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(1)卫星接入技术。这种通信接入技术被广泛应用于房地产、金融以及教育领域,主要是由于其技术可以有效地实现高速度的互联网连接以及高速度的数据包发放。同时还由于此种接入技术的实施方法比较稳定,所以在各个领域被广泛应用。
(2)红外光通信接入。这种通信接入技术由于其传输速率相对比较高,它的速度频率大约在3MB/s-621MB/s之间,这样就可以有效的促进数据之间的高速度传播。同时此技术的传输距离可以高达100米左右,并且以红外光为主要的工作波段,这样既不需要对其进行频率波段的申请,也不会影响其他通信系统的运行情况。
(3)微波宽带接入技术。这种技术适应的频率段主要是在28GHz的周围,并且采用的是蜂窝方式的网络布局,这样就可以有效地降低因为传输距离比较长而造成的损失和能源消耗。同时还可以有效地减少无线通信发射的功率,由此可知,这种通信接入技术比较应用于双向数据和图像传输。
2无线通信技术在电力系统的应用
2.1无线通信技术在电力输配电系统中的应用
在电力系统中,有关状态信息的搜集和控制命令的发送主要是将输变电无线与光纤集成通信系统放置在网络通信层;变电站的中心站主要是通过电力特种光缆与部署在输电线路杆塔上的远端单元进行相互的连接,其中中心站还可以通过链式自组网的模式来有效地实现它们之间的通信,并且可以通过利用输变电中心站设备和远端单元有效连接的无线与光纤集成通信系统,这样就可以实现底层终端信息的汇总和采集。此外,还可以利用远距离传输的方式将信息进行汇集到输变电系统主站中。在电力系统中运用输变电的时候,可以有效地采用分布式中心站与链式组网两者相互相结合的方式,这样就可以更加充分地利用输电线路光缆资源,从而就可以有效地实现光纤与无线组合网络之间的通信。由于在电力系统中应用配用电的时候,它需求不同,这样就需要促使系统具备智能化的链路传输能力,并且系统还需要具备流量实时监测技术,从而就可以有效地实现系统性能的动态感知。除此之外,在对系统进行实际的监控和测量的时候,要对流量控制技术进行具体的分析和研究,从而才能使链路传输能够有效地适应网络系统的变化。在配用电应用的过程中,需要很大的终端数量,同时由于基站系统承受的压力比较大。所以系统在运行的过程中就需要具备海量终端,并且还要有一定的接入能力。除此之外,在利用调度算法对基站系统进行运算中还需要对终端用户进行数据传输的监测。
2.2无线通信技术电力系统内部管理中的应用
在发电企业,内部管理工作是非常重要的,首先无线通信技术可以有效地实现远距离延伸,其中有一些管理人员在异地出差,这样就不能连接电厂设备的实际情况,他们可以通过利用SIM卡和GPRS网络掌握电厂大型设备,例如:高压变频器等的运行参数,这样就可以方便电厂内部的管理,也有效地解决了距离远的问题,同时也为电厂节约了资源和成本。然后电厂设备如果在运行的过程中,发生了以外的事故,可以起到应急的作用,保证电厂通信网络正常的运行。可以实现小范围的覆盖,对于电厂、变电站等区域,应该考虑采用无线通信系统进行语音网、数据网的无线覆盖,在业务流量需要不是特别大的地方应用这种方式,这样就减少了电厂线路的布局,从而也方便管理人员对电厂内部进行管理。
2.3无线通信技术在电力通信系统中的应用
无线通信网络的研究对象在电力系统中的发电、送电、变电、用电等等一切与电相关的信息和环节,而无线通信技术就是对这些环节的整合,从而保证发电行业的自动化发电和电力生产、输送都更加安全经济。同时无线通信技术可以采用高压骨干网架进行远距离、大容量以及低损耗输送,这样就促进了电力系统的可持续发展。除此之外还可以有效地实现不同单位、机构以及装置的实时监测。
2.4无线通信系统在电力终端系统中的应用
通过以上实习地点的安排,整个毕业实习内容就囊括了火电厂、水电站、变电站、电力调度单位。葛洲坝水电厂请电厂的工程师进行入厂安全教育、厂纪教育、葛洲坝和三峡工程概况介绍以及葛洲坝大江、二江电厂电气一次和二次部分的讲解并结合运行中的实例进行分析。四川金堂火力发电厂请电厂的工程师介绍该火电厂概况、火电厂的电气一次和二次部分并参观凝汽式火电厂电能生产的燃烧系统、汽水系统和电气系统,使学生更加直观和深入地了解电能生产过程和火电厂的特点。参观四川省电力调度中心时请相关的技术人员就四川省电网整体概况、电网调度、电力系统通信、电网继电保护运行整定与配置、电力系统自动化、以及电力市场方面等内容作相应的介绍。参观变电站时要求学生直观了解各种常见的电气设备以及相应的配电装置,并在变电站运行值班人员的介绍下对变电站的一次和二次部分有一定的了解。参观仿真中心和高电压试验基地等使学生对系统仿真和防雷试验有所了解。通过此次的毕业实习期间要求学生充分了解电网概况和各单位的工作情况,将已有的基础理论和专业知识与生产现场的实践情况相结合,为毕业设计及将来的工作岗位提前做好准备。
二、原有实习的模式及存在的问题
高校的毕业实习教学主要依靠高校所在行业系统的企业来完成,学校负责将实习的学生按班或专业送到对口企业进行实习,企业配合学校指派思想觉悟高、既有实践经验又有理论基础的工程技术人员或管理人员担任指导教师,通过举办讲座、参观、轮岗实习和调研采访等教学形式,一般都能圆满完成实习教学任务。当前毕业实习有集中实习、分散实习和集中与分散实习相结合等多种教学模式。
1.集中实习
最早采用的是实习模式是集中实习。这种实习模式对于电力专业的学生而言有明显优势,笔者所在的学院也主要采用这种模式。这是因为如果没有学校的集中组织,电力部门从安全的角度考虑一般不单独接待学生的实习。通常在集中实习的情况下,学生的实习内容一般要根据实习单位的具体情况来安排确定。这种实习模式的优点是实习内容比较全面,便于指导教师对学生实习情况的掌握和实习成绩评定;存在的问题是毕业实习时间长、任务重,缺少针对性,而且由于学生人数众多,目前能大规模接待学生实习的单位数量有限,实习单位通常要收取一定的实习费用,花费较高,导致实习专项经费显得有些不足,另外实习时间和实习人数受实习单位的限制,实习期间可能和部分学生就业面试与考研复习发生冲突。
