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电气自动化是电气工程系统化、智能化、功能化发展的方向,是电子技术、计算机工程、电工技术综合的系统性工程,作为国民经济的支撑和现代科技的结晶,电气自动化发展已经成为电气工程和整个社会发展的方向。新时期,要树立电气自动化发展的目标,将电气自动化作为应用基础、原则和目标深入到社会生产、生活的各个领域,把握好电气自动化发展的脉络和动态,形成从体系上、结构上、系统上对电气自动化的支持,这是当前电气发展的基本路径,确保电气事业进步的基本保障。
一、电气自动化的概述
(1)电气自动化的概念
电气自动化是一个笼统而宽泛的概念,具体是指在电气工程和系统中综合计算机技术、电子与微电子技术、电工科技等先进体系、技术和概念,形成的电气工程发展的趋势和方向。在国民经济建设中电气自动化具有效率、质量上的优势,很多建设领域和实际生活已经开始了电气自动化的应用,并成为工业生产、第三产业服务、生活领域中不可或缺的重要基础性资源与体系。
(2)电气自动化的基本原则
一是,控制性原则,在电气自动化应用和建设过程中,实现有效控制是电气自动化的目标前提,无论是生产领域、加工领域还是生活领域,电气自动化都应该将合理控制作为第一原则,并予以根本性地保障。二是,可靠性原则,在电气自动化应用和建设过程中,要实现电气自动化体系的安全运行,这样的设计与建设才能更好地确保电气自动化经济、安全、社会等目标的实现,也才能做到对电气自动化建设的基本保证。
(3)电气自动化的基本思路
①在电气自动化的监控环节,应该坚持集中控制的思路,运用集中监控的方式,为使用和维护电气自动化系统提供了很大的便利。②在电气自动化的处理环节,应该坚持远程控制的思路,通过远程监控设计模式,节省安装费用、材料费用和电缆费用等费用,在安装成本和设计成本上的要求比较低。除此之外,这种模式还具有组态灵活性高、可靠性高等方面的优势。③在电气自动化的现场总线环节,应该坚持系统性的思路,现场总线监控是建立在现场总线太网等计算机网络技术应用的基础上,在变电站等综合自动化的系统中得到了广泛的使用,并且在使用和设计的过程中也积累了越来越多的经验和技术。
二、电气自动化建设的发展方向
在建设电气自动化的系统性大工程的过程中,要把握建设和实施的方向,通过明确电气自动化建设目标的指引,做到对建设电气自动化的有力保障,起到事半功倍和加速发展的功能与价值,当前进行电气自动化建设应该强化如下几个方向:
(1)实现电气自动化建设的综合化发展方向
电气自动化不简简单单地是电力或者是电气单独行业和工作的独立事物,而是各系统、全社会共同参与,综合发展的系统性工程。在电气自动化建设过程中应该首先坚持综合化发展的方向,要积极与工业生产、制造加工、船舶运输、航空航天等行业的需要和进步取得一致,发挥电气自动化的优势,借鉴其他行业和产业的优势,从多个层面和多个角度确保电气自动化的综合发展的目标、
(2)突出电气自动化的核心竞争力发展方向
当前,企业和社会认识到电气自动化对社会建设和企业发展的重要价值,从不同层面和不同领域开始了电气自动化的探索、应用和思考,但是进程中存在投入资金、技术规范、体系建设的各类问题。今后进行电气自动化建设应该突出核心竞争力这一发展目标,要将宝贵的资金和技术投入到市场占有和竞争力培养的关键领域,在努力缩小电气自动化水平差距的同时,建立起规范化、体系化的电气自动化系统,形成社会和企业电气自动化独特的竞争优势,更为有效地推进电气自动化的全面、健康发展。
(3)坚持电气自动化的智能化发展方向
电气自动化的实现是智能结构、智能系统、智能电气的广泛应用作为基础和平台,随着智能电气的广泛应用,伴随智能电器数量和性能的大幅度增长,电气自动化越来越呈现智能化发展的特点。在电气自动化建设过程中要有预判的能力和科学预测的能力,要将电气自动化与智能化发展提列为战略性目标。
关键词:电力 配电 自动化 应用 发展趋势
中图分类号:F470.6 文献标识码:A 文章编号:
一、概述
相比普通的配电系统,配电自动化系统在控制、管理以及运行方面都有巨大的优势,能够更好地应对负荷增加、电力网络复杂化以及节能减排等因素带来的挑战,以实现配电持续低耗、高效、可靠运行。在实现的可能性方面,通信技术,网络技术、现代电子技术,以及自动控制技术的飞速发展,为配电系统实现自动化提供了技术支持。所以,配电自动化是一项综合运用各项技术的复杂科学。
配电自动化具有高效及灵活性强的特点。但其对设备及线路的要求较高从某种角度说更是对供电安全的保障,提高了安全性及用户的满意度,保证了人们正常生活的安全性。既促进经济发展,又保证了社会民生安全发展,利国又利民,是关乎民生大计的一项远大的工程。
二、配电自动化技术的主要功能
配电自动化最主要的功能可以概括为利用自动化技术综合全面管理配电系统,改善普通的配电系统的不足之处,完善普通配电结构的功能,使整个电力系统更好地运行,为用户可靠供电。配电自动化功能很多,主要是采集数据并进行控制,监控配电系统的运行状态,及时发现配电系统中存在的问题,管理好配电设备,维护好设备安全,根据检测数据的结果,做好检修管理,停电管理,负荷管理,通过对自动化设备的建设,完善计量计费功能,将数据上传网络,并在网络分析,使配电系统的工作管理,网络重构,营业管理及相关系统通信的功能完成更加简便可行。以上所有这些功能完成所需要的信息很多,包括配电系统中配电网的运行实时信息、各种设备的各项技术参数、备品备件、用户信息等各类信息。配电自动化系统可以是集中式,模块化式的系统,建立一个配电管理自动化主站,实行对整个配电网的各种设备各项参数进行数据采集,并和配电线路自动化、用户自动化、变电站自动化集成为一个系统,这样的系统就是配电管理系统。
三、配电自动化的应用特点
1配电自动化具有安全性
人们生活日渐高科技化,缺失电力基础无法想象,不仅影响经济和政治的发展,更会破坏社会秩序和经济政治安全,配电自动化主要应用在人们的日常生活和工作中,随着人们生活水平的不断提高,对安全性的需求也日益增高,因此用电安全性是基本原则之一,这既可以提高配电的安全性,也是对人民负责的体现,维护社会秩序和保证人们安全。
2配电自动化具有可靠性
自动化管理的另一个特点是可靠性强。在急速发展的今天,人类没有电子设备根本无法生活,不仅对用电的需求量增加,更需要供电的稳定性。如果供电的稳定性地或者无法可控,不知是人们对点的依赖程度降低,更影响人们身体安全。在配电管理中,因此需要提高配电可靠性,减少其失误及故障,并提供可靠的管理系统。
3配电自动化具有实际原则
配电自动化是一种社会实验,所以具有实际原则,不仅要选择质量高可靠性强的设备,更要符合国情,实事求是,从实际出发。在诸多的配电系统中,也有国外的领先成熟的技术可以引用,但是,不能照搬照抄。比如电压不一致等问题,盲目引用只会导致资源的浪费和资金流失,如果不充分考虑,导致资源分配不合理,与配电自动化高覆盖率的目标反而背道而驰。
