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动力系统分析集锦9篇

时间:2023-07-07 16:27:10

动力系统分析

动力系统分析范文1

【关键词】 青岛开发区 区域创新能力 系统动力学模型

区域创新体系是一个区域内有特色的、与地区资源相关联的、推进创新的制度组织网络。其目的是推动区域内新技术或新知识的产生、流动、更新和转化。在这里,创新是指将知识转化为新产品、新工艺和新服务的过程,科技是其中的一个重要环节,因此,创新在本文中指的就是技术创新。区域创新能力是指一个地区将知识转化为新产品、新工艺和新服务的能力即为区域技术创新能力。区域技术创新体系涉及政府、企业、科研、金融等多种因素,各影响因素之间、因素与整体之间、整体与环境之间相互作用,是一个典型的具有多变量、非线性的动态反馈的复杂系统。通过区域系统分析,可以实现区域创新系统的合理规划、布局,改善投资环境,实现资源的合理配置,促进创新主体与创新环境之间的良性发展,提高区域技术创新能力和绩效,进而提升国家竞争力。

系统动力学提供了一种自上而下的、从战略层面描述区域发展、估计区域技术创新能力随时间、环境变化的方法。这种方法把区域技术创新体系视为一个整体,而不是一系列影响因素的简单组合,并能有效地描述区域技术创新系统中各影响因素的非线性关系,有助于政策制定者理解区域创新过程对区域技术创新能力的影响,从宏观上对区域技术创新能力进行估计和把握。

一、区域技术创新能力的系统动力学模型构建

1、系统结构组成。研究区域技术创新能力的目的是提出既能提高区域技术创新能力又适合本地区全面发展的措施。区域创新能力的提高需在一定的支撑环境下实现,在外部环境下,受国家创新系统即国家宏观政策、技术服务机构、国家教育体系、金融政策、研究与发展政策等方面的影响,在内部条件下,受区位优势、区域产学研合作程度等因素的影响,涉及因素有20多种。区域创新能力主要由以下要素构成:知识创造能力,即不断提出新知识的能力;知识流动能力(产、学、研合作程度),即不断地利用全球一切可用知识的能力,以及知识在各创新单位之间流动的能力;企业的技术创新能力;创新的环境、创新绩效等因素。其中创新主体为企业,创新绩效由企业的新产品产值来表示。区域创新系统由三个子系统组成,分别为:知识创造能力系统、知识流动能力系统、区域创新环境系统。

(1)知识创造能力子系统。该系统描述知识创新能力主要受研发机构数量、科技投入、技术成果数影响。技术成果数是发明专利、实用新型专利、外观设计专利三项专利之和。模型中把科技投入考虑为可调控参数,与政府支出呈非线性关系,在模型中用表函数表示。

(2)知识流动能力子系统。该系统反映的是将科技转化为创新的能力,主要考虑了外国的直接投资、技术转移、科技合作。其中,外国直接投资带来的不仅是资金,更重要的是生产技术、管理技术和各种技术诀窍,是一种国际技术转移。技术转移由技术市场交易状况、技术引进和国内企业间购买国内技术三方面构成。科技合作反映的是企业、高校和科研机构的合作状况,是知识向市场化方向流动的表现。在模型中,科技合作由企业对高校和科研机构支出的科研经费表示。

(3)区域创新环境子系统。从理论角度出发,在一个给定的科技投入、给定的制度体系下,环境是决定地区创新能力的关键。本模型中,主要从创新基础设施水平、地区市场需求水平、劳动者素质、金融环境等四方面反映地区创新环境。市场需求水平一般由居民消费水平和国内固定资产投资额来衡量,其中居民消费水平受政府财政收入影响。劳动者素质主要考虑了教育投资水平、就业中大专以上学历比重、大学毕业生增长率三方面因素。而创新基础设施水平与金融环境水平虽然涉及因素多,但与本模型要解决的问题相关性不大,仅以参数值表示,取值0―1之间。

2、区域创新能力体系系统结构流图。为了清晰地描述影响反馈系统的动态性能的积累效应,我们使用vensim软件建立结构图,系统动力学模型流图如图1所示。

二、青岛开发区技术创新能力的实证分析

1、青岛开发区基本情况分析。作为14家沿海部级经济技术开发区之一,自成立20多年来,青岛开发区区域技术创新体系建设大有成效。知识创造能力和流动能力增强:高校与科研资源丰富,区内有高等院校和中等职业院校14所,至2003年底,区内共有研究与开发机构167个,其中科研院所12个、重点实验室中试基地1所;创新环境较完善:政府公共服务实现电子化、高新园区基础设施实现“九通一平”;企业技术创新能力不断提高:2003年,位于区内的部级新技术产业开发试验区实现技工贸总收入280亿元,同比增长31.5%,其中,科技进步对经济增长的贡献率达69.2%。但青岛开发区也面临着一些新的发展制约因素:随着国内其他地区对外开放程度的不断提高,开发区与其他地区的环境优势和区位条件差异正在缩小。而随着青岛开发区规模的扩大,政府缺乏适当的职能定位、产业之间缺乏交流与合作等问题日益凸显,这些因素都将影响青岛开发区的发展。

2、模型主要参数估计。在系统动力学模型中,仿真结果依据的是系统结构流程图编写的DYNAMO方程。在本仿真模型DYNAMO方程中共包含近70个有效方程,其中参数值、初始值有40多个,限于篇幅不在这里一一列出。青岛开发区创新绩效用函数Lnnppv=a?鄢LnTA+b?鄢LnR&D+LnIE模拟,其中nppv为新产品产值,a为区域技术能力的权重指数,b为企业研发经费的权重指数,IE为区域创新环境。创新环境=金融环境?鄢a1+劳动素质?鄢a2+市场需求?鄢a3+基础设施?鄢a4,知识创造能力=发明无量纲?鄢b1+科技投入无量纲?鄢b2,知识流动能力=对外经费无量纲?鄢c1+外资投入无量纲?鄢c2+技术交易无量纲?鄢c3,区域技术能力=知识流动能力?鄢d1+知识创造能力?鄢d2。其中a1、a2 、a3、a4分别为创新环境的权重指数,b1、b2分别为知识创造能力的权重指数,c1、c1、c3分别为知识流动能力的权重指数,d1、d2分别为区域技术能力的权重指数。

三、模拟结果分析及对策建议

1、结果分析。笔者综合分析了青岛开发区1997―2007年近十年各类统计资料,确定了各类参数合理范围,因模型调试基期取1999年,所以初始值数据均采用1999年的统计调查数据,对模型进行模拟。通过软件vensim对模型进行编程调试,得仿真结果如图2、图3和图4所示。青岛开发区在未来十年间,由于受到人才集聚、产业发展、区域技术能力提高、区域产学研合作程度加强等因素影响,青岛开发区各主要经济指标上升的趋势将会一直持续下去。

由图2可知,青岛开发区政府财政收入在1999年的6亿元平缓增加到2007年的21.4亿元。主要原因如下:2000年青岛开发区三次产业比例为3.85:63.88:32.27,到2004年调整为1.49:66.09:32.42,三次产业结构呈逐步优化的趋势,这是政府财政收入逐渐增加的原因;2003年全世界经济和社会安定受到SARS的影响,青岛经济开发区的经济发展也受到了一定程度的打击,使得政府财政收入的增长趋势不大。在2008年后,其财政收入有一个快速增长时期,而在2011―2014年间处于平稳时期后,从2014―2020年,财政收入有一个缓慢的增长阶段。而造成这种发展趋势的原因为:首先,随着区域创新基础设施的逐渐完善和优惠政策的实施,越来越多的企业为了自身更好的发展纷纷入驻青岛开发区;其次,2008年,奥运会项目――帆船比赛在青岛举行,借助其世界影响,促进了青岛2008年后财政收入的上升;最后,随着国内其他地区开放程度的增加,青岛开发区的区位优势逐渐减少,青岛开发区会处于一个相对平缓发展阶段。

由图3可知,新产品产值从1999年的9.1亿元缓缓增加到2011年的20.5亿元,而在2011年后,它将快速增加。主要原因如下:“十一五”时期,家电电子、石化化工、机械制造、新材料和生物医药等主导产业框架形成,集群规模优势显著,集群产业产值比重达到78%。另外,截至2007年,区内共引进和培育出高新技术企业127家,实现高新技术产品产值616亿元,其中重工业105家,高新技术产业中的重工业逐渐取代轻工业成为领头羊。最后,由于区域创新效益滞后效应和集聚效应,当年的经济政策的实施和企业行为在几年后才会引起企业新产品产值的加速增长。