2.分散实习
分散实习模式较为灵活,也能适应当前的实习教学环境。具体的做法是按照毕业设计小组分组进行实习,不同的指导教师根据课题组的具体情况或学生就业方向将学生安排到相关单位、科研院所以及所在课题组进行实习,有利于将毕业实习与毕业设计紧密联系起来,顺利完成本科教学任务;同时还可以由学生本人利用其社会关系自行联系实习单位或就业单位进行分散实习,有助于学生与实习或就业单位加深相互了解,同时也减轻学校联系实习单位的压力,节省了部分实习费用。这种实习模式的优点是实习内容对后续的毕业设计或就业而言具有一定针对性,实习时间地点相对灵活,有助于解决实习与就业和升学之间的冲突,还可以缓解实习经费紧张的问题;其缺点是实习管理难度较大,必须加强教师对学生指导工作,细化具体的管理工作,量化考核指标,才能保证教学质量,同时学生个人联系实习单位还有一定困难。
3.集中实习与分散实习相结合
采用集中实习与分散实习相结合的模式首先将整个专业的学生集中到几个规模较大的电力生产单位进行参观和实习,然后根据毕业设计分组情况将学生分散到不同实习单位进行后续实习,这样有利于将集中实习和分散实习的优点结合起来,也减轻了实习单位的接待压力,同时避免了由于集中实习时间过长而和学生就业面试与升学发生冲突的问题。
三、结束语
1.1邢台地区已接入远东信息的小电厂情况
邢台地区小电厂共34座,已接入远动信息的小电厂共25座,总计容量450MW,已全部转发到省调。
1.2未接入的小电厂情况
未接入小电厂为县调管辖小水电,共9座,总计容量:8.98MW。目前这些小电厂主要是放水时发电,平时不发电,不具备二次接入远动和通信设备(如表2)。
2邢台电网地方小电厂存在问题及原因分析
2.1由于存在通信通道、技术支持系统等多方面的不足,目前省调和各地调对地方电厂缺乏有效的管理手段,电网调度运行人员无法获得小电厂的实际运行情况,这对发电计划的制定、电网安全校核带来不利影响,对电网运行带来安全隐患。
2.2由于缺乏标准的管理流程和管理工具,各级调度的管理水平差别较大,为“大运行”和“调控一体化”模式下的地调同质化标准管理带来了困难。粗放型管理不利于节能减排和绿色环保的国家能源战略的执行。
2.3由于目前小电厂和电网缺乏信息互动系统,电厂申报检修计划、发电计划等仍通过传真和电子邮件方式进行,增加了专业管理人员的工作量,工作效率较低,不利于进一步精益化管理和提升管理水平。
2.4部分厂站远动设备故障停运已不能恢复,且为音频电缆载波方式,采用光缆载波方式及设备更换需投入较大资金。因电煤价格上涨,电厂经营困难,亏损严重,无力完成设备恢复,申请暂缓进行。
2.5根据邢台市政府规划,部分电厂已列入拆迁关停单位,电厂为避免资源浪费,申请暂缓设备恢复工作。电厂无专业人员进行设备维护,专业技术力量不足,发生自动化装置故障不能及时恢复,影响正常数据上传。
3邢台电网地方小电厂存在问题解决措施
为进一步做好地方公用和自备电厂的运行管理工作,按照《河北省南部电网地方小电厂调度管理办法》和《河北南网企业自备电厂调度运行管理规定》等相关文件要求,建设河北南部电网地方小电厂管理系统,进一步实现业务流程标准化、规范化,管理模式的精益化。通过本项目的实施,将建立起省调、地调与地方电厂信息交流的平台,最大程度上实现信息的共享,极大提升地方小公用和自备电厂的并网管理水平,促进电网的安全稳定运行。结合邢台电网的软硬件资源,充分考虑小电厂现有管理模式和未来发展方向,制定邢台电网统一建设集中式管理系统的方案。内容如下:
(1)统一建设集中式管理平台。主站系统服务器和相关网络硬件设备采用现有系统设备;新开发小电厂管理的软件系统,实现机组运行数据和管理信息的采集、处理、展示。各级调度用户通过办公微机,通过信息网使用业务功能。
(2)采用调度数据网、专线、GPRS/CDMA公网等多种信息传输手段,方便电厂的接入,快速发挥系统效益。根据通信资源的实际情况,系统提供多种数据传输模式:对于新建自备电厂应具备远动和调度数据网及二次安全防护设备,运行信息以网络方式直接传送到省调;已经接入地调自动化系统的现有自备电厂,运行信息由地调系统转发至省调;未接入地调自动化系统的现有自备电厂,远动信息通过公网无线方式接入省调。
(3)运行信息分级维护,统一管理。地调负责所辖自备电厂远动系统的运行考核和统计管理,省调负责统一对地调相关工作的运行考评。
(4)系统功能灵活配置,适应未来业务管理模式的变化。通过汇集全部自备电厂的运行和管理信息,无论采用省、地两级管理模式,还是省直管电厂的一级管理模式,系统均能提供支持。
(5)采用标准传输规约,具备未来平滑接入D5000能力。运行数据传输采用IEC104规约和DL476-92标准规约,可平滑过渡到省调新的D5000系统。
4结束语
通过构建邢台电网地方小电厂管理系统主要实现以下目标:
(1)研究并构建小电厂实时数据采集平台,实现了小电厂运行工况的实时监控和在线管理,调度管理人员能够掌握第一手资料,为合理制定发电计划提供了数据基础,为提升电网安全水平提供技术支持。项目具有重要的安全和社会效益。
1.1CORS系统的技术特点
