時(shí)間:2022-10-15 02:47:21
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在電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的傳統(tǒng)模式教學(xué)中,知識(shí)傳授與技能訓(xùn)練之間存在著一定的間隔,沒(méi)有能夠?qū)⑵渚o密結(jié)合起來(lái),導(dǎo)致學(xué)生知識(shí)與技能素質(zhì)未能得到協(xié)調(diào)發(fā)展。為了培養(yǎng)高素質(zhì)的實(shí)用型技術(shù)人才,在電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)教學(xué)中,開(kāi)展一體化技能訓(xùn)練是突破上述困境的有效途徑,其立足于教學(xué)大綱,著眼于提升學(xué)生實(shí)踐技能,緊扣行業(yè)崗位技能標(biāo)準(zhǔn)與技能鑒定標(biāo)準(zhǔn),對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分層分塊整合,引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)中做、做中學(xué),提升綜合能力。這一教學(xué)模式不僅體現(xiàn)了學(xué)生知識(shí)與能力的綜合發(fā)展,而且與行業(yè)發(fā)展、人才需求結(jié)合更為緊密,有助于中職教育與社會(huì)發(fā)展的“無(wú)縫對(duì)接”。
2.一體化技能訓(xùn)練模式的設(shè)計(jì)理念
開(kāi)展電子應(yīng)用專業(yè)技能訓(xùn)練一體化模式的研究,首先要對(duì)本專業(yè)未來(lái)就業(yè)行業(yè)、領(lǐng)域的人才需求進(jìn)行充分調(diào)研,了解電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)崗位的任務(wù)、技能要求以及所需掌握的知識(shí)等方面狀況,將其細(xì)分為電子整機(jī)裝配、維修電工以及家電維修等不同的培養(yǎng)方向。其次要對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合,設(shè)置為基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能、專項(xiàng)技能以及綜合技能等三個(gè)方面,每一個(gè)方面都設(shè)置相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)要求,編寫(xiě)教學(xué)計(jì)劃與方案,組織開(kāi)展教學(xué)訓(xùn)練活動(dòng)。另外,還要對(duì)學(xué)生的知識(shí)點(diǎn)掌握以及技能訓(xùn)練要求等方面進(jìn)行評(píng)估,對(duì)教學(xué)成效開(kāi)展檢驗(yàn)。
3.一體化技能訓(xùn)練模式的實(shí)施要點(diǎn)
在電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)一體化技能訓(xùn)練模式的運(yùn)用中,教師要注重理念創(chuàng)新與過(guò)程優(yōu)化,緊扣實(shí)施要點(diǎn)開(kāi)展教學(xué)工作,重點(diǎn)要抓住“四個(gè)三”。首先,教師在教學(xué)中要對(duì)電子技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的培養(yǎng)方向進(jìn)行三個(gè)方面的細(xì)化,依據(jù)實(shí)際情況調(diào)整為電子整機(jī)裝配、維修電工以及家電維修等三個(gè)不同側(cè)重點(diǎn)的方向。其次,要對(duì)不同方向培養(yǎng)內(nèi)容進(jìn)行三個(gè)版塊的劃分,即:基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能版塊、專項(xiàng)技能版塊、綜合技能版塊。第三,要將一體化訓(xùn)練內(nèi)容劃分為三個(gè)不同的要求與層級(jí),最基礎(chǔ)的要求為掌握基本知識(shí)與基本技能,獲得畢業(yè)的資格,第二個(gè)層面的要求為專業(yè)技能獲得認(rèn)可,取得專業(yè)技能證書(shū),第三個(gè)層面的要求為培養(yǎng)專業(yè)崗位職業(yè)能力,獲得職業(yè)資格證書(shū)。另外,教師在這一模式的運(yùn)用中,要緊扣住“項(xiàng)目引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、互動(dòng)反饋”這三個(gè)基本環(huán)節(jié),這也是整個(gè)教學(xué)訓(xùn)練過(guò)程中最為重要的環(huán)節(jié)。項(xiàng)目引導(dǎo)是將技能訓(xùn)練的項(xiàng)目貫穿于整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的全過(guò)程,以項(xiàng)目訓(xùn)練為載體開(kāi)展教學(xué)訓(xùn)練。任務(wù)驅(qū)動(dòng)是指教學(xué)中依據(jù)項(xiàng)目要求,將知識(shí)點(diǎn)掌握以及技能訓(xùn)練的目標(biāo)要求細(xì)化為一個(gè)個(gè)具體的任務(wù),將這樣的學(xué)習(xí)任務(wù)交給學(xué)生自己去完成,依靠自己的努力以及相互的合作去突破學(xué)習(xí)難點(diǎn)?;?dòng)反饋是指在整個(gè)教學(xué)訓(xùn)練過(guò)程中,教師指導(dǎo)學(xué)生自主完成學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù),同時(shí)給予必要的指導(dǎo)與輔導(dǎo),尤其是思維方式方面的點(diǎn)撥顯得較為重要,并及時(shí)搜集學(xué)生在自主學(xué)習(xí)訓(xùn)練中的各類信息進(jìn)行分析評(píng)估,從而增強(qiáng)教學(xué)活動(dòng)的針對(duì)性與實(shí)效性。以“直流穩(wěn)壓電源的制作與調(diào)試”教學(xué)為例,筆者將教學(xué)訓(xùn)練項(xiàng)目設(shè)置為8個(gè)方面的學(xué)習(xí)任務(wù):識(shí)讀直流穩(wěn)壓電源電路的工作原理、選擇元器件并對(duì)其性能進(jìn)行測(cè)試、依照電路圖裝配電路、分析直流穩(wěn)壓電路的工作過(guò)程與原理、電路的測(cè)試、裝配制作直流穩(wěn)壓電路板、測(cè)試調(diào)試電路板、制作電路板的實(shí)際應(yīng)用。整個(gè)教學(xué)訓(xùn)練的難點(diǎn)要點(diǎn)也在這一組學(xué)習(xí)任務(wù)中有效體現(xiàn)出來(lái),筆者在課堂上向?qū)W生揭示出來(lái),要求學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立思考與相互協(xié)作,以全面完成目標(biāo)任務(wù)。學(xué)生在不同學(xué)習(xí)任務(wù)的項(xiàng)目訓(xùn)練中,依據(jù)自己的獨(dú)立思考、想和合作,能夠得到全方位的提高。在“識(shí)讀直流穩(wěn)壓電源電路的工作原理”任務(wù)中,學(xué)生對(duì)電路圖原理的分析能力能夠得到培養(yǎng);在“選擇元器件并對(duì)其性能進(jìn)行測(cè)試”任務(wù)中,學(xué)生對(duì)電子元器件的識(shí)別與檢測(cè)能力得到了有效訓(xùn)練;在“依照電路圖裝配電路”任務(wù)中,學(xué)生的焊接技術(shù)及其電路安裝工藝等方面得到了訓(xùn)練與培養(yǎng);在“分析直流穩(wěn)壓電路的工作過(guò)程與原理”任務(wù)中,學(xué)生對(duì)電子電路圖識(shí)讀能力有了明顯提高;在“電路的測(cè)試”任務(wù)中,學(xué)生能夠提高電路檢測(cè)與分析的能力,熟練掌握各類電子儀表的運(yùn)用;在“測(cè)試調(diào)試電路板”的任務(wù)中,學(xué)生調(diào)試與排除電路故障能力以及綜合處理能力得到了有效培養(yǎng);在“制作電路板的實(shí)際應(yīng)用”任務(wù)中,學(xué)生學(xué)以致用和改革創(chuàng)新的能力能夠得到有效培養(yǎng)。
