器的方式来实现，这两种方式相比，外置的处理能力更强，更加适合ason的建设工作。第二，实现分布式的智能：与传统的集中式相比而言，分布式消除了通信的瓶颈，做到了多个网元同时计算来使得业务恢复，有效的提升了业务恢复的效率，而且由于其分布式的特点，任何一个节点的控制平面出现问题都不会影响到整个的网络，所以使得网络更加的安全和可靠。第三，研发控制协议，其关注的重点由域内转移到域间，从协议类型本身到拓展部分协议的理解，特别是域间保护恢复技术。第四，提高控制平面的相关性能，特别是对于业务和资源的发现的支持能力方面。控制平面的性能最重要的部分是网络和业务的恢复时间，除此之外，影响恢复时间的因素：故障类型、信令的传输方式、节点个数等等，特别是在网络结构复杂的网状连接拓扑、业务的承载量相对较大而且端到端的链路多条失灵的情形下系统的恢复速度。第五，保证智能的可控性，能够将网络的功能和性能始终保持在运营部门的控制范围内。
（三）提升网管和传输平面的性能
网管平面主要针对控制平面的管理，主要是解决如何快捷而准确的通过网管平面进行查询或者更改跟控制平面相关的链路的属性或者参数，以及如何定制和使用维护电路的报表，将现在网络的实际状态有机的结合起来，使得整个网络的功能和性能得到能够有个较好的模拟环境。为了实现ason的功能，传送的平面必须能够配合控制平面完成业务和邻居的自动发现能力、传送平面链路和网元状态通告能力、信号监控和故障检测能力、光层的故障保护恢复能力以及路径的动态配置和拆除能力向用户提供基于sla的业务，而不是仅局限在提供不同优先级的电路，还有必要使得运营商对用户提供有关电路的一些有效参数。为了这些目的的实现，端到端业务的调度和质监工作就显得尤为重要。而就目前来看，要实现端到端的业务质量监测就必须解决光层面的问题，在过去，一般所采用的方式是通过在dwdm信道中进行传输，并且在网络节点的地方来测量低频幅度来进行调节，抑或在所传输的信道中加入一个监控波的方式来实现。但是传统的方式存在不能提供某一特定信道的相关信息的缺点。最近人们通过研究光性能方面的监测设备以便实现在线监测，它的作用原理是利用从光纤中抽取很少光功率，然后根据波长来将信号输入单独的信道中，即对所传输的信号解复用。
（四）网络的发展策略与方案
关于ason的发展，现在主要有在骨干网中使用和在城域网中使用这两种观点。这两种观点的所持有的共有的原则是根据ason的技术发展的状况，结合相关业务的发展需求，然后再因地制宜的确定ason网络技术的使用方案。首先是ason与传统光网络融合的方案，利用将进行统一的管理，使得其既支持传统的子网设备又支持新型的ason的网络系统，可以方便在更新系统的过程中减少不必要的损失，使得其循序渐进的进行。再者就是采用ason网带和sdh环混合组网的方案，边缘的ason的节点需要在mesh和sdh网中同时出现，这样改善了边缘节点的失效故障对系统的影响，同时通过多个边缘节点均匀承载跨网业务的过渡，优化了网络资源的配置。
总而言之，ason网络技术在很大程度上改变了过去传输网的运行方式以及运作理念，对其发展产生了不可估量的影响。电力通信系统中引入ason网络技术是大势所趋。新型电力通信系统的构建要在确保网络正常运行以及确定合理的过度方案基础之上，实时业务的实际需求及时调整现有的电力通信系统网络结构，并在此过程当中大力推广应用ason网络技术，实现电力通信系统的升级。
电能是国民经济发展的基础，它和人民的生产和生活息息相关，目前超高压和特高压输变电技术发展迅速，电力变压器作为电力系统输变电关键设备，其可靠运行对电力系统的经济、安全极其重要。目前局部放电测量已经成为监控电力变压器质量的重要指标，国内外的制造厂家也把局部放电测量作为电力变压器出厂时的试验项目，以此控制其质量[1]。
1.局部放电引起介质劣化和损伤的机理