CORS系统具有跨行业的特性,可以面对不同要求的客户类型,其技术主要有三种核心技术,分别是虚拟参考站技术(VRS)、区域改正术技术(FKP)、主辅站技术(MAC),它们具有各自不用的特点和理论支撑。(1)虚拟参考站技术(VRS)它主要是利用基准站的坐标对应相应的数学坐标,模拟出虚拟参考站的观察数据,然后建立流动站到虚拟参考站的超短基线。它的优点主要是在计算对流层及电高层时可以利用到整个网络的信息。它的缺点主要是:无法将MRS的观测信息进行充分利用;需要建立一个主参考站,如果主参考站发生问题,那么就会造成服务间断,需要重新进行选择;需要对数剧量较大的原始观测数据进行传输;要给流动站提供参考站的位置,传输负担很重。(2)区域改正术技术(FKP)它是对VRS系统的进一步改进,这种方法主要是运用基准站已知坐标和GPS基准站检测数据来计算在基准网范围内和时间或者空间有关的误差改正数模型,然后将测量点误差改正术用到观测值中,消除和时间空间有关的各种误差,来获得精确度极高的定位结果。它的特点主要是:对参考站上的各个非差参数进行估计,利用非差参数计算流动站改正数,完成精确定位。它的不足之处在于它的服务器与流动站所用的对流层模型可能存在着不一致。与VRS系统相比,它们的区别在于误差更正方式和最终定位方法不同。(3)主辅站技术(MAC)它是从参考站网把一切相关,标志整周未知数水平的数据以高度压缩的方式发送给流动站。它是对FKP技术的一种改进。与VRS和FKP技术相比,它的特点主要是:对于参考站的网解可以进行智能选择并保证足够数量;为数据通讯减低了负荷,作业效率得到提高;是标准化的网络RKT,是真正意义上的网解。它的缺点在于依赖于主参考站,如果主参考站出现问题,就会造成服务间断,需要重新进行选择,限制了系统的完整性,同时需要传输很大的数据量,传输负担很重。
1.2CORS技术的基本原理和结构
CORS是依赖于GNSS导航定位技术,在一定范围内按照需要建立若干连续固定的基准参考站,利用现代通讯技术,连接参考站和数据中心,数据中心对参考站上传数据进行处理以便用户使用。它主要是由参考站子系统、数据处理中心、数据通信子系统、用户应用子系统等部分组成。
2CORS系统在电力线路测量中的应用
2.1电力线路测量的特点
因为电力线路网络遍布城市的各个角落,遍布整个城市,线路的测量不仅仅局限在一个小区域内,所以不宜用单个PTK基准站进行测量,这样就会耗费大量的人力物力和时间,不断调整基准站的位置,造成工作效率低下。
2.2CORS系统在电力测量中的运用
电力线路的测量主要包括了选线测量、平断面测量、定线测量和定位测量。相比传统的测量方法,CORS系统具有很大的优势,它适用于以上所有的测量任务并能发挥很好的作用,提高了工作效率,减轻了工作人员的负担,节省了成本,提高了效益。(1)选线测量选线测量就是依据实现已经确定好的路径方案,把线路的起点、转角点、终点在实地中一一确定落实。利用GORS系统进行选线测量,可以方便的把各个目标点在方案确定的地理位置上进行精确定位。(2)平断面测量平断面的测量主要任务是线路中心两边各五十米范围内的道路和事物进行平面位置的测量描绘。平面图纸的绘制必须以现场实测的数据为基础,遵循现行统一的图式和图例要求,真实准确的把地貌和地物的平面高度、位置表现出来,清楚的注明符号及文字。线路的平断面测量可以分为中线断面测量、风偏断面测量和边线断面测量。中断线断面测量就是沿线路中心导向的地表剖面;风偏断面是垂直于线路中心线的地表剖面;边线断面是沿高侧边导线的地表剖面。(3)定线测量定线测量就是对线路中线的起点、转角点和终点进行精确测量。它主要采取间接定线和直接定线的方式。所谓直接定线就是用正倒镜分中法进行,如果碰到了障碍物,就用等边三角形、等腰三角形和矩形等间接方法进行定线。GORS在定线的过程中,无需点和点之间的通视,能够轻松的控制线路方向,大大的减少了树木和高大建筑物对于定线测量的影响。(4)定位测量GORS在定位测量的使用中,操作方法类似于定线测量。通常情况下,假如没有直线段两端点坐标的数据,就要用GORS系统去测量;如果已经有了坐标数据,就能够直接使用这个数据,把直线设为参考线,依据设定好的距离,用GORS系统对数据进行处理,就可以得出各桩的地理坐标。
2.3GORS在电力线路测量中的优势
在实际的工作过程中,我们发现运用GORS系统可以很好的完成电力线路测量的任务,具有非常明显的测量优势,主要表现为以下几点:(1)不受基站覆盖面积的局限,可以在区域内的任何地段全天候的展开工作;(2)测量的精确度高,用时短,能够提供实时服务;(3)无需透视的环境,减少了树木、庄稼和高大建筑物对电力线路测量的阻碍;(4)造作方法简单,节省劳动力成本,提高作业效率。
3结语
这种技术的新优势主要体现在以下几个方面。第一,成功的实现了我A/D与D/A转换,尤其是在这几年来,在技术领域上有着新的突破,能在最大程度上实现无线转换器原件的使用量,这就为数字原件的制作提供了诸多方便。第二,因为短距离的无线技术能够通过铺设更为广泛的宽带成功的实现无线通路,极大的提高了其机动性,使得此技术的应用范围就变得更加的广阔了。第三,该技术举杯拓展性的新优势,因为无线电技术的软件模式不是毫无变化的,反而是通过技术的不断升级和软件的更新换代能衍生出更多的服务,这样的新优势也成为该技术能被广泛应有和接受的主要原因。第四,改技术能有在应用的过程不断的查缺补漏,根据实际情况改进自己的技术水准,在更多的情况下是根据众多不同用户的实际需求发生变化的,这就说明这种技术是有着人性化的新优势,注重需求上的满足,极大的增强了顾客的满意度。
2、DSP技术以及新优势
该技术又被称为是数字新信号处理技术,这就是伴随着电力企业的单力系统在新形势、新需求下不断完善的结果,这种技术在当下的电力通信技术中可谓是最先进的了,其在使用和运行的过程中体现出来的新优势则是不可小觑的,在今后乃至未来的无线数据通信的飞速发展的过程中,都可以为人类带来便捷的生活条件。在最近的几年中,这种技术可以说是以自身的独特优势改变着我们现代人的生活,有着安全,准确,可靠的新优势。在我国更广阔的电网覆盖的地域下,气候条件复杂,地质条件复杂,人文环境更加复杂的情况下,该技术有着更加强大的适应性。而该技术恰恰有着这样的技术属性,能够用自身的新优势满足这样的需求。