4.一體化技能訓(xùn)練模式的顯著優(yōu)勢(shì)
通過(guò)教學(xué)使學(xué)生對(duì)基本工具、儀器儀表的性能、原理和作用搞清楚,使用方法要正確要熟練。并且對(duì)有的工具、儀器儀表的配套使用也都要熟練的掌握。基本工具、儀器儀表的使用是對(duì)電器問(wèn)題處理的重要手段,特別是現(xiàn)在電子技術(shù)發(fā)展很快,對(duì)電器問(wèn)題的處理離開(kāi)了必要的工具和儀器儀表是寸步難行。因此。在電子專業(yè)的教學(xué)中要注意做好對(duì)基本工具、儀器儀表的使用的教學(xué)。
在教學(xué)中首先從基礎(chǔ)抓起,形成一個(gè)由簡(jiǎn)單到復(fù)雜,由低級(jí)到高級(jí)的教學(xué)過(guò)程。比如萬(wàn)用表的使用。在教學(xué)中應(yīng)從萬(wàn)用表的各功能的基本原理,萬(wàn)用表各功能的正確使用,萬(wàn)用表的維護(hù)及性能的檢查,萬(wàn)用表的簡(jiǎn)單故障的排除等幾個(gè)方面出發(fā),形成一個(gè)完整的教學(xué)過(guò)程,使學(xué)生真正掌握萬(wàn)用表這一常用儀表。除此之處還有信號(hào)發(fā)生器、示波器等儀器在教學(xué)中也要做到有的放矢。要使學(xué)生真正的掌握基本工具、儀器儀表的使用,還要從練的經(jīng)常性抓起。實(shí)踐是鞏固知識(shí)、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提高能力的重要環(huán)節(jié)。在練的過(guò)程中盡可能做到正確規(guī)范、準(zhǔn)確完善和成功;在練的過(guò)程中要結(jié)合問(wèn)題的分析來(lái)提高學(xué)生的觀察能力、綜合分析能力和邏輯思維能力。再次,認(rèn)真進(jìn)行考核考查。我認(rèn)為考核考查是技能提高的動(dòng)力,要經(jīng)常記載學(xué)生實(shí)訓(xùn)情況,使學(xué)生人人過(guò)關(guān)。最后,在教學(xué)中還要積極輔導(dǎo)學(xué)生對(duì)一些簡(jiǎn)單的工具和一些簡(jiǎn)單測(cè)試儀器的制作。這樣做無(wú)論是提高學(xué)生的技能還是對(duì)工具、儀器設(shè)備性能的掌握都有好處。
2維修技能在教學(xué)上的體會(huì)
電器維修是電子技術(shù)專業(yè)教學(xué)的重要環(huán)節(jié),是學(xué)生最關(guān)心的直接活動(dòng)。在教學(xué)的這一環(huán)節(jié)中我認(rèn)為主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是電器維修方法;二是具體機(jī)型的具體故障的排除。前者表現(xiàn)出維修過(guò)程中的“共性”,后者表現(xiàn)出維修過(guò)程中的“個(gè)性”。在這“兩性”方面就形成電器維修的整體過(guò)程。這整體過(guò)程好壞也就形成維修技能的高低。我認(rèn)為在維修的全過(guò)程中“維修方法”在整個(gè)過(guò)程中應(yīng)起到主導(dǎo)作用。
因此,在教學(xué)中“維修方法”應(yīng)成為維修技能教學(xué)的重要突破口。那么。以什么形式表現(xiàn)出來(lái)呢?我認(rèn)為,通過(guò)教學(xué)應(yīng)使學(xué)生充分明確檢查故障的方法和基本原則,懂得每一種故障檢查方法的基本內(nèi)容和基本原理,弄清楚所用檢查方法發(fā)現(xiàn)出的量的變化,信號(hào)波形的變化以及聲的變化和圖象的變化是屬于哪種具體故障。通過(guò)教學(xué)還要使學(xué)生清楚地懂得某種檢修方法在不同的機(jī)型、不同故障中的不同作用。以起到舉一反三的效果。
1、培養(yǎng)方向及定位不明確。目前整體高職院校的電子商務(wù)人才培養(yǎng)仍是一個(gè)簡(jiǎn)化版本科的培養(yǎng)模式,涉及面廣、綜合性強(qiáng),什么都學(xué),但學(xué)不精,不實(shí)用,沒(méi)有針對(duì)性的細(xì)分和定位。怎么樣按市場(chǎng)需求來(lái)具體定位培養(yǎng)方向、目標(biāo)、人才培養(yǎng)模式和方案,怎樣結(jié)合實(shí)戰(zhàn)來(lái)實(shí)施,相關(guān)研究非常缺乏。導(dǎo)致學(xué)生畢業(yè)后對(duì)于電子商務(wù)行業(yè)難有明確的職業(yè)方向。
2、高職院校的電子商務(wù)專業(yè)師資力量薄弱,實(shí)踐環(huán)節(jié)缺乏。電子商務(wù)專業(yè)的教師大部分是從計(jì)算機(jī)或經(jīng)管類專業(yè)畢業(yè)的研究生,本身動(dòng)手能力和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)都比較匱乏,難以有效的指導(dǎo)學(xué)生。目前,各大院校的實(shí)踐教學(xué)方式主要有兩種,一是校內(nèi)建立軟件仿真實(shí)訓(xùn)室,通過(guò)電商教學(xué)軟件模擬實(shí)戰(zhàn)操作。而現(xiàn)實(shí)中電子商務(wù)運(yùn)營(yíng)環(huán)境相比模擬環(huán)境而言,復(fù)雜多變,且電子商務(wù)技術(shù)發(fā)展非???,模擬軟件如不能及時(shí)更新升級(jí),將很快與實(shí)際電商操作環(huán)境產(chǎn)生很大差距。二是校外企業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn),通過(guò)校企合作,聯(lián)合電子商務(wù)行業(yè)企業(yè)建立校外實(shí)訓(xùn)基地,讓學(xué)生實(shí)戰(zhàn)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)。但是,目前專門(mén)從事電子商務(wù)業(yè)務(wù)的企業(yè)并不多,人員需求也較有限,主要為小微企業(yè),學(xué)校建設(shè)校外實(shí)習(xí)基地也有一定的難度。對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō),還存在著眼高手低的現(xiàn)象,難以踏實(shí)地完成實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)任務(wù);對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō),由于成本、項(xiàng)目進(jìn)度、實(shí)習(xí)的周期性和管理等原因,他們也不大愿意接收大量的實(shí)習(xí)生。
3、專業(yè)課程體系設(shè)置不合理。很多學(xué)校所開(kāi)設(shè)的專業(yè)課程中,過(guò)于側(cè)重計(jì)算機(jī)技術(shù)類課程,商務(wù)類課程偏少。另外由于電子商務(wù)的迅速發(fā)展,完善的電子商務(wù)理論知識(shí)體系尚未形成,系統(tǒng)性不強(qiáng),實(shí)戰(zhàn)技巧知識(shí)多但較碎片化,并在實(shí)踐中不斷快速更新,這也導(dǎo)致課程體系經(jīng)常落后于電商行業(yè)發(fā)展的需求。由于缺乏對(duì)電子商務(wù)實(shí)際應(yīng)用的理解和相關(guān)行業(yè)發(fā)展數(shù)據(jù),高校人才培養(yǎng)與電商企業(yè)需求嚴(yán)重脫節(jié),直接導(dǎo)致電子商務(wù)專業(yè)課程設(shè)置不合理,隨意性較強(qiáng)。
