系统运行与控制

关键词： 改进 核电厂 调试 运行

系统运行与控制（精选十篇）

系统运行与控制 篇1

关键词：CLS,调试,控制

1 LLS系统在调试中实际解决的问题

RCV094VP拒动:在日常LLS小汽机的定期试验中经常发生1RCV094VP无法自动打开的情况,而2RCV094VP则在试验中可以自动打开。

应对措施:根据1、2号机组RCV094VP的现场安装情况和阀门设计要求分析,理论上会出现:日常试验时1RCV094VP拒动,事故情况下2RCV094VP拒动的情况(这种情况是非常危险的)。阀门所在系统流程简图如图1:

按设计要求,阀门RCV094VP的介质流向应为“低进高出”型。现场安装情况是:1RCV094VP为“低进高出”,符合设计要求;2RCV094VP为“高进低出”,即“装反”。1.1 2RCV094VP属于气关阀,失气打开

在这两种情况下,该阀门的受力情况如下:

1RCV094VP能自动打开,需满足的条件是:

公式1:F弹簧力+F>F摩擦力+F介质

2RCV094VP能自动打开,需满足的条件是:

公式2:F弹簧力+F介质>F摩擦力+F

根据厂方技术资料及试验工况,各受力情况如下:

阀门关闭状态下最大F弹簧力=22000N;

填料函处摩擦力F摩擦力=10000N;

F介质计算结果约为26858N(1RCV094VP,试验工况下P=15.8MPa);

F介质计算结果约为25116N(2RCV094VP,试验工况下P=15.8MPa);

在阀门1RCV094VP正常运行期间,F气+F摩擦力+F介质远大于F弹簧力,因此可判断阀门处于良好的密封状态。

根据公式1,计算得出1RCV094VP能自动打开时,力F对应的压力P约为9.4MPa,而在动作试验过程中,P=0MPa,因此,

结论1:阀门1RCV094VP在动作试验中,根本无法自动开启。

首先应判断阀门在正常运行状态下,是否能保持密封。

根据膜片有效直径Φ475mm,轴孔Φ100mm(实际膜片轴孔为Φ70mm),压空3bar计算气动头的关闭力F气约为2×50000N(气动头为双膜片结构),远大于

F弹簧力+F介质=37116N,据此判断在正常运行期间,阀门能够靠气动头保持很好的密封。

在阀门动作试验工况下,F=0,此时F弹簧力+F介质=37116N》F摩擦力=10000N。

结论2:阀门2RCV094VP在动作试验中可自动开启。

(3)在全厂断电事故工况下,上充泵停运,及水压试验泵运行,造成阀门1RCV094VP F介质减小和F的增加,均有利于阀门的开启。在此工况下,阀门可满足系统要求;

至于阀门2RCV094VP情况正好相反,F介质减小和F的增加均不利用于阀门的开启,存在造成阀门根本无法自动打开的可能性。

根据以上分析结果,在202大修期间将安装方向错误的2RCV094VP重新安装,并调整试验方法为:在试验前先将RCV094VP开启一次以平衡两侧的压力,然后再进行逻辑验证。近一年在保证阀门密封可靠的情况下,通过调整弹簧力及阀门密封面后,1RCV094VP在试验工况下已能自动开启,同时试验规程中已删除由仪控人员给电磁阀断电开启阀门平衡上下游压差的步骤。

2 LLS系统事故工况下的运行

在全厂断电(RRA未连接)既H3规程中,厂内及厂外电源丧失后,核反应堆的状况如下:a.控制棒插入堆芯;b.反应堆主冷却剂处于自然循环方式;c.由水压试验泵进行密封水注入,该水压试验泵由LLS供电且从PTR换料水箱吸水;d.上充管线打开,下泄管线关闭;e.蒸汽发生器通过ASG汽动泵供应给水;f.由GCT-A排出余热。

根据图2可以看出不管是1/2号还是扩建机组,规程的适用范围都是从功率运行状态到RRA隔离的中间停堆状态。由于在RRA隔离状态下失电堆芯余热导出由SG-GCT方式,从而决定了机组后撤状态不能低于190度。并且需要可用的执行机构涉及GCT-A的阀门控制、RIS水压试验泵流量及排放压力的控制、密封水注入功能到上充功能的就地切换以及可用汽动辅助给水泵向蒸汽发生器供水。重要控制回路的通道应由LLS而非由已耗尽的蓄电池组应急重新供。如果在低状态下失电,由于堆芯余热较少,有充足的时间恢复厂内或厂外电源,本规程暂不考虑。

机组在后撤过程中以一回路温度低于190℃为特征的初始状态下,应急汽轮发电机组(LLS)不可用。截流阀LLS002VV按D规程用行政隔离关闭。这时可让温度上升至190度,随后该温度值由GCT-A维持。在相应的一回路压力下,水压试验泵RIS011PO通过补偿漏泄可维持一回路的压力和水容积。

若LLS002VV一开始处于关闭,水压试验泵在最初的两分钟内启动失败,由于此时主泵轴封失水已超过两分钟,为了防止对主泵轴封的热冲击,使得轴封损坏进而一回路出现小破口的恶劣工况出现。那么当一回路温度恢复到190度以上时,LLS水压试验泵将被在线成上充模式,控制一回路的压力。相反若水压试验泵启动成功,那么它将执行其安全功能,为主泵轴封提供密封水,补偿一回路收缩及泄露。

LLS启动成功后还为LNE360CR提供了应急电源。这样在LCA和LNE改经济运行方式后,主控制室的应急照明,PAMS1和2的设备,URA装置,SIP的I,II,III和IV保护组,以及NSSS的记录仪和ID不会失电。为恢复厂内厂外电源提供了必要的监测手段。

3总结

LLS系统是全厂失电情况下可靠性级别最高的电源,对于事故处理和恢复机组运行有着重要的作用,所以我们应该认真熟悉了解LLS系统现存的问题和兄弟电厂的经验反馈以及技术改进。在日常运行中严谨执行定期试验规程,不放过任何缺陷,保证LLS系统良好可用的应急备用状态。

参考文献

[1]秦山第二核电厂系统手册[S].

[2]事故规程H3.1及其解释规程[S].

[3]刘强.秦山二期LLS小汽轮发电机组启动不成功原因分析及解决方案[Z].秦山二期维修处.

[4]章勇.核电站水压试验泵工作原理及轴封泄漏异常处理[Z].大亚湾核电.

电力系统调度运行与控制结课报告 篇2

摘要：电力系统调度作为电网的核心部门，是电力系统这个庞大复杂的系统安全运行的基本保证，电力系统调度会根据电力系统实时的运行状态和相应的的运行目标来控制整个电力系统的运作。近年来，随着我国经济发展带来的需电量大幅的提升，大力建设电厂，电力系统的网络越来越庞大，使得电网的安全运行问题显得更加重要，因此要提高电力系统调度运行的效率及安全控制。

关键词：电力系统调度 安全运行 调度管理

电力系统调度是由许多发电厂提供电能，通过输电、变电、配电、供电网络向广大用户供电，是一个复杂的系统。其产、供、销过程在一瞬间同时完成和平衡。因此，其调度任务有别于一般的工业生产调度。电力系统调度要随时保持发电与负荷的平衡，要求调度管辖范围内的每一个部门严格按质量完成调度任务。

一、电力调度系统所需实现的功能

在电力调控中安装工业电视监控系统，其目的是为了在保证电力调度和电力供应的时间段中，提高对于突发事件的应急情况的解决速度，进一步来确保电力供应的安全运行水平。

1.1 设备的监视

主要包括主变压器、断路器、电压互感器、电流互感器、高压室开关、主控室的电源盘及控制盘盘面等。通过在监视对象处安装摄像机、感应探头等装置，实现对一二次设备及其运行情况的监视，如：主变压器、开关是否有外部损伤，主变压器油位及控制盘上的表头、灯光信号是否正常等。

1.2 防火防盗

变电站撤人后，万一变电站发生火警，往往因为不能及时发现而延误了事故的处理，造成事故进一步扩大。此外，变电站有盗贼闯入时，也缺乏有效的防御手段。为此，可在高压室和主控室等地点装设一批烟感或温感探头，并在围墙四周安装对射式红外线探头。当探头感测到烟雾、高温或有人闯入时，就会向后台发出告警信息，同时连动切换摄像机画面，并记录下当时现场的情况。

1.3 灯光及智能化设备的控制

为使工业电视监控系统在晚上仍能发挥作用，变电站的灯光应具有定时开关或远方控制的功能；而一些智能化的设备，如探头、门禁等也可做到远方控制。

1.4全系统结构：

在各变电所，安装摄像头，视频服务器，控制解码器，以及摄像头云台。再在主控室里安装其它设备，并在网络终端PC机中安装对应的管理系统让，各变电所，和电力供应处以地图的方式进行显示出来并且。

在屏幕上会产生整个电力系统的管理范围，如图所示，当出现异常情况的时候系统就会自动的在大屏幕上显示出出事地点，并做出提示。这时的管理人员可以进行人员的调配，以及对应的检修。

二、运行现状

电力系统运行实行统一调度、分级管理。统一调度以分级管理为基础，分级管理是为了有效地实施统一调度。加强电力系统调度管理，提高调度人员的素质水平，杜绝误调度、误操作事故的发生是保证人身、电力系统与设备安全运行的关键。

电网调度自动化系统是科技含量高、建设周期长、投资大、涉及计算机、网络、数据通讯、远动和电力系统等多学科、多领域、多专业技术知识的较为复杂的系统工程。电网调度自动化系统，在电网的实时监控、故障处理、负荷预测和电网的安全、经济、稳定运行等方面，发挥了重要作用，同时也为各级领导和生产、管理部门提供科学准确的决策依据等方面发挥了重要的作用。电网调度自动化系统的应用彻底地改变了传统的，为电网调度提供了高科技含量的新型电网调度手段，是电网调度手段和方法的一次革新，是电网安全、经济、稳定运行的重要保障。近几年来，随着电网调度自动化系统技术日趋成熟，在实际应用中取得了很好的效果。

三、电力调度自动化系统在系统运行维护方面存在的问题主要有：

1、缺乏相应的专业技术人员。目前，虽然部分地区电网调度自动化系统已初步建立并运行，但由于缺乏相应的专业技术人员，运行维护跟不上，系统运行的安全性和稳定性不能保证，大大影响了系统的效率，影响了系统功能的发挥。

2、缺乏相应的管理制度。调度自动化系统投入运行以后，由于缺乏运行和管理经验，没有及时制定各种管理制度，系统的运行维护工作无制度可依，为确保不影响系统的安全、稳定运行，及时学习和制定相应的各种管理制度。

3、重使用、轻管理。调度自动化系统投人运行以后，存在重使用、轻管理现象。不重视专业技术人员的配置和学习培训，出现问题后过分依赖厂家，影响系统的连续、安全、稳定运行，应及时纠正这种现象，实现使用和管理并重。

四、调度运行的必要性

电力系统是一个庞大复杂的系统，由几十个到几百个发电厂、变电所和千万个电力用户，通过多种电压等级的电力线路，互相连接成网进行生产运行。同时，电能生产输送过程迅速，发输用都在同一瞬间完成。全网发电出力和用电负荷必须时时达到平衡。因此，作为一名调度员，调度指挥全网，必须心中有数。目前，各级调度员都基本实现于“电网调度自动化系统”，调度员通过迅速取得实时、准确、可靠的电网实时信息，进行调频、调压、调流，网络操作和事故处理，以保障用电质量和电网稳定运行。