四、配电自动化系统的应用效果
长期以来,国内外的著名专家学者对配电自动化进行了深入研究,获得了大量的成果,现在配电自动化系统已经基本成型,只是还有很多细节的地方需要完善和改进,这项任务也没有想象的那么轻松,还需要我们电力系统工程领域工作人员的一致努力,才能最大程度地实现配电自动化,为我国电力建设作出应有的贡献。配电自动化对电力系统有许多的收益,从收益特征上看,隐性明显多于显性。发展至今,配电自动化系统取得的应用效果有以下几方面。
( 一) 经济效益方面。配电系统的自动化效果收益有直接效益和间接效益两种。配电系统的自动化将很大程度上提高供电质量,减小故障处理时间和设备停电时间,最大限度地发挥配电系统的作用,保证企业生产正常进行。不仅为电力系统本身带来经济效益,也为用户企业带来经济效益。
( 二) 社会效益方面。自动化的配电系统能够大幅度提高电力系统的运行维护水平,缩减工作人员的劳动时间和劳动强度,使配电系统的运行更可靠,不至于因为突发大面积停电给社会交通、金融、企业、医院、学校等各行各业的正常进行带来障碍。
五、发展配网自动化技术应注意的几个问题
配电自动化技术在飞速发展,我们在发展的同时应该注意到发展带来的问题,并在今后的发展方向上避免类似的问题,使配电自动化技术能向更深层次和更完善的方向发展。发展配电自动化技术应该注意到以下一个问题:
一是做好规划,不但要做好配电自动化的规划,还要做好配网的一次系统的规划,在发展的同时,要全面考虑各种因素,多设计好备用方案,坚持分阶段,分块实施的原则,在总体上,要有发展纲领指引配电自动化技术的发展;
二是要着重考虑配电自动化系统的稳定性,不仅要保证原先的配电设备安全稳定可靠的运行,更要保证自动化监控实施设备、数据采集、信息传递设备稳定运行;
三是自动化的设备的建设在经济成本上应该可行,而且建设好的自动化设备运行对于本身的配电系统设备和线路不会有干扰;
四是加强配电自动化软件的开发,使得配电自动化的实现更加简便。
六、配电自动发展趋势
根据对配电自动化的分析,总结出自动化系统所带来的优势,最终目的就是降低由于设备、系统、技术的缺乏造成的各项损失。而未来的配电管理中,自动化系统可以根据实时在线监控,对各设备信息进行及时的统计分析,保证设备可以稳定运行,提高用电的可靠性。并且可以优化现有的配电网络,提高线路的供电能力,降低出现问题的几率。这样不仅可以减少了对空置线路的资金投入,也减少了对设备维护的费用以及出现故障的维护费用,降低了运行的成本。而在供电系统出现问题的同时对社会所造成的影响也大大降低,提高恢复供电能力的反映时间。这就是配电自动化在配电管理中所带来的社会效益和经济效益。
1对数据信息的管理
在配电自动化管理中信息管理是最基本的功能,其主要目的是对配电过程中不断对数据进行收集、分析及储存。信息系统本身是一个巨大的数据库,而系统以及工作人员能够脱离时间和空间的限制,随时对信息变化进行修改、检测以及整理。系统本身又需要实时更新,对数据的准确性很好,工作人员和自动化系统能够根据最新的信息作出相对准确的判断,减少误差和可能出现的问题。省时省力,提高了工作效率。
2安全保障
在配电自动化管理当中,系统可以根据实际使用情况对线路进行合理的分配减少由于使用压力过大造成的短路。建立配电自动化系统的时候,会建立多条馈电线路,从而保证使用线路的安全性。因此在系统检测出线路故障的同时,会开辟其他馈电线路分担故障线路的压力,从而保证用户使用的安全性,使其不受影响得到保障。
3提高对电网改造的改善更新力度
根据配电自动化系统的需求,对各电网的改造应该加大力度,保证电网可以效率高,安全性高的供电质量。而配电自动化系统的最大优点就是可以避免故障的发展以及处理问题的快速反映,因此应着力改造电网的互通能力,馈电线路的建设,这样才能实现配电自动化系统的实际应用效率,降低问题所带来的损失。
结语
基于我国的实际情况,我国电网要实现西电东送,南北互供,全国联网的战略目标,要搭建一个智能电网,我国的电网将会是世界上最先进、最复杂的电网。为了能够让如此复杂的电网更稳定可靠运行,必须让每个环节的技术都充分发展成熟。目前我国正大力改造电网,配电自动化是我国配电网络发展的必然方向,其发展是建设智能电网和坚强电网的基础。配电自动化不仅在我国引起了重视,在工业发达国家中,配电系统自动化也受到了广泛的关注,配电自动化系统具有自动化水平高、管理功能强、实时性好等优点,效益显著,必须坚定不移地建设配电自动化管理系统。
【参考文献】
关键词:自动化;电力系统;应用;趋势
中图分类号:F407.61 文献标识码:A 文章编号:
1电力系统自动化技术的实际运用
1.1数据分类
在电力自动化系统中,按照数据的来源可以把数据分为2类:(1)原始数据。所谓原始数据主要是指从现场获得的最直接的数据类型。(2)再生数据。再生数据则是对原始数据进行加工后产生的数据类型。结合电力系统自动化技术的特点,数据的类型又可细分为以下几个种类:(1)现场实时数据。这类数据主要来源于现场采集,其特点是数据量大,对存储设备有较高的要求。(2)基础数据。这类数据是电力设备的属性数据,被纳入设备管理的范围中。(3)日常工作数据,即自动化系统进行日常工作过程中产生的各种数据以及电力企业中各个部门在运转过程中产生的数据。(4)市场数据。这类数据用来反映整个电力行业的基本情况。引入市场数据的主要原因是当前电力行业已经逐渐向市场化转变,电力企业想要生存和发展,就必须对市场数据进行收集和分析。
1.2数据获取
数据获取,顾名思义就是数据采集,它是电力系统自动化技术中的输入环节。数据获取的过程主要有采集、处理和转发3个阶段。在电力系统中,数据采集的核心在于数据的传输。当前数据传输一般采用2种方式:(1)有线传输。有线传输通常通过光纤、双绞线以及电缆等媒介进行。(2)无线传输。无线传输一般通过微波、高速蜂窝以及无线扩频等形式进行。当前,电力系统自动化技术的数据传输方式通常以有线为主。与有线传输相比,无线传输能够在很大程度上减少线路的铺设,节省人力、物力、财力,尤其是在偏远地区,利用无线传输采集数据具有明显的优势,但是目前还有一些技术性的问题需要处理,如数据的稳定性、可靠性等,这些问题的解决将会让无线传输技术在电力自动化系统中得到更多的运用。
1.3电量计量
作为电力市场的基础,电量计量与电能交易各方的实际利益有直接的联系,同时也是电力交易的依据。当前,电力调度部门一般是通过分阶段统计分析电力关口的有功功率遥测信号进行电量采集工作。电力电量的采集工作必须要保持连续性,确保得到的数据准确可靠,而数据的传输通道应该保证具有稳定大量传输的能力以及对大量数据进行处理的能力。而电力系统自动化技术的运用能够让电能采集设备具有较强的独立采集与处理数据的能力,且能够进行同步校时,确保电力系统数据的时效性。此外,自动化技术的运用还能够让其具备和远动通道、电话通道进行挂接的功能。
1.4GPRS网络系统的运用