二、基于高職院校角度改進(jìn)高職院校電子商務(wù)專業(yè)高技能人才培養(yǎng)
1.結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)明確專業(yè)定位和培養(yǎng)目標(biāo)市電子商務(wù)高技能人才的培養(yǎng)一定要立足經(jīng)濟(jì),來(lái)確定高職電子商務(wù)專業(yè)教育的辦學(xué)方向和規(guī)模,圍繞產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及其趨勢(shì)來(lái)設(shè)置和調(diào)整專業(yè)。電子商務(wù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的確立應(yīng)立足于城市圈,結(jié)合相關(guān)行業(yè)、企業(yè)和社會(huì)需求,從實(shí)地調(diào)研結(jié)果出發(fā),培養(yǎng)企業(yè)電子商務(wù)運(yùn)營(yíng)、網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷(xiāo)、網(wǎng)絡(luò)推廣的高端技能型人才,確立高職院校的培養(yǎng)方向和就業(yè)定位,從而構(gòu)建針對(duì)性強(qiáng)的電子商務(wù)人才培養(yǎng)模式和課程體系。校企深度合作,企業(yè)參與教學(xué)的創(chuàng)新校企合作模式和各類企業(yè)尤其是區(qū)域內(nèi)企業(yè)合作,建立起適應(yīng)電子商務(wù)行業(yè)需要,體現(xiàn)專業(yè)特色、內(nèi)含創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新的工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式。具體方式包括:建立學(xué)生校外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地,在教、科、研及產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域廣泛合作,聘請(qǐng)行業(yè)專家擔(dān)任專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)成員,邀請(qǐng)企業(yè)共同研究專業(yè)建設(shè),部分課程進(jìn)入企業(yè)實(shí)施教學(xué)。
2.引進(jìn)與導(dǎo)出結(jié)合,建設(shè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)高職的師資隊(duì)伍可以嘗試采取引進(jìn)與導(dǎo)出的方式推動(dòng)專業(yè)發(fā)展。即讓校內(nèi)專職教師走入企業(yè),聘請(qǐng)行業(yè)內(nèi)專家來(lái)校講學(xué)。加大現(xiàn)有師資的培養(yǎng),特別是企業(yè)工作經(jīng)歷的鍛煉,提高教師“雙師素質(zhì)”:加大力度引企業(yè)專家教師,加強(qiáng)“雙師結(jié)構(gòu)”建設(shè),形成兼職教師庫(kù),聘請(qǐng)電子商務(wù)專家進(jìn)課堂,形成專兼結(jié)合、分工協(xié)作的“雙師”教學(xué)團(tuán)隊(duì)。構(gòu)建工作任務(wù)驅(qū)動(dòng)的課程體系,校企合作開(kāi)發(fā)課程以人才培養(yǎng)目標(biāo)為先導(dǎo),結(jié)合典型工作任務(wù)知識(shí)、能力和素質(zhì)分析,構(gòu)建課程體系。在具體課程方面,要以電子商務(wù)行業(yè)的典型工作任務(wù)為載體,引入電子商務(wù)師、阿里巴巴單證員、網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷(xiāo)師、淘寶網(wǎng)店運(yùn)營(yíng)專才等職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合電子商務(wù)協(xié)會(huì)、阿里巴巴、淘寶、京東等行業(yè)企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)專業(yè)課程,特別是網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷(xiāo)、網(wǎng)店運(yùn)營(yíng)、網(wǎng)店推廣、網(wǎng)店美工、網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)業(yè)等電子商務(wù)專業(yè)特色課程。
三、結(jié)語(yǔ)
1.1電力電子器件
電力電子器件主要是由一些半導(dǎo)體半控器件和全控器件組,主要有IGBT、BJT、MOSMOSFET、GTR等組成。成為了滿足廣大需求、適應(yīng)復(fù)雜多變的惡劣自然天氣、自然災(zāi)害,生產(chǎn)出質(zhì)量高、性能好的電壓和電流,要求電力電子器件具有可靠性高,抗干擾能力強(qiáng),溫度穩(wěn)定性高并且有一定的電氣隔離能力,能承受短暫的高電壓強(qiáng)電流。電子器件所控制得智能電網(wǎng)應(yīng)該有自愈性、安全性、交互性、經(jīng)濟(jì)性、優(yōu)質(zhì)高效、清潔環(huán)保市場(chǎng)化程度高。
1.2在風(fēng)力發(fā)電與太陽(yáng)能發(fā)電中的應(yīng)用
太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池陣列、控制器、蓄電池、逆變器、用戶即照明負(fù)載等組成。其中,太陽(yáng)能電池組件和蓄電池為電源系統(tǒng),控制器和逆變器為控制保護(hù)系統(tǒng),負(fù)載為系統(tǒng)終端,在太陽(yáng)能的利用上同樣面臨這類似的問(wèn)題,光伏發(fā)電系統(tǒng)主要以電源方式并入電網(wǎng),其輸出系統(tǒng)的電力跟蹤電網(wǎng)電壓電流相位變化,同時(shí)調(diào)整輸出電流幅值的大小,使光伏系統(tǒng)注入電網(wǎng)中的功率最大,為了彌補(bǔ)光伏發(fā)電系統(tǒng)在功率上的波動(dòng),還需要通過(guò)控制器對(duì)蓄電池的雙向充放電,以保證向電網(wǎng)輸送平穩(wěn)的電壓電流,和規(guī)定的相位,使電網(wǎng)得到純凈的高質(zhì)量電力。
1.3超高壓直流輸電技術(shù)在智能電網(wǎng)的應(yīng)用
超高壓直流輸電技術(shù)在遠(yuǎn)距離大容量輸電、異步聯(lián)網(wǎng)、海底電纜送電等方面具有優(yōu)勢(shì),因而得到了廣泛應(yīng)用。而特高壓直流輸電更可以有效節(jié)省輸電走廊,降低系統(tǒng)損耗,提高送電經(jīng)濟(jì)性,它為我國(guó)解決能源分布不均、優(yōu)化資源配置提供了有效途徑。截至2009年,我國(guó)已建成7個(gè)超高壓直流輸電工程和2個(gè)直流背靠背工程,直流輸電線路總長(zhǎng)度達(dá)7085km,輸送容量近20GW,線路總長(zhǎng)度和輸送容量均居世界第一。預(yù)計(jì)到2020年,我國(guó)將建成“強(qiáng)交強(qiáng)直”的特高壓混合電網(wǎng)和堅(jiān)強(qiáng)的送、受端電網(wǎng),預(yù)計(jì)直流工程達(dá)50項(xiàng),其中規(guī)劃建設(shè)30多個(gè)特高壓工程,包括5個(gè)±1000kV的直流工程。
1.4SVC在智能電網(wǎng)的應(yīng)用
