光纤通信技术的发展途径论文

2022-04-14

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光纤通信技术的发展途径论文 篇1:

试论我国学校体育的发展思路及趋势

社会的发展进步,促进了竞技体育和群众性体育的发展,人们的价值观境界开始提高,开始追求物质享受和精神享受的结合,寻觅提高生活质量的方式和途径。这些因素促进了体育的社会化和产业化的快速发展。任何时候,当某一项社会事业出现跳跃式发展的时候,就会吸引人们对更高层次发展的探索,于是,体育文化就成为当前人们的崭新追求之一。正是源于对文化的思索,人们也把目光投向学校体育的发展。探讨未来社会我国学校体育的发展变化、把握学校体育的发展趋势意义重大。

一、对学校体育认识的转变

体育作为一种有效的教育手段在学校中逐渐发展,体育课程在教育体系中的地位日渐提高,学校体育课程与其他课程之间的比重关系也更加趋于平衡。体育课程不再被人们误解为单一的身体训练,而是更倾向于“训练”情感、意志、个性等心理素质。因为体育课程中的许多内容是不能或不完全能通过语言或其他符号系统传授和学习的。一是体育课程学习中的知识主要是一种实践性、技能性的知识,它不同于其他课程中以认知、理解為特征的知识;二是体育课程中的知识学习,包括技能性知识和认知性知识的学习,主要是通过实践和训练而不是通过书本或课堂传习而实现的。也就是说,体育知识是学生在实践中获得的认识和经验。

另外,学生将通过锻炼逐渐认识到体育是满足个体身心健康基本需要的途径,是提高社会劳动者素质、发展生产力的基础,是保证余暇生活质量的主要内容。学生也日益深刻地认识到体育学习对自身发展所具有的多方面作用。

二、体育学科建设受到重视

这是因为我国加入世界贸易组织之后,必然在科技、经济、文化、教育等诸多方面与国际接轨。学校体育既是培养未来人才的一个重要途径,也是实施素质教育的一个关键环节,因而,它责无旁贷地担负着增进学生健康、发展学生个性和激发学生潜在创造力的教育重任。所以,应通过拓宽知识结构、提高学历层次、优化职称结构等途径来提升学校体育教师的业务素质,提高其教学水平、科研水平和协作攻关的能力,这不仅能有效地密切体育科研与教学实践之间相互依赖、相互促进的关系,而且对于完善体育自身的学科体系、巩固其在现代化教育中的学科地位有着重要的作用和重大的意义。

三、确立“健康第一”的指导思想

学校体育的指导思想是:健康第一,实施以身心和谐为前提、终身体育为方向、快乐体育为主体的健康教育。许多体育教师秉承“健康第一”的指导思想积极尝试进行体育教学,特别是投入运动技能教学的改革与实践,积累了较为丰富的经验,取得了许多有价值的成果。这些做法得到了广大学校体育工作者的肯定。

在现代生活中,人们对健康的观念和认识已提高到一个新的水平。学校体育教学的直接目标已不单单是增强学生体质,而是以增进学生的身心健康为主要目的、以身体练习为主要手段,教学生如何利用体育手段调节日常生活及心理和行为,从而影响和干预学生的心理品质,让学生的心理和行为向着健康方面发展,提高学生的心理适应和自我调节的能力。

四、学校体育向促进身心和谐的方向发展

未来社会快节奏、高时效、密集型的生活方式,使人的心理紧张程度加剧,体力耗能降低,体脑倒置。为补偿这种偏差,缓解脑力紧张,人们对体育活动产生了越来越高的要求:不仅要求体育活动能锻炼肌肉,更希望能强健心脏,增强心力,消除心脑紧张。因此,体育的趣味性增加,快乐体育将成为主流。体育的艺术性提高,人们可以从身体活动中获得美的享受,感受身心自由所带来的愉悦。体育的自然性增强,出于对人与自然和谐共生的需要,人们渴望回归自然,返璞归真。古老的、随意的、简单的户外活动,如爬山、林间漫步等形式愈加得到人们的喜爱。同时,体育的冒险性加大,很多人渴望在大自然中尽情展示自己,既享受自然的旖旎风光,又体验挑战自然的快感,在大自然中炼就机体、陶冶性情。

五、学校未来的体育教学内容

学校体育教学的内容向健身、娱乐、求知等方向转变,并重视发挥学校体育文化价值的作用。学校体育课程体系将要求能够覆盖体质、生理、心理、文化、道德、营养、人口、生物、哲学、健康乃至更大的内容范围,将增加健身、健美、民族传统体育及现代生活所需要的体育教材等,重视体育理论与实践相结合。但这并不意味着对运动技能教学的否定。不过,具体的教学内容将根据社会体育的发展、学生个体的需要及学校的教学条件等进行调整。非竞技运动项目、娱乐体育项目及个人运动项目的内容比重将加大。内容的广度将拓宽,包括理论、技术、保健、素质等方面,呈现出多样化的趋势。内容的深度强调可接受性,突出健身性、娱乐性、终身性、实用性,以利于吸引学生主动地参加体育学习和锻炼。通过学习,让学生掌握“怎样进行健康(体力、心理)诊断,怎样制定运动处方,怎样实施身体锻炼”的基本技能。还包括对人体科学的了解、对体育学科的认识、对动作技能的掌握,以及主动吸收各种信息,模仿、创造性地学习动作技能,自觉确定运动目标和制定运动方案,寻求各种体育锻炼形式,树立终身体育观。