GPRS网络系统能够把工业电表与民用电表采集到的数据及时地向监控中心传输,从而能够对电力监控设备进行分布式管理。GPRS网络系统还能够提供简单高效的通讯技术,它可以进行无线IP连接,从而通过移动公司的GPRS平台来组建远程抄表系统,将数据通过无线方式进行传输。GPRS网络系统具有建设周期短、成本低、安装维护方便的优势,它最大限度地利用了现有网络进行运转。GPRS远程抄表系统的组成由配电中心以及分散的采集点构建而成。位于居民小区的电表终端与集中器相连,电表的数据利用协议封装之后直接通过移动公司的GPRS数据网络发送到电力局的配电中心,从而使电表数据采集点与配电中心数据能够进行实时的连接。电表集中器把电力局配电中心的遥控指令发送给电表控制模块,从而能够对电表进行控制。GPRS网络系统仅仅是电力系统自动化技术中的一个组成部分,通过与其他自动化技术相结合,可以更好地提升工作效率,促进电力企业的发展。
2电力系统自动化技术的发展前景
从我国的现状来看,电力系统自动化技术的发展方向主要是建立DMS系统,利用DMS系统来提升电力系统的管理水平,使其能够更好地与自动化技术发展需求相适应,有效降低大面积断电故障的发生几率,从而使电力系统供电更加稳定。电能数据的共享是变电站自动化技术中的关键内容,可以让监控和保护功能同处于一个设备中来实现电能数据的共享。从SCADA的情况来看,它与继电保护装置所需要的数据是相同的,因此可以将部分分布式变电站SCADA与电脑保护相结合,让监控作业与保护作业处于同一个硬件平台之上,从而取得更多的经济效益。随着现代科学技术的不断更新、计算机信息技术的普及和推广,电力系统自动化技术也就有了更多的技术支援,其发展必然会越来越快,从而迎来一次大的改革。这样,更多具有高科技含量和高实用性的技术会随之诞生,同时电力系统自动化技术自身的智能性也会得到增强,从而促进电力监控系统和电力控制系统的不断发展。
3电力系统自动化技术的发展趋势
3.1电力系统自动控制技术的发展趋势
(1)电力系统自动化各种技术之间的配合效率逐步提高,自动化技术随着其他支持技术的发展而发展,从而能够有效地利用各种资源不断进行自我完善。(2)在数据分析过程中,自动化技术逐渐向多机模型分析的方式发展,该种数据处理形式能够使自动化技术得到进一步提升。(3)在自动控制技术理论方面,实用性的理念将会得到更多的应用。(4)电力系统自动控制技术操作人员的自身综合素质和业务能力将会逐渐提升,处理突发性问题的效率也会越来越高。(5)电力系统自动控制技术将会在管控理论形成过程中注重智能化的建设,自动化系统的实用性成为未来技术发展方向的重要决定条件。
3.2整个电力系统自动化的发展趋势
(1)从以往提高电力系统的经济效益与安全性能逐渐向自动化的性质转型,自动化技术的实用性得到很大提高。(2)随着科技的不断发展,电力系统自动化技术水平不断提高,各种自动化设备将会更加具有灵活性和高效性。(3)电力系统自动化技术的综合性将会不断加强,同时还会增加各种相应的功能来满足各种需求。(4)电压的等级将逐渐降低,低压形式的电能可以提高电力系统自动化技术的稳定性。(5)自动化技术的发展将会更加注重安全性,而不仅仅是对重点装置进行管理和维护。
4结语
电力与人们的生产生活密切相关。作为电力工作者,应该不断地进行技术研究和工作创新,同时电力企业也必须积极地进行电力设备和技术的更新,这样不仅可以满足人们日益增长的用电需求,而且还能够促进电力企业的持续发展,从而推动我国经济建设的不断发展。
参考文献:
[1]刘永强.浅谈我国电气自动化的现状及发展前景[J].黑龙江科技信息,2011(2).
[2]郭红生.电气自动化工程控制系统的现状及其发展趋势[J].科技创业月刊,2011(12).
关键词:电力系统自动化;发展;应用
中图分类号:TM0 文献标识码:B文章编号:1009-9166(2011)0014(C)-0192-01
一、电力系统自动化总的发展趋势
(一)当今电力系统的自动控制技术正趋向于
1、在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展。2、在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。3、在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。4、在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用。
(二)整个电力系统自动化的发展则趋向于
1、由开环监测向闭环控制发展,例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制)。2、由高电压等级向低电压扩展,例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统)。3、由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展。4、装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保护技术的演变。5、追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。
二、具有变革性重要影响的三项新技术
(一)电力系统的智能控制
电力系统的控制研究与应用在过去的40多年中大体上可分为三个阶段:基于传递函数的单输入、单输出控制阶段;线性最优控制、非线性控制及多机系统协调控制阶段;智能控制阶段。电力系统控制面临的主要技术困难有:1、电力系统是一个具有强非线性的、变参数的动态大系统。2、具有多目标寻优和在多种运行方式及故障方式下的鲁棒性要求。3、不仅需要本地不同控制器间协调,也需要异地不同控制器间协调控制。
(二)FACTS和DFACTS
1、FACTS概念的提出
在电力系统的发展迫切需要先进的输配电技术来提高电压质量和系统稳定性的时候,一种改变传统输电能力的新技术――柔流输电系统(FACTS)技术悄然兴起。
所谓“柔流输电系统”技术又称“灵活交流输电系统”技术,简称FACTS,就是在输电系统的重要部位,采用具有单独或综合功能的电力电子装置,对输电系统的主要参数(如电压、相位差、电抗等)进行调整控制,使输电更加可靠,具有更大的可控性和更高的效率。这是一种将电力电子技术、微机处理技术、控制技术等高新技术应用于高压输电系统,以提高系统可靠性、可控性、运行性能和电能质量,并可获取大量节电效益的新型综合技术。
2、FACTS的核心装置之一――ASVC的研究现状
各种FACTS装置的共同特点是:基于大功率电力电子器件的快速开关作用和所组成逆变器的逆变作用。ASVC是包含了FACTS装置的各种核心技术且结构比较简单的一种新型静止无功发生器。