SVC是一種比較典型的電力電子控制技術(shù),在電網(wǎng)應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用,它具有許多作用,可以調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)的電壓從而保證其穩(wěn)定,并通過(guò)控制無(wú)功潮流來(lái)增加系統(tǒng)輸送點(diǎn)的能力,提供無(wú)功功率給直流換流器,提高電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性和靜態(tài)穩(wěn)定性,還可以加強(qiáng)對(duì)電力系統(tǒng)低頻振蕩的阻尼。SVC技術(shù)是提高我國(guó)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性,解決電網(wǎng)輸配電存在的不足之處的一個(gè)非常重要的技術(shù),它具有優(yōu)化潮流和無(wú)功補(bǔ)償?shù)墓δ?可以有效改善電網(wǎng)的電能質(zhì)量,提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性、安全性和輸電的能力、效率。
1.5在電力分配上的作用
電網(wǎng)應(yīng)該能滿足所有用戶的要求,特別是國(guó)家電網(wǎng)應(yīng)該不允許出現(xiàn)這樣的缺陷,電網(wǎng)所面臨的用戶多種多樣,包括了普通家庭,醫(yī)院,工廠,城市照明等,當(dāng)電力通過(guò)電網(wǎng)輸送到用戶的面前時(shí),還需要電網(wǎng)根據(jù)不同客戶的要求輸出合適的頻率、幅值、相位,在面臨雷擊、短路、及自然災(zāi)害的情況下應(yīng)該任然能維持電網(wǎng)的平衡穩(wěn)定,積極滿足用戶的需求。如今。城市用電迅速增長(zhǎng),原來(lái)的架空電網(wǎng)的供應(yīng)已經(jīng)不能滿足用戶的需求,在交流的長(zhǎng)距離出送中,需要添加電力電子設(shè)備,對(duì)電網(wǎng)缺失進(jìn)行補(bǔ)充,增加電力電子設(shè)備環(huán)節(jié)對(duì)供電系統(tǒng)起著越來(lái)越重要的的作用。
2.小結(jié)
1.1優(yōu)化電網(wǎng),確保用電安全可靠性
智能電網(wǎng)相對(duì)來(lái)說(shuō)一個(gè)較為復(fù)雜的系統(tǒng),環(huán)境、用戶等對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)提出了不同層次的要求,也就需要電網(wǎng)在原有基礎(chǔ)之上有更加的反應(yīng)與適應(yīng)能力,而電子電力技術(shù)應(yīng)用到智能電網(wǎng)中表現(xiàn)最為突出了就是優(yōu)化電網(wǎng),在特定條件下能夠滿足環(huán)境、用戶對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)提出的高層次要求。但是,就我國(guó)目前形勢(shì)而言,在電網(wǎng)架構(gòu)等方面掌握的技術(shù)同發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)還處在初級(jí)階段,從某種意義上也就證明智能電網(wǎng)還有很大的發(fā)展空間,因此加大對(duì)電網(wǎng)的優(yōu)化力度具有迫切性。立足整體,從全面出發(fā),智能化和自動(dòng)化是電網(wǎng)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì),而電子電力技術(shù)應(yīng)用到智能電網(wǎng)中也將成為一種必然趨勢(shì)。
1.2應(yīng)用電子電力技術(shù)占據(jù)的優(yōu)勢(shì)
能源問(wèn)題是新形勢(shì)下我國(guó)面臨的又一突出問(wèn)題,電力企業(yè)要想在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地,就必須依據(jù)自身實(shí)際情況制定出行之有效的開(kāi)發(fā)研究智能電網(wǎng)計(jì)劃,從而滿足智能電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行的要求。電子電力技術(shù)應(yīng)用到智能電網(wǎng)中能夠有效緩解能源問(wèn)題,為促進(jìn)可再生能源的發(fā)展創(chuàng)造條件,最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。值得一提的是,電子電力技術(shù)的應(yīng)用是新形勢(shì)下確保電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性、安全可靠性的重要技術(shù)。
2電子電力技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用
2.1電子電力技術(shù)在智能電網(wǎng)發(fā)電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
伴隨著社會(huì)的迅猛發(fā)展,能源問(wèn)題是我國(guó)乃至世界共同關(guān)注的話題,也正是在這種情況下,我國(guó)電網(wǎng)行業(yè)才依據(jù)自身情況斷進(jìn)行創(chuàng)新和引進(jìn)新技術(shù),做到同風(fēng)能發(fā)電、水能發(fā)電等清潔能源發(fā)電那樣,要想根本性提升其能源利用效率,就必須在原有基礎(chǔ)上改進(jìn)發(fā)電技術(shù),例如:可再生能源轉(zhuǎn)換設(shè)備、能量轉(zhuǎn)換設(shè)備等。以風(fēng)能發(fā)電為例,為了達(dá)到風(fēng)電機(jī)組變速運(yùn)行的目的,應(yīng)當(dāng)采用雙饋風(fēng)電機(jī)組的定子直接接入到電網(wǎng)中的方式,這樣就能夠有效控制蓄電池組雙向充放電,為系統(tǒng)平穩(wěn)供電創(chuàng)造條件。
2.2電子電力技術(shù)在智能電網(wǎng)中高壓直流輸電技術(shù)的應(yīng)用
縱觀整個(gè)直流輸電系統(tǒng)中,在輸電環(huán)節(jié)中表現(xiàn)尤為明顯,而輸電環(huán)節(jié)又包括多個(gè)方面,可以將其簡(jiǎn)單的分為:高壓直流輸電、柔性直流輸電和柔流輸電,在無(wú)特殊情況下,在發(fā)電和用電這兩個(gè)環(huán)節(jié)使用的都是交流電,進(jìn)而對(duì)系統(tǒng)中各項(xiàng)參數(shù)能夠有效控制,再者,將各種先進(jìn)技術(shù)有效融合起來(lái),可以利用特殊方式將大量清潔能源為電力系統(tǒng)所使用,在確保電網(wǎng)穩(wěn)定性的同時(shí),在各方面都得到保障的情況下降低電力損耗,進(jìn)而提升電力系統(tǒng)輸送電力能力。
2.3電子電力技術(shù)在智能電網(wǎng)變電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,為傳統(tǒng)變電站向數(shù)字變電站的轉(zhuǎn)變創(chuàng)造了條件,實(shí)現(xiàn)了信息共享和交流,智能電網(wǎng)占據(jù)的優(yōu)勢(shì)也逐漸體現(xiàn)出來(lái)。智能化變電站是綜合利用各項(xiàng)技術(shù)在原有數(shù)字變電站的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái),智能化體現(xiàn)在多個(gè)方面:數(shù)字采集和展示、信息共享,從某種意義上來(lái)說(shuō)提高了變電環(huán)節(jié)的安全可靠性,同時(shí)也節(jié)約了成本。例如:用微處理器和光電技術(shù)設(shè)計(jì)一次設(shè)備被檢信號(hào)回路和操控驅(qū)動(dòng),使得變電站二次回路中可編程序能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器及其邏輯回路,為二次設(shè)備中常規(guī)的功能裝置具有邏輯功能模塊創(chuàng)造條件,從中也就不難看出智能電網(wǎng)的功能逐漸顯現(xiàn)出來(lái),為電力企業(yè)提升行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