由图4可知,青岛开发区政府科技投入处于先急速增长再缓缓减少的趋势。在1999―2001年间,政府科技投入从1.15亿元增加到2.01亿元,每年平均增长30%以上。而随着政府职能的转换,新产品产值与财政收入相比,政府科技投入出现不同发展趋势。2001年后,政府科技投入逐渐减少,而新产品产值与政府收入却呈增长趋势。主要原因:首先,青岛开发区越来越注重在基础设施等硬环境建设方面投入;其次,到2004年,在青岛开发区有超过30家的金融服务机构,企业可以通过多种渠道获得支持资金。因此,随着政府科技投入的逐渐减少,青岛开发区的经济仍能呈现欣欣向荣的景象。

2、对策建议。首先,创新行政管理机制,转变政府职能。为长期提高区域技术创新的能力,政府应该从传统的经济干预职能向宏观导向职能转换:从偏向短期经济效益转向对中长期技术创新能力的培养;从支持官办机构项目转向支持企业与高校科研院所的联合实施项目;从单纯追求增加收入转向调整投入结构及加大投入并举;从重点干预项目实施转向重大项目的选择、组织协调和提供公共服务等。政府行为应主要从制定科技政策、完善科技立法、编制创新计划、为技术创新引导资金、建立风险投资基金、协调技术创新要素之间的关系等公共服务方面创建良好的区域创新环境,吸引更多的投资者。其次,建立以企业为主体,研究机构、大学相互结合的研究与开发组织体系。发挥开发区内国家重点实验室和中试基地等知名科研院的作用,使青岛开发区成为具有国际竞争力的高新技术的研发与产业化基地。按照“政府引导、企业主导”的原则,加快构建以企业为主体的区域创新体系。最后,大力发展增强区域创新的社会支撑体系。区域创新的社会支撑体系应当把重点放在沟通创新主体和应用主体间的联系与合作面,建立区域创新体系的高效运作环境。应发展以企业为主要服务对象,以技术评估、技术交易、风险资本市场、人才流动为主要内容,以技术监督、知识产权保护为保障的技术与产业、金融资本结合的市场体系,为创新主体及其成果产业化创造宽松和谐的政策环境和区域环境。

四、结论

运用动力学模型能有效地表现出区域创新体系中各指标间的非线性关系,弥补了层次分析法和模糊评价方法对各指标关系表现力的不足。

当然,区域技术创新能力系统动力学模型在推广应用中也存在模块结构与参数关系确定难等不足,这主要是由于区域技术能力、创新环境影响因素太复杂,作为一个系统定量研究存在很多理论认识的不足。

【参考文献】

动力系统分析范文2

【关键词】自动化;调度系统;电力系统

一、前言

随着信息化时代的飞速发展,计算机技术以及通信技术预计自动化控制更是得到了前所未有的发展。电力体系呈现自动化调度也得到了社会各界的关注并提出了更高的要求,电力调度自动化管理相关的问题更是不断的深化。深层掌握及认识电力体系的运作方法及其影响安全运作的重要因素,这不仅对电力体系的长时间发展极为有利,也在很大的程度上深化了对确保电力体系的安全运作的重要意义。

二、电力体系自动化调度发展现状

(1)电力体系调度中,早期是使用电子载波明线进行传送。随着近年来科技的持续发展与进步,人们也早就淘汰了这样传统的传送方法,并逐步的运用微波等通信方式,对其进行一定程度的传送。现阶段,人们已经使用光纤环网承载微波通讯,这就在很大的程度上提升了电力体系调度自动化的科学有效性,并确保了电力体系传送的质量,为我国整体电力体系进步打下坚实的基础。

(2)目前,我国的某些电力自动化调度体系,为了让电力传送在出现事故时还能正常的运作,使用了双网以及双机配置模式,借此来确保电力体系运作的安全可靠性。不过,该双网双机配置模式只是简单的处理相关内部的事故,若是出现了自然性质的灾害致使体系全部停工,这样的电力体系自动化调度根本不能对其实行一定的监控。

现阶段,计算机网络飞速的发展,电力体系自动化调度能直接的链接到相关的网上,对电力体系的内部各类设施设备运作状态进行综合的管理,实现了电力体系调度自动化,这使经济以及社会成效都能最大化的呈现。

三、电力体系自动化调度的必然性

(1)电力体系自动化调度中,数据的收集及监控与计算机体系是自动化调度的关键。自动化调度体系对电力体系讯息的有效收集并处理,同时还兼顾了电力体系相应的监控以及安全性分析等任务与职责,以便于呈现电力体系运作水平不断提升的目的。并且,进行电力体系自动化调度,可对电力体系实行经济性调度,利用计算机有效的辅助计算,以减小电力体系运作的成本。

(2)监控电力体系运作状态的电力体系自动化调度,对国家以及社会各界都有着不可小觑的意义。我国的西电东送以及全国性的电力体系联网构建,促使电力体系的运作更为复杂,更是经常出现问题。在很多人力达不到的状况下,进行自动化的调度也是电力体系构建的必然趋向。随着人们对于电力的需求量越来越高,相应的电力市场将持续的进步,自动化调度在相应的电力市场中经济成效也在持续的提升,以适应于电力市场的飞速进展。自动化调度最关键的是呈现电力体系无人化的自动化调度,以确保电力体系运作的安全可靠性。在这样的大环境下,自动化调度对保障国家的电力体系安全可靠运行有着很大的意义。

四、电力体系的运行

1、电力体系的运行方式

电力体系的运行方式分类是在保障体系的安全稳定性以及相应的检修要求与经济性基础之上进行的,依照短路阻抗值大小可分为最小以及最大的运行方式。实际的电力体系运行过程中该两种运行方式能互相转化以满足相应的工作需求。体系处在最小阻抗值的时候则是最大的运行方式,所以在此刻出现的短路体系中电路电流最大,该方法主要是用于校验相关开关电器的稳定性,那么反之在体系处于最大的电路阻抗值时则就称之为最小的运行方法。该运行方法主要就是校验相应的机电保护设备的灵敏度。

2、电力体系运行中的影响因素

影响电力体系的安全运行因素有很多,依照所导致的因素不同可简单的区分为人为操作以及设备事故、自然的环境因素,其最常见的以及最关键的影响因子就是自然因素。人为操作因素也就是在正常的维护或是检修过程中相关的开关被无意识的拉断以及带回电路误和临时的接地体链接,设备事故是非直接性的因子的设备或是线路的老化以及过载或是设计不适当。还有就是在进行正常的或是例行相关的检修时因为相应设备并未正常的推出体系从而致使暂时过压故障,该故障很可能会导致固体绝缘击穿或是相关的绝缘子串出现闪络等,因此有着很大的危险性在实际的操作过程中要最大化的避免。虽说在实行电力体系的设计时已经充分的考虑自然性可能会造成某些影响,不过因为输电线路以及设备的分布十分广泛致使自然因素还是会威胁到电力体系的安全运行,其包括了雷电对于架空线路的相关影响或是风暴及恶劣的天气对输电线路造成的影响以及外来的物体可能造成的一些影响,在雷击中架空线相应的接地线时雷电则会通过接地线而直接性的流进大地上基本不会对相应的电力体系运作形成影响,不过若是雷击中输电线路时就很有可能出现线路断电等故障。并且,在遭受风暴以及冰雹、冻雨等十分恶劣的天气时输电线路也会出现事故,交通故障造成相应的电线杆倒塌以及施工所导致的线路断裂,以及动物引起的线路短路等影响都是导致电力体系短路或是停电的关键性原因。

五、自动化调度体系

计算机网络已经非常的普及,电力体系更是会成为最终联网的发达体系,以往传统的分布式自动化调度已不在适应当下海量的信息数据采集以及处理,必定要构建一整套自动化调度体系。