ASVC由二相逆变器和并联电容器构成,其输出的三相交流电压与所接电网的三相电压同步。它不仅可校正稳态运行电压,而且可以在故障后的恢复期间稳定电压,因此对电网电压的控制能力很强。与旋转同步调相机相比,ASVC的调节范围大,反应速度快,不会发生响应迟缓,没有转动设备的机械惯性、机械损耗和旋转噪声,并且因为ASVC是一种固态装置,所以能响应网络中的暂态也能响应稳态变化,因此其控制能力大大优于同步调相机。
3、DFACTS的研究态势
DFACTS是指应用于配电系统中的灵活交流技术,它是Hingorani于1988年针对配电网中供电质量提出的新概念。其主要内容是:对供电质量的各种问题采用综合的解决办法,在配电网和大量商业用户的供电端使用新型电力电子控制器。
(三)基于GPS统一时钟的新一代EMS和动态安全监控系统
1、基于GPS统一时钟的新一代EMS
目前应用的电力系统监测手段主要有侧重于记录电磁暂态过程的各种故障录波仪和侧重于系统稳态运行情况的监视控制与数据采集(SCADA)系统。前者记录数据冗余,记录时间较短,不同记录仪之间缺乏通信,使得对于系统整体动态特性分析困难;后者数据刷新间隔较长,只能用于分析系统的稳态特性。两者还具有一个共同的不足,即不同地点之间缺乏准确的共同时间标记,记录数据只是局部有效,难以用于对全系统动态行为的分析。
2、基于GPS的新一代动态安全监控系统
基于GPS的新一代动态安全监控系统,是新动态安全监测系统与原有SCADA的结合。电力系统新一代动态安全监测系统,主要由同步定时系统,动态相量测量系统、通信系统和中央信号处理机四部分组成。采用GPS实现的同步相量测量技术和光纤通信技术,为相量控制提供了实现的条件。GPS技术与相量测量技术结合的产物――PMU(相量测量单元)设备,正逐步取代RTU设备实现电压、电流相量测量(相角和幅值)。
关键词:电力系统;自动化;发展趋势;新技术
中图分类号:F407.61 文献标识码:A 文章编号:
1 电力系统自动化的发展趋势
1.1 电网调度自动化的发展趋势
(1)研制并开发出新的能适应多种应用的电力调度自动化系统。
(2)进一步推进 CPS1,CPS2 评价标准在我国的实际应用。
(3)进一步完善二次设备系统的安全防护体系。
(4)研究电网调度自动化系统运行维护的新办法。
(5)充分重视整个系统的彼此融合,信息的发掘和共享,进一步促进电力调度系统的信息化、现代化。
(6)建立新的自动调度的管理体制,以适应电力体制改革的新形势。
1.2 火电站自动化的发展趋势
(1)增加新技术和新工艺的应用。如自动监测技术、自动控制技术、顺序控制技术、自动监视与信号技术。
(2)逐步扩大DCS的应用范围并增强DCS的功能。
(3)加快管理自动化的进程,提高电厂综合水平。
1.3 水电站自动化的发展趋势
(1)逐步实现以计算机监控代替人员操作,节省人力资源。
(2)大规模应用现场总线技术。
(3)进一步实现水电监控系统的网络化、自动化。
(4)在水电厂监控系统中逐渐成熟应用人工智能。
(5)在水电厂监控系统中广泛应用多媒体技术。
1.4 变电站综合自动化
努力实现保护和监控的统一。
(2)使设备安装更加简易、方便。
(3)做好人机操作互换的连接,加快发展无人、无线操作技术。
(4)制定统一标准的网络通讯协议。
(5)逐渐达到数据采集的一体化、标准化。总体来说,整个电力系统自动化发展的总趋势为:由开环监测逐步变为闭环控制;由高电压逐步变为低电压;由单个元件逐步变为部分区域甚至整个系统;由单一功能逐步变为多功能并最终一体化,装置性能逐步快速化、灵活化、数字化、追求目标最优化、协调化、智能化。
2 电力系统中的新技术
2.1 地理信息系统(GIS)
在电力系统中应用地理信息系统(GIS)是将电力系统进行数字化、信息化的有效方法。此技术主要应用在电力系统中的 2 个方面:①配电系统。配电系统是用电户和供电部门之间联系的桥梁,因此这个系统的有效管理对电力系统整体上的可靠、经济、高效工作起着相当重要的作用。所以,GIS 在配电系统中的应用非常普遍,并且在技术上和国际一流水平之间的距离也在逐渐缩小。②空间资源规划(SRP)是先前的 GIS 和企业资源规划(ERP)的有机融合和进一步拓展,它将成为未来电力系统方案设计中的重要指导思想和设计原则,因此必将会在电力企业中受到广泛的关注和全面的应用。而 GIS 作为 ERP的基础必将随着 ERP 在电力企业当中的发展而得到进一步的发展。如前所示,实施 GIS 的终极目标是实现电力企业的信息化、数字化,在未来的几十年内 GIS 的发展趋势是突破以往的信息孤立,将多种不同空间信息进行紧密连接整合,从不同角度和侧面全面展示数据之间的内在联系。为了实现 GIS 的先进性,需要采用空间数据库技术、面向对象技术、Web 技术等更多
先进技术。
2.2 计算机视觉技术
应用计算机视觉技术最重要的目的是方便的获得多种图像信息,目前,其在电力系统中的主要应用是修改并增强遥视系统的功能,这主要表现在以下2 个方面:①在线监测。在对电力设备进行在线监测的方法中红外图像监测是最为方便、实用、准确的方法,在红外图像识别方面主要就是利用计算机视觉技术。其工作原理主要就是将电力设备实时的红外图像与其正常工作时的图像进行比较,如有异常情况,则可判断它发生故障;②进行无人操作或环境监视。借助微波双鉴探测器,同时利用差分图像和流光法 2 种方法对移动的物体进行监测,如有异常,则会被自动识别出来并发出警告。但是,由于计算机视觉技术发展的并不完善,同时由于图像识别自身的复杂性,在现阶段还不能实现完全的无人操作,在许多情况下,计算机视觉技术仍然是一种辅助手段。
2.3 GPRS
(1)接受范围比较广。可有效利用全国范围内的电信网络为远程数据用户终端提供方便的服务。
(2)传输速率非常高。其最高传输速率可达 171bps,完全能够满足用户的需求。
(3)接入时间很短。可以在 2s 之内快速的建立连接。
(4)有实时在线功能。用户随时处于连线和在线状态,这一功能可以使用户的访问变的更加方便、快捷。
(5)按流量计费。它的费用是按照用户接受和发送数据包的数量来计算的,只要传递的没有数据流量,即使用户天天挂在网上也是不收费的。GPRS 通讯方式的这些优点可以有效解决传统数据信息传输方式的弊端,更加适用于专业数据的传输。由于 GPRS 以上的功能优势,其在电力系统中的应用主要有 2 方面:(1)低压配电监控。由于分布在城市、郊区、农村的低压配电数量较大,安置分散,环境情况也很复杂,因此就需要低压配电设备更加的实时、准确、高效,而且设备装置要有高性能价格比,安装方式更加简单、方便。GPRS 的以上 5 大优点,不仅可以实时、精确的传输数据,而且大大降低了系统安装运行的费用,克服了传统的数据传输方式的缺点,很好的满足了低压配电网数据传输的需求。(2)电力远程抄表系统。为了实现对电力监测设备的统一监控和有效管理,地、省级的集中监控中心