2.4電子電力技術(shù)在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
在智能電網(wǎng)中明確顯現(xiàn)出“用戶電力技術(shù)”這一概念,它是以用戶對(duì)電力安全可靠性和電能質(zhì)量為理論依據(jù),將電子電力技術(shù)和配電自動(dòng)化技術(shù)兩者有效結(jié)合起來(lái),進(jìn)而為用戶提供高層次的電力供應(yīng)技術(shù),能夠在最短時(shí)間內(nèi)解決其出現(xiàn)的問(wèn)題。當(dāng)然,智能配電網(wǎng)并不是簡(jiǎn)單依據(jù)電子電力技術(shù)就能夠完成,它需要依賴于先進(jìn)傳感測(cè)量技術(shù),在特定條件下通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)等方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,在這個(gè)基礎(chǔ)之上實(shí)時(shí)監(jiān)視配電的全過(guò)程。配電過(guò)程中其最重要的目標(biāo)便是提高電能質(zhì)量,依據(jù)實(shí)際情況制定出科學(xué)合理的電能質(zhì)量評(píng)估方法,確保用戶質(zhì)量和用電安全。
3結(jié)語(yǔ)
1.1保證設(shè)備安裝的穩(wěn)定性,維護(hù)電網(wǎng)的安全隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,電力電子技術(shù)也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。但是,在電力企業(yè)并沒(méi)有大規(guī)模應(yīng)用電力電子設(shè)備的安全性、經(jīng)濟(jì)性評(píng)估體系。在智能電網(wǎng)中,安全使用電力電子技術(shù)對(duì)智能電網(wǎng)的建設(shè)有著非常重要的影響。在當(dāng)前的電力事業(yè)發(fā)展進(jìn)程中,還有許多電網(wǎng)的構(gòu)架結(jié)構(gòu)還存在問(wèn)題,部分地區(qū)的電能輸配還存在這嚴(yán)重的不足,這些問(wèn)題都是電力企業(yè)需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題。因此,電力企業(yè)要通過(guò)加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)構(gòu)架的建設(shè),積極開(kāi)發(fā)和應(yīng)用先進(jìn)的交流輸送電設(shè)備。在我國(guó)電力事業(yè)發(fā)展的主要方向和目標(biāo)是建設(shè)智能電網(wǎng),電網(wǎng)建設(shè)和發(fā)展的結(jié)構(gòu)將會(huì)變得越來(lái)越復(fù)雜。而頻發(fā)的自然災(zāi)害以及地質(zhì)災(zāi)害等因素對(duì)電網(wǎng)的安全會(huì)帶來(lái)很大的影響。因此,電力企業(yè)在智能電網(wǎng)的建設(shè)過(guò)程中,要積極采用先進(jìn)的電力電子技術(shù),增加電網(wǎng)的構(gòu)架,保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。
1.2滿足社會(huì)對(duì)電能的需求,改善電能輸出的質(zhì)量社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)步對(duì)電能的質(zhì)量要求以及電能的需求量也越來(lái)越高。如果電力系統(tǒng)不能夠穩(wěn)定的輸出社會(huì)企業(yè)所需要的電能資源,保證輸出電能的質(zhì)量,這會(huì)對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)很大的影響。而通過(guò)采用先進(jìn)的電力電子技術(shù),能夠有效改善電網(wǎng)的電能質(zhì)量,優(yōu)化電能資源的配置,提高電網(wǎng)輸電的效率,促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
1.3優(yōu)化資源配置,保護(hù)社會(huì)環(huán)境能源資源在我國(guó)社會(huì)發(fā)展和生存中,起著十分重要的作用。雖然能源總量非常多,但是我國(guó)人口眾多,對(duì)能源的消耗也特別大,隨著常規(guī)的化石能源不斷開(kāi)采和消耗,以及其帶來(lái)的環(huán)境污染、能源安全等問(wèn)題,以可再生的清潔能源已經(jīng)受到廣泛社會(huì)的廣泛的重視。電能也是屬于可再生的清潔能源,積極發(fā)展電力事業(yè),通過(guò)應(yīng)用先進(jìn)的電力電子技術(shù),建設(shè)安全可靠的智能電網(wǎng),可以保證電能資源的大規(guī)模遠(yuǎn)距離輸送,有效解決我國(guó)能源短缺的問(wèn)題,優(yōu)化能源資源的配置,保護(hù)社會(huì)環(huán)境。
2電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用
2.1柔流輸電技術(shù)的應(yīng)用柔流輸電技術(shù)綜合里電力電子技術(shù)、現(xiàn)代微電子技術(shù)、通信技術(shù)以及控制技術(shù),是實(shí)現(xiàn)清潔能源和新能源大規(guī)模并網(wǎng)的重要技術(shù),可以快速靈活地控制交流輸電,提升電網(wǎng)輸送的能力。在我國(guó)智能電網(wǎng)中,特高壓輸電作為智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ),所以智能電網(wǎng)的建設(shè)中,需要綜合考慮清潔能源和新能源的接入和隔離情況,而柔流輸電技術(shù)在這一方面能夠提供有效的技術(shù)幫助,因此也越來(lái)越受電力企業(yè)的關(guān)注和重視。通過(guò)將現(xiàn)代控制技術(shù)和柔流輸電技術(shù)進(jìn)行融合,智能電網(wǎng)可以聯(lián)系和調(diào)節(jié)各種電力參數(shù),降低線損,為電力系統(tǒng)輸送電能的安全與穩(wěn)定提供了可靠的保障。
2.2智能開(kāi)關(guān)技術(shù)的應(yīng)用智能開(kāi)關(guān)技術(shù)主要是通過(guò)對(duì)指定位置的電流與電壓執(zhí)行閉合或者切斷。在智能電網(wǎng)中,應(yīng)用智能開(kāi)關(guān)技術(shù),能夠有效保護(hù)過(guò)流和漏電問(wèn)題,維護(hù)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí),應(yīng)用智能開(kāi)關(guān),還可以保證電器設(shè)備以及儀表儀器的不受?chē)?yán)重?fù)p耗。隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展,開(kāi)關(guān)設(shè)備也在朝著高性能方向發(fā)展。智能開(kāi)關(guān)技術(shù)、微電子技術(shù)以及傳感技術(shù)等,可以有效保證電力系統(tǒng)的安全性,對(duì)智能電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用。