3、智能天线技术以及新优势
智能天线技术的新优势,主要体现在该技术能够在最大的可能上能够成功的实现移动通信在较高的频段的复用以及较大体量的系统容量需求情况下进行无阻碍的工作,这是因为在现代的科学技术进步频段的使用存在高度的复用率,也就是说,如果在一定的环境下,没有相对稳定的信号就很容易出现信号连接不上,断开,以及连接不上的现象,但是智能天线的优势就在于极大程度上的解决了此种现象下的难题。
4、全光网络通信技术及新优势
全光网络技术的新优势就是他的速度和效率,众所周知,所有信号的传输与交流都是通过光的形式才得以进行的,这样才能保障传输的效用和效率,而全光技术就是在效用和效率上通过现代科技加以保障才有全新的优势展现。
5、4G技术及新优势
客观上讲,4G是当下中国通信网络的新产物与新宠儿,每年中国通信网络都会更新换代,在短暂的几年中,中国走过了不同于其他国家的及时年的发展历程,4G技术在传输速度和效率上都有着其他技术无可比拟的新优势,在电力信息通信技术领域广泛的应用并成为主流技术。
6、Femtocell技术及新优势
1.1技术特点MSTP的出现迎合了电力二次系统针对各类通信业务(如安稳系统、继电保护、远动通信、电力系统信息化等)接入和动态带宽处理的需要。基于SDH系统,MSTP具备集成对多种业务(主要是时分多工TDM、以太网业务和ATM业务)支持的能力,实现了对城域网业务的汇聚。其技术特点大致有以下几点:1)延续了SDH技术的诸多优势:如具有杰出的网络倒换保护性能和良好的TDM信号业务支持能力,能很好地兼容现有的TDM信号业务。2)对多种协议的支持。对多种协议支持以增强网络边界智能硬件性能,通过对各种业务的交换、聚合或路由划分来筛取不同种类的传输流,使MSTP对多种业务支持的能力得以实现。3)可支持波分复用(WavelengthDivisionMulti⁃plexing,WDM)扩展。MSTP的信号类型随所处网络位置的变化而发生变化,如MSTP设备被置于核心层时,信号类型最低可为OC-48,并能扩展为密集波分复用信号;当MSTP被置于汇聚层和接入层时,其信号类型则变为OC-3/OC-12,且可在必要时扩展至支持密集波分复用(DenseWavelengthDivisionMultiplexing,DWDM)的OC-48。4)支持动态带宽的分配。MSTP具备支持虚级联和级联的功能,因此MSTP可对所用带宽进行灵活多样的分配,其通常的带宽可分配颗粒为2Mbit/s,某些厂商甚至能将带宽可分配颗粒调整至576kbit/s。基于此,MSTP不但可以满足对SDH帧中的列级别以上带宽的分配需求,还能通过支持其链路容量调整机制(LinkCapacityAdjustmentScheme,LCAS)技术,动态地配置、调整链路带宽。5)提供综合网络管理功能。拥有对不同协议层的综合管理能力,有利于MSTP管理和维护网络[5-6]。MSTP管理涵盖整个网络,无论是对网内性能的告警监控还是对业务的配置,均基于直接为用户提供的网络业务。配置MSTP网管上的业务时,仅需要配置好网络业务的源、宿及相应的时隙、端口等参数,网络业务便能快速自动生成,避免传统的SDH系统需逐个对网元相关参数进行设置的繁复操作,进而实现业务的快速开通。此外MSTP还具备一些非电力通信需要但被运营商广泛使用的功能,如计费和带宽租用等。
1.2MSTP技术在电力通信中的应用广西某市地区电力通信网涵盖网内20多个变电站,每个变电站建立一个网元节点,组网采用产自UT斯达康公司的NetRing系列光传输设备,该系列设备均具有MSTP特性。其中NetRing10000-(IV2)系列设备主要针对大型网络的骨干网和城域核心层需求设计,是高集成STM-1/4/16/64(155M/622M/2.5G/10G)多业务传输平台,具有大容量高、低阶交叉连接矩阵,分插复用功能及Ethernet/ATM信元交换功能,最大交叉连接能力为512×512VC-4,4032×4032VC-12。此外该设备可按实际需要,灵活配置成2.5G或l0G,可平滑地由2.5G升级到10G。基于NetRing传输平台,该市地区电力通信网为电力系统提供了多条符合实际生产管理和管理信息需求的通道,如地区级综合数据网通道,承载的业务包括:综合信息化管理、电力统一通信、电视电话视频会议系统、营业所及变电站在线视频监控;地区调度数据网电力调度自动化、电能在线计费、电网一体化运行智能、VoIP(VoiceoverInternetProtocol)调度电话等。保障了该市地调与各变电站之间、发电厂之间及厂站间的各类专线信号;供电局与各下属二层机构之间的专线信号的信息传递与交互。
2MSTP设备的日常维护与故障分析
2.1MSTP设备的日常维护作为一项综合性较强的工作,MSTP光传输系统的日常维护项目很多,例如对光缆设备的定时巡视记录、设备电源清洁保养、配线架端子测试等。下面是MSTP设备日常维护的一些简单但值得注意的要求:1)供电电压不可超限。传输设备可正常工作的直流电压范围是-57.6~-38.4V,即MSTP设备的直流电压允许范围为-48±20%V。2)保证设备的运行环境。通常MSTP设备的允许机房温度是0~40℃,但根据实践经验,通信机房的建议保持温度约为25℃[7]。3)设备应按照行业规范采用三地联合接地,综合通信大楼的接地电阻要求小于1Ω,普通变电站内通信点接地电阻要求小于5Ω,否则雷击打坏设备的概率会大大增加;另外接地线的长度最好小于30m,并且尽可能短;两个接地体在最近点用导线短接。4)禁止小角度弯折尾纤,避免经常打开光连接器。5)网管、本地维护终端(LocalCraftTerminal,LCT)用电脑应专机专用,严禁挪作他用,以免电脑中毒瘫痪。6)插入单板时,先将单板的上下边沿与机框的左右导槽对齐,然后沿左右导槽慢慢推进单板,直至其刚好嵌入母板。更换单板时,在更换前要确认待换单板与在用单板型号一致。
