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【关键词】继电保护;微机化;智能化;发展趋势
一、继电保护技术发展现状
电力系统的飞速发展对继电保护技术不断提出新的要求,电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力,我国的继电保护技术在60余年的时间里完成了发展的4个历史阶段。
建国后,我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造工业和继电保护技术队伍从无到有,在大约10年的时间里走过了先进国家半个世纪走过的道路。50年代,我国工程技术人员创造性的吸收、消化,掌握了国外先进的继电保护性能和运行技术,建成了一只具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍,对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。在60年代中期我国已建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系,这是机电式继电保护繁荣的年代,为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。
自50年代末,晶体管继电保护技术已开始研究,60年代中期到80年代中期是晶体管继电保护技术蓬勃发展和广泛应用的时代。尤其是天津大学与南京电力自动化设备厂合作研究的50KV晶体管方向高频闭锁距离保护,运行于葛洲坝500KV线路上,结束了500KV线路保护完全依靠从外国进口的历史。
我国从70年代末期即已开始了计算机继电保护技术的研究。华中理工大学、西安交通大学、天津大学、华北电力学院以及南京电力自动化研究院等都开始相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定,并在系统中获得应用,揭开了我国继电保护发展史上新的一页,为微机保护技术的推广开辟了道路。在主设备保护方面,东南大学和华中理工大学研制的发电机失磁保护、发电机保护和发电机变压器组保护也相继于1989年、1994年通过鉴定,投入运行。南京电力自动化研究院研制的微机线路保护装置也于1991年通过鉴定。天津大学与南京电力自动化设备厂合作研制的微机相电压补偿式方向高频保护、西安交通大学与许昌继电器厂合作研制的正序故障分量方向高频保护也相继于1993年和1996年通过鉴定。至此,不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色,为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。
随着微机保护装置的研究,在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。可以说,从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。
二、继电保护的未来发展
继电保护技术未来发展趋势是向计算机化,网络化,智能化,保护、控制、测量和数据通信一体化发展。
(一)计算机化
随着计算机硬件的迅猛发展,微机保护硬件也在不断地发展。原华北电力学院研制的微机线路保护硬件从8位单CPU结构的微机保护开始,不到五年时间就发展到多CPU结构,后又发展到总线不出模块的大模块结构,性能大大提高,得到了广泛应用。华中理工大学研制的微机保护也是从8位CPU开始,发展到工控机核心部分为基础的32位微机保护。
1988年,天津大学已开始研制以32位数字信号处理器为基础的保护、控制、测量一体化微机装置。因为32位微机芯片具有很高的集成度,很高的工作频率和计算速度,很大的寻址空间,丰富的指令系统和较多的输入输出口。CPU的寄存器、数据总线、地址总线都是32位的,具有存储管理功能、存储器保护功能和任务转换功能,并将高速缓存和浮点数部件都集成在CPU内。