需要采集工业和民用电力系统数据,GPRS 网络可为此提供简单高效的信息传输手段。电力远程抄表系统是建立在移动通讯公司的 GPRS 业务平台上的,这样可以利用已有的网络,缩短工程建设的时间,降低投资的成本,实现电表数据的无线传输,而且设备的安装也比较方便,维护也很简单。另外,在对一些偏远地区的变电站的监控中,GPRS 也起到了很重要的作用,它可以自动读取相关数据并进行综合分析,从而达到远程监控的目的,还可以对设备进行维修,这样可以节省人力资源和维修时间。
【关键词】电力系统;发展趋势;新技术发展
0 前言
电力系统是我国国名经济的基石。电力系统是由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。现代社会需要的是安全可靠经济的电能。电力系统主要由发电输电变电配电及用电等5部分组成。电力系统是一个具有复杂的大系统由于用户的不断增加的需求,电网对于技术的要求水平也提出了越来越高的要求。
1 电力系统自动化的发展趋势总的发展趋势的特点研究
1.1 电力系统自动化的图形化特点
因为电力系统联网工程的正式启动,电力系统的调度管理、数据计算分析呈现出传输路径的交叉性,信息更新越来越高速这样的几种特点。在计算机技术和通信技术的快速发展下,电力系统技术整合也在蓬勃发展着。电力系统信息数据处理上已经不再使用传统的处理方式,而是使用图形化处理这样的新技术,这样看到图形,电力系统管理者就能了解电力系统的变化发展趋势,也就能对未来电力系统软件开发带来丝丝先机。
1.2 电力系统自动化的远程化特点
过去电力系统的硬件平台大部分是计算机,外加使用扩展测控法对接口电路工作开展监测。此类的设计有很多的优势,这种类型的设计的周期很长,扩展性也很好。但是这样的设计方式也具有着高成本、大体积、大功耗以及灵动性差的多种缺点。现在,正是有着网络技术的不断更新和电子技术的不断进步,远动终端设备已经变为越来越接近最优化、智能化和小型化、协调化。因此,建立在此基础之上的电力系统也具备了远程化的特点,使电力系统自动化在控制系统方面的发展更加贴近智能化。
1.3 电力系统自动化的分布化特点
发电率范围在几十兆瓦至几千瓦之间并且模型较小的发电单元,它的地点处于用户周围还有有高效和可靠特点的称为电力系统自动化技术分布化。分布式发电主要包括以液体或气体为燃料的内燃机、太阳能发电、微型燃气轮机和风力发电等等的其他一些发电方式。这种发电技术具有很好的灵活性,能够给与用户各不相同的感受。还能为边远商业区域提供可靠的电力资源,让他们使用具有再生特点的资源进行多次发电,这样的电能还具有稳定度高的特点,是具有分度化的特色。极端及技术、新材料技术和电力电子技术都要作为支柱技术被在其中使用。
2 电力系统与新技术的结合
2.1 与智能计算机的结合
计算机视觉技术就是与智能计算机的结合之一。使用计算机视觉技术能够方便的获得多种图像信息。在电力系统中应用计算机视觉技术。目前,计算机视觉技术使用在电力系统中的作用是修改遥控系统在此同时提高它的性能。这主要表现在使用在线监测和开展无人操作或者环境监视,红外图像监测是电力设备在线监测常用方法中效果最好的。它既有这使用方便,又有着精准度较高的特点。红外图像识别方面主要就是使用计算机视觉技术,这样能取得较好的效果。计算机视觉技术的工作原理是在科学获取电力设备实时红外图像和电力设备正常工作时图像后,将两者开展对比。如果出现不正常。也就因此能够证明电力设备出现问题。第开展无人操作或者环境监视是使用微波双鉴探测器进行协助,将差分图像以及流光法一起使用对移动物体开展监测。如果出现不正常现象,那么系统就可以识别出来,并且警告我们。因为计算机视觉技术还处于起步阶段,其存在一定的不足之处。虽然计算机视觉技术发展迅速,但计算机视觉技术发展的并不完善,因为图像识别自身的复杂性的原因,所以现阶段还不能实现完全的无人操作。正是因为有着这些原因,在大多数情况下,计算机视觉技术只能够作为一种辅助技术。
2.2 与微机保护系统的结合
在电力系统自动化技术发展速度过快并且伴随着相关微机设备应用范围越来越普遍的情况下。人们越来越严格的要求微机保护系统。更简单的说,也就是原有的电力系统自动化技术当中的微机保护系统已经无法满足社会发展的需要。人们需要的微机保护系统应该具备更加牢靠与稳定的可以对通信进行保护的能力。这样才能够达到人们希望人机互动的效果。这样的系统在对硬件提高出高要求的同时也对软件业产生了更加具体的要求。例如,我国在上世纪末将第一套微机线路保护设备投入使用,并且该设备因为性能占据极大的优势从而获得世界各国用户的普遍认可。
在继电保护设备中,我们更加需要完善的问题就是设备的实时性。设备的实时性直接关乎电网的安全稳定,它直接受到其影响。假如设备实时性出现缺陷,会给电力系统带来难以补救损失的可能性。现阶段在我国电力系统中应用的嵌入式系统通常来说主要为C/C++语言。这是因为该系统不仅灵活性高并且可移植性也很强。同时该系统还使用了能够随时改变的模块化,目的在于处理好各种存在可能性会产生的问题但是却又不能够进行更换的难题。在提供便利的同时也能够尽最大的努力满足用户各种要求。
2.3 与GPS安全监控系统的结合
GPS的全称是全球定位系统。这是一个卫星系统。它能具有导航、定位、授时等功能的原因是它可以保证在地球上任意一点都可以同时被观测到。高精度、高效率和低成本都是GPS定位技术具有的优点。正是在这些优点的帮助下,它才能在各类大地测量控制网获得加强改造,也因此具有了较为普及的应用。目前,GPS技术出现了一个不断进步的境地,而将GPS技术使用到电力系统当中的条件也越来越松。电力系统使用GPS动态安全监控系统后取得效果很好。不仅能够对系统开展实时且有效的监控,同时还能够将GPS定位技术的精准度高并且效率快以及成本低的优势完全体现出来。可以对管辖区内的大地测量控制电网进行合理的监测。电力系统使用GPS动态安全监控技术后。基于GPS的动态安全监控系统指的是电力系统采用GPS所实现的光纤通信技术和同步测量技术。电力系统的动态安全监测管理主要包括动态相量测量系统、定时系统、中央信号处理系统和通信系统四个部分的内容。使用GPS和EMS监控系统能够做到对数据的动态、集中处理、定时等,为相量的控制提供条件。实现动态检测是我们必须做的,同时也是是电力系统发展的要求。
动态安全监控系统是基于GPS统一时钟的新一代EMS。各种各样的电磁暂态故障记录器和集中在稳态运行监控和数据采集(SCADA)系统是电力系统目前主是在录音的过程中使用的监控工具。前面具有记录数据冗余,记录时间短,缺乏沟通不同的录音机,让困难分析系统作为一个整体的动态特性:后者记录数据刷新间隔时间,但是用于系统的稳态特性。很难分析整个系统的动态行为的原因是都有一个共同的、缺乏精确的时间戳之间的联合不同位置即记录数据只是部分有效。新一代的基于GPS动态安全监控系统,是一个相结合的新的和现有的SCADA的动态安全监控系统。在这样的新技术下,GPS同步相量测量技术和光纤通讯技术和实施总量控制提供了条件。