2.2MSTP设备的故障分析高效地开展MSTP设备维护工作是电力通信网络安全稳定运行的保障。但由于网区内各个站点之间、厂站之间的距离较远,因此能否准确分析并定位故障,是MSTP设备故障处理中极为关键的切入点。与传统SDH故障定位方法一样,MSTP设备的故障定位也遵循“先系统,后单站;先线缆,后设备;先设备,后单板;先线路,后支路”的准则。通信检修人员可结合设备网管、光时域反射仪(OpticalTimeDomainReflectometer,OTDR)等测试仪表,充分利用性能事件、环回、在线检测帧等技术手段,分步、有计划地对MSTP设备故障定位。在故障出现初期,先分析告警的可能成因、相关业务流向及性能事件,初步判断后,再逐步缩小故障点的范围;然后通过分别对支路板和光板进行逐段环回(注意设备参照点)的方式,排除外部干扰,把故障点定位到单站,接着到单板。在MSTP设备故障处理过程中,首先应该排查SDH层面的问题,较为常用的SDH故障定位方法有告警性能分析法、仪表测试法、环回测试法及替换法等。1)告警性能分析法。该方法借助网管捕获有关的性能及告警信息,定位潜在故障。检修人员通过网管可以获得每一个站、每一块单板故障的详细情况;全网设备的故障状况,以及业务两端间的告警信号;告警信号的产生、结束时间和所有历史告警信息。例如检查网管时如果发现网管报TU-AIS和TU-LOP等SDH层告警,就可初步判定单板硬件有问题,需准备更换故障板件。2)仪表测试法。该方法需要采用各种仪表(如2M误码仪、万用表、光源、光功率计、以太网测试仪、SDH分析仪等)检查传输设备的故障点。如:用2M误码仪检测业务信号通断情况、误码数量;用光源、光功率计测试相关设备的收发光状况;用万用表检测设备的直流供电电压,判断是否存在电压越限影响设备运行的问题。用仪表定位故障的方法很有说服力,但前提是故障现场需要备有相关的仪器仪表。3)环回测试法。该方法使信号在网元的Tx、Rx端口间环回流转,藉此定位故障。环回测试法的两种典型方法:硬件环回和软件环回。硬件环回又分光接口、电接口两种,其中光接口的硬件环回,用尾纤或借助光纤配线架(OpticalDistributionFrame,ODF)配线端子,使光接口板的Tx端口和Rx端口互联;电接口的硬件环回,用电缆线或经由数字配线架(DigitalDistributionFrame,DDF)配线端子,将电接口板的Tx端口与Rx端口连在一起。软件环回则是指通过网管下发命令环回某一网元中的某一单板,又可分为内环回和外环回两种,如图2、图3所示。软环回的对象相对较多,包括电支路、光支路、光线路等。在分段自环设备的各种不同位置点后,便可将故障点从纷繁的信息中剥离出来,继而排除故障。值得注意的是,硬件环回光板时必须视具体情况在光板加入适当衰耗,以免损坏光板4)替换法。该方法是使用正常部件去替换疑似异常工作部件,以达到定位、排除故障的目的。这里的部件,是指与设备相关的物品,如线缆、单板、模块甚至于芯片等。这种方法在排除传输外部设备问题时应用较多,当故障被定位到单站后,替换法则更多地用于排除站内设备单板或模块的问题。通过上述方法排除SDH层面的问题后,检修人员可以转入以太网层面对故障进行定位。实践中一般采取环回手段+Ping和测试帧定位以太网层面的故障。例如在本端MSTP设备以太网单板端口Ping对端路由器或者交换机的IP地址,若能Ping通,则可基本确认本端设备以太网层无异常,Ping包的格式有很多种,常用的Ping包格式如下:pingxxx.xxx.xxx.xxx-11000-t11000表示数据包的包长是1000,-t即持续不断Ping包。其中的包长可视具体情况设定,在测试时不妨同时多开几个Ping窗口来尝试。如果Ping不通,则考虑检查线缆、网线、设备等硬件工作正常与否,在排除硬件方面的问题后,应在网管或LCT排查网元上的端口工作模式的设置、TAG属性、封装协议的匹配、虚容器(VisualContainer,VC)通道捆绑情况、端口VLANID的设置等,假如这些设置均被正确配置,但网络还是Ping不通,此时就应考虑检查两端站点路由器循环冗余校验码(CyclicRedundan⁃cyCheck,CRC)的配置情况。较常见的,如本端设CRC校验,对端不设CRC校验,也会造成Ping不通。但是即便Ping包正常也不可轻易认为本端MSTP设备以太网层无异常,因为当端口工作模式配置不正确时,也可能出现小流量Ping包能通过但大流量Ping包存在时延或丢包的现象。此时应考虑查验本端站点与对端站点设备的使能流控设置一致与否,两端设置不一致的情况下,大流量Ping包很可能存在丢包现象,故建议双方都关闭流控。此外这种现象也可能与带宽配置不够有关,带宽配置不够有用户业务量小但突发业务比较大或用户业务量大两种情况。带宽是否充足可通过多绑定几个2Mbit/s的方法来验证。针对基于多协议标记交换(Multi-ProtocolLa⁃belSwitching,MPLS)的报文类型或基于VLAN的报文类型的故障业务,最有效的手段是借助以太网性能分析仪辅助定位故障点,如果现场没有相关的测试仪表,则可借助“模拟发包”类的软件,使用计算机网卡模拟设备发送业务报文的办法来定位故障点。当涉及用户内网时,tracert也是一个非常实用的命令,其可用于圈定IP数据包访问目标所采取的路径。通过跟踪数据包的访问路径,检修人员可以了解数据走向,缩小故障范围,有助于故障信息的定位和处理。