电力系统对微机保护的要求除了保护的基本功能外,还要求具有大容量故障信息和数据的长期存放空间,快速的数据处理功能,强大的通信能力,与其它保护、控制装置和调动联网共享全系统数据、信息和网络资源的能力。在计算机保护发展的早期,曾试想过用一台小型计算机作为继电保护装置,但由于当时小型机体积大、成本高、可靠性差,这个设想是不现实的。现在,同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速度和存储容量都大大超过了当年的小型机,用成套工控机作为继电保护的时机已经成熟,这将是微机保护发展方向之一。
继电保护装置的微机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求,如何进一步提高继电保护的可靠性,如何取得更大的经济效益和社会效益,尚需进一步具体深入的研究。
(二)网络化
计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱,使人类生产和社会生活的面貌发生了根本变化。它深刻影响着各个工业领域,也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。到目前为止,除了差动保护和纵联保护外,继电保护的作用也只限于切除故障元件,缩小事故影响范围。这主要是由于缺乏强有力的数据通信手段。国外早已提出过系统保护的概念,这在当时主要指安全自动装置。因为继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围,还要保证全系统的安全稳定运行。这就要求每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息的数据,每个保护单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作,确保系统的安全稳定运行。显然,实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络连接起来,亦即实现微机保护装置的网络化。
对于一般的非系统保护,实现保护装置的计算机联网也有很大的好处。继电保护装置能够得到的系统故障信息越多,对故障性质、故障位置的判断和故障距离的检测越准确。对自适应保护原理的研究已经取得了一定的成果,但要真正实现保护对系统运行方式和故障状态的自适应,必须获得更多的系统运行和故障信息,只有实现保护的计算机网络化,才能做到这一点。
由上述可知,微机保护装置网络化可大大提高保护性能和可靠性,这是微机保护发展的必然趋势。
(三)保护、控制、测量、数据通信一体化
在实现继电保护的计算机化和网络化的条件下,保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机,是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据,也可将它获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或任一终端。因此,每个微机保护装置不但可完成继电保护功能,而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能,亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。
(四)智能化
近年来,人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用,在继电保护领域应用的研究也已开始。例如在输电线两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路,距离保护很难正确判断故障位置,从而造成误动或拒动。而如果用神经网络方法,经过大量故障样本的训练,只要样本集中充分考虑了各种情况,则在发生任何故障时都可正确判别。其它如遗传算法、进化规划等也都有其独特的求解复杂问题的能力。可以预见,人工智能技术在继电保护领域必会得到应用,以解决用常规方法难以解决的问题。
三、结束语
建国以来,我国电力系统继电保护技术经历了4个时代。随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步,继电保护技术面临着进一步发展的趋势,这又对国内外继电保护技术发展的研究提出了新的要求。
参考文献:
[1]He Jiali,Luo Shanshan, Wang Gang.Implementation of a Digital Distributed Bus Protection.IEEE Transactions on Power Delivery,1997,12(4).