1、电力自动化调度体系发展历程

自动化调度体系对总体的电力体系安全稳定运作有着极大的作用,其自身不断的更新换代不止是显示着信息技术的快速进步,更是电力体系发展的关键性保障。自动化调度体系自20世纪70年代所出现的专用机以及专用操作体系至今以公共对象需求系统结构进行开放性的分布以满足相关的安全分区以及保护的新体系共经历了4个重要的发展阶段,其第2阶段以及第3阶段分别是80年代的双机热备用体系以及90年代以RICS图形工作站为基础统一性支撑平台功能的分布式体系。现代化的自动调度体系除了遵照ICE61970式的公共信息模式以及可缩放矢量的图像标准并进行了诸多的应用软件功能拓展,比如相应的远程维护以及网上浏览等操作。大概而论也就是自动化调度体系的进步经历了专用到通用以及集中到分布和数据收集到实时监控等发展,现阶段我国的图模库一体化构建技术已达到了国际先进的水平更是率先开发的。

2、电力体系自动化调度原则

自动化调度处理电力体系事故过程中,务必要注意:第一,构建规则。自动化的调度一定要对可以呈现的实用性应用提出一定的目标。第二,数据完整。由于电力体系中的全部信息,均是依照范围进行的自动化调度,因此电力体系的处理上一定要保障数据完整性,使用事故录波器对相应遗漏的讯息进行补充。第三,体系安全。应保障事故录波器数据的安全可靠,以避免自动调度过程中出现错误。第四,信息流程规范。应严格的把关变电站信息的流动,并对相应的信息流动实行调度,与规范化的方向看齐。图1所示,电力调度自动化体系稳定运行影响因素。

图1 电力调度自动化体系稳定运行影响因素

3、电力体系安全稳定运行对自动化调度体系基本要求

随着电力体系持续进步并拓展对自动化调度体系更是有着更高的要求,随着电网的规模以及互联网性能的不断强化,要求自动化调度体系可以收集并处理海量的信息,传统的自动化调度体系仅仅需要进行一次的系统信息处理以及电网稳固水平上的监控分析,在未来的电力体系发展要求自动化调度体系要呈现动态以及静态、暂态三位一体化的信息处理并分析,还要呈现一次系统以及二次系统的有效同步构建和采集、分析。未来的自动化调度体系还要把实际性的用电量以及市场与总体电网信息进行一定程度的处理与分析,保障物理稳定性并综合性的考虑经济的稳定性。随着电力体系动态行为复杂化以及规模不断扩大化,在发展低频率振荡等周期性的动态进程时以往传统的EMS已不能满足于当下及时反映与协调功能,因此在未来的自动化电力调度体系要从单一监控与分析进步为集广域的保护以及安全协调一体化的综合性和平台化体系。

六、自动化调度体系未来的发展趋向

(1)新型的自动化调度体系发展不止是呈现超/特高压的电网要求,更是全国的互联网大电网发展需求,在未来的自动化调度体系必定是集成了数字化以及智能化、标准化与市场化为一体的现代化新型综合体系。

(2)第一,数字化也就是通讯以及信息和决策、管理等这四个方面,其信息数字化是数据集成以及信息共享两方面,数据集成是把测量以及控制、市场与管理等信息呈现由模拟性的信号到数字信号的有效转化,这不仅仅可以直接并具体的反应实际的运行状况,并在很大的程度上确保了决策以及管理的精确性,信息数字化还要呈现二维以及三维时变信息收集以及监控。通信数字化是集中控制中心或是自动化调度主站以及各个变电站间的通信要实现合理有效以及实时准确的无阻碍传送,决策以及管理数字化是说电网的稳定控制以及经济调度与设备生产运作以及电网规划和管理维护等各个程序与阶段、环节都实现数字化。

(3)第二,智能化是对电力体系相关元件保护紧急以及解列并恢复控制呈现控制一体化,标准化就是呈现相应使用软件能即插即用,以当下的使用状况这两方面的进步与研究分析仍需进一步的提升。比如调度技术的优化以及故障处理与恢复和智能化的预警及预防技术与调度的决策可视化均属于智能化的调度体系研究趋向,这些策略最本质的目的就是呈现大面积的联锁事故预防以及灾变的防治,以避免产生反应以及处理不及时所导致的严重停电故障。对标准化发展虽说是一项国际化的方向与趋势,但其自身还是需要更多的时间以及实际性研究。

(4)第三,对电力体系的市场化革新虽说是获得了很大的成果,不过因为大区域的电网运作信息以及数据仍缺乏且相对保密,相关厂网的调度权限受到很大的制约,电网的传送容量也是接近于最大的极限以及网络潮流和符合不可预知等因素导致电力体系市场化以及体系安全性出现相应的矛盾,未来自动化的调度要强化对市场环境下的电网安全性理论进行分析的功能,从而呈现在线可使用输电能力以及安全稳定性的计算分析。

七、结语

社会在不断的进步,科技也在持续的创新,电力体系自动化调度将会面对深层的革新。特别是多媒体技术以及智能化控制等快速的融入电力体系自动化的领域,不仅会促使电力体系的检测大力推进,更是促使整体电力体系自动化调度水平更高、更规范、更有效。经过本文对电力体系的运行方式以及其影响因素做了详细的分析,让我们在很大的程度上了解并掌握了自动化调度体系对保障电力体系安全稳定运作的重大作用,并进一步了解了自动化调度体系的发展历程以及未来的进步趋势。自动化调度体系的发展离不开人工智能化的技术以及信息技术等领域发展和进步,虽说要呈现规模大以及体系更为复杂的电力网络仍需相应的时间努力与更多需要改善并创新的地方,我们是有理由相信随着电力体系革新的不断深化和相应技术的持续成熟与标准化,必定会促使未来的电力体系获得更好更快的进步。

参考文献

[1]祝文澜.有关电力系统自动化调度AVQC策略[J].科技传播,2013(20).

[2]金建军.试析电网自动化调度无功电压管理及其优化[J].低碳世界,2013(12).

动力系统分析范文3

【关键词】:电力配电;自动化;系统技术;分析

1、电力配电自动化技术的基本概念及工作原理

所谓的电力配电自动化就是应用自动化技术将电力系统的效益、功能、信息都联系到一起。配电智能化是非常重要的,实现用户和供电公司的直接联通。不管是用户还是供电方对供电信息的处理都更加的方便快捷。用户自动化和配电管理自动化是两个主要的方面。用户自动化,顾名思义就是对用户的信息管理自动化。配电管理自动化就是应用计算机技术对配电系统进行自动化管理。负责信息的搜集和处理。

2、电力配电系统自动化

2.1进线监控自动化

远程实时监控各开关的状态以及电流和电压情况,并通过这些参数变化对相关装置进行控制,以保证这个配电网络处于最优工况,从而实现现有设备容量的最佳使用,及时获取故障信息以判断、隔离和恢复配电输送,降低停电面积和减小停电时间。

2.2配电变电站自动化

这种自动化主要是针对各配电变电站进行远程监控和有压控制调节,以保证这个配电网的供电稳定性和供电质量。

2.3变压器巡检

这是对配电网的各变压器参数的实时监控以及补偿电容器的投切操作,以保证供电质量的稳定提高。

2.4需双方管理

这种管理主要基于电力的供需双方对用电市场实施的有效管理,可保障供电稳定性、降低能源损耗和经济花费。该管理主要包括负荷控制以及远程自动抄计。

2.5配电网负荷监控

该监控主要是对用户的实际用电需求、分时电价等进行合理分析,制定出最佳的负荷控制计划,对用户的用电负荷进行监控,合理调整电价结构,有效发挥现有设备的容量。

2.6运行情况管理系统

这种系统主要对配电网的各设备进行有效检测,根据相应的数据分析设备当前状态和使用磨损程度,并依据此数据对设备进行检修。

3、配电自动化的配套系统和设备

3.1馈线自动化系统

这种系统是根据配电网的变结构耗散网络模型,根据负荷要求将复杂的配电网简单化,减少不必要因素的干扰,对配电网的主要技术参数进行分析处理。这种系统可以有效进行故障隔离、区域恢复等情况的优化。同时采用分层集合和混合通信技术可减少系统成本,不良数据辨识和网络结线分析的有机结合,可以保证馈线自动化系统的稳定性和精确度。系统的监控技术非常突出,可以针对各开关、通信和故障隔离等情况进行有效监控。