现代电力系统的发展趋势是电网日益庞大，运行操作日益复杂，从而当电网发生故障后其影响也愈益广大。另一方面用户对供电可靠性和供电质量的要求却越来越严格，这就对电力系统运行调度人员和电力系统的自动化水平提出了更高的要求。如果一旦出现错误操作，轻则引起非正常停电，造成不该有的损失；重则造成人员伤亡和大型设备损坏的恶性事故，由此带来的直接经济损失和间接经济影响更是不可估量的。所以说，安全可靠的电网设备操作是一个永恒的课题，非常值得我们以更多的资金和人力来深入地、进一步地进行研究。

五、调度的管理

在电力系统运行中，电力调度是电网运行管理、倒闸操作和事故处理的指挥机构，是保证电网安全运行、稳定运行，要保证电能生产的正常运行、要保证合格的电能质量、要有较好的经济性，要保障自身的安全稳定，就必须对电网实施控制和运行管理。加强和提高电网的调度管理主要有以下几个方面：

(1)统一思想，加强调度纪律，提高认识。电力调度安全管理工作的好坏，直接影响着安全和经济运行，随着电力调度安全工作的现代化程度越来越高，对电网的安全稳定运行起到了极大的促进作用，但是结合实际要保证电网的安全运行，就必须杜绝人为的一切误调度、误操作事故以及不服从调度指令，擅自投停运设备，抓住这些就必须抓住人的因素，从思想上深刻认识到调度管理的重要性和实行统一调度的目的，加强调度纪律，有效保证电网的安全、优质、经济运行，维护社会的公共利益。

(2)加强电网运行的操作管理。为了加强操作管理提高电网运行质量，减少设备遗漏隐患，我公司调度所在贯彻部颁《电业安全工作规程》和国家《电网调度管理条例》的有关前提下，结合本网实际操作管理制度，严格按《网区内电力调度管理规程及相关规定》执行。切实提高调度人员的安全思想意识，严格执行规章制度，坚决反对一切习惯性违章现象，坚持“两票”制。

(3)加强计划检修管理。推行一条龙检修，严格控制非计划检修，在检修管理中始终将可靠性要求排在第一位，严格审批手续，其中不具备条件或配合工作未准备好的决不批准，实现检修计划一条龙管理，杜绝重复停电使可靠性停电指标使始终处于受控状态。

(4)提高电网的经济运行管理。电网经济运行又称电网经济调度，它是在保证安全、可靠、运行和满足电能质量、用电需要的前提下，根据经济调度的基本原理，制定各厂(站)之间的电能的能耗使运行费用最少，从而获得最大的经济效益。

参考文献

1、刘明礼，调度运行管理系统[J].农村电气化，2008。

2、吕财，电网调度管理及安全运行[J].考试周刊，2008。

3、冯春燕，浅谈调度运行专业安全工作的过程管理，宁夏机械，2007。

4、郭东林，电力系统安全运行问题及探讨，宜春市林业局。

电力系统调度运行与控制结课报告

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系统运行与控制 篇3

关键词：航管信息系统 评估 风险

0 引言

随着民用航空运输业的飞速发展，在民航机场运行中运用计算机管理信息系统，成为必然的选择。作为民航地区空管局航管信息系统的组成，空管分局航管信息系统将航空管制及其相关的信息传递到航空公司、机场，其正常运行关系到民航生产相关的多个业务系统，是机场运行必不可少的信息系统。

随着各机场业务量不断扩大，该系统在不断完善功能，提高可扩展性的同时，也要求安全稳定运行。通过开展运行风险定期评估和特定风险评估，合理设计风险解决方案，减少信息系统误差，优化系统综合保障能力。下面，笔者结合自己的具体工作经验，简略论述一下控制和评估航管信息系统的方法。

1 航管信息系统的组成及风险评估范围

空管分局航管信息系统主要由服务器、交换机、用户终端，以及与相关转报系统联接的端口组成，将航空管制及其相关的信息传递到航空公司、机场，为驻场单位提供航班信息的基础数据源。空管分局航管信息系统风险评估的主要对象为航班信息系统，其评估的边界值从系统的服务器，终端，交换机至转报系统通信端口。

2 威胁分析

2.1 威胁来源的分析和认定 主要威胁来源有非故意人为因素和环境因素及故障。在这三者之中，除了一般操作失误都会导致非故意人为失误，还包括环境因素和故障威胁来源不符合要求的机房环境，设备硬件故障等。

2.2 威胁分析的具体操作方法

2.2.1 维护操作失误。影响维护操作失误的主要因素有：一是维护人员是否规范执行设备维护、维修规章制度；二是维护人员的专业技术水平；三是管理者对于运行规章制度执行情况的监控及纠正能力。

2.2.2 机房环境条件。在关注温度、湿度和静电等影响机房环境条件的最主要因素外，还要关注配套的监测装置和技术手段。

2.2.3 设备硬件故障。空管航管信息系统由提供计划和动态电报收发功能、各类电报处理入库、提供数据库服务的服务器，进行数据交换的交换机，多个用户终端，以及与相关转报系统联接的配套端口组成。上述设备的配置情况及故障时的切换方式，备件的储备情况，是分析威胁意图和威胁能力的关键所在，由此可判断硬件故障对于分局航管信息系统的威胁等级处于哪个级别。

3 脆弱性分析

3.1 技术脆弱性分析 影响技术脆弱性的主要因素：一是设备有无民航空管行业主管部门确认的入网许可。二是生产厂家售后服务承诺是什么。三是是否采用了用户分级管理和密令策略来管理软件系统登录。四是维护人员有无相关的上岗资质。五是该系统与其它网络的物理隔离性如何。

3.2 管理脆弱性 导致管理脆弱性的原因：第一，航空系统设备的维护、维修制度规程和应急处置预案本身的完备性要求；第二，在实际机房管理、人员系统管理方面的环境安全性需求；第三，信息设备的定期维护制度及相关应急事件处理的实效性需求。

4 现有控制措施有效性分析

空管分局航管信息系统采用的风险控制措施有：一是维护人员按不同时间周期开展的定期维护及日常的分时巡检制度；二是根据设备更新变动开展的维护人员专业培训；三是可操作性强，适时优化的应急处置预案，并定期演练。

评估上述控制措施的有效性要求统筹兼顾。一是分析日常的维护记录，二是做好影响信息系统安全运行的典型事件案例分析，三是以数据为依据对比控制措施实施前后的运行状况。通过分析最终确定控制措施有效性所处于的等级。

5 风险分析

风险分析是评估航管信息系统风险级别的基础，在分析过程中，需要按照不同的风险威胁等级和航管信息系统的脆弱性等级计算出风险发生的概率，划分出不同的等级。

6 风险控制对策

高级别风险系统的控制对策，要评估仅在现有系统架构上针对具体的威胁来源进行改进对于降低该系统风险是否有决定性作用，从脆弱性角度评估系统正常运行的可持续性。在多次改进仍无法将风险降至低等级的，必须进行升级改造或重建。

中级别的风险系统控制对策，参照一般的航管信息系统的风险分析过程，有序合理地确定具体的风险威胁来源，针对其中信息系统的脆弱性进行相关管理制度和技术分析，确保控制制度的每一项得到准确验证，在经过一系列改进和完善后，对其进行二次评估，保证系统风险保持在较低级别。

低级别的风险系统控制对策，确认了其现有控制措施的有效性，在继续执行现行控制措施的同时，仍要以核心设备、重点系统用户/服务对象为工作重点，加强监控使用状况，及时排除问题，提高应急处置能力。

7 结束语

随着我国民航事业的飞速发展，迫切要求民航全行业提高综合管理水平，空管系统面对持续增加的运行保障压力，对于确保空管系统业务运行连续性的要求不断提升。在不断加强航管信息系统硬件建设，软件升级，完善配套功能，提高系統业务处理能力的同时，关注系统的安全性、可靠性及稳定性尤为重要。

参考文献：

[1]贺文红.空中交通管制一致性监视技术研究[J].计算机与数字工程，2008（01）.

[2]刘念.空中交通管制中人因失误的预测与控制[J].现代交际，2011（01）.

[3]胡伟.空中交通管制中人为因素影响的浅析[J].科技资讯，2011（07）.

系统运行与控制 篇4

1. 区域供冷系统的组成

区域供冷系统可以分为六个部分:冷冻水二次管网、二级冷量交换站、区域供冷站、空调末端设备及其自动控制系统、建筑物内冷冻水管网。其中冷冻水二次管网是供冷站输配冷量给用户的环节, 区域供冷站属于集中产出冷量的环节, 二级冷量交换站属于冷量的交换环节, 冷冻水管网属于各个冷冻建筑的内部的一个冷量的输配环节, 自动控制系统属于控制供冷系统的一个环节, 空调末端设备则是用冷的环节。

2. 区域供冷系统的特点

区域供冷系统有以下六个方面的特点。

(1) 具有节能性

在用户数量比较多时, 通常采用大型高效的制冷主机。部分负荷之时使用台数控制额定工况提高运行的能效, 有时候还能够和冰蓄冷结合使用。

(2) 具有环保性

因为系统中是使用冷建筑内部无冷水机组和冷却塔, 所以能够有效的降低噪声和振动影响, 减少废热污染。而且它的制冷剂使用量比较小, 对臭氧层的破坏也相对较小。

(3) 可靠性高, 运行维护很方便

区域供冷系统的安装很集中, 设备数量少管理起来也很简单方便, 而且自动化的程度很高, 可靠性很高, 而且维护管理起来非常方便。

(4) 系统投资低, 安全系数高

和常规的中央空调系统比较, 区域供冷系统内因为使用冷气的建筑物数量很大, 并且在用冷的特性之上也是各不相同, 使用系数不高。所以在系统投资之上相对较低, 而且也可以增加电网的安全性。

(5) 实现能源的梯级使用

它可以充分利用热电厂或者分布式能源站在发电之时所产生的热水、蒸汽等低品位热能, 或用于生产冷水、或用于发电、或用于制冷, 达到了能源充分利用的目的。

(6) 降低用户的初投资

它可以大大降低用户对于空调工程的初投资, 使用少量的钱却能够享受集中空调的效果。

二、区域供冷系统节能优化运行与控制方法研究与系统实现

1. 区域供冷系统运行能效在线监测方法

区域供冷系统运行能效的指标包括三个方面的内容:第一, 热舒适性指标使用的新有效温度;第二, 能耗设备运行的能效指标;第三, 系统运行的能效指标是系统运行能系数COPRSYS。

(1) 需要在线监测的参数

1) 冷冻水泵

冷冻水泵共分为三类, 其中每一类所需要在线监测的参数分别是:首先, 冷冻水一次泵的参数是冷冻水进、出口压差以及输入电功率;其次, 冷冻水二次泵的参数是冷冻水进出口压差、冷冻水进出口温度、冷冻水流量以及输入电功率;最后, 冷冻水循环泵需要在线监测的参数项目和冷冻水二次泵一样。