3结语
电力系统可靠性是指电力系统按可接受的质量标准和所需数量不间断地向电力用户供应电力和电能量的能力的量度。研究发电可靠性的主要目标是确定电力系统为保证有充足的电力供应所需的发电设备容量。其分析方法有确定性的和概率性的2种,国内目前通常采用的是确定性方法,而概率性方法能较好地综合各种因素的影响,其评估技术在国际上已经成熟。现阶段,我国发电系统可靠性指标标准还没有统一的规定,处于一种研究探索阶段。本文结合湖北电网“十一五”规划,对其发电可靠性进行评估和分析。
1可靠性指标计算
预计2010年湖北省统调最大负荷为18200MW,用电量为93TW•h;统调主要电源装机容量为20222.7MW(不含三峡电站和恩施州)。可靠性指标计算结果如下:2010年湖北电力系统电力不足期望值HLOLE为33.61h/a,电量不足期望值EENS为26332.8MW•h/a。
2敏感性分析
为分析各相关因素对发电可靠性指标的影响程度,特从以下几方面进行敏感性分析计算。
2.1负荷变化在其它各条件不变的情况下,最大负荷上下浮动,2010年湖北电力系统HLOLE值与负荷大小关系见图1所示。图1负荷敏感性分析图由图1可见,负荷变化对发电可靠性指标有着明显的作用,当最大负荷从推荐水平的120%减少时,HLOLE迅速降低,若负荷达到推荐负荷的105%,则HLOLE增加至基准负荷水平时的1.83倍;若负荷未达到推荐负荷水平(95%),则HLOLE仅为基准值的56.9%,HLOLE随负荷变化趋势减缓。由上可知,当负荷越处于高水平时,其变化对HLOLE的影响越大。由于负荷发展水平受多方面因素的影响,负荷预测不可能与实际一致。随着社会的发展,负荷越来越高,其较小的变化相对值,也会导致较大的绝对值变化,而且电源建设存在一定的周期。因此,更应重视负荷的中长期预测,使之更接近实际水平,另一方面也说明在电源规划中应确定合理的HLOLE的取值范围,使之具有一定的适应能力。
2.2电源装机由于电源建设项目受各方面因素影响较多,特别是在电力市场改革正在进行的今天,电源项目的投产期存在更多的不确定性。减少电源装机对HLOLE有一定的影响,但略低于负荷变化的影响;而增加电源装机对降低HLOLE的影响幅度小于因减少电源装机导致电力不足期望值增加的幅度,即系统装机容量越少,其变化对HLOLE的影响越大。从这一点也说明确定电力不足期望值的合理范围的重要性。
2.3等效可用系数通过提高现有机组的等效可用系数,相当于增加系统的可用容量,经济性方面优于新增机组方案。2005年湖北省火电机组的等效可用系数为91.90%,还具备一定的提高潜力。通过机组等效可用系数的浮动计算可知,随着等效可用系数的提高,HLOLE不断下降,在基准值上,可用系数平均降低4个百分点,相当于减少600MW的装机容量,而增加1个百分点,其效果接近于增加300MW的装机容量。因此加强技术水平和提高管理水平,提高机组的等效可用系数,在同样装机容量下,能有效地提高发电可靠性指标。
2.4强迫停运率2005年湖北省属机组等效强迫停运率为2.18%。由于各机组的强迫停运率本身不高,因此其变化时对可靠性指标的影响相对要小些。机组强迫停运率在基准值基础上,上下浮动30%对HLOLE的影响并不大,仅相差10%左右。即使机组强迫停运率增加一倍,对HLOLE的影响界于减少一台300MW机组和减少一台600MW机组之间;机组强迫停运率为零时,效果相当于增加一台300MW机组和增加一台600MW机组之间。
2.5电源结构湖北电力系统一个重要特点就是水电比重大,截止2005年底,湖北电力系统统调水电装机比重高达65.8%,随着三峡电站的建设投产以及水布垭等水电的开发建设,湖北电力系统水电比重仍将维持较高的比重。下面通过拟定不同的电源结构方案,其可靠性指标计算结果见表1。由表2可见,不同的电源构成对电力不足期望值HLOLE有影响,一般来看,相同装机容量下,火电装机容量比重高的系统其HLOLE要低一些,主要是因为水电存在受阻容量。从逐月计算结果看,火电装机容量比重高的系统枯水期HLOLE明显低于火电装机容量比重少的系统,主要是因为水电枯水期空闲容量的增加,使其可用装机减少。水火电的替代容量在0.875左右。当然,水电出力受各方面因素影响较多,计算结果与各个水电站有关,也与水电站的设计保证率有关。
2.6火电机组检修湖北电力系统水电机组检修一般安排在枯水季节,不影响电站出力。通过缩短火电机组的检修时间,可提高发电可靠性指标。火电机组检修周期提高30%,其效果相当于减少系统一台300MW的装机;而降低30%,其效果界于增加系统一台300MW和600MW的装机之间。
2.7与电力电量平衡程序计算结果对照现阶段,电源规划软件常用的是华中科技大学编制的《联合电力系统运行模拟软件(WHPS2000)》,因此,特对该软件计算结果与发电可靠性计算指标进行对照。注:表中备用系数不包含机组检修备用。由表2可见,随着备用系数的取值不断下降,发电可靠性指标不断增大,也就表明系统的发电可靠性变差,基本上是备用系数降低0.01,发电装机可减少200MW,发电可靠性指标增加10%左右。由上述各计算结果可见,负荷水平和装机容量的变化对可靠性指标影响最大。从电源构成看,相同装机容量下,水电比重大的系统其可靠性要差些,2010年湖北省的水电替代容量在0.875左右,从这方面看,水电比重大的区域备用系数应高一些;从机组本身看,提高其等效可用系数比降低机组的强迫停运率的效果明显;另外,在可靠性指标计算中,检修是根据等备用原则安排,实际生产中,合理安排检修计划,提高机组的计划检修水平,逐步开展状态检修方法,也是提高发电可靠性的措施之一。
3技术经济综合比较