对于电力变压器等高电压设备的绝缘，由于绝缘内部或表面发生局部放电而造成的放电电老化是不容忽视的。局部放电引起介质劣化和损伤的机理是多方面的，主要包括三种效应：（1）带电质点（电子和正、负离子）对介质表面的撞击，切断分子构造；（2）由于带电质点撞击介质，在放电点引起介质局部温度上升，使介质加速氧化，导致材料的机械、电气性能下降；（3）局部放电产生的活性生成物对介质的氧化作用使介质逐渐劣化。局部放电使电介质长时间击穿电压常常不到短时击穿电压的几分之一，已经成为电力变压器绝缘劣化的重要原因。
2.电气定位方法
当变压器内部发生局部放电时，所产生的放电脉冲沿绕组传播到达测量端。该放电脉冲包含了放电特性和局部放电定位所需要的一些信息，通过对此脉冲进行分析，可确定局放源的具体位置。传统的电气定位方法很多，诸如起始电压法、极性法、行波法、电容分量法等[2]。
2.1改进电容分量法
变压器只是在某一个频率范围内等效为一个电容梯形网络，在改进的电容分量法中，该频率范围的确定就显得尤为重要。一般而言，该频率范围的确定是由试验获得。将一个函数发生器接到绕组的一端，并提供频率可变的电压，另一端接地，同时测量输入电压和绕组电压。当在此等效频率范围时，会出现最小电压相位移，即输入波形和输出波形相似。而后采用数字滤波将此频率范围以外的信号去掉，采用上述方程进行计算。
改进电容分量法利用数字滤波技术，能够获得沿变压器绕组脉冲的电容传输分量；该方法对干扰信号完全抑制，频带选择灵活，且频率补偿容易，与新的直线内插法结合可以解决一些实际问题，能够得到较高的定位精度。
2.2端点电流脉冲频谱分析法
在 0.01mhz～0.1mhz 这个中间频率范围内，变压器绕组的传输特性表现为振荡传播即发生在绕组中的局部放电脉冲以振荡形式传输。此时，在变压器测量端点所得到的局部放电电流脉冲因局放源位置不同， 其频谱有较大的差异。对连续饼式绕组（ 以84饼为例），从不同位置注入放电脉冲，从而模拟了绕组中不同位置的局部放电，用绕组的简化等效电路计算出相应放电注入电流对应的传递函数，从而根据频谱分析来确定放电点的位置。在此基础上，采用建立仿真模型并结合试验的方法，研究了不同的局部放电脉冲传播路径的传递函数，在分析传递函数频谱特性的基础上，提出了根据相应信号高频分量和能量的局部放电电气定位方法。
尽管人们对变压器绕组特性的研究较多，相应的也出现了一些电气定位方法，但由于各种电气定位法现场操作复杂，使用范围限制较大，且由于变压器内部结构复杂及放电部位的不同，使得放电脉冲的波过程也会出现不同程度的振荡，而对放电信号的检测却只能在变压器的测量端点进行，因而精度不高，所以目前在实际定位中很少采用。
3.变压器绕组中局部放电的诊断方法
通过基于传输函数的局部放电定位之后，我们最终目的是进行变压器绕组中局部放电的诊断，下面将详细介绍具体方法。
①基于灰度图像形态谱的变压器局部放电模式识别。变压器局部放电识别是指利用计算机对放电部位进行分类和特征描述，以便诊断变压器绝缘状态的好坏，目前，根据特征提取的不同变压器局部放电识别可分为统计法时域分析法，本文利用数学工具中的形态谱反映变压器局部放电灰度图像的形态特征，然后进行归一化处理，作为识别变压器局部放电时的特征向量，然后把不同类型放电形态谱输入到 bp 双层神经网络实现放电模式识别。
②基于bp双层神经网络和形态谱识别变压器局部放电。本文采用具有双隐含层结构的前馈 bp 神经网络进行局部放电识别，输入层由100个节点组成，输入变量是变压器的形态谱。第一个隐含层由30个节点组成，第二个隐含层由 20个节点组成，输出层是待识别的模式，由6个节点组成。在进行 bp 神经网络训练时从包含不同实验电压的放电实验数据中抽取20 组作为样本，传递函数采取logsig 型对待识别的样本进行识别，经过实验得出该方法对油中悬浮放电、空气电晕放电和油中针板放电识别率最高，在95%以上，而对气隙放电、空气沿面放电和油中沿面放电识别率较低，只有72.5%。