2) 冷水机组

水冷式冷水机组需要在线进行检测的参数有冷冻水流量、供水温度、回水温度以及冷却水流量、进水温度、出水温度和冷水机组总输入电功率。

3) 冷却水泵

冷却水泵的参数分别是冷却水流量、进出口压差、输入电功率。

4) 空调末端设备

对于空调末端设备, 需要在线监测的参数只有一项, 就是输入电功率。

5) 热舒适性参数

热舒适性的监测参数分别是室内空气的相对湿度和温度。

6) 冷却塔

冷却塔的监测参数分别是冷却水流量、进出口压差以及属于电功率。

(2) 检测计算过程

检测方法分为两个过程进行:首先, 是数据的采集和传输;其次, 通过检测数据中心进行数据的分析和处理, 如图1所示。

数据采集和分析过程分为四个步骤进行。

第一步, 通过对区域供冷站节能控制子系统、建筑物内节能控制子系统采集所需要的监测参数, 然后将数据长传至数据服务器。

第二步, 将区域供冷站各设备的运行能效数据、各空调房间的温度以及湿度数据先存储再上传到数据中心服务器。

第三步, 使用收到的空调房间温度和湿度的数据, 根据采样周期其温度和相对湿度检测值以及新有效温度计算图, 最终计算得出新有效温度ET*building (k) , 如图2所示。

第四步, 得到数据之后, 开始计算在采样周期T内区域供冷系统中的各个数据。根据以上的计算设计, 可以通过以下的计算过程进行计算:

其中:Qi (k) 表示的是第i台冷水机组在T内的实际制冷量;Cw是水的定压的比热, 选择取值4.1868 k J/ (kg·℃) ;qi (k) 是冷冻水质量流量;t1, i (k) 是冷冻水出水温度;t2, i (k) 是回水温度。

通过式子 (2) 和上一个式子 (1) 共同计算, 可以得出系统的实际制冷量Qsys (k) , 其中n是实际运行的冷水机组的台数。

通过式子 (3) 可以得出冷却水输送的热量Qcw (k) , 其中qcw, i (k) 是冷却水质量流量, tcw1, i (k) 是冷却水进水温度, tcw2, i (k) 是出水温度。

通过式子 (4) 和 (1) 式进行计算又可以得出运行性能系数COPRi (k) , 其中Ni (k) 是输入电功率。

通过式子 (5) 和 (2) 式进行计算可以得出平均性能运行系数COPR (k) 。

用 (2) 式带入 (6) 运算可以得出冷冻水运输系数WTFchR (k) , ∑Npuwp, cw (k) 冷冻水一次泵和二次泵、冷水循环泵的输入电功率的总和。运用和 (6) 式一样的理论, 结合 (3) 式可以得出冷却水运行输送系数WTFcwR (k) 。同样和 (3) 式相结合得出冷却塔运行性能系数COPctR (k) , 和 (2) 式结合得出空调末端设备运行性能系数COPtermin, al, R (k) 。

2. 数据分析和处理

首先, 根据各类建筑物的新有效温度的限值和冷水机组运行的性能系数、冷冻水运行输送系数、冷却水运行输送系数、空调末端设备运行性能系数、冷冻水运行输送系数等, 将所有相关数据输入到区域数据中心。

其次, 区域数据中心依据不同时间维度来计算区域供冷系统的运行能效的指标值。这个指标值应该要具备以下数据:周期内数据和时、日、周、季度、年的平均数据。除了需要计算运行能效指标值, 还需要计算各个建筑物的新有效温度, 然后将其限值和运行能效的指标值进行对比。对于超出的部分, 需要标识出来以方便查看和记录。在进行新有效温度和限值的对比的时候, 也必须要将超出部分标识出来。

最后, 依据各个用户所提出来的具体查询的要求, 将所需要的数据进行曲线、列表等多种多样的方式制作出来并且送到客户端, 以供用户查询。

三、结语

以上研究了区域供冷系统的组成和特点, 其和中央空调系统相比具有许多无法超越的优势。既能节省用户的费用, 又能享受同等的待遇。后面还详细分析了区域供冷系统节能优化运行与控制方法研究与系统实现, 其中又重点提出了如何进行检测和具体的计算方式。希望能够通过以上的分析和研究, 在实际操作中可以为解决目前区域供冷浪费严重、费用高昂等问题提供一些帮助, 从而达到节能优化的目的。

摘要：目前, 区域供冷浪费严重、费用高昂等问题已经十分严峻。面对这些问题, 需要对区域供冷系统进行优化, 以达到节能的目的。以下, 通过对区域供冷系统节能优化运行与控制方法与系统实现的问题, 进行了有关研究和分析。

关键词：节能优化,运行与控制,系统实现

参考文献

[1]闫军威.区域供冷系统节能优化运行与控制方法研究及系统实现[D].华南理工大学, 2012.

[2]舒海文.热泵区域供热 (冷) 系统的节能优化与评价[D].大连理工大学, 2012.

[3]谭福太.广州大学城区域供冷系统的节能优化[J].节能技术, 2009.

[4]张海涛, 赵建成.基于外融冰冰蓄冷的区域供冷优化运行研究[J].山西建筑, 2011.

先进的列车运行控制系统 篇5

2008年在世界高速铁路大会上，与会代表就高速铁路定义进行讨论，最后提出高速铁路有三个标准：一.新建有专用铁路；二.开行250公里以上的动车组列车；三.必须用先进的列车运行控制系统。

先进的列车运行控制系统与信号，是高速列车安全、高密度运行的基本保证。是集微机控制与数据传输于一体的综合控制与管理系统，是当代铁路适应高速运营、控制与管理而采用的最新综合性高技术。这种运行控制系统与普速的铁路是完全不同的，它是一个计算机（电脑）化的控制系统，这就是高速铁路的最核心技术。

所有列车运行控制系统说通俗点就是机器控制与人控制如何结合。传统普速铁路是以人控为主，机器做辅助的；而高速铁路是反过来，优先以机器控制为主，人是辅助的。高速铁路必须采用先进的列车运行控制系统，我们才能认定说这条线路是高速铁路。

传统普速铁路将列车在区间运行过程中实现自动化的设备统称为区间设备，包括各种闭塞设备及机车信号与自动停车装置，其一般以地面设备为主。

在高速铁路上，由于行车速度较高，如仍用地面的区间设备来调整列车运行，将产生很大困难。首先是地面信号的显示距离和显示数量不能给司机作出一个准确的速度限制，甚至模糊、不确定性极强。另外，固定的闭塞分区将影响区间的行车效率。为此，在高速铁路的列车运行过程中，必须在实现自动化的前提下，采用新的信号区间设备。首先是取消了分散安装在地面上，线路两侧的区间中的传统信号设备，列车运行控制功能全集中于列车上。其次是列车位置由车上设备进行自身检测，而地面设备是根据由车上传送的位置信息实现间隔控制。再次是列车运行安全速度是根据地面设备传递的信息，由车上设备进行自动控制。还有是地面、列车之间的信息传递可采用查询应达器（Transponder），多信息无绝缘轨道电路与无线传输信道来实现。

先进列车控制系统是铁路在技术上的一次突破，它将使铁路和整个国民经济取得巨大的经济效益。从80年代初开始，世界各国研究的先进列车控制系统,现仍处于研究、试验与完善之中。

如美国的先进列车控制系统英文写法为AdvancedTrainControlSystems缩写成叫ATCS，美国的另外一种先进列车控制系统叫ARES。由此推理，欧洲列车控制系统叫ETCS，法国的实时追踪自动化系统叫ASTREE，日本的计算机和无线列车控制系统叫CARAT等等。全是英文名称的缩写而言。

近年来，许多国家为先进列车控制系统研制了多种基础技术设备，如列车自动防护系统、卫星定位系统、车载智能控制系统、列车调度决策支持系统、分散式微机联锁安全系统、列车微机自动监测与诊断系统等。世界上许多国家如美国、加拿大、日本和西欧各国都将在20世纪末到21世纪初，已经开始分层次的实施、逐步推广应用这些新技术。

美国的ARES系统采用全球定位卫星接收器和车载计算机，通过无线通信与地面控制中心连接起来，实现对列车的智能控制。中心计算机根据线路状态信息和机车计算机报告的本身位置和其他列车状态信息等，随时计算出该采取的相对应措施，使列车有秩序地行驶，并能控制列车实现最佳的制动效果。全球定位卫星系统定位精确，误差不超过1米，ARES并利用全球定位卫星来绘制实时地图，使司机能在驾驶室的监视器上清楚地了解列车前方的具体情况，从而解决了夜间和雨雾天气时的观察困难。而ATCS列车控制系统与ARES系统最大区别，在于采用设在地面上的查询应答器，不用全球定位卫星。

当然，ARES和ATCS的功能不限于列车自动驾驶，它们的潜力还很大。计算机还可以在30秒以内，计算出一条铁路线的最佳运行实时计划，以便随时调整列车运行，达到安全效率和节能的最佳综合指标。

除美国研制的ATCS与ARES系统外，其他各国发展高速铁路的国家也都十分重视行车安全与控制系统的开发研究。作为世界高速铁路发展较快的日本、法国和德国，在地面信号设备中，区间设备都采用了符合本国国情的可靠性高、信息量大、抗干扰能力强的微电子化或微机化的不同形式的自动闭塞制式。车站联锁正向微机集中控制方向发展。为了实现高速铁路道岔转换的安全，转辙装置也向大功率多牵引点方向发展，同时开发研究了道岔装置的安全监测系统。在车上，世界各国的高速铁路都积极安装了列车超速防护和列车自动控制系统。

日本在东海道新干线采用了ATC系统，法国TGV高速线采用了TVW300和TVM430系统，德国在ICE高速线上采用了LZB系统。这些系统的共同点是新系统完全改变了传统的信号控制方式，可以连续、实时监督高速列车的运行速度，自动控制列车的制动系统，实现列车超速防护。另外，通过集中运行控制，系统还可以实现列车群体的速度自动调整，使列车均保持在最优运行状态，在确保列车安全的条件下，最大限度的提高运输效率，系统进一步还可以发展为以设备控制全面代替人工操作，实现列车控制全盘自动化。这些系统的不同点主要体现在控制方式、制动模式及信息传输的结构方面。

德国的LZB连续式列车运行控制系统，其运营速度可达270km/h。它是目前世界上唯一采用以轨道电缆为连续式信息传输媒体的列车控制系统，可实现地面与移动列车之间的双向信息传输，同时还可利用轨道电缆交叉环实现列车定位功能，控制方式是以人工控制为主。LZB系统首先将连续式速度模式曲线应用于高速列车的制动控制，打破了过去分段速度控制的传统模式，可以进一步缩短列车运行的时隔时分，因此能更好地发挥硬件设备在提高线路运输效率方面的潜在能力。

法国的TVM430型是在TVM300系统的基础上进行数字化改造后的列车控制系统，在TGV北方线上采用，列车运行速度可达320km/h。TVM430系统的地面信息传输设备采用UM71型无绝缘数字式轨道电路，由地面向移动列车之间实现地对车信息的单向传输。信号编码总长度为27个信息位，其中有效信息为21位。列车的定位功能也是由轨道电路完成的。

我国采用的“中国列车运行控制系统”（CTCS）。CTCS-1级，人工控制为优先，超速防护，用于传统普速铁路。CTCS-2级，机器控制为优先，基于轨道电路+应答器的地对车单向信息传递，用于250km/h客运专线，5分钟追踪。CTCS-3级：机器控制更为优先，基于无限数据传输平台（GSM-R）车地双向列控信息传递。用于350km/h客运专线，3分钟追踪。CTCS4级采取目标距离控制模式，列车按移动闭塞或虚拟闭塞方式运行还未实施商业应用。