任何可靠性水平总是与经济性密切相关,当电力系统越来越复杂、电力用户对供电质量的要求不断提高时,就需要用科学的可靠性理论来进行定量的研究。我国作为一个发展中国家,受到多种因素包括经济以及政治、社会因素的影响,一般认为可靠性指标的取值宜在1~2d/a之间。
3.1停电损失与装机成本计算与发电可靠性有关的指标是由电能价格来维持的,发电可靠性并非越高越好,需综合考虑投资、停电损失及用户的电价承受能力。发电可靠性成本就是电源建设的投资成本以及运行成本,而可靠性效益计算却比较难,在进行成本-效益析时,一般将可靠性效益计算转化为对用户的缺电成本计算。缺电成本计算与国民经济发展状况、国情、电力系统发展水平等多种因素有关,目前采用的有以下几种简单的估算方法。(1)按GDP计算,即按每缺1kW•h电量而减少的国民生产总值计算平均缺电成本。(2)按电价倍数计算,根据对各类用户进行缺电损失的调查和分析,用平均电价的倍数来估算缺电成本。如英国、法国、瑞典等。(3)按缺电功率、缺电量、缺电持续时间及缺电频率计算,如美国等。以下分析仅考虑上述第一和第二种方法。2005年湖北省每kW•h电量对应的GDP为9.62元,预计2010年停电损失费可达到12.3~15.5元/(kW•h);另一方面,目前,湖北省综合电价水平在0.4元/(kW•h)左右,按50倍电价水平计算得到停电损失费用约为20元/(kW•h)。根据国产2×600MW机组的造价水平,折算到每年的发电成本约为900元/kW•a-1。据此,我们可以算出装机变化成本与停电损失费用,进行成本-效益分析。由表3可见,当停电损失费用取15元/(kW•h),装机成本始终超过停电损失;当停电损失费用取20元/(kW•h),按成本-效益分析,可减少装机容量在1800~2400MW之间;当停电损失费用取25元/(kW•h),可减少装机容量在1200~1800MW之间;当停电损失费用取30元/(kW•h),可减少装机容量在600~900MW之间;当停电损失费用取40元/(kW•h),可减少装机容量在0~300MW之间。超级秘书网
4结论和建议
本文结合湖北电网的“十一五”规划进行可靠性指标的计算以及敏感性分析,对电源装机成本与效益进行了分析,主要有如下结论。
(1)“十一五”期间,湖北省的电源装机进度与负荷水平是相适应的。
可靠性是指一个元件、设备或系统在预定时间内,在规定的条件下完成规定功能的能力。可靠性工程涉及到元件失效数据的统计和处理,系统可靠性的定量评定,运行维护,可靠性和经济性的协调等各方面。具体到继电保护装置,其可靠性是指在该装置规定的范围内发生了它应该动作的故障时,它不应该拒动作,而在任何其它该保护不应动作的情况下,它不应误动作。
继电保护装置的拒动和误动都会给电力系统造成严重危害。但提高其不拒动和提高其不误动作的可靠性的措施往往是互相矛盾的。由于电力系统的结构和负荷性质的不同,拒动和误动所造成的危害往往不同。例如当系统中有充足的旋转备用容量,输电线路很多,各系统之间和电源与负荷之间联系很紧密时由于继电保护装置的误动作,使发电机变压器或输电线路切除而给电力系统造成的影响可能很小;但如果发电机变压器或输电线路故障时继电保护装置拒动作,将会造成设备的损坏或系统稳定的破坏,损失是巨大的。在此情况下提高继电保护装置不拒动的可靠性比提高其不误动的可靠性更为重要。但在系统中旋转备用容量很少及各系统之间和负荷和电源之间联系比较薄弱的情况下,继电保护装置的误动作使发电机变压器或输电线切除时,将会引起对负荷供电的中断甚至造成系统稳定的破坏,损失是巨大的。而当某一保护装置拒动时,其后备保护仍可以动作而切除故障,因此在这种情况下提高继电保护装置不误动的可靠性比提高其不拒动的可靠性更为重要。
2保护装置评价指标
2.1继电保护装置属于可修复元件,在分析其可靠性时,应该先正确划分其状态,常见的状态有:①正常运行状态。这是保护装置的正常状态。②检修状态。为使保护装置能够长期稳定运行,应定期对其进行检修,检修时保护装置退出运行。③正常动作状态。这是指被保护元件发生故障时,保护装置正确动作于跳闸的状态。④误动作状态。是指保护装置不应动作时,它错误动作的状态。例如,由于整定错误,发生区外故障时,保护装置错误动作于跳闸。⑤拒动作状态。是指保护装置应该动作时,它拒绝动作的状态。例如,由于整定错误或内部机械故障而导致保护装置拒动。⑥故障维修状态。保护装置发生故障后对其进行维修时所处的状态。
2.2目前常用的评价统计指标有
2.2.1正确动作率即一定期限内(例如一年)被统计的继电保护装置的正确动作次数与总动作次数之比。用公式表示为:
正确动作率=(正确动作次数,总动作次数)×100
用正确动作率可以观测该继电保护系统每年的变化趋势,也可以反映不同的继电保护系统(如220kv与500kv)之间的对比情况,从中找出薄弱环节。
2.2.2可靠度r(t)是指元件在起始时刻正常的条件下,在时间区间(0,t)不发生故障的概率。对于继电保护装置,注意力主要集中在从起始时刻到首次故障的时间。
2.2.3可用率a(t)是指元件在起始时刻正常工作的条件下,时刻t正常工作的概率。可靠度与可用率的不同在于,可靠度中的定义要求元件在时间区间(0,t)连续的处于正常状态,而可用率则无此要求。
2.2.4故障率是指元件从起始时刻直到时刻t完好条件下,在时刻t以后单位时间里发生故障的概率。
2.2.5平均无故障工作时间建设从修复到首次故障之间的时间间隔为无故障工作时间,则其数学期望值为平均无故障工作时间。
2.2.6修复率m(t)是指元件自起始时刻直到时刻t故障的条件下,自时刻t以后每单位时间里修复的概率
2.2.7平均修复时间mttr平均修复时间是修复时间的数学期望值。310kv供电系统继电保护
10KV供电系统是电力系统的一部分。它能否安全、稳定、可靠地运行,不但直接关系到企业用电的畅通,而且涉及到电力系统能否正常的运行。