2.3高壓直流輸電技術(shù)的應(yīng)用在直流輸電系統(tǒng)中,只有輸電這一個(gè)環(huán)節(jié)是直流電,而在發(fā)電系統(tǒng)和用電系統(tǒng)中,采用的仍然是交流電。交流電在輸電線路的終端變?yōu)楦邏褐绷麟?,然后送上直流輸電線路,直流點(diǎn)又通過(guò)輸電線路送到逆變器,將高壓直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?。最后?jīng)過(guò)環(huán)流變壓器把電能輸送到交流系統(tǒng)中。高壓直流輸電技術(shù)的應(yīng)用,具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)。首先,高壓直流輸電技術(shù)可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離的電能輸送。其次,當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障,高壓輸電技術(shù)對(duì)電網(wǎng)所帶來(lái)的影響十分小。因此,高壓直流輸電技術(shù)對(duì)于長(zhǎng)距離大功率的輸電特別適合。在智能電網(wǎng)中,通過(guò)應(yīng)用高壓直流輸電技術(shù),可以有效滿足智能電網(wǎng)的長(zhǎng)距離和大功率的輸電要求,同時(shí)還有利于解決清潔能源的穩(wěn)定性。
2.4高壓變頻技術(shù)的應(yīng)用在智能電網(wǎng)的建設(shè)中,通過(guò)利用高壓變頻技術(shù),可以有效地節(jié)約電能資源。對(duì)于用電量特別大的企業(yè),高壓變頻技術(shù)不僅可以有效的節(jié)約企業(yè)用電消耗,減少污染污的排放,還能夠通過(guò)節(jié)能減排,降低企業(yè)的成產(chǎn)成本,提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。高壓變頻技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用,并結(jié)合其他先進(jìn)的電子電力技術(shù),能夠有效促進(jìn)智能電網(wǎng)的發(fā)展。
3結(jié)語(yǔ)
鋼鐵冶煉系統(tǒng)中,節(jié)能技術(shù)的問(wèn)題,主要表現(xiàn)在方法單一上。我國(guó)鋼鐵冶煉行業(yè)運(yùn)營(yíng)中,節(jié)能一直是社會(huì)關(guān)注的問(wèn)題,雖然鋼鐵冶煉行業(yè)積極提倡節(jié)能,但是其在實(shí)際節(jié)能中,仍舊采用的是單一的節(jié)能技術(shù),無(wú)法在根本上降低鋼鐵冶煉的能源消耗,很難提高鋼鐵冶煉生產(chǎn)的效率。鋼鐵冶煉系統(tǒng)中,如果要引入先進(jìn)的節(jié)能途徑,就要以冶煉系統(tǒng)的整體為主,需要消耗大量的資金,如果缺乏資金支持,鋼鐵冶煉系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù),就無(wú)法落實(shí)到位。鋼鐵冶煉行業(yè),綜合考慮到鋼鐵利用率、節(jié)能減排指標(biāo)等,已經(jīng)注意到成本投入在冶煉系統(tǒng)節(jié)能中的重要性,關(guān)鍵問(wèn)題是,社會(huì)對(duì)鋼鐵的利用率,不能為鋼鐵冶煉行業(yè)帶去足夠的資金效益,進(jìn)而阻礙了節(jié)能新技術(shù)的發(fā)展,增加了鋼鐵冶煉系統(tǒng)的節(jié)能壓力。
2電氣工程及其自動(dòng)化中存在的問(wèn)題
2.1能耗大。雖然電氣工程自動(dòng)化技術(shù)的出現(xiàn)為人類的發(fā)展進(jìn)步做出了巨大貢獻(xiàn),但是我們不能因此就看不到其本身存在的弊端,其中,擺在當(dāng)前最為棘手的問(wèn)題就是對(duì)于能源的消耗過(guò)大。在電氣工程自動(dòng)的發(fā)展系統(tǒng)本身帶有復(fù)雜性,被應(yīng)用的范圍逐步擴(kuò)大,對(duì)于能源的需求量也與日俱增。電氣自動(dòng)化是以消耗電能為主,作為當(dāng)下最為先進(jìn)的技術(shù)之一,對(duì)其本身最為基礎(chǔ)的要求就是要做到在運(yùn)作過(guò)程中保證誤差小,并且準(zhǔn)確有效,所以,就需要大批量的電氣設(shè)備共同運(yùn)作,如此,對(duì)于電能的消耗可謂是不計(jì)其數(shù),與我們國(guó)家提出的走綠色節(jié)能的可持續(xù)發(fā)展道路存在差距。2.2質(zhì)量水平較低。就現(xiàn)階段的發(fā)展而言,電氣工程自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)得到的飛速的提升,但縱觀整體發(fā)展情況而言,其質(zhì)量水平還處在發(fā)展低端。尤其是最近幾年,人們對(duì)于生活追求的品質(zhì)不斷攀升,相應(yīng)地也加大了對(duì)電氣自動(dòng)化水平的要求,但是我國(guó)對(duì)這一領(lǐng)域研究的時(shí)間還不是很長(zhǎng),對(duì)于相應(yīng)的管理流程和先進(jìn)的發(fā)展模式還不能很好的予以把控,特別是在自動(dòng)化工廠的生產(chǎn)環(huán)節(jié),相關(guān)人員只關(guān)心結(jié)果而忽略過(guò)程中的質(zhì)量問(wèn)題。但是,眾所周知的是,如果電氣的生產(chǎn)質(zhì)量得不到有效的保證,就會(huì)發(fā)生一系列的用電事故,嚴(yán)重的會(huì)造成爆炸、火災(zāi)等重大安全事故出現(xiàn),需要引起人們的深思。2.3集成化程度低?!☆櫭剂x,集成化的主要運(yùn)作原理就是把所有需要的東西做還集合工作,上文已經(jīng)提到過(guò),雖然電氣工程自動(dòng)化近年來(lái)的發(fā)展勢(shì)頭迅猛,但由于起步過(guò)晚, 雖然在努力的向集成化方面靠攏,確切的來(lái)說(shuō),現(xiàn)在還處于自動(dòng)化階段,技術(shù)水平發(fā)展有限,集成化技術(shù)還不成熟,各個(gè)體系和功能之間還無(wú)法做到有效的集成連接。所以,還達(dá)不到及時(shí)實(shí)現(xiàn)資源的有效共享,在一定程度上影響了電氣自動(dòng)化功能的發(fā)揮,使電氣自動(dòng)化工程技術(shù)滯后。
3對(duì)電氣自動(dòng)化工程中節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)
3.1減少線路傳輸產(chǎn)生的耗損。由于無(wú)法對(duì)線路上的電流做出改變,所以也只能通過(guò)減少電阻來(lái)有效降低電能在傳輸中產(chǎn)生的耗損。所以,可以從這幾方面做起,減少導(dǎo)線電阻:(1)使用功率較小導(dǎo)線;(2)使用相對(duì)較短的導(dǎo)線。這樣做可以避免在布線過(guò)程中少走彎路,減少人員的工作量,有效減少電能耗損,同時(shí)在安裝變壓器時(shí)候與負(fù)荷中心保持較短的距離,也是減少供電的距離;(3)使用截面積大較大的導(dǎo)線,如果條件允許,可以選用較大截面積的導(dǎo)線,有效減少電阻產(chǎn)生的耗損。3.2無(wú)功補(bǔ)償。電力系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中,配電設(shè)備中的無(wú)功功率占有較大的容量,所以存在較為嚴(yán)重的電能耗損的情況,不僅影響到電壓,還對(duì)整個(gè)電能的質(zhì)量造成不良的影響。對(duì)使用者來(lái)說(shuō),無(wú)功功率主要表現(xiàn)在功率低,尤其是當(dāng)功率過(guò)低的時(shí)候,用戶需要向相關(guān)部門(mén)繳納一定的罰款,因此如果說(shuō)能夠使用合適的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備,就可以保證功率的平衡,有效提高供電質(zhì)量。工作人員在操作中要盡量減少對(duì)電能不必要的耗損,從而確保電氣工程的安全運(yùn)行。