[2]杨奇逊.微型机继电保护基础[M].北京:水利电力出版社,1988.
关键词:有线电视网络对策
有线电视从最初的居民楼闭路电视及后来的小区有线电视互联,发展到如今的整个区域有线电视网络的互联。尽管我国有线电视网络规模居世界首位,但随着现代科技的发展,新技术的不断出现,其广播式的单向传输方式已经不能满足现实的需求,如果我们现在不加紧对现有的单向网络进行改造升级,那么在不久的将来,我们就有可能被淘汰出局。
一、我国有线电视发展状况
我国有线电视网已成为世界第一大网络。目前,我国有近300万公里有线电视用户网络(其中光缆约60万公里),全国有线电视用户已达1.2亿户,电视机数量和电视用户数量均占个球总数的近1/3,已成为世界广播影视大国,同时,我国有线电视网络已经成为世界上规模最大的用户网。
有线电视产业化的市场条件和基础条件已经具备。我国居民文化消费持续增长,有线电视用户规模不断扩大。通过网络整合,可将用户资源转化为巨大的市场和经济资源,直接拉动上下游相关产业。正向数字化、网络化迈进的全国有线电视网是国家信息化三大基础网络之一,全国有线电视大规模产业化运作和“全程全网”管理的基础条件已经具备。
二、有线电视网络存在的问题
我国有线电视行业是从上世纪80年代末期,由共用天线系统发展、演变而形成的。有线电视行业由于HFC及相关技术而逐渐向综合信息(多媒体)运营商的方向发展。由于起步较晚,还存在诸多问题。
(一)网络技术对有线电视发展带来冲击
随着数字、网络等高新技术的日新月异,因特网等新型媒体的异军突起,网络电视、移动电视、手机电视等不断涌现,与传统模拟的广播电视争夺用户日趋激烈,传统广播电视的地位、作用和影响力已经受到影响。给有线电视业和传统电信业以巨大的冲击,有线电视如何面对因特网与日俱增的冲击波?与此同时,卫星直播业务具有数字技术和服务价格的优势,直接从有线电视公司手中抢走用户,因而有线电视的发展面临着巨大的挑战。
(二)有限数字电视推广道路坎坷
中国政府已提出2015年将关闭模拟电视,全部实现电视数字化,这意味着数字电视领域面临着一个高速发展的机遇,但是其在中国的推广却十分不顺利,数字电视用户增长十分缓慢。虽然2004年出现的佛山模式、杭州模式、青岛模式等都有可取之处,但是这些模式都有着独特的资源和背景,难以在全中国模仿和推广。如何将有线数字电视业务推向市场,是目前阻碍数字电视发展的主要因素。一方面,国内数字电视发展过程中,由于产业缺乏沟通,特别是缺乏与最终用户间的沟通,造成“内热外冷”,用户参与度不高,市场发展缓慢。另一方面,国内数字电视发展过程中缺乏竞争,特别是在运营层面。没有了竞争,容易使成本急剧上升,同时缺少刺激市场发展的有效手段。当前,我国有线数字电视发展中存在的主要困境包括政策不明确、技术标准不统一、经营管理体制不健全、资金压力巨大等等。因而,在人们感叹数字电视给人们生活带来变化的同时,又不得不怀疑其是否能真正走进寻常百姓家。
(三)农村有线电视发展滞后
有线电视在农村发展前景好,市场潜力大,且因其节目套数多、信号清晰稳定而备受群众欢迎,这是加快农村有线电视发展的有利时机,但由于农村的情况复杂致使农村有线电视发展滞后,具体表现在:发展意识不强,一些乡镇站苦于资金拮据而无力发展,一些站缺乏发展意识、阵地意识,没有把有线电视延伸到其它居住集中的中心村、中心组,造成了广大群众看不到有线电视节目;技术上的落后,使得农村与市、县主干网联网后不能对接,信号受阻,不得不二次投资,重新改造网络;管理上不规范,没有严把规划设计及技术标准关,网络建设技术含量低,电视信号传输达不到规定标准。在用户管理方面,很多乡镇站没有建立用户档案,造成收费及维修的不便。原材料管理混乱,没有出入库手续登记,且存在劣质产品,材料浪费、流失严重;人才结构失调,表现在年龄老化、知识老化,大多过去是从事广播工作的,对电视技术知之甚少,加之观念守旧,不能很好适应形势发展的需要。
三、有线电视网络存在问题的解决对策
针对有线电视存在的问题,我们应认真研究对策,在解决问题的过程中更好地发展我们的有线电视事业。
(一)采用个新的方式建造新的系统