在大型电力系统的稳定性和振动监测中常用的GPS系统的研究获得了一定的成果。在现实生活中已投入运行,例如GPS同步相量测量装置监控系统在南方电网投运。中国南方电网功率角振荡天骨干接触线己广泛应用在网格中的500千伏线路可以在实时调度中心观察。
3 结语
电力系统自动化技术无疑具有着很大的潜力在计算机技术、信息技术、控制技术的发展下,也将有更多的技术出现。随着它们的出现,电力系统将更加自动化,为人们提供更好的电能。
【参考文献】
关键词:电力系统;自动化;发展趋势;新技术应用
前言
随着经济社会的不断发展,电力需求量不断增大,作为国民经济发展的命脉,电力系统的重要性不言而喻。电力系统由五个部分组成,主要包括:发电、输电、变电、配电及用电,而电力系统中的二次设备,即电力系统中的通信设备、保护装置、测控装置以及各级电网控制中心的计算机系统的统称,基本上已经涵盖了电力系统自动化的全部技术。为了保障正常供电,满足用户的需求,电力系统运行过程中,每个环节都具有与之相配套的控制系统,以调试、保护及控制电能的运转全过程,在实现电力企业经济效益的同时,最大限度实现社会效益。在网络信息技术不断发展的当今社会,努力实现电力系统自动化,不仅可以节约运行成本,还能有效提高工作效率,将人为管控事故降到最低,从而确保电力系统的安全、稳定运行。
1.1电力系统自动化的技术组成部分
从目前形势上看,我国电力网络不断趋于完善,电力系统自动化的技术不断趋于成熟。我国电力系统自动化的技术组成部分主要有:(1)电网调度自动化,主要以电子计算机为核心,主要包括实时信息收集和显示系统,以及供实时计算、分析、控制用的软件系统。电网调度自动化可对电网的安全程度和整体运行状态进行准确判断,从而保障电力网络安全、稳定、可靠运行。(2)变电站自动化,无人值班是变电站自动化发展的主要方向。主要通过各种监控设备的综合运用(如图1所示),实现监控结果的统一管理,为变电站运行管理节约了大量成本,而且还大大提高了管理的工作效率。(3)集散控制系统(DCS系统),主要以微机处理机为基础,集先进的4C(即计算机技术、通讯技术、CRT技术和控制技术)于一体,实现微机分散控制,集中操作和管理。在发电厂运行过程中,DCS系统将电力设备具体运行状态集中发送至控制中心,为电力系统运行故障的诊断与维修提供依据[1]。
图1:电力系统的自动化监控方案
1.2电力系统自动化的技术的发展趋势
随着科技的不断进步,电力系统自动化格局发生了巨大变化,主要表现在以下几个方面:(1)自控技术方面。在电力系统自动控制技术发展的过程中,自控技术逐渐趋于完善,现代控制理论更加成熟,能够针对多机系统模型中存在的问题进行全面、高效处理。此外,电力系统自动控制的模式呈现多元化趋势,研发队伍不断壮大。(2)现代电力CCCP系统方面。CCCP系统,即计算机(Computer)、控制(Con―tr01)、通信(Communication)和电力装备及电力电子(PowerSystem Equipmentsand Power Electronics),现代电力系统将这四方面的技术融于一体,内涵不断深入,外延不断扩展[2]。(3)电力系统呈远程自动化、图形化、分布化的发展趋势。
2.电力系统自动化中新技术的应用
2.1微机实时保护系统的应用
用计算机构成继电保护装置的想法早在20世纪60年代末就已经由G・D・Rockefiler等人提来了,只不过当时这种想法并未得到推广,但这算得上是继电保护领域的重大转折,为计算机保护算法和软件的研究的发展奠定了理论基础。到了20世纪70年代,关于计算机与继电保护的理论系统趋于成熟,并随着大规模集成电路技术的发展,计算机保护进入到全新的阶段――实用性阶段。80年代末,微机保护产品在日本继电保护设备中所占的比例已超过70%。我国微机保护起步较晚,但成长的空间大,应用范围广泛,需求量大,这为微机保护的迅速发展提供了广阔的平台。直到20世纪90年代,我国微机保护系统日趋成熟,产品开发空前繁荣。目前,微机继电保护取得了引人瞩目的成果,微机保护已在各大领域广泛应用。
随着信息技术的不断进步,电力系统自动化趋势加强,微机保护的应用与推广已成为电力系统继电保护的发展方向。较之于传统的反应模拟量保护,微机实时保护优势突出,灵活性更强、可靠性更高、维护调试更方便,在获得扩充功能上更加迅速、便捷,而且保护性能得到改善,不仅有利于实现综合自动化技术,还大大节约了成本。为解决电力系统运行中的安全性与稳定性两大难题,微机实时保护系统的应用对实时性与稳定性提出了更高的要求,若这两方面没有达到相关要求,将会对电力系统带来无法估量的经济损失。电力系统中的微机实时保护系统的应用,如图2所示。而C语言或者C++语言能够使各个系统具有更高的灵活性和可移植性,因而在电力系统的嵌入式系统中得到广泛应用,不仅解决了实际的生产与生活过程中出现的无法得到及时更换的难题,还能更方便的满足用户的使用要求[3]。
2.2智能技术的应用
电力系统智能化是未来电力系统发展的方向和趋势,这需要以智能化技术为强有力支撑。智能控制技术主要是为了解决传统方法无法解决复杂系统的控制难题,如交通运输系统、通信网络系统、电力系统等等。电力系统中的智能技术,所包含的种类较多,如模糊型控制(如图3所示)。但从目前形式上看,电力系统中智能技术应用,仍存在一些难题,如:(1)电力系统在运行过程中存在诸多动态的不确定因素,为智能技术的应用增加难度。(2)作为一项系统工程,电力系统需要本地和异地两方面协调的同时参与,其控制对象具有高度的非线性特征,且智能技术控制任务要求复杂。
图3:模糊控制器控制原理
2.3动态安全监控系统的应用
随着息技术的不断发展,GPS技术的应用条件日趋成熟。电力系统新一代动态安全监测系统,主要由四个部分组成,即同步定时系统,动态相量测量系统、通信系统和中央信号处理机[4]。基于GPS的动态安全监控系统在电力系统中的应用,不仅可以充分发挥GPS 定位技术具有高精度、高效率和低成本的优点,而且能够实时的、有效的对电力系统运行整体情况实施监控,技术发现异常情况,进而保障电力系统的正常、稳定、高效运行。
3.小结
随着社会电力需求量的不断增大及计算机技术,控制技术及信息技术的发展,电力系统自动化正面临全新改革。电力系统中新技术的不断出现和广泛应用,是科技发展的必然结果,是现代电力行业发展的必然选择。虽然我国在电力系统自动化进程中的新技术研发已取得初步进展,理论体系不断成熟,但与西方发达国家仍存在相当差距,具体应用过程中也存在诸多不足。因此,应引起足够重视,坚持以理论结合实际为基础,以科技进步为支撑,立足于适应性原则和可持续发展原则,不断研发新技术,制造新产品,促进电力系统自动化发展。只有这样,才能为电力企业发展节约运行成本,提高工作效率,并最大限度减少人为管控事故的发生,从而确保电力系统的安全、稳定运行,在实现电力企业经济效益的同时,最大限度实现社会效益。
参考文献:
[1]安智慧,薛垒.论新形势下电力系统自动化新技术[J].科技创新与应用,2013,(35):178.