3.2智能配电系统

该系统是根据配电网简化建模、网络拓扑和耗散元件等理念,主要对于配电网量测参数较少的问题,采用等负荷和等负荷密度的方法简化配电网分析,可根据已有的量测参数精确分析出配电网的各单元情况。该系统相配套的技术是潮流计算和模拟仿真。这种系统采用基于随机初值的启发式算法和环路分析快速遗传算法,可在多种操作平台上进行操作,能有效优化负荷和优化应用。

3.3馈线开关监控终端

馈线开关监控终端是已多次技术升级后的设备,其主要是远程监控、远程保护和远程测量有机结合的高技术产品,其常与主站联用以达到馈线故障的精准定位和故障隔离的目的。馈线开关监控终端的系统运行处理效率高、稳定性好。馈线开关监控终端采用零相差高精度高速同步采样、停电跳闸控制回路、电磁兼容技术和数字滤波算法,可保证馈线开关监控终端的测量和调节控制精度,环境适应性以及供电稳定性。

3.4配变监控终端

配变监控终端也是一种多功能的高新技术产品,其广泛应用在10kV配电变压器和小区变电设备的远程数据采集上传和实时监控。配变监控终端将采集数据上传至电力主站系统,电力主站系统对数据进行计算分析,对变电设备情况进行有效判断,并对下级配变监控终端发出相关控制命令,而配变监控终端根据命令进行实际调节控制,保证配电网的供电质量。配变监控终端主要基于嵌入式实时多任务操作系统,针对变压装置的电压、电流、用电量等技术参数进行有效采集,并采用电源控制管理系统可保证整个装置的安全稳定使用。

4、电力配电系统自动化的发展前景

4.1自动化水平更加的综合性发展

电力配电系统自动化在未来的发展中将会朝着综合型智能化的方向发展,所谓综合型的智能化就是在实现基本的电力配电自动化功能之外,更加重要的就是实现电力系统的智能化。对电力信息的掌握更加的及时,能够及时的发现许多的故障并且采取相对的措施,最大限度的降低损失。并且能够采集数据信息结合信号处理技术,使配电系统更加的简单。同时智能化也会降低人工的劳动量,解放了人类的双手,可以让供电部门减少对维修工人的聘用,节省开支。

4.2电力技术更加的贴近用户

随着电力技术的发展,配自动化系统也更加的完善。为了满足用户的需求就要提高电力系统自动化的服务功能。用户电力技术就是采用一系列高科技技术,对于各种供电需求都要最大限度的满足。而且在供电的过程中要保持电压的稳定,减少因电压不稳造成的巨大损失,实现柔性配电。保证了供电的质量,对用户的用电质量负责。

4.3电力系统更加的集成化和综合化

在提升经济效益的同时还降低成本,信息集成和系统功能的综合化是必不可少的,因此要将系统中的数据和功能能进行综合,使各项功能的实现统一化。

结语

通过本文对电力配电自动化系统组成的阐述,同时对依据配电自动化要求研发出的配套系统进行合理化分析,可以看出,电力配电自动化系统的大规模应用是电力系统更新升级的发展趋势,其可以有效降低配电网的复杂操作以及人工成本,提升配电网的供电稳定性和供电质量,保证供电企业和电力用户利益的最大化。

【参考文献】:

动力系统分析范文4

关键词 电力系统;自动化;智能技术;分析

中图分类号TM6 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)83-0060-02

为了保证电力系统的稳定性、安全性,需要通过自动化的监控和检查设备的功能对电力系统的各个部分进行配置。运用信息与网络的传递功能,对电力系统进行近距离或是远距离的电力输送,来保证电力的输送质量。通常条件下,电力系统的自动化结构主要有调整自动化、变电站的自动化与电网自动化。

1电力系统的自动化和智能技术的科学内涵

电力系统的自动化就是指在电能的运输与管理上融入自动化技术,而且它的种类也有很多。而智能技术则是智能化的电子技术的通俗说法,它包括了系统的结构与人机的接口,并且智能技术也存在着很多的分类。

智能技术可以针对产品出现的问题合理地进行解决,突破了旧的控制与适应方式来解决问题,并且效果也很明显。现在,智能技术还在不断地完善与发展,并且得到了一致的认可与重视,还融入于各个电力系统的具体领域,取得了有效的成绩。

专家体系应用在电力系统的范围也是很全面的,它是以知识为基础的体系,并且应用在智能技术的调节、管理与决策上,完成电力系统的控制管理。它是主要解决一些具有不定因素的知识方面的问题。它通过智能的方法得到了控制系统的更新和应用,经过一系列的推理来实现电力系统的目标。但是专家体系的应用还是有一些限制性的因素。它很难模仿创造性的控制,只能进行表面知识的引用,缺少具有深度的设计,适应复杂环境的能力也很差。所以,要将专家体系和常规的一些工具相融合再进行使用。

模糊方式是对电力系统进行整体控制的一种方法,并且操作简单易行,能够对随机的、不明系统进行控制管理。把人为的控制经营通过模糊的方式进行表达,使用推理与管理的方式,对不简单的系统进行合理的控制。一般使用“一旦……,就……”的表述方式,在具体的操作中,鲁棒性的表现比较强烈,而不是依靠专家体系和操作经验。事实上,模糊方法的控制管理的使用也非常地广泛,跟一般的控制技术相比较,模糊技术更能够提高产品的质量的控制水平。而且,它还包括了很多的智能技术的控制方式的交叉性的融合,电力系统自动化中的最具有潜在实力的应用技术就是综合性的控制技术。目前,对电力系统自动化的探索中有很多的研究是有关于模糊方式与神经网络的融合等问题的,这些结合的方式的应用会对电力系统的自动化更有帮助。智能技术的集成就是综合性的智能技术的继续的前进方向,也是对电力系统自动化的深层次的研究和探索,将多种智能化的控制技术融合在一起,形成一个集成化的智能控制技术的统一的整体,互相补充,发挥优点。

2 电力系统自动化技术和智能技术的有效融合

智能技术与电力系统的自动化技术的有效融合,更深层次地健全和发展了电力系统的科学配置。智能技术在电力领域的合理应用,不但调配了电力体系发展的单一性与其自身的波动性,而且还给人们提供了更加便宜、便捷的电力体系。因此,智能技术被有效地融合在了电力系统的自动化中。

3 如何将智能技术应用于电力系统自动化中

3.1模糊控制技术在电力系统自动化合理使用

模糊控制的的应用可以让电力系统在构建数学模型的时候更顺利,并且使构建模型的过程简单化,更方便操作。电力系统使用构建模型的方式来进行控制,这是一种现代化的操作方式,比一般的方式更有优势,操作更便捷。如,交通灯的颜色的转变;汽车的自动变速器的应用等。因此,我们发现模糊控制技术应用在电力系统中的实例是很丰富的,可以应用于电力系统的各个领域。

3.2神经网络体系在电力系统自动化中的使用

神经网络体系具有非线性的特征,能够很好地使用在电力系统中,并且,它还有自我的学习和管理的能力,和强大的信息处理系统和能力。所以,很多的、容易的神经元组合成了神经网络体系,就形成了神经网络体系的控制原理。神经网络控制方式是采用特定的学习计算方法,把被隐藏了的很多的信息数据挖掘出来并进行调整,来实现非线性的映射过程,这样的控制方式在很多的电力系统的处理中都被有效地使用。如,自动化的控制管理方面、图像的处理方面等,神经网络控制方式还被应用于医学方面。

3.3专家体系的控制技术在电力系统自动化技术中使用

专家体系的控制可以在最短的时间内发现和解决电力系统中出现的问题,在最大的程度上减缓了网络信息的停滞或者是延时造成的不安全性和不方便性。专家体系控制技术在电力系统自动化中的使用也是很宽泛的,如,专家控制技术可以及时地辨识出电力系统的危险状态、进行系统的恢复处理等。并且它在电梯的施工中也有很多的应用,在电梯出现安全隐患的时候,它能够第一时间发现,并且进行紧急的处理。在电梯中融入专家控制技术能够保证电梯的安全性和实用性。专家控制体系在电力自动化中的使用是很有价值的。

3.4综合性智能体系在电力系统自动化中的使用

综合性的智能体系可以按照模糊控制体系的构造进行科学地、有机地将一些控制技术融合起来,从而健全电力系统的自动化技术,让它可以具有简便性、稳定性和使用性。因为智能技术的控制方式中间是存在着交叉性的差异的,通常人们会把他们进行组合分析,如,将神经控制和专家控制相融合;神经控制和模糊方式进行结合等。

4结论

本文通过对电力系统自动化与智能技术的分析,发现智能技术在电力系统自动化中的应用领域非常多,并且应用的方式也是多种多样的。智能技术最初需要融入到电力系统自动化中是为了保证电力系统的安全性和稳定性,而随着智能技术地不断发展,模糊控制方式、神经控制、综合性的控制方式等都应用于电力系统的各个部分,尤其是在医学方面和交通、日常生活的应用方面都起着很重要的作用。而现在的智能技术要朝着智能技术的集成化进行发展,将各种智能控制技术科学地融合在一起,形成一个统一的智能化技术体系,更好地应用在电力系统自动化中,给人们的生活和工作带来更多的便利。

参考文献

[1]智静.电力系统自动化与智能技术分析[J].机电信息,2011(30).