图1 三维谱图特征参数构造的诊断方法
（1）分别采用bp，rbf神经网络对变压器局部放电6种放电模式进行识别的结果表明，无论是局部放电二维谱图，还是三维谱图，rbf神经网络的收敛速度和稳定性都优于bp网络，具有较高的识别率和较强的推广能力，可以用作变压器局部放电模式识别的分类器，在实际中有着良好的应用前景。
（2）由于局放三维谱图的特征参数比二维谱图的特征参数携带的信息量大，相应的rbf网络识别率更高。但是随着网络的结构变得复杂、参数增多，在样木数量较多的情况卜势必引起计算量加大和计算时间变长。应根据实际情况灵活选用网络输入形式，达到训练快速、诊断结果优二者兼顾的效果。
4.结论
由于局部放电是造成电力变压器绝缘劣化的重要原因，因此该问题一直受到电力运行部门的关注。本文通过对变压器局部放电定位分析和变压器局部放电检测的电磁干扰及抑制方法分析，重点介绍了基于传输函数比进行局部放电定位方法和基于 bp 神经网络和形态谱识别放电。如何提高变压器局部放电定位的准备性，如何把传输函数法和超声波法、超高频法等结合还需要进一步的研究。
摘 要 介绍了正交频分复用(ofdm) 的基本原理, 并结合城市轨道交通a tc 系统的特点,提出了利用基于ofdm 的电力线载波通信技术在接触网上实现信息传输的思路。
关键词 列车自动控制,电力线载波通信系统,正交频分复用
在城市轨道交通列车自动控制(a tc) 系统中, 通常利用轨道电路传输信息。由于钢轨不是理想的信息传输通道,信息容量、传输速率受到了限制。本文提出了利用正交频分复用(ofdm) 的电力线载波通信技术在接触网上实现信息传输的思路。
1 ofdm 的基本原理
ofdm 是一种多载波调制技术(mcm) ,可以在强干扰环境下高速传输数据。传统的数字通信系统将符号序列调制在一个载波上进行串行传输, 每个符号的频谱占用信道的全部可用带宽。ofdm 则并行传输数据,采用频率上等间隔的n 个子载波构成,它们分别调制一路独立的数据信息,调制之后n 个子载波的信号相加同时发送。因此每个符号的频谱只占用信道全部带宽的一部分。在ofdm 中,通过选择载波间隔,使这些子载波在整个符号周期上保持频谱的正交特性,各子载波上的信号在频谱上互相重叠;接收端利用载波之间的正交特性,可以无失真地将接收到的信号还原成发送信息,从而提高系统的频谱利用率。
图1 表示了ofdm 的基本原理[2 ] 。假设一个周期内传送的符号序列为(d0 , d1 , ?, dn-1),每一个符号di 是经过基带调制后的复信号, di = ai+j bi , 串行符号序列的间隔为δt= 1/ fs,其中fs 是系统的符号传输速率。串并转换之后,它们分别调制n 个子载波(f0 , f1 , ?fn-1),这n 个子载波频分复用整个信道带宽,相邻子载波之间的频率间隔为1/ t , 符号周期t从δt增加到nδt。合成的传输信～ 号可以用其低通复包络d (t) 表示。
图1 正交频分复用ofdm 的基本原理
因此,ofdm 系统的调制和解调过程等效于离散付氏逆变换(idf t) 和离散付氏变换(df t) 处理,实际上系统通常采用dsp 技术和fft 快速算法来实现。
由于ofdm 系统的符号周期延长了n 倍,增强了其消除码间串扰的能力。在数字基带调制部分,可以根据子信道特性采用不同的调制方式(如bpsk,qpsk ,qam , tcm 等) 。如果某个频段信号衰减严重,发送端还可以关闭该频段的子载波, 实现信道自适应均衡。通过采用信道编码技术, ofdm 还可以进行前向纠错(fcc) 。
由于dsp 和大规模集成电路技术的推动, ofdm 调制技术已经得到广泛应用,在数字音频广播(dab) 和数字视频广播(dvb -t) 领域中被欧洲地面广播标准采纳。采用ofdm 技术在电力线上高速传输数据也有产品问世,如homeplug 组织成员中的intellon 公司产品powerpacket , 传输速率可以达到14 mbit/s , 频带4. 3～20. 9 mhz ,84 个子载波,支持dqpsk ,dbpsk ,robo 调制。