3.110KV供电系统的几种运行状况
3.1.1供电系统的正常运行这种状况系指系统中各种设备或线路均在其额定状态下进行工作;各种信号、指示和仪表均工作在允许范围内的运行状况;
3.1.2供电系统的故障这种状况系指某些设备或线路出现了危及其本身或系统的安全运行,并有可能使事态进一步扩大的运行状况:
3.1.3供电系统的异常运行这种状况系指系统的正常运行遭到了破坏,但尚未构成故障时的运行状况。
3.210KV供电系统继电保护装置的任务
3.2.1在供电系统中运行正常时,它应能完整地、安全地监视各种设备的运行状况,为值班人员提供可靠的运行依据:
3.2.2如供电系统中发生故障时,它应能自动地、迅速地、有选择性地切除故障部分,保证非故障部分继续运行:
3.2.3当供电系统中出现异常运行工作状况时,它应能及时地、准确地发出信号或警报,通知值班人员尽快做出处理。
3.3几种常用电流保护的分析
3.3.1反时限过电流保护继电保护的动作时间与短路电流的大小有关,短路电流越大,动作时间越短;短路电流越小,动作时间越长,这种保护就叫做反时限过电流保护。反时限过电流保护虽外部接线简单,但内部结构十分复杂,调试比较困难;在灵敏度和动作的准确性、速动性等方面也远不如电磁式继电器构成的继电保护装置。
3.3.2定时限过电流保护继电保护的动作时间与短路电流的大小无关,时间是恒定的,时间是靠时间继电器的整定来获得的。时间继电器在一定范围内是连续可调的,这种保护方式就称为定时限过电流保护。
继电器的构成。定时限过电流保护是由电磁式时间继电器(作为时限元件)、电磁式中间继电器(作为出口元件)、电磁式电流继电器(作为起动元件)、电磁式信号继电器(作为信号元件)构成的。它一般采用直流操作,须设置直流屏。
定时限过电流保护的基本原理。在10kV中性点不接地系统中,广泛采用的两相两继电器的定时限过电流保护。它是由两只电流互感器和两只电流继电器、一只时间继电器和一只信号继电器构成。保护装置的动作时间只决定于时间继电器的预先整定的时间,而与被保护回路的短路电流大小无关,所以这种过电流保护称为定时限过电流保护。
动作电流的整定计算。过流保护装置中的电流继电器动作电流的整定原则,是按照躲过被保护线路中可能出现的最大负荷电流来考虑的。也就是只有在被保护线路故障时才启动,而在最大负荷电流出现时不应动作。
(一)电力安全管理信息系统的核心设计
工作电力安全生产管理信息系统的重点在于对设备的全生命周期进行有效管理,这使得对数据储存及数据传输设计工作拥有高标准、高要求的特点。
1、数据储存的具体设计
CIM模型包含逻辑包20个,设备资源类定义300有余,对电力系统应用进行了全方位的统一描述,作用是为电网设备数据提供储存空间。电力公司的信息整合工作以国际通用的IEC61970标准为主体标准依据,以国际通用的IEC61968标准为主要参照标准。其中,IEC61970系列标准也可以被叫做EMS-API系列标准,此系列标准由CIM与GIS两部分组成。CIM的作用是为能量管理系统信息提供综合逻辑框架图。CIM具有描绘能量管理系统中所有主要对象的功能,使得它被很多应用程序所需要,具有很强的应用价值。电力公司基础数据模型的建立离不开CIM功能上的支持。由于CIM并不具有业务流程数据的功能,所以包括缺陷管理数据、缺陷图片数据及缺陷细分类型数据等要以表格的方式在Oracle数据库折娇陕西省地方电力(集团)有限公司神木供电分公司719300中进行存储。
2、电力安全管理信息系统的接口
设计电力安全管理信息系统的接口需要分别提供对CIM模型、GIS系统及普通数据库的接口。由于电力安全管理信息系统接口需要集成大量其他系统,所以在设计上比较复杂。采取数据总线加适配器模式可以很好的解决这一问题。数据总线加适配器模式具有传递格式统一的特点,可以明显提高对不同系统数据进行集成的便捷性,同时也为以后的系统扩展工作提供了方便。
二、电力安全生产管理信息系统实现
(一)系统实现的开发环境
电力安全生产管理信息系统作为WEB项目中的一种,它的开发以JAVA技术为基础。电力安全生产管理信息系统的开发需要对以下软件进行运用:利用Dreamweaver8.0软件进行网页制作;以Tomcat5.5作为JAVA集成开发环境;以Oracle10g或CIMserver作为数据库系统软件;以EOS或Eclipse作为系统开发平台。电力安全生产管理信息系统的开发也对计算机系统配置提出了高要求,具体要求如下:操作系统需要Window2003及以上版本;2G以上的中央处理器内存;2~4G的内存条容量及200G以上的硬盘空间。同时,WEB服务器版本为浪潮NP370D。
(二)电力安全生产管理信息系统界面的实现
在对电力安全生产管理信息系统界面进行设计时要确保做到以下几点:首先,应力求做到系统界面的简洁感和美感的统一,使系统界面实现便捷性和可操作性;其次,在对菜单进行设计时,要做到手动和自动化的完美统一;在对登陆界面的设计时应添加合理的操作权限,使不同部门的工作人员只能对其职能范围内的内容进行浏览和操作;要最大限度的保证系统信息的准确性和可靠性,提高操作安全度,保证企业重要内部机密不被泄露。
(三)电力安全生产管理信息系统功能模块的实现
电力安全生产管理信息系统由十余个模块共同组成,其功能异常庞大,具备极强的实用性。由于电力安全生产管理信息系统对于电力生产管理来说具有非凡的重要意义,所以要尽最大可能的确保电力安全生产管理信息系统的安全和可靠,同时也要让系统能够在今后继续实现功能的拓展。在对数据库进行实际操作时,要充分借鉴其他软件系统的长处,对数据库采取统一的操作。同时,要充分考虑到数据库内的数据具有可变动的特征,应采取单一配置文件保存的方式对各类操作码及属性进行保存,以防止数据出现混乱与丢失。
三、结语