[2]李芸慧.关于新形势下的电力系统自动化的新技术及研究方向[J].科技创新与应用,2012,(32):171.
关键词:动画电影 电影音乐 音乐元素 儿童音乐教育
动画电影主要面向的观众是儿童,他们在观看影片的同时也会留意到那些让人印象深刻的音乐,并接受各种不同风格的音乐元素,对儿童后天的音乐教育起到了铺垫作用。笔者作为一名基础教育的音乐教育工作者,试析一下动画电影《麦兜响当当》里的音乐元素。
一、《麦兜响当当》中的中国民族音乐元素
(一)广东童谣――《月光光》
广东童谣最早由内地流入香港,并发展成了现代歌曲,香港是发展广东童谣最活跃的阵地,这也正是动画电影《麦兜响当当》选用了《月光光》这首广东童谣的原因。在电影中,《月光光》被填入了新的歌词,伴奏配器运用了纯中国民族乐器,旋律明快优美,琅琅上口,而歌词又短小精悍赋予儿童容易接受的内容,正好与影片中小麦兜与妈妈坐轮船去武汉时的心情相呼应。《月光光》以新的形式在电影中出现,使小朋友观看后对这样风格的音乐有了最初的印象,甚至被一些小朋友效仿继而得到流传。
(二)安徽民歌――“凤阳花鼓”
动画电影《麦兜响当当》中应用的安徽民歌《凤阳花鼓》不是传统的曲艺表演和歌舞表演为一体的表演形式,而是进行了改变,是由扬琴作为主旋律的演奏,以锣、鼓为伴奏,其旋律欢悦明快,给人一种热闹的感觉。电影中麦兜和妈妈到武汉闹市区小吃街时用了安徽民歌“凤阳花鼓”这首曲子,能突出武汉这座城市的喧闹和繁华,从侧面表现了中国人民平静祥和的生活。在这里引用更加深了大家对安徽民歌的印象,特别对儿童,这样的旋律一旦响起,大家都会在脑中形成一种安乐祥和的城市生活的画面,也能使小朋友对音乐的魅力有所了解。
二、《麦兜响当当》中的西方音乐元素
(一)钢琴曲――《土耳其进行曲》
在动画电影《麦兜响当当》中,当时正风行“莫扎特效应”,麦太想通过后天的努力让麦兜把先天的不足给挤出去,让麦兜去大学恶补莫扎特,影片采用的是莫扎特的作品中最耳熟能详的《土耳其进行曲》的插部一,a小调主题。此段欢快明朗的钢琴独奏,与电影中的所谓“莫扎特效应”相呼应,同时与影片中让人捧腹大笑的画面联系在一起使影片拥有了更大的趣味性,也可以激发小观众对《土耳其进行曲》有最初步的认识,由此引发对西方浪漫主义古典音乐的启蒙。
(二)丹麦民歌――《丰收之歌》
动画电影《麦兜响当当》中,麦兜是一个不聪明但是很上进善良的好孩子,整部电影的主题就是让家长对不聪明但上进的孩子给予鼓励,平等对待。在不同于《土耳其进行曲》的音乐风格之外,《丰收之歌》(丹麦民歌,是庄稼获得丰收后,农民为了表达丰收的喜悦之情,他们一起编创的民歌)更具有北欧人民的性格,他们热情勤奋,为自己的劳动成果而欢呼雀跃,创作出贴近生活的音乐。影片中麦兜在武当山经历了成长开始认真学习太极时,《丰收之歌》以悠扬轻快的背景音乐的方式导入,贯穿了他学习的整个过程。麦兜虽然不聪明,但他克服各种困难,一直坚持到最后,毅力超过了比他聪明的小朋友,这对他来说,就是一种很大的进步,是一种收获,而这时引用丰收之歌正好与麦兜的收获相符合。
三、中西方音乐结合的意义
(一)对儿童的影响
1.激发孩子们学习音乐的兴趣。电影中运用的童谣、安徽民歌,都用的恰到好处,不仅增加了影片的喜剧趣味性,而且对民族音乐的改编让成人都叹为观止。尤其是麦太去拍广告时根据安徽民歌《牧羊姑娘》的曲子重新填上了令人爆笑的歌词,加上滑稽的画面,让孩子在观看影片的同时就能和音乐互动起来;在麦兜去大学接受补习莫扎特时,孩子们一定会对这些画面以及轻快的钢琴曲产生兴趣,远比单纯去听这些音乐有兴趣的多。
2.提高整体音乐素养。影片《麦兜响当当》抓住了动画片的配乐会提升孩子们对音乐的认识这一特点,结合了中西方的元素,运用了安徽民歌《凤阳花鼓》、广东童谣《月光光》以及舒伯特的钢琴小曲《音乐瞬间》、莫扎特的《第二十一号钢琴协奏曲》等,使小朋友们在观影时不仅了解我们中国的音乐,同时也了解西方的音乐。如舒伯特的《音乐瞬间》在影片中被改编成了麦兜的主题歌《麦兜吃鸡》,看过影片的人都知道麦兜最爱吃他妈妈麦太做的“快快鸡”。当儿童对这首作品耳熟能详的时候,教师在教学的过程中就可以把电影等儿童感兴趣的情节加入到课堂之中,激发学生学习的兴趣,那么舒伯特和《音乐瞬间》就不难被学生记住了。
(二)对中国动画电影的作用
1.避免中国动画电影音乐向两个极端方向发展。我国过去动画电影音乐太过民族化,没有注意吸收国外动画电影音乐的优点,如电影《葫芦娃》、《三个和尚》等的音乐走向了全民族化的极端,后来中国动画电影又都仿照比较成功的美国迪士尼动画音乐的特点,使我们中国的动画电影音乐又走向了完全西式的另一个极端。而《麦兜响当当》的配乐不仅应用了我们中国本族的元素,还加入了西方的古典音乐、浪漫主义音乐、西方民歌等等。这种中西方音乐结合的形式,也会为中国动画电影音乐的发展起到了引导作用,避免会向全民族化和完全西方化的两极端发展。
2.有助于中国动画电影更好地走向全球化。一个动画片要想推向世界,其音乐元素是很重要的。动画电影音乐要在多元化发展中凸显出我们民族的个性,这样才能迎合世界的发展趋势,只有这样中国动画电影才能更好地面向世界,才能在世界动画电影音乐中占有一席之地。动画电影《麦兜响当当》里的音乐元素正符合多元化的发展,并凸显中国的民族元素,受到了电影界的一致好评,为中国动画电影的发展起到了很好的典范作用。
四、结语
在动画电影日益发展的今天,我们应该注重电影音乐元素的多元化发展,避免其走向全民族化或全欧美化的两极化发展趋势。作为音乐教育工作者,要注重音乐多元化的教育,培养儿童对音乐独特的兴趣并提高儿童的音乐素养。
参考文献:
[1] 鲁成文.慰藉・救赎・解放――古典音乐之声[M].中国人民大学出版社,2004.