[2]鲍艳丽.电力系统自动化发展趋势及新技术的应用[J].金色年华(下),2011(5).

[3]张青.探讨智能技术在电力系统自动化中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2011(32).

动力系统分析范文5

[关键词] ERP;运营;影响;系统动力学

doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2013 . 18. 027

[中图分类号] F272.5 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194(2013)18- 0048- 03

1 概 述

企业资源计划(Enterprise Resource Planning,ERP)系统是一种将信息技术运用于企业内部运营管理的信息系统。利用该系统可以帮助企业提升管理的效率并提高决策的准确性。近10年来,以ERP系统为代表的信息系统咨询和实施已成为广大企业信息化建设的重点。此类信息系统的应用效果在系统上线运行前对建设企业而言往往是未知的,即使系统上线运行了也未必能从企业的日常运营中准确反映出其应用的实际效果。不少企业和专家由此从自己的主观判断出发觉得ERP系统对企业很有用,而有的又觉得没什么帮助。因此,ERP系统的应用对企业运营到底产生怎样的实际作用就逐渐成了企业经营者普遍关心的问题。

2 企业运营效率的影响因素分析

无论是在ERP环境下,还是在非ERP环境下,对企业运营产生影响的既有共性因素也有个性因素。综合分析起来,对企业运营效率产生影响的因素可以从流程和人员两个方面进行考虑:

业务流程在执行过程中是否有效率会直接影响到企业的经营效益。不仅如此,企业还关注着这种效率是否能够得到持续而稳定的发挥。例如,原材料的采购数量是准确的,并且原材料供应是及时而可靠的;客户订单的交付是准确的,而且能始终保持这种准确性。事实上,企业关注的不仅仅是某一个流程的执行效率,同时还关心该效率的发挥是否可以得到持续的保障。

任何工作都离不开操作的人员。员工本身的学习能力决定了其工作的效率和质量。如果一家企业的员工对新的技术和流程都有很高的期望和热情,那么当该企业实施ERP系统时,员工会积极地投入系统的建设,这就表现为乐意贡献各自的知识和经验并积极参与流程优化方案的讨论, 或者是认真参加相关的系统操作技能培训等。这直接的结果就是缩短了因启用ERP系统后改变了原有的操作方式而带来的工作上不适应的时间,从而能更早地体现系统应用的效果。

同非ERP环境相比,在ERP环境下,信息系统主要通过系统功能、数据质量和员工操作效率3个方面对运营效果施加影响。无论是系统功能还是数据质量虽然会因其复杂性和准确性的原因而对应用产生影响,但两者实际上也受制于员工操作效率。这是因为当今的大型ERP系统在功能上已经完全能够适应一般企业的日常运营管理需要,而随着员工使用熟练度的提高,完全可以克服系统应用初期所带来的不适。企业通过招募学习能力强的员工、加强系统实施过程中的规范和培训、制定良好的管理制度等措施,将使ERP系统的应用效果得到更快、更好的体现。因此,人员操作效率的发挥程度直接影响着ERP系统的应用效果,后者又影响着企业运营的效率。

3 系统动力学模型的建立

在进行仿真计算前需建立系统动力学的模型。在此选择BUC公司为例进行分析。该企业以按客户订单生产特种机床,内部管理规范,且采用的是国际通用的ERP系统软件,系统功能全面而稳定。根据上述的因素分析并结合一般制造企业的特点,选取下列指标进行研究,即销售收入、应收账款、原材料库存、产成品库存、待处理订单的订货量、待发运量。其中,待处理订单的订货量反映了销售部门订单处理的效率;待发运量则反映了客户订单的交付情况。为了便于开展研究需要对模型做出一些假设。

假设一:客户订单只涉及到一种规格的产品;并且用于装配该产品的原材料不考虑其差异性和采购提前期的影响。

假设二:ERP对销售订单处理流程效率的影响只考虑员工的操作效率,而忽略因数据层面和系统功能导致的效率降低。

基于上述的假设,可绘制出生产企业在ERP环境下运营的系统流程图,因篇幅所限此处不再做具体阐述。

4 仿真计算和分析

以周为单位,对系统动力学的模型进行仿真计算,分析在两年时间内使用ERP系统与未使用ERP系统的情况下对某生产企业运营的影响。仿真计算的输入参数及部分计算公式说明如下:(1)客户订货量的估计 选取2008年至2011年约3年间的每周销售记录作为输入,利用Arena软件进行拟合曲线分析, 可知其周销售量的分布接近对数正态分布(最小值为21,最大值为41,样本的均值为24.8,方差为4.41)。利用函数可对其销量进行估计:20.5+Log-N(4.54,6.87)。

(2)员工效率 对于非ERP环境,员工每周的订单处理可采用8-40的均匀分布。而在ERP环境下,员工的订单处理效率由员工的学习能力或学习曲线所决定,其计算可用简单生产函数表示。利用问卷调查经由回归分析后,可得如下的公式:

lnY=0.390 7ln X+2.040 25

式中,Y为单位时间内所处理订单的订货量;

X为时间(单位:周)。

(3)状态标志 在模型中使用此标志用于表示使用和未使用ERP系统,分别以1和0来表示。

根据上述参数的输入,对模型做模拟运行后即可得到输出结果。如图1所示,在使用了ERP系统后的2年内,企业的实际销售收入(现金收入)总体上并没有获得很大的增长。在销售收入图中,使用ERP系统与未使用ERP系统的曲线基本吻合。

由于学习曲线的存在,使用ERP系统后的最初几个月里,“待处理订单的订货量”增长加快,说明有大量的订单积压未得到有效处理;而到了第二年,积压订单明显减少(见图2),其均值与未使用ERP系统相比降低了71.69%。

对于应收账款而言,同样是因为学习曲线的影响,在使用ERP系统的最初半年里,波动较大;到了第二年,与未使用ERP系统相比,尽管该指标均值变化不大,但方差减小了44.92%,说明这部分运营的不确定性或风险明显降低了(图3)。

在模型中,“待发运量”表示有多少订单未得到及时交付。在第二年中,使用ERP系统同未使用ERP系统相比,该指标的均值和方差分别下降了22.69%和32.71%,说明不确定性或风险降低了(见图4)。之所以产生这种现象,是因为采用ERP系统后,企业的计划部门可以根据共享的信息利用过去几周的销售数据对客户的需求进行预测,并利用系统进行MRP(物料需求计划)的精确计算,因而有效提高了预测的准确性,使得企业能更好地履行客户订单的交付。

通常认为,采用信息系统管理后,库存量会降低。但在本模型的产成品库存计算的结果中无法得出这样的结论。导致这种结果的原因在于,模型本身根据按订单生产的企业建立,在使用ERP系统后其客户订单交付得到改善的一个重要原因是其准确地进行了需求预测,后者会在一定程度上增加产量。尽管如此,在使用ERP系统的第二年里,原材料库存水平均值比未使用ERP系统时低了11.33%。可见,采用ERP系统后采购的计划水平还是得到了一定程度的提高。

5 结 论

ERP系统的应用对企业产生的作用受多方面因素的影响,这些因素相互关联构成非常复杂的因果关系。通过本文的研究可以得出下列的结论:

(1)ERP的应用能够改善企业的运营效率,但其效果的体现有不同的表现形式。对一些运营指标体现为绝对数值上的变化,而另一些则表现为不确定性的降低。

(2)ERP系统应用效果的体现有一定的滞后性,随着应用时间的增长,系统对运营管理效率的作用会逐渐得到体现。

本文通过系统动力学的分析,探讨了ERP系统影响企业运营的主要因素,并对部分因素作了定量分析。然而,由于样本和篇幅的限制,本文的模型和分析可能不够精确。在后续的研究中应考虑包括更多的企业和样本数据,以便使分析指标更加全面,并能对模型做出进一步的优化和改进。

主要参考文献

[1]郑称德.我国制造企业ERP应用绩效的实证研究——基于沪深A股上市公司年报数据[J].科技管理研究,2009(9).