2 在a tc 系统中采用ofdm 技术
城市轨道交通对列车速度控制提出很高的要求,要达到安全性、可靠性、适用性和经济性的目标,还要考虑到迅速、准确和价格合理等因素。这需要列车、沿线、车站、控制中心的人员和设备之间的组织协调。
a tc 系统主要由3 个子系统组成:列车自动保护(a tp) 系统、列车自动运行(a to) 系统、列车自动监控(a ts) 系统。与安全相关的a tp 是a tc 系统中的关键子系统。不同信号制式的a tp 子系统在性能、成本上有很大差异。如上海建成的轨道交通1 、2 、3 号线采用的轨道电路制式均不相同,选用的频率也不一致,使得不同线路列车不能跨线运行。此外,由于钢轨不是理想的信息传输通道,使信息容量、传输速率也受到了限制。
采用ofdm 调制技术实现电力线载波高速数据传输,为城市轨道交通信号系统(见图2) 提出了一种新思路。与其它电力通信方式不同的是,它利用给列车供电的接触网(直流1 500 v/ 750 v) 进行通信。
牵引供电回路由牵引变电所、馈电线、接触网、电力机车、钢轨与大地、回流线等构成。牵引变电所两侧的接触网电压相位不同相,分相绝缘。相邻牵引变电所间的接触网电压一般为同相的,其间除用分相绝缘器隔离外,还设置了分区亭。通过分区亭断路器(或负荷开关) 的操作,实行双边(或单边) 供电。接触网一般在线路中心上方,利用接触网上传输的信息可以检测列车占用线路状况。
接触网所连接的设备比城市配电网要少的多, 因而在进行电力线载波通信时常见的恶劣条件有所改善。其干扰源主要有: ① 牵引谐波。直流牵引电源是由工频50 hz 的电力网变压整流而得到,其谐波电流集中在300 hz 、600 hz 、1 200 hz 。② 车辆动力系统。如果直流电机采用斩波器方式,其工作电流(如上海地铁1 号线为500 hz) 也会产生谐波分量。③ 突发性信号。受电弓脱落、触网时发生短路瞬时放电现象会产生较强的脉冲,需要一定时间延迟来防护此类故障。通过采用信道冗余、ofdm 技术和编码技术可以进一步提高信息传输的可靠性、安全性和传输速率。
利用接触网进行电力线载波通信的研究已经在国外取得了一定成果。图3 是德国西门子公司面向城市轨道交通的电力线载波通信系统框图。
从图3 可以看出,a tp 车载单元与a tp 轨旁单元通过现场总线和电力线进行通信。每隔一定距离就有一个分区电力线单元spu 通过耦合单元cou 完成现场总线和电力线信号的转换。车载a tp 单元通过电力线上的信号。
面向城市轨道交通的电力线载波通信系统具有如下特点:
(1) 信息传输利用了现有的架空接触网线,不再采用轨道或轨间电缆形式;
(2) 信息传输在列车运行期间保持连续,传输速率大大高于采用数字轨道电路所达到的传输速率;
(3) 耦合单元是构成该系统的关键,通过定义现场总线、电力线和车载a tp 总线的信号接口和相互通信的协议,有利于实现系统的兼容;
(4) 降低建设成本。
1.10kv配网电力工程建设中存在的技术问题
10kv配网电力工程是当前电力企业建设的重点，虽然对于施工技术条件没有太多的要求，但是在建设过程中受到外力破坏等方面的影响，在技术上还是出现了不少问题，这些问题主要表现在以下几个方面：
1.1 外力破坏对施工技术的影响
在经济快速发展的要求下，10kv配网电力工程已经成为建设的重点内容，但是在10kv配网网络建设中主要是以架空线为主，采用单端接线的树枝状放射式，虽然新建10kv配网多采用环网供电，两种供电方式在技术上难以有效的衔接起来。此外，10kv配网有很多改造工程，在建设过程中规划不够科学，线路当中的临时接线比较多，导致线损超出了设计限额。总之，一些城市的在10kv配网建设中，专供电能力比较有限，加上经过的区域地形、建筑比较复杂，导致接线比较混乱，事故率比较高，严重影响了供电的可靠性。此外，在10kv配网建设中出线比较多，线路的负荷比较大，受到环境污染比较严重，一些地方甚至刚建成不久就出线了绝缘事故，严重影响到供电的安全性和稳定性。