在今天,完全新建一个系统可以有多种选择。在HFC网络中,有不同的拓扑结构,每种各有其优点和不足。在前端,我们所能进行的选择是有限的,设备的性能对于网络信号的质量起着决定性作用。信号一旦从前端送出后,只可能变坏,而不会变得更好。建立前端时要为以后业务的扩展预留出足够的空间。RF输出指标要达到最高,高的C/N,高的信号稳定度,低的线性和非线性失真。这些对于模拟信号和数字信号都同样重要,对数字信号,平均误码率(MER)和EVM的数值比起失真来是更重要的参数。混合好的Kr信号必须要进行放大,因为它要供给多台光发射机。要避免信号在前端发生劣化,前端放大器应该是低噪声的并且失真要很小。例如,一个节点的C/N值如应达到52dB的话,前端的RF信号至少要62dB。
对一个基本的870MHz的HFC系统,一个节点带500个用户,最多使用4个有源器件串接,这种设计已被证明在经济效益上是合理的。正向带宽已足以满足需要,特别是采用数字技术后可以把多个频道压缩到一个模拟频道中。对反向通道,为高速数据和电话业务分配适当的比例(数据10%,电话20%),其带宽也可满足需要。网络应该有如下的基本特性,每个光节点一台专用光发射机,每个节点应有一台主用和一台备用的光接收机、光发射机和供电电源,4级RF输出而且每个反向RF口能够转换(这样可以使反向能力变为4倍);同轴电缆部分采用微型干放、微型桥接和线路延长放大器;高质量的同轴电缆和接头;当开通电话业务时要采用集中供电并有1到2个小时的后备电池以及可发电长达8个小时的柴油发电机;要增加竞争力,服务质量和可靠性是基础。要保证好的服务质量和高可靠性,自动备份和维护预防是关键。
(二)做好计划确保网络成功升级
做出是否升级的决定最终取决于计划提供何种业务,以及用户的数量、他们的爱好和支付能力。做计划必须要先确定好目标,必须确定所要传送业务的数量和种类以及它们的质量要求。要问一下自己:从现在起5年内,对网络的预期会是怎么样?网络的升级怎样能适应未来的这种预期?细化这些问题应该从如下方面进行考虑:
系统是要新建,还是改造升级?系统现有的结构如何;现有的网有多少还可以使用?电缆,连接器,分支分配器已使用了多久;现在需要多少带宽;系统所带的用户有多少;每公里要带多少用户;当前的线路是走地下还是架空;在未来的3到5年需要多少带宽;现在以及未来的3到5年节目量会有多少;有线电话是否被允许,使用的用户会有多少;通过有线网传数据能否实现,使用的用户会有多少?是否还计划利用HFC。
(三)加快农村有线电视发展步伐
针对山区农村有线电视发展存在的突出问题,要促进山区农村有线电视的快速发展,理顺管理体制,引入激励机制,全面调动起从业人员的积极性、主动性,改变过去懒散拖沓的工作作风,强化爱岗敬业、争创一流的工作理念;加快人才培养,构筑人才高地,人才对于广播电视事业的生存、发展、繁荣显得尤为重要;强化管理,推动各项工作的制度化、规范化,首要的一点是要建章立制;树立优质服务意识,加快用户入网步伐,在竞争日趋激烈的现实面前,只有牢固地树立优质服务意识,才能加快入户步伐,搞活产业经营。
参考文献:
[1]潘承双,当前农村有线电视存在的问题及对策[J],中国有线电视,2006,(12).
[2]罗轶,杨亚玲,试论我国有线电视网络的产业化[J],西部广播电视,2007,(08).
[3]吴春雷,从北美经验看有线电视网络运营[J],视听界(广播电视技术),2007,(01).
关键词:城市发展;电力建设;环保;节能
中图分类号:F407.61 文献标识码:A 文章编号:
随着我国经济的发展,城市化进程逐步加快,其中电力建设所起到的作用是有目共睹的,大力发展电力建设也是促进整个城市发展的重要措施之一。经济发展,电力先行,这句话明确的指出了城市发展与电力建设之间的关系,因此要大力发展电力事业,为城市建设提供优质的服务,努力提高城市的建设水平。
一、火电厂对城市环境的危害
1、降低能见度
火电厂排放的气体含有大量颗粒物,会降低能见度。有大量的研究表明,能见度的降低与气溶胶颗粒有着密切的关系。能见度降低的最主要因素是光的散射,大小与可见光波长相近的颗粒对光的散射影响较明显,能够造成60-95%的能见度减弱,通常认为散射效应主要与PM2.5有关。
2、改变辐射平衡
火电厂排放的颗粒物里的气溶胶颗粒能够直接阻挡太阳光照射到达地面,使高空温度增加,降低地面温度。特别是直径在0.1-5μm之间的颗粒,通过对地表辐射与太阳光的吸收与散射在大气能量平衡中起着重要作用。如果PM10浓度达到100μg/m3时,可以减少到达地面的紫外线75%。气溶胶颗粒同时也可以间接的影响辐射的平衡,气溶胶为云的形成及发展提供了冰核和云凝结核,通过影响云量和云的辐射特征间接的产生辐射强迫,就目前全球范围来说,其作用是负效应,而且不确定性大。