[2]隽志才.管理系统仿真建模及应用[M].北京:清华大学出版社,2010.

[3]饶艳超.ERP系统实施对企业成本影响的实证分析——来自沪深两市制造业上市公司的经验证据[J].财经研究,2005,31(4).

动力系统分析范文6

关键词:动力定位;冗余;DP-3

中图分类号:U662 文献标识码:A 文章编号:1006-7973(2016)06-0036-02

随着海洋钻探从浅海向深水及超深水区域发展,传统的锚泊定位系统锚链长度和强度都要增加,进而船舶重量增加,钻井甲板上的可变载荷减小,设备布置困难等缺点随之出现。同时,锚泊定位系统也有自身的缺点,其较低的弹性和流体动力阻尼等使船舶一直暴露在风浪流的影响下,操作性和安全性都受到影响。因此,发展高性能的动力定位系统(Dynamic Positioning System)成为深水海洋钻探的趋势。

自上个世纪60年代起,伴随着北海区域以及墨西哥湾海上油气田的开发,几大船级社、当地行业组织以及国际行业协会等对动力定位系统规范进行了大量的研究,并出台了众多的规范。1994年国际海事组织出台了MSC Circ.645《GUIDELINES FOR VESSELS WITH DYNAMIC POSITIONING SYSTEMS》作为目前对动力定位系统的一个统一的法定要求。随后,以DNV、ABS、LR、CCS等船级社为代表,以MSC Circ.645为基本准则,相继发展了自己的最新规范。

1.DP-3动力定位系统冗余理念的发展

虽然从20世纪早期已经有很多国外公司研究生产船舶、海洋平台的动力定位系统,但是从真正意义上的自动动力定位系统起源于1961年,当时采用了四点系泊加四台手动可调螺旋桨,另外艏艉各配备一台360度全回转推进器,1971年自动动力定位系统第一次应用于航海钻井。随着技术的发展,1980年,全球卫星定位系统(GPS)被引入,大大提升了系统的定位精度。直到现在,DP-3动力定位系统的设计与物理双冗余的高冗余度概念以及闭环电网技术的采用,大大提升了系统的可靠性,并且降低了系统能耗。

根据MSC Circ.645通函的基本准则,DP-3动力定位系统与DP-1以及DP-2动力定位系统的根本区别就在于系统设计的冗余度高低。对DP-3动力定位系统的设计以及图纸审查核心就是确认其系统布置冗余度是否满足规范要求,并且在建造完工后要通过FMEA试验验证其冗余功能达到预期的设计。

行业规范的制定与区域性行业的发展是密不可分的,由于北海地区以及墨西哥湾海上油气田的开发,也直接促使了DNV和ABS动力定位规范的发展。因此,目前的动力定位系统规范主要以DNV和ABS为代表。与其相对应,国际上动力定位系统的设计与图纸审查形成了两大理念:完全冗余理念与不完全冗余理念。

2.IMO通函以及各船级社规范对DP-3动力定位的要求

动力定位系统发展到今天,其基本的结构主要由动力系统、推进器系统、控制系统以及传感器等系统组成。IMO、DNV以及ABS以及其他船级社或组织对DP-3动力定位系统的系统布置与设备配备的要求基本是一致的,简要说明如表1所示:

MSC Circ.645通函对DP-3动力定位系统的基本要求:在系统出现单项故障(包括由于失火或进水造成一个舱室的完全损失)后,可在规定的环境条件下,自动保持平台或船舶的位置和艏向。DP-3动力定位系统的单项故障的界定包含一个舱室进水或者失火,因此,上表中描述的物理冗余系指冗余系统或设备与主系统之间应进行分舱布置,并进行水密和A60防火的隔离,这是DP-3设计的核心原则。

3.分析对比两种不同的冗余度设计理念

由于动力定位系统的综合性、复杂性,在实际的设计以及工程应用中,仅仅依靠MSC Circ.645通函中的基本要求往往不足以指导具体的工程实践。因此DNV和ABS通过大量的工程实践,在其规范体系中给出了一些具体的实际应用注释,在这些注释中就体现了他们各自对DP-3冗余系统的理解。下面以两个DP-3冗余动力定位系统中的子系统的设计为例简要说明其区别:

3.1动力系统一燃油系统

一般欧洲设计公司设计的DP-3冗余燃油系统在燃油柜、燃油供给泵及其电源、燃油管线的布置上是完全冗余的,即完全布置在其对应的机舱内,然而在燃油净化环节,即分油机的布置则不进行完全冗余,在冗余机舱外布置单独的分油机间,向几个冗余机舱同时供给燃油,且燃油净化单元的供电电源没有冗余布置的特别要求。这种系统设计进行FMEA分析时,认为即使分油机间完全丧失,各冗余机舱内的燃油柜还有燃油供给,DP-3控位能力不会即刻丧失。DNV对这种设计是给予认可的,其布置如图1所示。

而美国设计公司的理念则为完全冗余,即燃油系统中的燃油柜、燃油泵及其电源、燃油管线以及燃油净化单元完全冗余,完全布置在其对应的机舱内,此时,每个机舱内的燃油净化单元由本机舱内发电机供给,即完全冗余的对应关系。这种设计在做FMEA时,不存在上述分油机间的完全丧失的故障模式,每个机舱内的燃油系统与发电机组都自成系统,冗余机舱之间不会存在故障的蔓延。ABS在DP-3的设计上认可这种设计理念,其布置如图2所示。

3.2动力系统一起动空气系统

起动空气系统两种不同的DP-3冗余设计理念的原则与上述燃油系统基本相同,即每个冗余的机舱内有专供本机舱使用的起动空气瓶,正常情况下其内充满符合起动要求的压缩空气。非完全冗余设计时,在机舱外部设有一个独立的起动空压机室,可用于所有冗余机舱的空气瓶充气,空压机的供电电源没有冗余布置要求,这种设计理念在FMEA时,认为即使空压机室完全丧失,各冗余机舱内仍然有起动空气用于必要时的发电机组起动,不会丧失DP-3控位能力。而在完全冗余设计时,每个机舱都有自己专用的空气瓶和空压机用于发电机组的起动,且空压机的供电电源与其所在机舱的发电机组成冗余对应关系,即其电源来自其所在机舱的发电机组。在FMEA时,各个冗余机舱之间没有相互影响。其布置区别如图3所示。

3.3冗余度高低的取决

在近些年来的实际工程设计中,除了上述燃油系统和起动空气系统外,其他的诸如海水系统、淡水系统、滑油系统等动力定位子系统的设计,在完全冗余与非完全冗余之间,也或多或少的存在一些差异。如采用完全冗余的设计时,系统的冗余度高,然而却需要更多的设备,在有限的机舱空间内将导致设备布置困难,船舶自重增加以及设备的供电更为复杂等缺点,因此在DP-3动力定位系统的设计时,冗余度选择与系统设备布置之间存在一个平衡关系,不同的船级社有不同的要求,另外还要根据作业沿岸国对动力定位系统的冗余要求来进行选择。

动力系统分析范文7

[论文摘要]简单回顾模糊控制、神经网络控制、专家系统控制、线性最优控制、综合智能控制等典型智能技术在电力系统自动化中的运用。

电力系统是一个巨维数的典型动态大系统,它具有强非线性、时变性且参数不确切可知,并含有大量未建模动态部分。电力系统地域分布广阔,大部分元件具有延迟、磁滞、饱和等等复杂的物理特性,对这样的系统实现有效控制是极为困难的。另一方面,由于公众对新建高压线路的不满情绪日益增加,线路造价,特别是走廊使用权的费用日益昂贵等客观条件的限制,以及电力网的不断增大,使得人们对电力系统的控制提出了越来越高的要求。正是由于电力系统具有这样的特征,一些先进的控制手段不断地引入电力系统。本文回顾了模糊控制、神经网络控制、专家系统控制、线性最优控制、综合智能控制等五种典型智能技术在电力系统中的运用。