根据我国的具体情况，高速铁路要兼容既有铁路的信号制式，特别是要满足多种信息传输方式，实现传输系统故障时的降级需要，就必须采用车载设备智能化的方式。

控制临时文件提升系统运行灵活性 篇6

认识系统临时文件

在上网聊天、浏览信息，甚至在编辑文件、运行程序的时候，WindoWS系统都会在后台产生大量的临时文件，这些临时文件中有的会随着应用程序的关闭而自动消失，有的可能会永远驻留在本地硬盘中。一般来说，临时文件常常保存在三个临时文件夹中，一个是系统临时文件夹，也就是“C：WindowsTemp”文件夹中，该文件夹通常是Windows系统用来转储临时文件的地方，这类临时文件通常是系统服务类型的应用程序在安装或运行的过程中产生的；第二个临时文件夹是用户帐户临时文件夹，该文件夹的位置一般位于“％userprofile％Local SettingsTemp”路径，这里的临时文件往往是用户日常使用的应用软件在工作过程中产生的，它的主要作用就是方便用户快速、高效地调用；第三个临时文件夹是IE浏览器的临时文件夹，该文件夹通常位于“％userprofile％＼Local Settings＼TemporaryInternet Files”，这里的临时文件都是在上网冲浪的过程中产生的，它的主要作用就是提高用户上网冲浪的效率。

随着计算机系统运行时间的变长，系统可能会弹出“磁盘空间不够”的故障现象，这种现象多半是临时文件占用了硬盘空间。除了会占用硬盘空间外，临时文件还会在硬盘中产生大量的碎片文件，这些碎片会拖累系统的运行速度；而且，在上网过程中产生的临时文件，还有可能包含用户上网的隐私信息，这些隐私内容一旦被其他用户窃取的话，可能会给自己带来非常严重的损失。正因为如此，我们必须学会对系统临时文件进行控制管理，尽可能把临时文件带来的负面影响降到最低限度，确保系统运行效率更高。

加强有用临时文件的管理

为了有效提高用户的访问效率，不少网络应用程序都会将用户曾经访问过的内容，自动拷贝到硬盘的缓存中，日后用户使用网络应用程序访问相同的内容时，网络应用程序就不会通过网络进行远程访问了，而是直接从本地缓存的临时文件夹中调用内容，那样访问速度就会大大提升。

由于这类临时文件的作用比较大，对它们加强管理，可以有效提升系统运行灵活性。一般来说，不同的网络应用程序，其产生的临时文件缺省的存储路径也不会相同，对这些分散在不同位置处的临时文件进行管理，显然难度是非常大的，那么如何才能高效对临时文件进行类似查看文件大小或执行文件删除这样的操作呢?事实上，在Win7系统中，我们可以使用该系统新增加的库管理功能，来对分散在不同位置处的临时文件进行统一集中管理，在进行这种管理操作时，我们可以按照如下操作步骤来进行：

首先要创建一个链接临时文件的专用库；只要依次单击Win7系统桌面中的“开始”、“所有程序”、“附件”、“Window s资源管理器”命令，展开系统资源管理器窗口，点选该窗口左侧区域中的“库”选项，并用鼠标右键单击该选项，从弹出的右键菜单中依次单击“新建”、“库”命令，并将新创建的库名称设置为“管理临时文件”；

其次将临时文件正常显示出来。由于临时文件多数属于系统文件，这类文件在默认状态下处于隐藏状态，用户在这种状态下无法将临时文件链接到“管理临时文件”库中。在取消临时文件的隐藏属性时，可以先打开Win7系统的资源管理器窗口，单击该窗口工具栏中的“组织”选项，从下拉菜单中点选“文件夹和搜索选项”命令，弹出文件夹和搜索选项对话框，点选其中的“查看”选项卡，打开如图1所示的选项设置页面，将“隐藏受保护的操作系统文件”选项前面的勾号取消掉，同时还要将“显示隐藏的文件、文件夹和驱动器”选项选中，再按“确定”按钮保存好上述设置，这样所有的临时文件都能正常显示出来了。

接着将临时文件链接到特定库中。从系统资源管理器窗口中，找到那些需要统一管理的临时文件，用鼠标右键单击这些临时文件，从弹出的右键菜单中依次点选“包含到库中”、“管理临时文件”选项，将目标临时文件成功链接到特定库中。日后，我们就能利用Win7系统的库管理功能，对这些临时文件进行集中统一管理了；例如，要查看临时文件大小时，只需要在系统资源管理器窗口中，选中“管理临时文件”库，那样系统就能把所有链接到该库的临时文件以列表形式显示出来，在列表中我们能很直观地看到所有临时文件的大小。

当然，如果想要将多个临时文件快速链接到“管理临时文件”这个库中时，可以先用鼠标选中“管理临时文件”库，同时右击该库名称，从弹出的快捷菜单中执行“属性”命令，打开如图2所示的目标库属性对话框，单击其中的“包含文件夹”按钮，展开文件夹选择对话框，在这里可以借助Ctrl键将多个临时文件夹同时选中并导入进来。

及时清除无用临时文件

有很多临时文件，都是应用程序安装到一半，由于突发事情或人为因素导致中断而产生的，这类临时文件几乎没有什么作用；相反，随着时间的推移，这类临时文件会越来越多，如果不将它们从系统中清除干净的话，那么系统分区的空间可能会很快消耗殆尽，最终会造成系统运行效率下降。因此，对待那些无用的临时文件，我们必须要在第一时间将它们清除干净，这样的清除操作不会对计算机系统造成任何影响。

自动删除临时文件

为了防止临时文件无限制“膨胀”，不少网络应用程序都允许用户自定义临时文件的空间容量，一旦临时文件的大小超过规定的空间容量，那么网络应用程序会自动将最先生成的临时文件删除掉。很显然，巧妙定义临时文件的空间容量参数，可以实现自动删除临时文件的目的，下面以定义IE临时文件夹的空间容量为样本，向各位介绍一下如何自动删除临时文件：

首先启动运行IE浏览器，单击浏览窗口中的“工具”选项，从下拉菜单中执行“Internet选项”命令，弹出Internet选项设置对话框，点

选“常规”选项卡，在对应选项设置页面的“浏览历史记录”位置处，单击“设置”按钮，展开如图3所示的设置对话框；

其次在“要使用的磁盘空间”位置处，手工输入IE临时文件夹的空间容量大小；之后，在“历史记录”位置处，将“网页保存在历史记录中的天数”参数设置好，该参数可以依据硬盘的实际容量进行有针对性的设置。完成相关参数设置任务后，再单击“确定”按钮，保存好上述设置操作，这样临时文件不但会在规定的时间内自动消失，而且超过了规定的容量后也会自动删除。

当然，对于上网浏览时产生的临时文件，我们还可以通过修改IE浏览器的配置，让其在关闭窗口时自动执行临时文件的删除操作。在进行这种设置操作时，只要先打开Internet选项设置对话框，点选“常规”选项卡，在对应选项设置页面的“浏览历史记录”位置处，选中“退出时删除浏览历史记录”选项，再按“确定”按钮保存好设置操作。

手工删除临时文件

由于临时文件通常都存放在系统临时文件夹、用户帐户临时文件夹、IE临时文件夹中，如果依次进入这些文件夹来删除临时文件的话，会影响工作效率；此时，我们可以创建一个批处理文件，来自动删除这些位置处的所有临时文件，如果再借助Windows系统自带的计划任务功能，那就能实现定时删除系统临时文件的目的了，这种删除临时文件的方法不但高效而且彻底。

首先启动运行记事本程序，在弹出的文本编辑窗口中，输入如下命令行代码：

在确认上面的命令代码输入正确后，再依次执行“文件”、“保存”命令，将上述批处理文件取名为“de1，bat”，日后每执行一次该批处理文件，系统就能自动把系统临时文件夹、用户帐户临时文件夹、IE临时文件夹等位置处的临时文件删除干净；

其次使用任务计划功能，定期执行上述批处理文件，以便实现定期清理系统临时文件的目的。依次单击“开始”、“所有程序”、“附件”、“系统工具”、“任务计划程序”命令，在其后界面的操作列表中单击“创建基本任务”选项，打开创建任务向导对话框，按照向导提示依次设置好任务计划的名称、运行时间，之后系统屏幕会出现如图4所示的设置对话框，选中这里的“启动程序”选项，再单击“下一步”按钮，在其后界面中单击“浏览”按钮，从弹出的文件选择对话框中将前面生成的“del.bat”批处理文件选中并导入进来，最后单击“完成”按钮，这样Windows系统就能在规定时间自动对系统中的临时文件执行删除操作了。不让病毒躲到临时文件中

现在，Internet网络中的病毒、木马层出不穷，有的狡猾病毒为了躲避杀毒软件的查杀，往往会将病毒文件隐藏到系统的临时文件夹中。为了不让临时文件夹成为病毒、木马传播的温床，我们可以通过下面的设置，禁止来历不明的程序访问系统临时文件夹：

首先打开本地系统的“开始”菜单，点选“运行”命令，在弹出的系统运行对话框中输入“gpedit.msc”字符串命令，按“确定”按钮后，打开系统组策略编辑窗口；

系统运行与控制 篇7

水质在线自动监测系统是一套以自动分析仪器为核心的综合监测传输体系。水质监测站无人值守,监测仪器24 h连续工作, 因此对监测仪器的结构、性能、灵敏度及传输信号的稳定性都有相当高的要求,为此上海市水务管理部门从基础建设、人员素质、运行管理等方面建立了完整规范的质量保证体系,制定了切实可行的质量控制措施,以保证自动监测系统能长期稳定的连续运行,获取准确的监测数据。

1水质自动监测系统的建设

1.1站网建设

站网建设的质量是系统正常运行的基础,站网建设阶段要做好以下几方面的工作:

1)站点选择。自动监测站点的选择直接关系到所监测的水样在时间和空间上是否具有代表性,是否能够真实反映监测水体的质量状况。确定点位时要综合考虑监测断面的特征,包括水流的稳定性、 水深、河道或堤岸的抗冲刷能力,以及是否存在紊流等。

苏州河干流水质自动监测系统自上游到下游市区包括赵屯、黄渡、北新泾、梦清园、温州路5个测站。赵屯站位于江苏省与上海市的交界处,此站水质代表了上游来水水质;黄渡站位于嘉定区,此站代表了苏州河在郊区的水质;北新泾站代表苏州河进入市区前的水质;梦清园站代表了主要景观区的水质;温州路站位于苏州河与黄浦江的交汇处, 此处代表了苏州河进入黄浦江的水质。

2)仪器选型选购。自动监测仪器是水质监测系统的核心,在采购仪器时,需要考虑仪器的监测方法、量程及售后服务情况等因素。

为保证监测仪器量值溯源和与常规监测结果的可比性,应优选考虑采用我国国家、行业标准或国际等效分析等方法的仪器。

现在国内环境监测站使用的仪器大部分是引进的国外产品,针对这种现象要注意以下几方面:

a. 仪器的性能方面。按仪器的量程来说,在选购仪器时,要先了解待测水质参数的大概范围,然后对比所要采购的仪器量程,一般情况下所测项目的浓度值应处在仪器量程的20%~80%。根据上海市苏州河的历史资料,苏州河水质自动监测系统配备的仪器量程如表1所示。

b. 仪器使用维护的培训方面。国外产品的说明书一般是英文版的,针对这一情况,首先要在系统建设的过程中,向仪器供应商索要翻译准确的说明书;还要在系统验收之前做好仪器使用、维护的培训工作。