1.2 施工方案与施工之间的差异性问题
施工现场有很多施工方案无法遇到的情况，这种情况下施工现场与施工技术方案之间可能存在一定的差异，这种差异会导致某些线路的位置被占用。比如说在设计的过场中，由于没有进行详细的设计勘察工作，导致在单体线路通道与实际规划情况不顾，导致线路不能达到设计通过的安全要求，如果进行变更，可能无法及时分析对配网的影响，导致出现串线、挤线等问题。再者，10kv配网通过的地区各种线路同时存在，线路的种类和数量比较复杂，在设计上难免会出现一些偏差，这些也会对施工造成很大的不变。由于设计方案与施工现场之间的偏差，施工过程中施工人员在不了解偏差的情况下，很容易出现管线位置偏移的问题，将会对10kv配网工程建设造成很大的影响。
1.3 中性点接地方式存在问题
在10kv配网当中一旦线缆被击穿，将会出现永久性故障，电网自己不可能自行恢复，这种情况如果不进行跳闸，电网产生的电弧热量会损坏绝缘，进而出现相间短路导致出现跳闸现象，造成整个配网出现故障停电现象。而在现在的10kv配网工程建设当中，中心变的消弧装置是在单相接地出现故障以后，再将不接地系统通过保护转变为中性点的直接地系统，这会导致接地电流短时间增加，在一定从程度上增加了相间短路形成的风险，而且会加速电缆绝缘的老化。一般来说一旦电网出现接地故障，产生的过电压将会与比日常电压高出数倍，由于弧光和铁磁谐振过电压使健全相的电压会升高4—7倍，一旦出现可能会损坏电缆、开关柜绝缘、变压器和热稳定。
2.10kv配网电力工程主要施工技术问题的对策
针对10kv配网电力工程主要施工技术问题，一方面施工人员要严格遵守技术准则，另一方面要采取针对性的解决措施，内体来说有以下几点：
2.1 严重遵守10kv配网电力工程技术准则
10kv配网电力工程建设中应该以城市道路为依托，在每一条主干道上留下一条以上的架空线走廊，还应该设置相应的电缆敷设装置。在设计的过程中一般采取多个开环运行的但环网或“t”型网，一般需要在2500kva对线路进行分段，并安装分段开关和线路联络开关。环网应以不同的变电站或同一变电站的不同母线作为电源点，相邻变电站10kv配网主干线要使用单环形网络，这样能够在发生故障以后在最短的时间内确定事地点，缩小停电的范围及时进行检修。在配网的安全性上，要求重要用户必须具备双电源，特别重要的用户还需要增设应急电源，如独立于电网之外的发电机组、蓄电池、干电池等等。
2.2 10kv配网电力工程主要施工技术建议
2.2.1 减少外力破坏对工程建设的影响
在10kv配网电力工程设计工作当中，设计人员应该认真做好前提的地形勘查和地下管线勘察工作，了解施工区域地形和地下管线的情况，包括改革中管线的走向的地下、地下情况，管线是否受到宽度和深度的限制，在此基础上集合10kv配网管线设计的基本要求确定最佳走向、线位和线距。掌握主干线或其它干线的架空走廊的预留情况，在此基础上充分了解各个供电区域的用户特点及设计需要，在功能设计上体现出方案的优势和特点。在施工之前，施工人员还要详细考察施工区域的地形情况，尤其是经过一些老城区的遇到管线比较复杂的情况，要详细了解各个线路的用处和功能，尽量减少出线的现象，降低10kv配网线损。在配网设备、设施的选择上，要选择高质量的产品，使用对具有一定抗腐蚀性的电缆，尽量减少环境污染对配网建设的影响。
2.2.2 科学合理的做好项目的规划设计工作