一、模糊控制

模糊方法使控制十分简单而易于掌握,所以在家用电器中也显示出优越性。建立模型来实现控制是现代比较先进的方法,但建立常规的数学模型,有时十分困难,而建立模糊关系模型十分简易,实践证明它有巨大的优越性。模糊控制理论的应用非常广泛。例如我们日常所用的电热炉、电风扇等电器。这里介绍斯洛文尼亚学者用模糊逻辑控制器改进常规恒温器的例子。电热炉一般用恒温器(thermostat)来保持几挡温度,以供烹饪者选用,如60,80,100,140℃。斯洛文尼亚现有的恒温器在100℃以下的灵敏度为±7℃,即控制器对±7℃以内的温度变化不反应;在100℃以上,灵敏度为±15℃。因此在实际应用中,有两个问题:①冷态启动时有一个越过恒温值的跃升现象;②在恒温应用中有围绕恒温摆动振荡的问题。改用模糊控制器后,这些现象基本上都没有了。模糊控制的方法很简单,输入量为温度及温度变化两个语言变量。每个语言的论域用5组语言变量互相跨接来描述。因此输出量可以用一张二维的查询表来表示,即5×5=25条规则,每条规则为一个输出量,即控制量。应用这样一个简单的模糊控制器后,冷态加热时跃升超过恒温值的现象消失了,热态中围绕恒温值的摆动也没有了,还得到了节电的效果。在热态控制保持100℃的情况下,33min内,若用恒温器则耗电0.1530kW·h,若用模糊逻辑控制,则耗电0.1285kW·h,节电约16.3%,是一个不小的数目。在冷态加热情况下,若用恒温器加热,则能很快到达100℃,只耗电0.2144kW·h,若用模糊逻辑控制,达到100℃时需耗电0.2425kW·h。但恒温器振荡稳定到100℃的过程,耗电0.1719kW·h,而模糊逻辑控制略有微小的摆动,达到稳定值只耗电0.083kW·h。总计达100℃恒温的耗电量,恒温器需用0.3863kW·h,模糊逻辑控制需用0.3555kW·h,节电约15.7%。

二、神经网络控制

人工神经网络从1943年出现,经历了六、七十年代的研究低潮发展到现在,在模型结构、学习算法等方面取得了大量的研究成果。神经网络之所以受到人们的普遍关注,是由于它具有本质的非线性特性、并行处理能力、强鲁棒性以及自组织自学习的能力。神经网络是由大量简单的神经元以一定的方式连接而成的。神经网络将大量的信息隐含在其连接权值上,根据一定的学习算法调节权值,使神经网络实现从m维空间到n维空间复杂的非线性映射。目前神经网络理论研究主要集中在神经网络模型及结构的研究、神经网络学习算法的研究、神经网络的硬件实现问题等。

三、专家系统控制

专家系统在电力系统中的应用范围很广,包括对电力系统处于警告状态或紧急状态的辨识,提供紧急处理,系统恢复控制,非常慢的状态转换分析,切负荷,系统规划,电压无功控制,故障点的隔离,配电系统自动化,调度员培训,电力系统的短期负荷预报,静态与动态安全分析,以及先进的人机接口等方面。虽然专家系统在电力系统中得到了广泛的应用,但仍存在一定的局限性,如难以模仿电力专家的创造性;只采用了浅层知识而缺乏功能理解的深层适应;缺乏有效的学习机构,对付新情况的能力有限;知识库的验证困难;对复杂的问题缺少好的分析和组织工具等。因此,在开发专家系统方面应注意专家系统的代价/效益分析方法问题,专家系统软件的有效性和试验问题,知识获取问题,专家系统与其他常规计算工具相结合等问题。

四、线性最优控制

最优控制是现代控制理论的一个重要组成部分,也是将最优化理论用于控制问题的一种体现。线性最优控制是目前诸多现代控制理论中应用最多,最成熟的一个分支。卢强等人提出了利用最优励磁控制手段提高远距离输电线路输电能力和改善动态品质的问题,取得了一系列重要的研究成果。该研究指出了在大型机组方面应直接利用最优励磁控制方式代替古典励磁方式。目前最优励磁控制的控制效果。另外,最优控制理论在水轮发电机制动电阻的最优时间控制方面也获得了成功的应用。电力系统线性最优控制器目前已在电力生产中获得了广泛的应用,发挥着重要的作用。但应当指出,由于这种控制器是针对电力系统的局部线性化模型来设计的,在强非线性的电力系统中对大干扰的控制效果不理想。

五、综合智能系统

综合智能控制一方面包含了智能控制与现代控制方法的结合,

动力系统分析范文8

【关键词】发动机 加力 加力控制

对于现代战斗机的发动机,加力已经成为必不可缺的重要功能。某型发动机使用复燃加力方式,以燃油消耗率增加到非加力状态三倍的代价,使推力增加至1.7倍,达到12吨级,对提高战斗机的作战性能有着至关重要的作用。本文介绍了一起某型发动机加力接通故障,并借此分析了该型发动机加力系统的组成和工作原理。

1故障现象

某部对发动机进行试车检查时出现异常:进入加力状态后,发现加力指示灯未亮,即加力未能接通,但地面人员发现尾喷口出现加力火焰,加力已经接通。将发动机转换为训练状态(n1、n2、T6均下调以降低发动机负荷、降低发动机寿命损耗),再次进入加力状态,加力指示灯未亮,尾喷口无加力火焰,加力未能接通。

本次故障最大的特点就是,加力系统未正常投入工作,但加力依旧成功接通。

2加力系统组成和原理

受我国航空工业技术水平限制,某型发动机采用模拟电子与液压机械相结合的调节系统,加力系统的燃油控制和喷口控制均为液压机械式。从功能上主要由加力燃油系统、喷口控制系统、控制加力接通的电气系统组成。

加力燃油系统功能是向加力燃烧室供给燃油,并自动调节供油量以保证加力燃烧室稳定工作,为开环控制系统。其主要附件有:加力燃油泵、喷口加力调节器(加力燃油计量部分)、加力燃油分布器、加力输油圈和相应管路。加力燃油系统核心部件是喷口加力调节器。喷口加力调节器根据油门杆位置、进气温度T1和主燃烧室气压P31控制燃油流量,然后将燃油输送到加力燃油分布器,加力燃油分布器再将燃油分配到5个输油圈;

喷口调节系统功能是自动调节尾喷口直径以调节加力燃烧室内气压,保证加力接通后发动机稳定工作。该系统为闭环控制系统,核心部件为喷口加力调节器内的落压比调节器,其他附件有:喷口油源泵、喷口加力调节器(加力喷口控制部分)、喷口作动筒等。

控制加力接通的电气系统功能是点燃加力燃油、控制加力稳定可靠的接通,并将加力接通与否反馈至飞机座舱,其主要零附件有:电子调节器(加力模块)、加力点火控制盒、加力点火装置、加力点火电嘴、喷口加力调节器上的传感器和高速电磁阀、火焰探测器。该系统核心部件为电子调节器,负责控制加力燃油控制系统一定时序进行工作,并在条件满足时控制点火系统点火。

3加力接通的过程

加力接通过程中,加力燃油系统、喷口调节系统和电气系统需协调工作,任意一环出现问题均会引起严重的后果。为保证加力可靠的接通并保证加力接通时发动机稳定工作,加力接通可分为四个阶段。

第一阶段,接通加力的准备阶段:从发动机油门杆进入加力域开始,加力燃油系统立即向加力起动燃油总管供油,在加力燃烧室形成可燃油气;同时喷口加力调节器上的加力信号器感受到喷口加力调节器进入加力状态时指令油压的变化,发出“接通加力”信号。喷口加力调节器的落压比调节器也在此时投入工作,保证发动机主机工作稳定。

第二阶段,加力点火:电子调节器在收到“接通加力”信号时,立即向喷口加力调节器“最小加力电磁阀”供电,使加力燃油系统只能向加力起动燃油总管供油。并根据发动机状态进行一定延时(若n2≥85%,延时0.4s,若n2

加力点火控制盒收到电子调节器发送的点火指令后,加力点火控制盒向加力点火装置供电。加力点火装置内的储能电容器进行电荷积累,经加力点火电嘴电极间隙瞬时放电,形成电火花以直接点燃油气。