关键词:动画电影 动画音乐 表现力
动画的发展经历了从“光学影戏机”的崭露头角,到手绘动画的初现,再到现今计算机3D动画的广泛应用,这一百多年的漫长历史足以证明动画在人们生活中扮演了至关重要的角色。而与它密不可分的动画音乐,则通过与动画的无缝衔接,促使动画的内涵与外延相互渗透、紧密融合,赋予了动画无限的延伸性。随着电影产业的快速发展,动画电影也愈发受到人们的关注。因此,我们在进行动画电影音乐的配置过程中,要遵循动画电影的幻想性、夸张性和短小精悍等特点,尤其要关注如何使用音乐来增强其故事情节、人物关系、人物性格等的表现力。本文选取较有代表性的中外动画电影音乐,试图从音乐的功能、音乐与画面之间的关系等方面来研究中外动画电影音乐的表现力问题,并提出中国动画电影音乐表现力未来的发展趋势。
一、音乐在动画电影中的表现功能
美国动画大师沃尔特·迪斯尼曾说过:“动画片的首要责任就是把生活卡通化。”①动画电影是一种超现实的艺术,表现的是想象空间,传达的是人类对美好事物和情感的向往与追求。动画电影的取材大多来源于童话故事和民间传说,音乐的配置也就自然地表现出影片的梦幻色彩与创造力。
动画电影中人物形象是否刻画到位,对于影片效果的呈现尤为重要。这就需要我们充分把握乐器的音色差异,如何使用不同的配器手法和旋律曲调来塑造沉稳、调皮、害羞等各种性格特征的人物形象。如在影片《海底总动员》中就运用了管弦乐诙谐的音调、幽默的旋律和紧凑的节奏,生动地刻画了多莉带有神经质的性格特征。又如经典动画片《三个和尚》,则选用了富有强烈民族特色的民族乐器来代表剧中人物:以板胡的中音区代表小和尚,坠胡表现高和尚,北方管子表现胖和尚,这三种乐器在音色上恰到好处地塑造出人物的外形特征。②此外,音乐还具有体现动画电影的艺术风格,深化影片的主题思想,参与叙事,以及烘托环境氛围等表现功能。
二、动画电影中音乐与画面的关系
由于动画电影夸张的人物造型、绚丽的画面色彩和丰富的想象力,运用声画统一和声画并列的方式,着重表现音乐与画面的节奏关系和色彩关系。
1.音乐与动画画面的节奏关系
动画电影的夸张性、虚拟性和假定性,确定了音乐与动画中人物动作节奏的一致性原则。比如动画片《大闹天宫》中的人物动作表演,就汲取了京剧的程式动作,强调夸张特性。它的配乐采用了中国的民族调式,运用了京剧中的打击乐器和锣鼓点子,注重音乐的效果,使人物具有较强的节奏感。而在表现孙悟空与二郎神决战、与哪吒打斗等场景时,音乐的配置方式则变为京戏中的锣鼓点。锣鼓点与人物的一招一式以及镜头的切换十分融洽,起伏有致,体现了明快的节奏感。这种节奏一致性的配乐方式,能增强音乐的“体验感”,让观众真正参与到影片中去,与剧中人物共“成长”。
2.音乐与动画画面的色彩关系
音乐与画面一样都拥有较强的色彩表现力,并都能体现颜色所蕴含的情感隐喻。小提琴代表了暖色调,它的音色温和华丽,富有表现力;英国管代表了忧郁和凄凉,与灰色代表的情绪相同;长笛的音域宽广,音色甜美,多用于描绘田园风光,与蓝色相符。如在动画片《狮子王》中,作曲者用黄色表现了辛巴,代表着真诚、善良与正直,用黑色表现了刀疤,体现了黑暗势力,挖掘了他邪恶残暴的本性。因此,我们在动画电影配乐中可以充分发挥音乐的色彩属性,根据影片的画面场景和人物形象的色调来匹配相同或是类似的乐器,以满足影片特定的情感表达。
三、中国动画电影音乐设计方向
纵观中国动画电影的发展历史,曾经的辉煌只是昙花一现,现如今已被“洋动画”占据了半边天,音乐的“商业化”是造成此现象的根本原因。就拿炙手可热的国产动画片《喜羊羊与灰太狼》来说,影片虽具备搞笑的故事情节和可爱的人物造型设计,但音乐的配置却较显贫乏,缺乏表现力,这会在一定程度上影响影片的品质和艺术价值。因此,中国动画电影想要突破洋动画“占领”的瓶颈,就必须改变原有的设计原则,并从这些方面来充分发挥音乐的表现力:1.注重音乐的人文内涵,深化影片的主题思想;2.充分把握乐器的音色差异,使用不同的配器手法和旋律曲调来塑造鲜明的动画人物形象;3.利用音乐的节奏表现力和色彩表现力来营造动画的环境氛围;4.保留音乐的自然属性,从娱乐性向艺术性和教育性改变。
四、结语
随着动画电影产业的快速发展,动画电影音乐也愈发受到人们的关注。为了打破“洋动画”的瓶颈,我们务必要加强动画电影音乐的制作水准,改变音乐的“商业化”特性和原本的设计原则,从音乐的表现力入手,打造一批能与欧美国家相抗衡的、制作精良并广为流传的经典动画电影音乐。
参考文献:
[1]李建强等.影视动画艺术鉴赏[M].上海:复旦大学出版社,2008.
[2]胡飞.浅谈中国动画的地域特色[J].美与时代(上),2012,(11).
[3]胡海燕,陈晶晶.动画画面与音乐在电影中的应用[J].电影文学,2009,(20).
[4]丁海祥,姚桂萍.动漫影视作品赏析[M].北京:清华大学出版社,2008.
[5]刘磊,张元龙.经典动画影片赏析[M]武汉:武汉理工大学出版社,2005.