在10kv配网规划设计当中，应该在详细的勘测基础上进行规划设计，在规划设计的过程中要满足按线、按位施工的基本要求，具体来说要注意以下几个事项：首先，采用架空设计的要详细勘察城市架空走廊的使用和预留情况，同时详细了解市政各种管线的布线、使用情况，以及在今后一段时期的规划、改造和建设情况，保证架空走廊的高度、宽度满足10kv配网架空建设要求。在单项设计一般在外网规划设计基础上进行，严格遵守管网规划设计的要求，要尽量考虑施工需要，遇到特殊、复杂的情况可以与委托方和施工单位进行沟通，根究沟通的情况及时调整规划设计，减少规划设计与施工之间的偏差。单项设计完成以后在进行管线的综合设计，合理的布置与设计各种管线按数艟、管径、线距以及各种管井、化粪池、箱变、调压站等位置，并进行预先防线、摆放，为施工留下足够的空间，并不断调整和优化设计方案，以满足施工建设的需要。
2.2.3 做好配网设备配置的调整
在10kv配网工程建设当中，要充分考虑电压绝缘配合、继电保护和通讯干扰的要求，要借鉴其它工程建设中积累的经验，尤其是10kv配网中性点经电阻接地运行的经验。10kv配网用中性点经电阻接地方式.阻值为100n，单相接地时，这样一旦出现一旦线缆被击穿，可以及时停电保护，避免故障影响范围进一步扩大。由于生变压器为y/-n接线组别，在侧无中性点，可以利用z型接地变压器形成一个人为中性点，并在配网中加装接地电阻，这样能够有效的解决相间短路形成的风险问题，保证10kv配网运行的安全性和稳定性。同时，要科学的设计继电保护装置的位置，避免继电保护装置在发生短路的时候不能发挥保护作用的情况发生。
总之，10kv配网工程建设中的技术问题还比较多，要想解决这些问题应该从项目的规划设施入手，采取针对性的措施解决这些施工问题，只有这样才能提高工程建设质量，保障配网的安全运行，减少线路故障对电网安全和稳定性的不利影响。
摘 要： 无线电力传输是一种传输电力的新技术，它将电力通过电磁耦合、射频微波、激光等载体进行传输。这种技术解除了对于导线的依赖，从而得到更加方便和广阔的应用。本文就无线电力传输的发展历史和基本原理做了一些介绍，并对其未来可能的应用做了一些探讨。
关键词： 无线电力传输技术 电磁感应 射频 原理与应用前景
1.引言
自17世纪人类发现如何发电后就用金属电线来四处传输电力。时至今日，供电网、高压线已遍布全球的角角落落。在工作和生活中，越来越多的电器给我们带来极大便捷的同时，不知不觉各种“理不清”的电源线、数据线带来的困扰也与日俱增。不过，这些年的科技发展表明，在无线数据传输技术日益普及之时，科学家对无线电力传输（wireless power transmission，wpt）的研究也有了很大突破，从某种意义上来讲，无线电力传输也不再是幻想——在未来的生活中摆脱那些纷乱的电源线已成为可能。
2.无线电力传输的发展历史
19世纪末被誉为“迎来电力时代的天才”的名尼古拉·特斯拉（nikola tesla，1856—1943）在电气与无线电技术方面作出了突出贡献。他1881年发现了旋转磁场原理，并用于制造感应电动机；1888年发明多相交流传输及配电系统；1889—1890年制成赫兹振荡器；1891年发明高频变压器（特斯拉线圈），现仍广泛用于无线电、电视机及其他电子设备。他曾致力于研究无线传输信号及能量的可能性，并在1899年演示了不用导线采用高频电流的电动机，但由于效率低和对安全方面的担忧，无线电力传输的技术无突破性进展［1］。1901—1905年在纽约附近的长岛建造wardenclyffe塔，是一座复杂的电磁振荡器，设想它将能够把电力输送到世界上任何一个角落，特斯拉利用此塔实现地球与电离层共振。
2001年5月，法国国家科学研究中心的皮格努莱特，利用微波无线传输电能点亮40m外一个200w的灯泡。其后，2003年在岛上建造的10kw试验型微波输电装置，已开始以2.45ghz频率向接近1km的格朗巴桑村进行点对点无线供电。
2005年，香港城市大学电子工程学系教授许树源成功研制出“无线电池充电平台”，但其使用时仍然要将产品与充电器接触。