1.2人员素质要求

工作人员的素质是系统正常运行的前提。每个水质自动在线监测系统在建设初期,必须明确由1~ 2名专业技术人员负责。专业技术人员需具有扎实的理论基础和丰富的实际操作经验,为了更好地维护和管理监测系统,需详细地了解工程情况。专业技术人员在系统正式运行前要参加由相关单位与仪器供应商组织的业务培训,并通过考核持证上岗。上岗后,专业技术人员要明确分工,具体工作要责任到人。

1.3管理制度制定

完善的管理制度是水质自动监测系统正常运行的保证。水质自动监测系统是一个互相联系的整体,系统的任何一个环节出现问题,都将影响整个系统的正常运转。因此必须建立一个完善的管理机制,保证系统的正常运行。上海市水文总站在管理水质自动监测系统过程中建立的制度有工作人员持证上岗、测站巡检、仪器维护、试剂管理、数据管理与审核、水质自动监测系统数据月度和季度报告、异常数据的处理等制度及突发事件应急预案。 在日常的运行管理中,还要根据运行的实际情况, 逐步完善各项规章制度,使水质自动监测系统的运行管理走向规范化、制度化。

2水质自动监测系统运行中的控制措施

2.1测站系统维护

1)定期清洗。为防止取水管路出现泥沙堵塞, 藻类吸附滋生堵塞,管路老化破裂等现象,取水口、管路要定期拆卸清洗,每季度至少清洗1次管路。泥沙量大、藻类繁殖严重的地区要加大清洗力度,缩短清洗周期。定期的清洗维护可使系统处于良好的工作状态,保证监测数据的可靠性,同时也可以延长仪器的使用寿命。

2)不定期清洗。一般情况下,监测系统本身具备自动清洗的功能,但如果水中含有大量悬浮物质,时间久了,采水和配水单元管路、反应池、传感器、电极和蠕动泵管等处会出现沉积物,会导致传感器特性产生变化,或影响样品、试液注入到反应池中的体积,使监测结果产生偏差,一旦偏差超出可接受的范围,必须对管路、传感器及蠕动泵管等进行清洗或更换。

3)定期维护。系统维护分为管理站技术人员的日常技术维护和仪器供应商的现场维护,主要包括:每天定时远程检查和每周定期巡视,技术人员每天上午和下午共2次通过中心站软件远程下载水质监测站监测数据,并对站点进行远程管理和巡视;每周至少应巡视水质监测站1次,每次维护工作必须记录备查。

2.2试剂管理

1)试剂的质量保证。仪器所需试剂与标准物质也是影响监测数据准确性的重要因素。试剂与标准物质的不合格,直接影响到监测数据的精度。系统所用试剂一般为优级纯和分析纯试剂。

2)试剂的有效性检查。试剂的质量受多种因素的影响,比如试剂的浓度、稳定性、贮存期,容器的密闭性,环境状况等。因此自动分析仪所需的试剂需要定期检查,如发现有沉淀、变色等变质现象,应及时重配、更换。不同试剂的稳定性差别较大,对于稳定性较差或浓度较低的试剂应分次少量配制,特殊的试剂还应采取特殊的贮存方法,如氧化或还原性试剂可采用棕色瓶贮存以避免阳光直射。在环境温度较高的季节,试剂的分解速度会加快,应相应地缩短试剂的更换周期。

2.3仪器管理

1)定期校准。仪器运行期间必须根据水质情况,确定在线分析仪器的定期校准时间,校准周期一般为1个月,并积极配合具有相应资质的监测机构的监督校验。如果仪器长时间停机后重新启动, 更换电极、泵管等,或更换不同批号的试剂,必须重新校准仪器。

2)质量控制样品检查。每周进行1次质量控制样品的测定,用于检查仪器的漂移情况,如果相对误差超过20%,应重新校准仪器。质量控制样品的浓度值应在仪器量程的中间值附近。

3)实验室验证对比。每月进行1~2次水样实验室比对,用于检查自动监测系统的数据准确度情况。水样的采集应在自动监测仪器的取水口处,保证所取样品与仪器所测样品相同,在采样的同时记录自动监测仪器的测定值。

4)易损件更换。仪器的泵管和电极等部件使用寿命较短,它们的工作状态直接关系到进样的准确性和精密性,日常维护时要注意定期检查、清洗或更换。

2.4数据管理

监测数据的管理和审核是整个质量保证体系中最后、最有效的质量控制手段。在进行数据审核时,应按照实验室常规数据处理的要求进行检验和处理。对发现的异常数据,应从操作人员人为因素、试剂的质量及整个系统各个单元运行状况等环节逐个进行排查,查明原因,加以分析解决。

当数据采集系统发出异常值警告,并确认仪器正常时,警告值不作为异常值处理。

当已知仪器不正常或电极、泵管等耗材需要更换,仪器的测定结果与国标分析方法的测定结果有显著性差异时,仪器的测定数据应予剔除,不能参加各种数据统计。

还可以从以下几方面判断监测中的异常值[1]:

1)与历史监测数据的比较。一般河流水质状况相对稳定,监测参数测定值的波动范围不大,可与历史同期或最近一段时期监测数据进行对比,判断监测数据是否异常。如果监测数据变化明显,应对监测数据进行进一步论证,必要时采用人工采样进行分析,判断数据的真伪,确定是否剔除。如果数据的变化由污染事故引发所致,则得到的监测结果有明确的变化规律,此时应增加自动监测仪采样监测的频次。

2)各监测参数间的相关性。由于物质本身的性质及相互关系,几个监测参数的监测数据往往存在某种固定关系,可为审核单个已实行质量控制措施的监测数据正确与否提供依据。比如化学需氧量的监测结果应大于高锰酸盐指数的监测值,当溶解氧降低时,电导率、化学需氧量和高锰酸盐指数会随之升高,一般情况下,溶解氧高的水体硝酸盐氮的浓度高于氨氮浓度,反之,溶解氧低的水体氨氮浓度要高。通过对各监测参数之间规律性的了解,可容易地对异常值进行判断。

3)环境因素的影响。水体的某些基本性质参数有其自身的自然规律,例如水中饱和溶解氧的含量(在特定条件下水中氧达到饱和时的浓度)与温度、压力、海拔高度及盐度存在相关关系,水中溶解氧随温度的升高而降低,随气压的降低而降低。 水质自动监测系统中溶解氧数据波动较大,最易出现偏差。管理人员可以此规律,在运行管理中根据温度、气压和盐度的情况初步判断溶解氧数据是否正常。

2.5数据审核

水质自动监测站报出的监测数据要严格执行三级审核制度,具体如下:

1)一级审核。自动监测站监测人员随时对仪器监测的数据进行检查和审核,发现异常值时对仪器的运行情况进行检查,若确定为仪器故障,对异常数据做标识,及时排除故障,并记录处理办法。

2)二级审核。自动监测站主管业务站长对上报的监测数据进行审核,并对一级审核提出的异常数据进行复核。

3)三级审核。上海市水文总站水质科科长对上报给上级部门的数据进行审核并盖章。

2.6监督完善机制

上海市水文总站在水质自动监测系统的运行管理中,制定了“三方协商管理例会”制度。管理例会每月定期召开,参加对象为水文总站水质科管理人员、基层站技术人员和运营商具体工作人员。会议建立在三方重大信息沟通的基础上,主要就基层站技术人员和运营商具体工作人员双方在运行维护和管理中遇到的问题、各自的建议与期望及要求等信息,以会议协调模式汇报给水文总站管理人员, 以三方协商的模式当场确定解决方案。实践表明, “三方协商”的方式,不仅缩短了处理问题的时间, 提高了管理效率;还使自动监测系统得到最佳的维护效果,为系统的正常运行提供有力保障。

3水质自动监测数据的准确性

在完善的质量控制体系的保证下,上海市苏州河水质自动监测系统故障率低,稳定运行时间长, 运行初期(2014-01-01—06-30)数据采集情况如表2所示。

为检验水质自动监测仪器测定数据的准确度, 上海市水文总站每月进行1次自动监测与实验室常规监测的比对实验,2种测定方法的相对误差应小于20%,否则要对自动监测仪器进行校准或维护调整。 运行初期比对实验共进行6次,每次5个站共采集30组样品。

运行初期系统与实验室常规监测的比对情况如表3所示。

%

从表2和3可以看出,苏州河水质自动监测系统的有效数据捕获率高,能够及时、动态地反映苏州河干流的水质变化情况。

4结语

通过近3年的运营管理实践,上海市水文总站在水质自动监测管理方面积累了丰富的经验,水质自动监测系统质量管理体系得到不断完善;系统的稳定运行实现了对苏州河水质变化的实时、动态、 连续监控,提高了水质监测的工作效率,也为上海市水体质量管理工作提供了有效的技术支撑。在目前我国水体污染日益严重、环境压力日益增大的形势下,建议各级水务管理部门加大水质自动监测技术的应用力度,为水环境管理工作提供更加有力的科学依据,更好地保障社会经济的有序发展。

摘要：介绍上海市苏州河干流水质自动监测系统的建设情况,分析在运行管理过程中,制定的各项质保制度及实施的质量控制措施,对水质在线监测系统的运行管理和质量控制进行探讨,为上海水体质量管理工作提供有效的技术支撑。通过管理和控制前后的比对发现,监测系统可以保证实时动态、连续稳定地监测苏州河水质。

系统运行与控制 篇8

目前, 我国列车模拟驾驶系统主要存在的问题有［1，2］:

( 1) 缺少有效的运行控制策略, 无法在满足教学培训的同时也满足工程分析的要求。

( 2) 无法实现同一区间多列列车的前后追踪运行。

( 3) 大多数列车模拟驾驶系统只能实现单列车的独立运行, 无法实现联锁系统和列控中心 ( 或无线闭塞中心) 对列车运行的控制。

本文着重探讨了列车牵引力学条件下的列车运行问题, 建立了多质点列车动力学仿真模型; 并采用改进的混合控制策略, 完成列车的节能运行控制。 模型具有分析列车不同线路条件和不同编组条件下的运行性能和运行效率的功能, 主要用于教学培训和演示; 同时, 由于采用准确的列车动力学模型, 系统可用于优化列车编组, 提高线路运行效率和优化列车速度控制的可行性分析研究中。

1系统框架

列车模拟驾驶系统总体结构, 如图1所示, 由操作仿真模块、动力学仿真模块、视景仿真模块、音响仿真模块、运动仿真模块、仿真结果输出模块、操作评价模块和数据管理模块构成。其中操作仿真模块是学员与列车模拟驾驶系统交互的主要通道; 动力学仿真模块是系统的核心, 采用多质点动力学模型, 完成对仿真列车速度的控制; 视景仿真模块、音响仿真模块和运动仿真模块使系统的表现形式更加接近现实, 采用的VR虚拟现实技术, 提高系统的真实感。

2列车多质点模型的建立

2. 1多质点模型的理论基础

牵引计算模型多种多样, 大体上分为单质点模型和多质点模型。单质点模型是将列车简化为一个刚性质点, 进行受力分析, 很大程度地简化了受力计算; 但由于是将列车视为单个的刚性质点, 忽略了列车长度, 也不考虑列车车辆间相互作用力。当列车跨越变坡点或变曲率点时, 列车受力是瞬时变化的, 这种简化较大地偏离了列车实体属性, 不能反映出列车间的纵向力的变化。当列车经过变坡点或变曲率点时, 模型计算的受力分析与实际差距较大, 为了修正单质点模型的不足, 多质点模型应运而生［3，4］。