如果導(dǎo)線受到電阻的影響,那么由電機(jī)產(chǎn)生的電能就不能被變壓器更好的吸收,同時(shí)沒(méi)被吸收的那些電能在電流傳輸?shù)倪^(guò)程中會(huì)被釋放出來(lái)。同時(shí)由于無(wú)功功率產(chǎn)生了一定的作用,因此可以讓電容器和無(wú)功功率進(jìn)行抵消。利用電氣相關(guān)設(shè)備在進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償時(shí)候,有幾處要格外注意:(1)利用電容器在進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)臅r(shí)候,一定要根據(jù)電壓容量,電壓負(fù)荷,自然功率,目標(biāo)功率等參數(shù)來(lái)確定電容器的容量,同時(shí)如果在無(wú)功補(bǔ)償?shù)沫h(huán)節(jié)中發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生了諧波,需要通過(guò)串聯(lián)定量電抗器來(lái)消除諧波;(2)以參數(shù)的物理量來(lái)確定無(wú)功的電流,功率的參數(shù),從而有效避免投切振蕩現(xiàn)象。
4結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,電氣自動(dòng)化對(duì)于節(jié)能設(shè)計(jì)的要求是為了響應(yīng)綠色生產(chǎn)的理念,也是為了響應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的需求,同時(shí)也是時(shí)展的必然趨勢(shì)。雖然我國(guó)現(xiàn)階段在電氣自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)中取得了顯著的進(jìn)步,但是隨著社會(huì)的發(fā)展,電氣自動(dòng)化節(jié)能技術(shù)仍然需要進(jìn)行不斷完善和發(fā)展,不斷優(yōu)化配電設(shè)計(jì),在科學(xué)利用電力資源的同時(shí),還需要不斷提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率,并最終達(dá)到節(jié)能的目的。
作者:吳尚坤 單位:山東鋼鐵集團(tuán)日照有限公司
參考文獻(xiàn)
[1]陸偉.電氣自動(dòng)化的節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)研究[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2015(07).
關(guān)鍵詞:電能計(jì)量自動(dòng)抄表信道采集終端
電能計(jì)量是現(xiàn)代電力營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),傳統(tǒng)的電能量結(jié)算是依靠人工定期到現(xiàn)場(chǎng)抄讀數(shù)據(jù),在實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性和應(yīng)用性等方面都存在不足。而用電客戶不僅要求有電用,而且要求用高質(zhì)量的電,享受到更好的服務(wù)。因此提高電力部門(mén)電費(fèi)實(shí)時(shí)性結(jié)算水平,建立一種新型的抄表方式已成為所有電力部門(mén)的共識(shí)。再加上供電部門(mén)對(duì)防竊電技術(shù)也提出了更高的要求。
電能計(jì)量自動(dòng)抄表系統(tǒng)是將電能計(jì)量數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、傳輸和處理的系統(tǒng)。它克服了傳統(tǒng)人工抄表模式的低效率和不確定性,推進(jìn)了電能管理現(xiàn)代化的發(fā)展進(jìn)程。
1電能計(jì)量自動(dòng)抄表系統(tǒng)的構(gòu)成和特點(diǎn)
典型的電能計(jì)量自動(dòng)抄表系統(tǒng)主要由前端采集子系統(tǒng)、通信子系統(tǒng)和中心處理子系統(tǒng)等三部分組成,如圖1所示。
1.1前端采集子系統(tǒng)
按照采集數(shù)據(jù)的方式不同,電能計(jì)量自動(dòng)抄表系統(tǒng)可分為本地自動(dòng)抄表系統(tǒng)和遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)兩種。
本地自動(dòng)抄表系統(tǒng)的電能表一般加裝紅外轉(zhuǎn)換裝置,把電量轉(zhuǎn)換為紅外信號(hào),抄表時(shí)操作人員到現(xiàn)場(chǎng)使用便攜式抄表微型計(jì)算機(jī),非接觸性地讀取數(shù)據(jù)。
遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)由電子式電能表或加裝了光電轉(zhuǎn)換器的機(jī)電脈沖式電能表構(gòu)成系統(tǒng)的最前端,它們把用戶的用電量以電脈沖的形式傳遞給上一級(jí)數(shù)據(jù)采集裝置。目前實(shí)際應(yīng)用的遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表系統(tǒng)大多采用兩級(jí)式數(shù)據(jù)匯集結(jié)構(gòu),即由安裝于用戶生活小區(qū)單元的采集器收集十幾到幾十個(gè)電能表的讀數(shù),而安裝在配電變壓器下的集中器則負(fù)責(zé)定期從采集器讀取數(shù)據(jù)。
1.2通信子系統(tǒng)
通信子系統(tǒng)是把數(shù)據(jù)傳送到控制中心的信道。為了適應(yīng)不同的環(huán)境條件以及成本要求,通信子系統(tǒng)的構(gòu)成有多種方案。按照通信介質(zhì)的不同,通信子系統(tǒng)主要有光纖傳輸、無(wú)線傳輸、電話線傳輸和低壓電力線載波傳輸?shù)人姆N。
光纖通信具有頻帶寬、傳輸速率高、傳輸距離遠(yuǎn)以及抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn),適合上層通信網(wǎng)的要求。但因其安裝結(jié)構(gòu)受限制且成本高,故很少在自動(dòng)抄表系統(tǒng)中使用。
無(wú)線通信適用于用戶分散且范圍廣的場(chǎng)合,在某個(gè)頻點(diǎn)上以散射通信方式進(jìn)行無(wú)線通信。其優(yōu)點(diǎn)是傳輸頻帶較寬,通信容量較大(可與幾千個(gè)電能表通信),通信距離遠(yuǎn)(幾十千米,也可通過(guò)中繼站延伸)。目前,GPRS無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)為無(wú)線抄表系統(tǒng)的實(shí)施提供了高效、便捷、可靠的數(shù)據(jù)通道。主要缺點(diǎn)是需申請(qǐng)頻點(diǎn)使用權(quán),且如果頻點(diǎn)選擇不合理,相鄰信道會(huì)相互干擾。
租用電話線通信是利用電話網(wǎng)絡(luò),在數(shù)據(jù)的發(fā)出和接收端分別加裝調(diào)制解調(diào)器。該方法的數(shù)據(jù)傳輸率較高且可靠性好,投資少;不足之處是線路通信時(shí)間較長(zhǎng)(通常需幾秒甚至幾十秒)。
低壓電力線載波通信利用低壓電力線作為系統(tǒng)前端的數(shù)據(jù)傳輸信道。其基本原理是:在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),先將數(shù)據(jù)調(diào)制到高頻載波上,經(jīng)功率放大后耦合到電力線上。此高頻信號(hào)經(jīng)電力線路傳輸?shù)浇邮辗?,接收機(jī)通過(guò)耦合電路將高頻信號(hào)分離,濾去干擾信號(hào)后放大,再經(jīng)解調(diào)電路還原成二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)。電力線載波直接利用配電網(wǎng)絡(luò),免去了租用線路或占用頻段等問(wèn)題,降低了抄表成本,有利于運(yùn)營(yíng)管理,發(fā)展前景十分廣闊。但是,如何抑制電力線上的干擾,提高通信可靠性仍是亟待解決的問(wèn)題。