2006年10月，日本展出了无线电力传输系统。此系统输出端电力为7v、400ma，收发线圈间距为4mm时，输电效率最大为50%，用于手机快速充电。
2007年6月，美国麻省理工学院的物理学助理教授马林·索尔贾希克研究团队实现了在短距离内的无线电力传输。他们给一个直径60厘米的线圈通电，6英尺（约1.83米）之外连接在另一个线圈上的60瓦的灯泡被点亮了。这种马林称之为“witricity”技术的原理是“磁耦合共振”。
2008年9月，北美电力研讨会的论文显示，他们已经在美国内华达州的雷电实验室成功地将800w电力用无线的方式传输到5m远的距离。
2009年10月，日本奈良市针对充电式混合动力巴士进行了无线充电实验。供电线圈埋入充电台的混凝土中，汽车驶上充电台，将车载线圈对准供电线圈就能开始充电。
3.无线电力传输的基本原理
3.1电磁感应——短程传输
电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一，它显示了电、磁现象之间的相互联系与转化。电磁感应是电磁学中的基本原理，变压器就是利用电磁感应的基本原理进行工作的。利用电磁感应进行短程电力传输的基本原理如图1所示，发射线圈l1和接收线圈l2之间利用磁耦合来传递能量。若线圈l1中通已交变电流，该电流将在周围介质中形成一个交变磁场，线圈l2中产生的感应电势可供电给移动设备或者给电池充电。
3.2电磁耦合共振——中程传输
中程无线电力传输方式是以电磁波“射频”或者非辐射性谐振“磁耦合”等形式将电能进行传输。它基于电磁共振耦合原理，利用非辐射磁场实现电力高效传输。在电子学的理论中，当交变电流通过导体，导体的周围会形成交变的电磁场，称为电磁波。在电磁波的频率低于100khz时，电磁波就会被地表吸收，不能形成有效的传输，当电磁波频率高于100khz时，电磁波便可以在空气中传播，并且经大气层外缘的电离层反射，形成较远距离传输能力，人们把具有较远距离传输能力的高频电磁波称为射频（即：rf）。将电信息源（模拟或者数字）用高频电流进行调制（调幅或者调频），形成射频信号后，经过天线发射到空中；较远的距离将射频信号接收后需要进行反调制，再还原成电信息源，这一过程称为无线传输。中程传输是利用电磁波损失小的天线技术，并借助二极管、非接触ic卡、无线电子标签，等等，实现效率较高的无线电力传输。
具体来说，整个装置包含两个线圈，每一个线圈都是一个自振系统。其中一个是发射装置，与能量相连，它并不向外发射电磁波，而是利用振荡器产生高频振荡电流，通过发射线圈向外发射电磁波，在周围形成一个非辐射磁场，即将电能转化为磁场。当接收装置的固有频率与收到的电磁波频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，完成磁场到电能的转换，从而实现电能的高效传输。图2是一个典型的利用电磁共振来实现无线电力传输的系统方案。电磁波的频率越高其向空间辐射的能量就越大，传输效率就越高。
3.3微波/激光——远程传输
理论上讲，无线电波的波长越短，其定向性越好，弥散就越小。所以，可以利用微波或激光形式来实现电能的远程传输，这对于新能源的开发利用、解决未来能源短缺问题也有着重要意义。1968年，美国工程师彼得格拉提出了空间太阳能发电（space solar power，ssp）的概念。其构想是在地球外层空间建立太能能发电基地，通过微波将电能送回地球。
4.无线电力技术的应用前景
无线电力传输作为一种先进的技术一般应用于特殊的场合，具有广泛的应用前景。
4.1给一些难以架设线路或危险的地区供应电能
高山、森林、沙漠、海岛等地的台站经常遇到架设电力线路困难的问题，而工作在这些地方的边防哨所、无线电导航台、卫星监控站、天文观测点等需要生活和工作用电，无线输电可补充电力不足。此外，无线输电技术还可以给游牧等分散区村落无变压器供电和给用于开采放射性矿物、伐木的机器人供电。