第三阶段,加力接通:若加力点火已成功,火焰探测器探测到加力火焰,则向电子调节器发出“加力已接通”信号,电子调节器切断“最小加力电磁阀”的供电,并向座舱加力灯发送高电平信号使其常亮,电气系统的加力接通程序结束。

若加力点火3s后仍未成功,电子调节器未收到“加力已接通”信号,则切断最小加力电磁阀的供电。同时向座舱加力灯发送脉冲信号使其闪亮。

第四阶段,接通全加力:喷口加力调节器的最小加力电磁阀停止工作后,加力燃油系统增大加力燃烧室的供油量,依次接通各区加力燃油总管供油,加力燃油系统进入全加力工作状态。

由于电气系统只在点火阶段限制加力燃油流量,因此电气系统与加力燃油控制系统基本是相互独立的,加力燃油系统最终都会向加力燃烧室供给足量燃油。这种设计显然有一定的缺陷,但也有着简单实用的特点。

4故障原理分析

通过“加力指示灯未亮”的现象,可判断控制加力接通的电气系统未能投入工作,因为电气系统投入工作后加力指示灯只可能有常亮和闪亮两种状态,但这仍无法解释为何会出现加力火焰。

根据“电气系统未能投入工作”的基本判断,试车检查了喷口加力调节器的指令油压和加力信号器,发现加力信号器故障。根据电气系统的原理,加力信号器输出的信号实际意义是“油门杆进入加力域”,是电气系统工作的首要条件,即加力信号器无输出信号,则电气不会投入工作。更换加力信号器后试车检查,加力接通数次均无异常。因故障现象消失、故障部位和排故之初的判断吻合,因此判断故障已经排除。

对于加力未接通却出现加力火焰的矛盾现象,经多方求证,认为是某型发动机涡轮后燃气温度很高,远超国内其他各型发动机,高温燃气将燃油直接引燃造成的。而在训练状态因涡轮后温度较低,一般较战斗状态低30℃~50℃,未能将燃油引燃,所以没有出现这种矛盾现象。

动力系统分析范文9

关键词:电力系统;配电网;自动化技术;实现技术;用电需求量 文献标识码:A

中图分类号:TM76 文章编号:1009-2374(2017)06-0203-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.06.101

目前,随着我国城市化建设的不断加强,工业生产用电量以及农业生产用电量急剧增加,此外,对于居民生活用电需求量也逐渐增加,这些现象表明,现代社会对于电能的需求量远胜于从前。用电需求量的增加致使电力系统配电任务加大,同时也给相关管理工作增加了难度。自动化控制下的电力系统电网具有较高安全性和可靠性且经济效益好,所以电力系统相关研究人员应加强对自动化技术的应用研究,不断进行改善与创新,为电力系统的发展提供优良的条件。

1 电力系统配电网自动化现状

近年来,我国对电力行业方面的发展极为重视,不但投入资金大,且管理力度严格。随着电力行业的发展,电网自动化技术有效提升,多数地区调配系统已实现自动化控制功能,且部分地区更出现了无人值守变电站,为社会增加了经济效益。目前,我国电网自动化功能包括以下五个方面:

1.1 实时监控

实时监控系统是针对电网中存在的各个线路的运行情况、负荷情况及不安全因素等方面进行实时监测,以便保障电网的稳定运行。此外,监控系统还可以通过监控电表,监控用户用电量的情况,以便及时发现用户不规范用电的行为,减少电能的损耗。

1.2 控制量与功率

电力系统配电网自动化系统可以自动控制电量和配送功率。

1.3 故障处理

配电网自动化系统可以自动检测配电线路的故障,并把出现的故障及时上报。同时,故障控制器还具有自动修复故障的功能,即使在特殊情况下也可以进行故障的修复工作。

1.4 监测电能损失功能

配电网自动化系统可以自动优化线路运行模式,并对线路上的电能进行自动监测与计算,以达到损耗电能最小的目标,提高经济效益。

1.5 具备扩展功能

配电网自动化可以实现结点的逐步拓展功能。在电网扩展工作中,要具备以下两点要求:首先要增加硬件设备,达到扩展设备的要求;其次是通过软件操作,在原有网络中增加新的节点。

2 电力系统配电网自动化实现技术

2.1 节点全网漫游技术

一般情况下,全网中的任何节点都存在与其他节点通信的可能性。在配电网自动化系统中,各个节点都与所在馈线中的一个管理节点相对应,并进行通信工作。在通信过程中,会出现节点丢失的情况,这个时候节点和相应的管理节点之间的通信是不能正常进行的,这时网络会对节点进行自动检索。相应的,该节点的搜索该由管理节点来执行,系统变为中继。但是,如若改为中继后管理节点仍无法检测到这个节点,那么系统会进行漫游申请,将情况汇报并反映给馈线子网,由其联络节点来执行。通信管理节点(侧变电站的)收到系统的漫游申请后,重新注册漫游的新节点。最后,相关变电站接收配调中心发送的注册信息,实现节点的全网漫游。

2.2 自动设置中继技术

在设计软件时,除了能实现一般结点的功能之外,为了实现网络中节点间信息的有效接收和转发功能,还要在NDLC中继节点设置相应的功能模块。设计中,为了使网络中的信号传输过程存在真实性,采用数字信号处理技术,这样不仅可以降低信息的传输频率,还可以使信息变小,从而大大降低通信网络上的压力。自动设置中继技术的使用,可实现整个网络节点之间的通信,从而解决通信距离问题。其需要满足的基础条件必须是网络中的相邻节点可以通信,这里的相邻节点指的是任意两个相邻网络节点。

2.3 面向对象的设计

在配电网中,馈线、负荷、开关、变电站及变压器都是按照分层进行一定排布的。单个区域是由包含多个节点的若干个馈线子网(变电站)组成。一般情况下,馈线子网之间的节点是没有互相通信的功能,但是由节点形成的网络节点是可以相互联络的,这是因为每个节点都可以作为一个管理点,而且只有相同馈线子网中的节点才可以相互通信,形成网络管理节点。不过如果是在网络重构这种特殊情况下,节点是可以实现与其他馈线子网节点的联通。此时需先通知节点,经过允许后方可进行通信,从而实现不同变电站之间的通信。在面向对向的设计技术中,往往在馈线子网的第一个子站中设置网络管理节点,用于实现子节点上信息的记录,这样的设计对于馈线网络的扩展是十分有利的。

3 未来技术发展

为了加强电力系统的供电能力和供电稳定性,电力系统配电网自动化还需要继续发展。具体发展方式包括三个方面:

3.1 提高电能的质量

在现代工业生产中,大型电子设备增多,致使对电能需求量增加,从而对电能的质量也有了较高要求。“DSP”通过高速数字信号处理器可以增加系统的稳定性与灵活性,有效地提高了电能的质量,同时改善算法也可以提高电能的质量。

3.2 实施配电网系统保护

配电网系统馈线自动化以通信为根基,对配电网系统的整体数据进行收集和控制,从而实现配电SCADA与配电高级应用――PAS;依靠地理信息系统――GIS为平台,实现对配电网的设备管理;配电网自动化在PAS、SCADA与GIS的一体化的推动下,已然实现了配电网管理、监控、保护等各方位的自动化运行管理,目前,该方案已作为电力系统配电网自动化的主要实施方案。

3.3 分布式小电流接地保护方案

完全分布的FTU准确度较高、承载量较大,且可以完全掌握配电网整个电流负序分量分布状况,负序电流的突变量与小波分析技术的运用可以有效提高识别的可靠性及灵活性。这种配电自动化的小电流接地保护方案性能良好,存在较大发展空间。

4 结语

综上所述,电力系统配电网各功能实现自动化控制的前提是自动化技术的应用程度,其技术的应用不仅可以促进配电网全功能自动化发展,同时还可以加强对配电网运行的安全可靠性及效率性。所以电力系统相关研究人员要加强对配电网自动化技术的重视,做好配电网自动化技术的应用研究,为保证电力系统智能化发展提供有利条件,进一步完善电力事业。

参考文献

[1] 苏海勇,孙凯,孙奉杰.浅析县城电力系统配电网自动化模式方案[J].神州,2012,(7).

[2] 白茂楠.论电力系统配电网自动化的应用优先出版[J].电子制作,2014,(3).

[3] 张鲲.对电力系统配电网自动化发展与实现技术的探讨[J].科技资讯,2011,(11).

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