1.3中心處理子系統(tǒng)
中心處理子系統(tǒng)主要由中心處理工作站以及相應(yīng)的軟件構(gòu)成,是整個(gè)電能計(jì)量自動(dòng)抄表系統(tǒng)的最上層,所有用戶的用電信息通過(guò)信道匯集到這里,管理人員利用軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和分析,作出相應(yīng)的決策。如果硬件允許,還可直接向下級(jí)集中器或電能表發(fā)出指令,從而對(duì)用戶的用電行為實(shí)施控制,如停、送電遠(yuǎn)程操作。
2電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)的現(xiàn)狀
2.1電能表
傳感器、自動(dòng)化儀表以及集成電路技術(shù)的發(fā)展,使得無(wú)論是機(jī)電脈沖式還是電子式電能表已能夠較好地滿足當(dāng)今電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)的需要。預(yù)計(jì)今后相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi),電能計(jì)量自動(dòng)抄表系統(tǒng)的終端采集裝置將以機(jī)電脈沖式電能表和電子式電能表兩種儀表為主。
2.2采集器和集中器
采集器和集中器是匯聚電能表電量數(shù)據(jù)的裝置,由單片機(jī)、存儲(chǔ)器和接口電路等構(gòu)成,現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了較成熟的產(chǎn)品。
2.3通信信道
通信子系統(tǒng)是電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)中的關(guān)鍵。數(shù)據(jù)通信方式的選取要綜合考慮地理環(huán)境特點(diǎn)、用戶用電行為、技術(shù)水平、管理體制和投資成本等因素。國(guó)內(nèi)外對(duì)于不同通信方式各有側(cè)重,在西方發(fā)達(dá)國(guó)家,對(duì)于電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)的研究起步較早,電力系統(tǒng)包括配電網(wǎng)絡(luò)較規(guī)范、完備,所以低壓電力線載波技術(shù)被廣泛應(yīng)用;在我國(guó),受條件所限,較多使用電話線通信。近來(lái),隨著對(duì)擴(kuò)頻技術(shù)研究的深入,低壓電力線載波中干擾大的問(wèn)題逐步得到解決,因此,低壓電力線載波通信方式在電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)中的應(yīng)用有逐步推廣的趨勢(shì)。
3電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)的熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)
3.1電力線載波通信
電力線載波通信,是將信息調(diào)制為高頻信號(hào)(一般為50~500kHz)并疊加在電力線路上進(jìn)行通信的技術(shù)。其優(yōu)勢(shì)是利用電力線作為通信信道,不必另外鋪設(shè)通信信道,大大節(jié)省投資,維護(hù)工作量少,可靈活實(shí)現(xiàn)“即插即用”。目前,國(guó)內(nèi)10kV以上電壓等級(jí)的高壓電力線載波技術(shù)已經(jīng)較成熟,但低壓電力網(wǎng)絡(luò)上的載波通信還未能達(dá)到令人滿意的水平,這在一定程度上制約了電能計(jì)量自動(dòng)抄表技術(shù)在我國(guó)的實(shí)際應(yīng)用。
3.2無(wú)線擴(kuò)頻通信
擴(kuò)頻技術(shù)是一種無(wú)線通信方式,把發(fā)送的信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),然后由擴(kuò)頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴(kuò)頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號(hào),以擴(kuò)展信號(hào)的頻譜,通過(guò)相關(guān)接收,用相同的頻碼序列解擴(kuò),最后經(jīng)信息解調(diào),恢復(fù)出原始信息。擴(kuò)頻通信距離一般可達(dá)幾十千米,其最大的優(yōu)點(diǎn)在于抗干擾能力較強(qiáng),因此具有較強(qiáng)的安全保密性。擴(kuò)頻技術(shù)在電能計(jì)量自動(dòng)抄表系統(tǒng)的典型應(yīng)用方式是:采集器通過(guò)電力線載波把數(shù)據(jù)傳至集中器,再由設(shè)置在集中器附近的擴(kuò)頻電臺(tái)把數(shù)據(jù)發(fā)送給中央處理站的接收電臺(tái)。
3.3復(fù)合通信
在應(yīng)用于電能計(jì)量自動(dòng)抄表系統(tǒng)中的所有通信模式中,各種通信模式都有優(yōu)缺點(diǎn),任何一種采用單一通信技術(shù)的方案均很難完全滿足需要。為解決這類矛盾,提出了復(fù)合通信方案。
復(fù)合通信方案是在自動(dòng)抄表的不同通信階段采用不同的通信方式,組成實(shí)現(xiàn)電能自動(dòng)抄表的復(fù)合通信網(wǎng)絡(luò)。在數(shù)據(jù)傳輸量不太大、傳輸距離較近的底層數(shù)據(jù)采集階段(電能表到采集器,采集器到集中器),可以采用如紅外、低壓電力線載波甚至點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式;而在集中器到中央處理站段,則可采用電纜、電話線或無(wú)線通信等。選擇什么樣的復(fù)合方式,需根據(jù)實(shí)際情況統(tǒng)籌考慮?;旌鲜褂玫母鞣N通信方式之間要有很好的相容性,不能相互干擾,這其中涉及到運(yùn)籌學(xué)、最優(yōu)規(guī)劃等方面的研究與設(shè)計(jì)。
3.4自動(dòng)抄表的安全性
自動(dòng)抄表的安全性主要包括自動(dòng)抄表過(guò)程的安全性和中心處理子系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全性。電能計(jì)量自動(dòng)抄表系統(tǒng)的抄表過(guò)程是分散的采集器、集中器與中心處理站間交換數(shù)據(jù)的過(guò)程。通信中既要保證所抄數(shù)據(jù)的安全、可靠傳輸,又必須確保中心處理子系統(tǒng)不會(huì)受到來(lái)自傳輸網(wǎng)絡(luò)的意外攻擊。
中心處理子系統(tǒng)的安全性主要是指其包含的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全性,而主要的安全隱患來(lái)自以下4個(gè)方面:黑客、病毒、合法人員的失誤和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)自身的脆弱性。保護(hù)及防范的措施是綜合運(yùn)用密碼技術(shù)、身份驗(yàn)證技術(shù)、訪問(wèn)控制技術(shù)、防火墻技術(shù)、安全內(nèi)核技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)反病毒技術(shù)、信息泄漏防治技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全漏洞掃描技術(shù)和入侵檢測(cè)技術(shù)等。