多质点模型是将机车和每节车辆分别简化为一个质点, 构成一个质点链, 能够反映出列车长度和编组对受力和牵引运行的影响。多质点模型在列车运行过程中可以单独计算车辆间的纵向力, 并在列车经过变坡点和变曲率点时, 使其受力变化呈现渐变过程; 但传统的多质点模型以长度为量度, 将整个列车的质量平均化, 无法满足不同车辆混合编组条件下的牵引计算。

2. 2改进的多质点模型

本文中多质点动力学模型与线路信息相结合, 在线路上设置标记点记录线路信息, 将列车简化为一个个相连接的质点, 每个质点在经过标记点时可接收标记点记录的线路信息, 再将接收到的线路信息传给牵引计算模块, 控制列车的运行速度。

如图2, 在一段模拟线路AD上有A、B、C、D四个标记点分别记录AB、BC、CD及以后路段的线路信息, 列车运行过程中, 在经过B和C两个变坡标记点处分别读取BC和CD段线路信息 ( 坡度、曲度、 隧道等) , 即当车辆K1经过B点时, 接收BC段的线路信息, 并将接收的信息传输给牵引计算模块, 随后K2、K3, …, Kn将重复K1的操作。当K1经过C点时, K1记录的原线路信息被刷新, 从而准确地反应每一辆车在不同线路运行过程中所产生的不同的附加阻力, 从而使计算更加精确。

每辆车在通过标记点 ( 记录下一段线路数据的点) 时都会接收到下一段线路所包含的坡度、曲率等数据, 其数据流程如图3所示, 通过这种方法真正地将每一车辆看成一个刚性质点, 从而组成质点链, 实现多质点模型的建立, 更加精确地反应列车每辆车运行中的受力状态, 则第n辆机车或车辆附加阻力W'n为［5，6］

式 ( 1) 中, Pn为第n辆机车或车辆的质量 ( t) ; in为第n辆机车或车辆所在坡道的坡度值 ( ‰) , 上坡为正, 下坡为负; Rn为第n辆机车或车辆所在曲线的半径; Ls为第n辆机车或车辆所在隧道的长度。

第n辆机车或车辆所受合力Fn为

式 ( 2) 中, an是第n辆车的运行加速度; γ 是转动惯量; Fnq是其前车钩拉力; Fnh是其后车钩拉力; Wn是所受的基本阻力; Bn是制动力。

速度v和位移S的计算:

式中, Δt为计算步长, Δt取值越小, 计算越精确。 但考虑到计算量取 Δt = 0. 001 s。

2. 3运行控制策略

在列车模拟驾驶系统中, 控制列车运行采用什么样的控制策略至关重要, 传统的列车运行控制策略主要有节能控制策略、节时控制策略和混合控制策略。节能控制策略其控制原理如图4 ( a) 所示, 主要依靠惰行, 减少制动中的能量损耗从而达到节能的效果, 但其运行速度较慢, 严重影响区间的通过效率; 节时控制策略如图4 ( b) 所示, 主要依靠牵引电机的不断运转, 使列车速度保持在最大允许速度运行, 但能量的损耗较大, 其优点在于提高线路的通过率, 缩短运行时间［7］。传统的混合控制策略如图4 ( c) 所示, 是对牵引、惰行、制动的组合, 虽然在一定程度上兼顾了节能和节时, 但对于列车的长距离不间断运行时, 其节能效果有限。以上三种运行控制策略都不能很好地兼顾列车运行的经济性［8］。

为了使模拟驾驶系统有更好的通用性, 更好的兼顾节能和节时性能, 提高列车运行的经济性, 本系统中加入了改进的混合控制策略, 其控制原理如图4 ( d) 所示, 主要是将传统的控制策略的速度保持过程改为加速和惰行的过程, 在维持一个较高速度水平的同时, 达到节能的效果。

改进的混合控制策略是既考虑列车运行速度, 保证列车持续地高速运行, 尽可能地发挥列车牵引和制动的能力, 以缩短运行时间, 又兼顾其经济性, 即在加速阶段以最大牵引力加速, 在中间阶段采用加速和惰行交替转换的运行模式, 以减少能耗。

混合控制策略其核心是确定牵引、惰行和制动的起点和终点。启动后, 如图5所示, 速度vi以步长 Δt迭代增加, 但当接近线路限速vxs时, 由于不一定能够完全拟合, 即速度可能直接跨过vi= vxs, 跳跃惰行过程, 从牵引运行直接进入制动, 这并不符合节能的要求。所以, 设置vg上限转换速度, 使其与线路限速vxs构成速度接近区 ε, 当速度vi进入这一区域时, 由牵引转换为惰行, 而避免了频繁地启动制动。速度接近区 ε 大小应该满足式 ( 5) 。

在迭代过程中, 为了防止vi≤ vg, 而再次以 Δ 为步长迭代后速度vi +1≥ vxs, 取 ε = amaxΔt ( amax为最大牵引力下的加速度) 。

如图6所示, 列车启动后, 以最大牵引力加速运行。当vg≤ vi< vxs时, 结束牵引, 由牵引工况转换为惰行工况开始减速运行; 但如果列车在长大下坡道运行时, 其加速度ai有可能大于0, 则此时列车并非减速, 而是加速运行, 所以在惰行工况下迭代时应判断其加速度ai。当vi≤ vd时, 结束惰行, 由惰行工况转换为牵引工况; 如果vi≥ vxs时, 列车开始采用常用制动模式制动。

3模拟仿真验证

3. 1混合控制策略的节能性能验证

在此, 对传统的混合控制策略的节能性能和改进的混合控制策略的节能性能进行比较。由于两种控制策略只有在中间过程中其运行控制不同, 所以只对中间过程的运行做一对比。

采用一条6 km长的平直线路作为验证线路, 通过选用相同的运行线路和运行距离来确保计算能耗的可对比性, 采用HX3DB型电力机车模型, 牵引重量设置为2 000 t, 验证其节能效果。设置模拟列车初始速度为70 km/h, 最高运行速度为80 km/h, 即在传统的混合控制策略中, 当模拟列车速度从启动70 km / h的速度, 加速到80 km / h并以此速度保持运行; 而在改进的混合控制策略中, 模拟列车速度从70 km / h加速到80 km / h时由牵引转换为惰行, 当速度减速到70 km/h时再次重复其加速—惰行过程。

通过对图7 ( a) 和图7 ( b) 对比, 可看出改进的混合控制策略其节能效果明显优于传统的混合控制策略。结合表1看到, 传统的混合控制策略总能耗为144. 36 k W·h, 改进的混合控制策略的总能耗为91. 3 k W·h, 比前者节能53. 06 k W · h, 减少能耗36. 75% , 节能效果明显, 而其耗时仅比前者多0. 21 min。由此可看出, 改进的控制策略优于传统的控制策略, 具有更好的经济适用性。

3. 2改进的混合控制策略运行仿真

系统采用一条模拟线路进行运行仿真试验, 线路数据如表2所示, 线路长度14 500 m, 线路中包括了上、下坡以及曲线, 由于其模拟的是非高速列车运行, 所以隧道阻力可以忽略, 在此线路中没有设置隧道。采用HX3DB型电力机车牵引, 编组为滚动轴承重货车25辆, 牵引重量设置为2 000 t, 进行模拟牵引运行, 列车运行速度控制曲线如图7所示, V-S曲线反映列车不同工况下的运行情况, 开始列车加速运行, 在接近此区段的限速后, 其运行工况由牵引工况转换为惰行工况, 当速度小于或等于此线路限速下的转换速度时`, 再由惰行转换为牵引状态运行, 而在14 500 m处开始采用常用制动模式制动, 直到列车停车。在仿真过程中, 列车运行速度控制曲线平滑, 无速度跳变。模拟列车运行三维仿真试验, 如图9所示, 在仿真过程中, 三维仿真实体列车运行速平稳, 没有明显的纵向晃动, 符合其培训和工程分析的要求。

4结论

本文以多质点动力学模型为基础, 构建了列车仿真模型, 实现了列车模拟驾驶动力系统的构架, 采用改进的混合控制策略, 控制模拟列车的运行, 并通过其在一段模拟线路上的运行进行仿真验证, 证明了以改进的多质点模型为基础构建的基于改进的混合控制策略的列车模拟驾驶系统, 能够较大程度地减少能耗, 节约成本, 具有更好的经济适用性, 并能够更好地完成对列车速度的控制, 基本实现列车速度控制的实体再现, 使模拟驾驶系统更加贴近实际, 具有较强的实用价值。

参考文献

[1] 毛保华, 何天键, 袁振洲, 等.通用列车运行模拟软件系统研究.铁道学报, 2000;22 (1) :1—6

[2] 刘云.列车运行仿真系统的软件设计.北方交通大学学报, 1995;3:20—24

[3] 朱晓敏, 徐振华.基于单质点模型的城市轨道交通列车动力学仿真.铁道学报, 2011;33 (6) :14—19

[4] 马大炜, 康熊, 王成国, 等.关于列车牵引计算的研究.中国铁路, 2001;9:15—20

[5] 颜保凡, 郭垂江, 廖勇.列车运行时分力学模型的建立仿真.铁道运输与经济, 2010;32 (11) :90—94

[6] TB/T 1407—1998, 列车牵引计算规程

[7] 孙中央.列车牵引计算规程实用教程.北京:中国铁道出版社, 1999

系统运行与控制 篇9

为了解决能源紧缺问题以及满足低能耗可持续发展的需要, 风能、太阳能等可再生的清洁能源发电得到大力开发与利用[1,2,3]。新能源发电存在供电质量不稳定且远离交流主电网的特点, 将传统交流输电技术或基于电流源换流器的直流输电技术用于可再生能源并网并不经济, 而基于电压源换流器的柔性直流输电 (VSC-HVDC) 技术能很好地解决该问题[4,5,6,7,8]。电压源换流器型直流输电技术是以电压源换流器、自关断器件和脉宽调制技术为基础的新型直流输电技术, 具有有功和无功独立控制、能向无源网络供电、不会出现换相失败等诸多优势[9,10,11]。近年来, 基于电压源换流器的柔性直流输电技术在新能源并网、海上孤岛送电等领域得到了广泛应用。

柔性直流输电系统主要有3种不同的运行方式:交直流并列运行、孤岛运行、STATCOM运行。在不同运行方式下柔性直流输电系统的控制策略有较大不同, 目前针对柔性直流输电系统在不同运行方式下的控制策略已有广泛研究:文献[12-15]研究了柔性直流输电系统的建模及基本控制策略, 文献[16]研究了柔性直流输电系统在定直流电压控制端交流电网故障下的模式切换控制策略, 文献[17]研究了适用于风电场接入的柔性直流输电系统定有功功率与频率辅助控制策略。这些研究均是针对柔性直流输电系统在某种特定运行方式下的控制策略, 对于柔性直流输电系统不同运行方式之间的切换控制方法尚未见到相关文献报道。当系统运行方式发生变化时, 如柔性直流输电系统从交直流并列运行转为孤岛运行时, 送端系统只能通过柔性直流输电线路向受端系统注入功率, 由于柔性直流输电系统在交直流并列运行时采用的是定有功功率控制, 这将导致大部分电能无法外送, 产生“窝电”现象, 若系统控制策略不进行及时调整, 系统的频率将持续上升, 最终导致频率崩溃。因此, 在系统运行方式发生变化时, 需要及时检测出系统运行状态并进行相应控制策略的自动调整, 以保证系统安全稳定运行。可见, 研究柔性直流输电系统在交直流并列与孤岛运行方式间的切换控制具有重要的现实意义。