3、容易导致酸雨
降水对颗粒物的冲刷作用和其作为水汽凝结核的作用都可以使得颗粒物进入到云水中或降水中。当进入云水或降水体系后,颗粒物的各种化学成分会发生一系列的复杂变化,并决定和影响着降水和云水的污染性质。其中的一个重要方面就是它对酸的缓冲能力和它的酸碱性质。
4、危害周边群众身体健康
燃煤发电厂所排放的可吸入颗粒物中,富集着大量的有毒金属(Cd、As、Cr、Se、Hg、Ni、Sn等)、酸性化合物和有害有机物(PCBs、PHAs等),并且细颗粒物上还粘附着病毒与细菌。火电厂排放的二氧化氮易溶于水,95%能被上呼吸道粘膜和鼻腔吸收,可以粘附在可吸入颗粒物上进入细支气管和肺泡。
二、进行环保改造,实现火电厂节能减排
1、电厂脱硫、脱硝等环保改造
目前脱硫方法可划分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后烟气脱硫等,烟气脱硫是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方式,是火力发电厂控制酸雨和二氧化硫污染的主要技术手段。
新建燃煤机组要同步建设脱硫脱硝设施,未安装脱硫设施的现役燃煤机组要加快淘汰或建设脱硫设施,烟气脱硫设施要按照规定取消烟气旁路。加快燃煤机组低氮燃烧技术改造和烟气脱硝设施建设,单机容量30万千瓦以上(含)的燃煤机组要全部加装脱硝设施。相关部门也将加强对脱硫脱硝设施运行的监管,对不能稳定达标排放的,将要限期改造。脱硫、脱硝改造仍是“十三五”期间的环保重点。
2、对节能减排的建议
(1)提升企业管理水平,任何设备的运行,技术的运用,都离不开人,因此这项工作必须以科学有力的管理手段作为保障。
(2)通过对生产设备的技术改造升级,降低它的用电率,例如电厂生产中产生的中水泥浆,是碱性的,原来只能作为固体废物处理,不仅严重污染环境,同时也增加运输的成本,可以采用新技术,把中水泥浆在脱硫系统中再利用,达到以污治污、变废为宝、减少污染、减少脱硫石灰石用量的目的。
三、建设绿色环保节能电网
城市的高速发展带动电力负荷强劲增长,导致电力建设与城市发展土地资源矛盾日趋严重;同时,降低电网损耗已作为反映社会和企业经济效益的关键指标。节约土地资源、处理好与周围环境的关系,也是理顺城市总体规划和电力建设规划之间关系的有效途径之一,本来架空线路随路网建设,能够在一定程度上减少对土地资源的利用,避免对城市用地造成割裂,但日积月累“蜘蛛网”式的架空线同样有可能成为电力建设中的短板。因此采用电缆埋地方式较优,为了避免道路反复开挖,为电缆运行创造比较好的条件,譬如在道路建设的同时,应当同步完成电缆管廊的建设,将节能、环保、高效、和谐等理念全面落实到电力的规划、设计、施工、运营等各个环节,实现效率最大化、资源节约化、环境友好化、与社会协调发展的电力。在城市规划阶段同步开展电力建设规划,确保电力建设规划与城市规划相协调,按照城市饱和规划,在变电站布点、线路走廊在规划阶段进行统筹优化,实现资源的优化配置和高效利用。在设计方面,变电站设计将注重保护周边自然环境,在建筑艺术和风格的处理上将尽可能与周边建筑一致,同时将注重对居民住宅等建筑物和绿化的隔音等作用进行优化,使电力设备设施与周围环境和谐相处。在设备选型方面,优先考虑选用占地面积小、维护少、噪声及电磁干扰水平低的电气设备,同时推广应用节能减排技术和设备,采用环保节能材料。在建设方面,由政府统筹城市政道路建设时同步建设电力管廊,避免了城市道路重复开挖,也大大降低了工程投资。
四、结语
当前,我国的城市化发展面临良好形势和巨大机遇。各大城市的发展进入快车道,对电力供应和保障提出了更高要求,也为电力发展开辟了广阔空间。要加大节能、环保电源的建设,加快绿色环保节能电网建设。强化内部管理,细化工作措施,推动电力事业发展。要加强监督检查,定期对电力发展各项工作和项目建设进行督查督办,推进工作落实;要加强工作协调,及时反映存在的问题,建立健全工作机制,定期研究解决城市发展与电力建设中的矛盾和问题,确保城市发展与电力建设同步、统一、协调、科学。
参考文献
[1]胡斌.电力系统的优化分析[D].长沙:中南大学,2008.