4.2解决地面太阳能电站、水电站、风力电站、原子能电站的电能输送问题
我国的新疆、西藏、青海等地降雨量少、日照充足且存在大片荒芜土地，南方部分地区水力、风力资源丰富，这些地区有利于建造地面太阳能发电站或水电站、风力电站。可是，这些地区人烟稀少、地形复杂，在崇山峻岭之中难以架设线路，这时无线输电技术就有了用武之地。采用无线输电技术，还可以把核电站建在沙漠、荒岛等地。这样一方面便于埋葬核废料，另一方面当电站运行发生故障时也可以避免对周围动植物的大量伤害和耕地的污染。
4.3传送卫星太阳能电站的电能
所谓卫星太阳能电站，就是用运载火箭或航天飞机将太阳能电池板或太阳能聚光镜等材料发送到赤道上空35800km的地球静止同步轨道上。在太空的太阳光线没有地球大气层的影响，辐射能量十分稳定，是“取之不尽”的洁净能源。并且一年中有99%的时间是白天，其利用效率比地面上要高出6—15倍［3］。在那里利用太阳能电池板把阳光直接转变为电能，或者用太阳能聚光镜把阳光汇聚起来作为热源，像地面热电厂一样发电。这样产生的电能供给微波源或激光器，然后采用无线输电技术将大功率电磁射束发送至地面，接收到的微波能量经整流器后变成直流电，由变、配电设施供给用户。
4.4无接点充电插座
随着无线电力技术的发展，一些小型用电设备已经实现了无线供电。如：电动牙刷、“免电池”无线鼠标、无线供电“膜片”/“垫”等。无线供电“膜片”/“垫”是一种家用电器无线供电方式，用一片图书大小的柔软塑料膜片就可对家电进行无线供电，可为圣诞树上的led、装饰灯、鱼缸水中的灯泡、小型电机、手机、mp3、随身听、温度传感器、助听器、汽车零部件、甚至是植入式医疗器件等供电。
4.5给以微波发动机推进的交通运输工具供电
现在大部分交通运输工具燃烧石油产品，其发动机叫做柴油发动机、汽油发动机等。与此类比，以微波作为能源推进的发动机叫做微波发动机。微波是工作频率在0.3—300ghz的电磁波，不能直接用它来驱动电动机，因为要设计出在如此高的频率下工作的发动机非常困难。如果思路加以改变，把微波能量转变为直流电流的整流器，那么微波就可以直接作为交通工具的能源了。煤、石油、天然气的存储量有限，而日消耗量巨大，总有耗尽之日，到那时卫星太阳能电站可望成为能源供给的主干，通过无线输电技术就可以直接把微波能量输给交通运输工具。
4.6在月球和地球之间架起能量之桥
世界人口的不断增长和地球资源的日益耗尽，太阳系中其他星球的开发利用是人类一直以来的夙愿。月球是地球的天然卫星，其上资源丰富，地域辽阔，是首先要开发的星体。未来人类对月球的利用主要是移民和资源获取。月球的土壤里富含sio2，是制造太阳能电池的原料。如果先在月球上建立起工厂，然后把太阳能电站直接建在月球上，比起建在地球静止同步轨道上要容易些，借助于微波束或激光束把电能发送到地球。
5.结语
随着无线电力传输技术的不断发展与成熟，不但使人们未来的生活有望摆脱手机、相机、笔记本电脑等移动设备电源线的束缚，享受在机场、车站、酒店多种场所提供的无线电力，而且可用于一些特殊场合，如人体植入仪器如心脏起搏器等的输电问题、新能源（电动）汽车、低轨道军用卫星、太阳能卫星发电站等。在世界经济迅速发展的今天，节能和新的、可再生能源的开发是摆在能源工作者面前的首要问题。太阳能是取之不尽、用之不竭的干净能源。除核能、地热能和潮汐能之外，地球上的所有能源都来自太阳，建造卫星太阳能电站是解决人类能源危机的重要途径。要将相对地球静止的同步轨道上的电能输送的地面，无线输电技术将发挥至关重要的作用。从长远来看，该技术具有潜在的广泛应用前景。但是，每一种无线传输方式，都有一系列问题需要解决，如电能传输效率问题，电力公司如何收费和计费，能量传输所产生的电磁波是否对人体健康带来危害，等等。不管怎样，一旦这项技术能够普及，就会给人们的生活带来巨大的便利。