为此, 本文分析了柔性直流输电系统在交直流并列运行与孤岛运行方式下的控制策略, 提出了2种运行方式之间进行切换时所采取的控制策略, 并基于实际工程参数在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了两端柔性直流输电系统的仿真模型, 仿真验证了所提方案的可行性和有效性。

1 柔性直流输电系统的控制策略

根据柔性直流输电系统与交流系统的连接关系, 柔性直流输电系统的运行方式通常可分为3种[18,19,20,21]。

a.交直流并列运行。送端系统通过柔性直流输电线路和并列的交流线路共同与受端交流系统相连。

b.孤岛运行。送端系统仅通过柔性直流输电线路与受端交流系统相连。

c.STATCOM运行。柔性直流输电系统不参与有功潮流传输, 仅参与交流系统的电压和无功调节。

由于运行方式c只应用于特定场合, 因此本文仅研究运行方式a、b间的切换控制。假设交流联络线路为2条, 柔性直流输电系统与交流系统联网的系统结构简化示意图如图1所示。

下面分别介绍柔性直流输电系统在交直流并列运行和孤岛运行方式下所采取的控制策略。

1.1 交直流并列运行方式下的控制策略

柔性直流输电系统有2个独立的控制量, 包括有功类控制量和无功类控制量, 通常每个换流器同时采用有功类控制器和无功类控制器各一种[22,23]。柔性直流输电系统正常运行时, 送端系统通过柔性直流输电线路和并列运行的交流输电线路共同向受端系统送电, 即处于交直流并列运行状态。此时, 为了保证系统有功平衡和直流电压的稳定, 柔性直流输电系统通常至少有一个站采用定有功功率控制, 另一个站采用定直流电压控制。本文研究中柔性直流输电系统交直流并列运行时采取的控制策略为:送端换流站采用定有功功率控制和定交流电压控制, 受端换流站采用定直流电压控制和定交流电压控制。送、受端换流站采用的控制器结构如图2所示。图中, P、Pref分别为送端换流站直流输送功率的测量值和设定值;Us1和Us1ref分别为送端换流站交流电压的测量值和参考值;Udc2和Udcref分别为直流电压的测量值和参考值;Us2和Us2ref分别为受端换流站交流电压的测量值和参考值。将直流有功功率、送端交流电压的测量值与参考值进行比较之后, 通过比例积分环节得到送端电流的参考值is1dref和is1qref, 再将其送到送端内环电流控制器进行控制;将直流电压和受端交流电压通过比例积分环节后得到受端电流的参考值is2dref和is2qref, 再分别将其送到受端内环电流控制器进行控制。

1.2 孤岛运行方式下的控制策略

柔性直流输电系统在运行过程中, 与直流线路并列运行的N条交流线路全部跳闸或者当其中N-1条线路处于停电检修状态下另一条线路因事故跳闸时, 送端系统只能通过柔性直流线路向受端系统送电, 此时柔性直流输电系统处于孤岛运行方式。该运行方式下, 送端风电场发出的有功功率只能通过柔性直流线路输出, 如果换流站的控制策略不进行改变, 即送端换流站仍采用定有功功率控制, 则送端系统将有大量的功率剩余, 从而形成“窝电”现象, 这将导致系统的频率持续上升。此时送端换流站处于孤岛运行状态, 而受端换流站仍保持与交流大电网联络, 因此为了保证系统孤岛运行方式下的稳定运行, 通常让送端换流站采用定频率控制, 无功类控制器仍采用定交流电压控制。控制目标是将送端交流系统的频率保持为额定值, 同时保证交流电压幅值在规定范围内。频率控制器的结构如图3所示。图3 (a) 为交流电压控制, usd为换流变网侧交流相电压幅值, u*sd为换流变网侧交流相电压幅值的参考值。usd与参考值u*sd比较之后, 经过PI环节与直馈信号Edc相加后得到换流器的交流调制电压幅值Um*。直馈信号Edc的引入主要是为了加快电压控制的响应速度, 对系统的稳态结果无影响, 在本研究中取为直流极线的对地电压。换流器交流调制电压的相角由图3 (b) 所示的控制决定, 直接令换流站输出频率等于系统额定频率50 Hz, 从而保证了送端交流系统的频率稳定。由控制原理可知, 该控制策略直接对交流系统频率进行控制。

换流器三相正弦调制电压信号可由Um*和θ (t) 得到, 表示如下:

其中, δ为电压初相位。

对于受端换流站, 由于换流站仍与交流电网保持联络, 因此换流站控制系统可采取交直流并列运行方式下的控制策略, 即如图2所示的控制器。

柔性直流输电系统在不同运行方式下所采取的控制策略的主要区别在于外环控制器, 而其内环控制均采用如图4所示的内环电流解耦控制器, 并且送、受端换流站的内环电流控制器原理相同。图中, 电流参考值isdref、isqref从外环控制输出获得;isd和isq分别为交流电流测量值isabc经dq变换后得到的d轴分量和q轴分量;内环电流控制器采用电流反馈和电压前馈, us d和us q为电压前馈分量;电流控制器的输出量udref和uqref分别对应换流器期望输出的正弦参考基波电压的d轴和q轴分量;最后通过脉宽调制获得各桥臂的触发脉冲。

2 交直流并列与孤岛运行方式间切换控制

根据前文分析可知, 当柔性直流输电系统因故障或操作等原因突然从交直流并列运行转换为孤岛运行模式时, 如果控制系统不能及时检测出系统的运行状态并进行相应控制策略的切换, 将导致送端交流系统的频率急剧上升, 对系统造成严重影响。因此需要研究一种能检测出系统孤岛运行状态并自动将换流站控制系统进行切换的孤岛控制策略。此外, 当并列运行的交流线路故障排除后, 需要将柔性直流输电系统重新恢复到正常运行方式, 即交直流并列运行, 因此需要研究系统从孤岛运行转为并列运行的切换控制策略。

2.1 从交直流并列转为孤岛运行的控制

柔性直流输电系统从交直流并列运行转为孤岛运行时, 与柔性直流输电线路并列运行的所有交流线路全部断开, 送端系统只能通过柔性直流线路向受端系统送电。因此, 整个切换控制的关键在于如何根据系统电气量变化特征及时准确地判断出柔性直流输电系统处于交直流并列运行还是孤岛运行模式, 并在判断出系统处于孤岛运行方式后自动将控制模式切换到与之对应的控制策略, 并保证整个切换过程中系统保持稳定运行。

传统的孤岛检测方法主要有主动检测法、被动检测法和基于通信技术的检测法[24,25]3种。主动检测法需要向系统注入检测信号, 可能对系统造成不利影响, 如使系统电能质量恶化, 因此在实际应用中很少采用。而基于通信技术的检测方法涉及到通信设备的投资建设以及通信可靠性问题, 因此其应用也受到限制。被动检测法的优势是简便经济、便于实现, 但是其检测性能受孤岛系统中功率不匹配程度的影响较大, 存在灵敏性和可靠性的问题。文献[26-27]研究了微电网中基于相位偏移、相位突变等原理的孤岛检测技术。但是柔性直流输电系统和微电网中的孤岛运行模式存在较大区别, 微电网中分布式电源通过逆变器直接与大电网相连, 而柔性直流输电系统正常运行时通过柔性直流输电线路和并列运行的交流线路一起与受端大电网相连。因此, 本文针对柔性直流输电系统的实际运行特点, 提出了一种综合考虑相位偏移和频率变化的孤岛检测方法, 该方法能根据交流线路输送的额定功率不同而采取不同的检测方法, 从而实现快速检测。

柔性直流输电系统交直流并列运行时, 送端和受端交流系统的相位偏移很小, 两端系统的相位差由交流线路传输的功率决定。当系统转为孤岛运行时, 失去了交流联络线路, 原本通过交流线路输送的功率会累积在送端换流站, 从而导致送端系统频率抬升, 两端系统之间的电压相位偏移会逐渐增大。因此, 可以通过检测相位偏移来判断系统是否处于孤岛运行状态。相位偏移角Δθ是频率变化Δf引起的累计值, 其大小由频率变化的大小和检测持续的时间决定, 它们之间的关系可表示如下:

其中, t1、t2为孤岛检测时间;Δf为频率变化瞬时值, Δf=f-fN, f为系统频率瞬时值, fN为系统正常运行时的频率, 在本文中由于受端系统始终与电网相连, 故可认为fN恒为50 Hz。

系统的相位偏移通过基于滑动窗口的检测算法来实现, 其主要原理是利用最新的实时采样数据来计算相位偏移, 而相应剔除最早的采样数据, 从而加快采样数据的更新速度。滑动窗口内存储的是最近T时间内采集的数据, 即满足t2-t1=T, 如图5所示。

柔性直流输电系统从交直流并列转为孤岛运行的具体实现步骤如下。

a.设置系统相位偏移的门槛值Δθmax。当交流线路输送的额定功率较大时, 系统转为孤岛运行后送端系统的电压相位偏移会迅速增大, 因此可通过检测系统相位偏移来判断系统是否处于孤岛运行状态。当检测到相位偏移Δθ>Δθmax, 且持续一定时间Tset时, 即判断系统处于孤岛运行模式, 并将控制策略进行切换。考虑到系统的负荷扰动也会引起相位偏移, 为了避免该情况造成误判, 在本检测方法中相位偏移的门槛值Δθmax一般取得较大。

b.当交流线路输送的功率较小时, 在规定时间内仅通过相位偏移Δθ可能无法判断出系统是否处于孤岛运行状态, 此时通过频率检测来进行判定, 并且在检测过程中通过不断调整直流系统输送的功率定值来加速频率变化。

检测系统在一定时间内频率变化的累计值Δf∑:

设置2个门槛值Δf∑min和Δf∑max, 并且Δf∑min<Δf∑max。

(1) 当时, 此时通过不断更新功率设置定值来快速检测系统的运行状态, 具体原理为:由于送端换流站采用定有功功率和定交流电压的控制策略, 此时通过调整送端换流站的有功功率定值来加速系统频率变化值, 以达到类似控制系统中的正反馈效果, 从而使系统频率快速变化。功率定值Pref设定公式为:

其中, Pref为新设定的功率定值;Pref0为系统交直流并列运行方式下的功率定值;K为系数。

下面分2种情况进行分析。

第一种情况是当系统交流线路全部跳闸后, 由于柔性直流输电系统采用定有功功率控制, 送端系统发出的功率将大于柔性直流输电线路输送的功率, 系统频率f将上升。在该检测方法中, 由于设置了功率调整环节, 使得柔性直流线路输送的功率定值减小, 从而送端系统发出的功率和直流线路输送的功率差额将进一步增大, 加速系统频率f的上升, 当检测到超过阈值Δf∑max, 且持续一定时间时, 判断系统处于孤岛运行状态。

第二种情况是假设系统通过2条交流线路与受端系统相连, 当其中一条交流线路跳闸后, 系统频率上升使得, 此时由于系统中仍有一条交流线路运行, 系统处于交直流并列运行方式, 此时系统中的潮流将重新分配, 交流故障线路上的潮流将会转移到健全的交流线路上, 一段时间后频率又会回降到系统稳定值, 因此系统频率偏差将会逐步减小直至小于Δf∑min, 系统继续保持交直流并列运行方式。