1957年9月27日,凯悦管理的第一家酒店在美国洛杉矶市开业。
1969年,进入香港。
1986年,进入天津。
1989年,进入西安。
1994年,为了寻找更多的发展机会,凯悦饭店集团在扩张方式上推陈出新,同时也出现多元化经营,进入了一些风险较大的行业,其中包括特许经营、分时销售、独立的高尔夫球场的管理和赌博业等
1999年,上海金茂大厦的金茂君悦酒店开业。
2001年8月28日,上海金茂凯悦酒店更名为金茂君悦。是年营业额4、33亿人民币,业主的利润为1920万美金。
量子信息科技经过近30年的发展,从前沿基础研究、应用基础研究到应用研究,已经进入到一个深化发展、快速突破的历史阶段,需要量子光学、原子分子物理、量子电子学等多学科的密切交叉,需要光电技术、材料工艺、空间技术、工程技术等关键技术的突破与集成。以往单一学科的国家重点实验室模式已不能很好解决量子信息这一交叉学科发展所面临的一系列问题。而国家实验室的定位面向国家重大需求,以学科交叉与融合为特色,非常适合于量子信息这样迫切需要高质量协同创新的研究领域。
我曾对美国一些著名的研究机构进行一些调研。美国大型研究机构大致上可分为两类。一类是建立在大科学装置的基础上,大体上有两种运行模式。一种为专注于某一学科方向的,比如费米实验室专门从事高能物理研究。这类似于我国的正负电子对撞机国家实验室等;另一种则将大科学装置作为开放的大型研究平台,应用于信息科学、能源科学、材料科学等多个学科的前沿研究,比如劳伦兹伯克利国家实验室。在这点上,前不久在国家发改委的支持下,集中了国家同步辐射实验室、超导托卡马克、强磁场等大科学装置所成立的中国科学院合肥大科学中心具有类似的功能与定位。第二类是以某一学科方向作为研究主线,并将其中发展起来的关键技术应用于多个交叉领域。比如美国国家标准与技术研究院(NIST),在其先进的测量技术基础上,在物理、化学、材料、工程和信息科学方面源源不断地产生对人类具有重要影响的发现。在过去10余年间,NIST在量子调控和量子信息领域产生了5位诺贝尔物理学奖获得者,他们为人类带来了超冷原子、原子钟、光梳等革命性新技术。
可以看出,国家实验室是需要面向重点学科开展高质量协同创新,在定位和功能上类似于NIST,因此NIST的经验尤其值得我们参考和学习。NIST首先得到国家高强度和稳定的支持,每年运行经费将近9亿美元。在运行机制上,NIST既是一个相对独立的机构,同时又与很多大学和企业保持密切和广泛协同,每年面向全美国的合作研究人员超过1600人。这点上,目前我国的国家实验室在筹建阶段与之相比还有较大差距,在政策环境和运行管理机制等方面还需要进一步优化。
除了科技部支持外,我国其他科教主管部门在近年来也已对促进高质量协同创新进行了一些初步探索。比如,在教育部和中科院支持下,以微尺度国家实验室量子信息研究团队为核心组建了量子信息领域协同中心,初步整合了全国的优势研究力量。