(2) 当, 且持续一定时间时, 判定系统已处于孤岛运行状态, 并自动将控制策略进行切换。

(3) 当时, 判定系统处于交直流并列运行状态, 或者是因为跳闸的交流线路所输送的功率很小, 这种情况下说明交流线路的跳闸对整个柔性直流输电系统的影响并不大, 因此控制策略暂时不进行切换, 仍采取交直流并列运行方式的控制。如果是因为跳闸的交流线路所输送的功率很小, 此时由于换流站保持为定有功功率控制, 因此系统功率不平衡, 随着时间的推移两端系统的相位偏移将逐步增大, 待一段时间后通过相位偏移判据检测出系统处于孤岛运行, 再将控制系统切换到孤岛运行方式下的控制策略。

综上所示, 柔性直流输电系统从交直流并列转为孤岛运行的切换控制流程如图6所示。

2.2 从孤岛运行转为交直流并列运行的控制

在交流线路故障清除后, 需要将柔性直流输电系统恢复到正常的运行模式, 即交直流并列运行。从孤岛转为交直流并列运行时, 需要保证送端和受端交流系统的电压幅值和相角近似一致, 否则将产生严重的电磁暂态冲击, 对系统造成严重冲击。柔性直流输电系统从孤岛转为交直流并列运行的切换控制原理如下。

a.检测交流联络线是否存在故障。若交流联络线故障, 则不执行并列运行操作, 柔性直流输电系统的控制不进行切换, 仍采用孤岛运行方式下的控制策略;若交流联络线路无故障, 则执行并列运行操作。

b.检测送端和受端交流系统的电压幅值和相角差。当检测到电压幅值和相角分别满足ΔU<ΔUmax和Δθ<Δθmax时, 执行由孤岛运行转为交直流并列运行的切换控制, 同时闭合交流联络线路的断路器, 并将直流换流站的控制策略进行相应切换;若检测到电压幅值和相角不满足要求, 则继续保持孤岛运行。

综上所述, 柔性直流输电系统从孤岛运行转为交直流并列运行的切换控制流程如图7所示。

3 仿真分析

为了验证本文所提出的柔性直流输电系统交直流并列与孤岛运行方式之间的切换控制策略的可行性和有效性, 以某实际工程参数为例, 利用电力系统电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC对该柔性直流输电系统的切换控制进行建模仿真。仿真所采用的系统参数为:系统额定直流电压为±160 k V;送端和受端交流系统额定电压等级均为110 k V;换流器采用基于模块化多电平换流器MMC (Modular Multilevel Converter) 技术, 每个桥臂采用100个子模块;交流输电线路共2条, 交流线路1、2的额定输送功率均为30 MW;柔性直流输电线路的额定输送功率为80 MW。换流站的控制系统采用前文所提出的控制策略, 系统在交直流并列运行与孤岛运行之间进行切换时采用本文第2节所提出的切换控制策略。其中, 对于本仿真算例, 从交直流并列运行转为孤岛运行的切换控制时, 滑动窗口的时间T取为500 ms, 系统相位偏移的门槛值Δθmax取为60°。对于其他工程, 相关控制参数应根据工程实际情况确定。

3.1 从交直流并列运行转为孤岛运行仿真结果

假定系统稳态运行至3.5 s时, 交流线路1突然跳闸, 4.5 s时交流线路2跳闸, 此后系统处于孤岛运行状态, 在仿真中不考虑系统频率上升对风电场风机性能的影响, 即不考虑风机从系统中切除的情况。仿真结果如图8—11所示。

从上述仿真计算结果可以看出, 3.5 s时刻系统切除交流线路1, 随后由于柔性直流换流站采用定有功功率控制, 系统的有功潮流由交流线路1转移到线路2, 即如图11所示的功率变化情况。在转移过程中由于交流线路功率的变化, 送端交流系统的频率也会有一定波动, 但在持续一段时间扰动后频率又恢复到额定值。在4.5 s时刻, 系统将另一条交流线路2切除, 此后系统处于孤岛运行状态。由于交流联络线路全部被切断, 系统只能通过柔性直流输电线路向受端系统传输有功。此时不同控制策略下的系统的仿真结果如下。

a.当系统不采取相应的控制切换措施时, 由于柔性直流输电系统采用了定有功功率的控制策略, 传输的有功功率维持在80 MW, 这使得送端系统无法将电能完全送出, 从而产生“窝电现象”, 送端换流站交流侧系统的频率急剧上升, 由于在本仿真中不考虑因系统频率上升导致风机切除的情况, 可见送端系统的频率在7 s时达到56 Hz, 而实际工程中当系统频率出现如图中所示的急剧上升时, 系统早已崩溃。

b.当系统采取本文所提出的控制切换措施时, 4.5 s时刻系统处于孤岛运行状态, 由于失去了交流联络线路, 送端换流站在控制切换前仍采用定有功功率控制, 因此原本通过交流联络线路传输的功率将累积在送端交流系统, 从而导致送端交流系统的相位偏移不断增大, 如图10所示。控制系统持续进行监测, 经过一段时间后检测到Δθ>Δθmax, 判断系统处于孤岛运行状态, 此时将控制策略由交直流并列运行的控制切换到孤岛运行方式下的控制, 即送端换流站由定有功功率控制切换为定频率控制, 此后系统频率逐渐降为额定值, 因此送端系统的相位偏移也随之降为0。从仿真结果可以看到, 控制策略切换后, 系统的频率经过一定的波动后最终稳定在额定频率50 Hz左右, 交流线路1、2的有功功率都降为0, 柔性直流输电线路输送的有功功率上升至140 MW, 即送端系统发出的有功全部通过柔性直流线路输送, 从而使系统在孤岛运行时保持安全稳定运行。

从图8—11的仿真波形也可以看出, 本文所提的控制策略能根据系统电气量变化特征及时准确地判断出柔性直流输电系统处于交直流并列运行还是孤岛运行模式, 并且从交直流并列转为孤岛运行的切换过程中, 系统各电气量没有剧烈的波动, 从而保证了切换过程中系统的稳定运行。

此外, 当送端交流系统由于风速变化引起的风电机组随机切机和投入而导致负荷波动以及送端交流系统发生母线电压跌落等工况时, 也可能引起送端交流系统频率的波动。为了验证本文所提出的控制策略不存在检测死区, 即便在上述故障工况下也能正确判断出系统运行状态, 本文对上述典型工况也进行了仿真。仿真结果表明, 当柔性直流输电线路的额定输送功率为其他值时, 控制系统能正确判断出系统运行状态;当系统中一条或几条交流线路跳闸, 但仍有交流线路保持两端系统相连时, 检测装置不会因为交流线路的跳闸而误判为孤岛运行;当送端交流系统由于功率不平衡而导致负荷波动时, 也不会误判。限于篇幅, 本文对各种故障下的仿真结果不再一一列举, 在此仅列出一种典型故障下的仿真结果, 故障工况为假定系统稳态运行至5 s时, 交流线路1发生单相接地故障 (C相) , 100 ms后保护动作跳开该回线路, 此时只有一回交流线路投入运行, 10 s时另外一条交流线路发生单相接地故障, 100 ms后保护动作跳开该回线路, 此时系统转为孤岛运行。送端交流系统的相位偏移检测结果如图12所示, 由图可见, 当其中一回线路跳闸, 但仍有交流线路保持两端系统相连时, 相位偏移小于相位偏移的门槛值Δθmax (60°) , 且只在故障瞬间有一较大的瞬时值, 故检测系统不会误判为孤岛运行状态。从仿真结果可以看见, 当2回交流线路均从系统中切除时, 送端交流系统的相位偏移持续超过门槛值60°, 故此时检测系统可判断出系统处于孤岛运行状态, 并将柔性直流输电系统的控制策略进行相应切换。

3.2 从孤岛运行转为交直流并列运行仿真结果

按照第2.2节提出的系统从孤岛运行转为交直流并列运行的切换控制策略, 对模型进行仿真验证。仿真时设置在10 s发出并列运行指令, 仿真结果如图13所示。

从图13所示的各电气量仿真波形可以看出, 10 s发出并列运行指令, 随后控制系统开始不断检测送、受端系统的电压幅值和相角是否满足并列运行条件, 即ΔU<ΔUmax且Δθ<Δθmax。从图中两端系统的相位差变化波形可以看出, 在t=13.3 s时满足并列运行要求, 执行由孤岛运行转为交直流并列运行的切换控制, 同时闭合交流联络线路的断路器, 并将直流换流站的控制策略进行相应切换。切换瞬间, 送端交流系统的频率会有一定波动, 但随之便很快恢复到额定值, 并稳定在50 Hz左右。系统从孤岛运行转为交直流并列运行后, 送端系统发出的电能一部分继续通过柔性直流线路输送, 另一部分由交流线路输送, 从图中可知, 交流线路2的有功功率由0逐步升至60MW, 柔性直流线路输送的功率则由140 MW降为额定输送功率80 MW, 交流线路1由于此时尚未合闸, 因此功率一直保持为0。系统切换为交直流并列运行后, 相位差保持为一个较小的正值, 这是因为系统通过交流线路传输一部分有功, 从而两端系统存在相角差, 且送端交流系统的相位超前于受端系统。

从仿真波形也可以看出, 从孤岛运行转为交直流并列运行的切换过程中, 系统各电气量没有剧烈的波动, 可以保证切换过程中系统的稳定运行。

4 结语

本文对柔性直流输电系统交直流并列和孤岛2种运行方式之间的切换控制进行了研究, 分别分析了柔性直流输电系统在交直流并列运行和孤岛运行方式下所采取的控制策略, 提出了系统从交直流并列转为孤岛运行和从孤岛转为交直流并列运行的切换控制策略。基于某实际工程参数, 通过PSCAD/EMTDC仿真软件, 对所提出的控制方案进行了仿真验证, 结果表明所设计的切换控制策略能及时检测出系统运行状态, 并自动进行相关控制方式的切换, 在切换过程中系统各电气量没有剧烈的波动, 可以保证系统的安全稳定运行。研究结果可为实际工程的运行控制提供指导, 也可以为相关柔性直流输电系统的控制器设计提供参考。

摘要：首先分析了系统在交直流并列运行和孤岛运行方式下的控制策略, 基于此提出了系统从交直流并列运行转为孤岛运行和从孤岛运行恢复到交直流并列运行的切换控制方法。以某实际工程参数为例在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了系统仿真模型, 对所提出的切换控制方法进行了仿真验证。结果表明, 所设计的切换控制方法能及时检测出系统的运行状态, 并自动进行相关控制方式的切换, 在切换过程中系统各电气量没有剧烈波动, 不会影响系统的安全稳定运行。

系统运行与控制 篇10

经过近2年的研究建设, 上海电网安全稳定预警与控制系统 (第一阶段世博配套工程) 于2010年4月29日上线投入试运行。第一阶段世博配套工程投运后, 世博会期间一旦发生电网故障, 该系统的自动控制功能将能有效阻断事故的蔓延, 确保世博园区的可靠供电。

上海电网安全稳定预警与控制系统, 是国内首套针对大受端电网在应对电网复杂故障时实行在线闭环控制的电网安全稳定预警与控制系统, 它的建成和投运将全面提升上海电网的安全运行水平和服务世博的能力, 同时也为配合特高压直流输送的大功率输送创造良好的条件。

该系统在设计上充分考虑了上海电网的特点和潜在的安全稳定运行隐患, 实现了对上海电网安全稳定的实时预警、智能辅助决策和预防控制、严重故障后的紧急控制和协调控制, 将电网孤立的防线提升为协调的防御体系, 从人工经验型调度转变为分析型、智能化控制, 对事故的反应速度从过去的分钟级缩短为秒级, 大幅度提高了上海电网应对复杂故障、防止电网发生灾难性事故的能力, 可力保世博供电安全和大电网安全。