六、学校体育教学的新方式:研究性学习

研究性学习对学校体育教学来说,不仅能够帮助学生了解并掌握在实践中学习的方法,获得自然、社会、自我领域的感性知识、技能和实践经验,而且,也是一种学习心态、习惯的培养。它是提高学生综合素质、突出学生主体地位的有效途径。通过研究性学习,学生获得亲自参与研究探索的积极体验,逐步形成一种在日常学习与生活中勇于质疑、乐于探究、努力求知的心理倾向,激发探索和创新的积极欲望;提高学生发现问题、解决问题、收集资料、分析资料和得出结论的能力,以及表达思想和交流成果的能力,掌握基本的科学方法,学会利用多种有效手段、通过多种途径获取信息。同时,学会分享与合作——研究性学习提供了有利于人际沟通与合作的良好空间,学生在研究过程中发展合作的团队精神,学会交流与分享研究的信息、创意和成果。

七、科学、系统的课程结构

学校体育课程结构将趋向多元化,这是加快推进素质教育和全面提高学生整体素质的必然反映。把课外体育活动作为体育课程的有机组成部分引入正式教学计划,扩大学生选择体育项目的自主权,增加学生学习体育的自由度,实现课内、课外一体化,充分扩充和拓宽学生自觉学习体育的时间和空间。

八、科学技术进课堂

近年来,随着各种新型材料的出现和电子计算机等高科技产品的广泛应用以及现代高级运动器材设备的不断投入使用,学校体育教学的手段发生了重大变化。随着科学技术的发展,特别是微电子技术、光纤通信技术、自动化技术以及控制化学、生物工程、人体生命学和纳米技术的广泛应用,将使学校体育教学以光、声、像相结合等手段取代传统的言传身教的教学方法,给学生提供直观的感受。通过画面、图片、声音等综合性多媒体技术,带给学生生动的、真实的形象,并引导学生发展思维,帮助学生突破重点、难点,激发兴趣,提高教学效果。同时,创设情景,培养学生的审美情操,从而促进学校体育事业的蓬勃发展。

九、体育基础设施建设再上新台阶

学校教育在经济社会发展的大环境下呈现出蓬勃发展的态势。作为学校师生健身、健美场所的体育场馆也相应得到了较快的发展。学校以易地新建为契机,着力抓体育场馆的建设;以体育工作实际需要为依据,增加体育经费,并把体育经费用在刀刃上。近几年,体育经费使用情况好于过去,场馆建设陆续完工,体育基础设施建设逐渐完善,运动器材逐渐备齐备足。

各学校在加强体育基础设施建设方面还在积极探索,把体育基础设施建设提高到对学校领导者办学能力、发展能力和竞争能力的综合评价的高度予以认识。把体育场馆纳入学校建设整体规划中,把体育设备添置纳入社会各界关注的系列中,把体育经费投入纳入学校发展计划中。可以预见,体育基础设施建设将再上一个新台阶。

本文对我国学校体育的发展思路和趋势仅为初探,目的是引起同行对此问题的重视;亦为抛砖引玉,以让更多的同道加入此行列,深入研究,为找到最佳的教育方法和教育手段而共同努力。

(责任编辑 邓 蕙)

作者:张久美

光纤通信技术的发展途径论文 篇2:

光纤通信技术特点及未来发展趋势

摘要:随着社会和科技的发展,人们的信息交换量与传输量越来越大,作为全球信息技术革命重要标志之一的光纤通信技术已然成为了当今信息社会的主要传输媒介。随着光纤通信技术的发展及应用技术的成熟,具有高速率和大容量特点的光纤通信技术得到了人们的广泛认可,有着较强的低损耗以及不易串音和抗电磁干扰特性的光纤通信技术其发展及运用的潜力是不可估量的。该文就光纤通信技术的特性及发展走向进行了系统的阐述。

关键词:光纤;特点;光纤通信;抗电磁干扰;发展趋势

光纤通信技术作为一种革命性的信息传输技术自产生以来,一直备受业界的关注,随着光纤通信应用技术的不断成熟其已经形成了现代化通信中非常重要的一个支柱产业。

1 光纤通信技术的自身特点

1.1 单位耗损低和传输距离远满足远距离通信的需求

随着信息技术的发展和全球信息化趋势的不断发展,国家之间大容量、远距离的通信需求不断加大,对低损耗和传输距离远的通信技术的需求不断加大。而光纤通信技术正好迎合了这种需求。光纤通信系统可以减少中继站数目,不仅降低了系统成本和复杂性,还实现了更大的无中继距离。目前,国内沿海通信和国际间长距离海底光纤通信系统正日益纯熟,各国还在进一步研究和开发利用中。

1.2 频带宽和通信容量大满足信息爆炸的时代需求

随着社会的日益飞速发展,在当前的信息时代对通信技术的要求就是通信容量大和传输速率高。而光纤通信正是以其传输码率高和容量大等一系列优点适应这种需求而发展起来的一项高新技术。和铜线、电缆的传输带宽相比,光纤的传输带宽更大。然而,单波长光纤通信系统因为终端设备的电子瓶颈效应,所以不能够完全发挥频带宽的优势,不过这种情况可以通过各种技术来弥补不足。

1.3 抗电磁干扰能力强能够满足用户对传输质量的需求。

石英具有强烈的抗腐蚀性能和良好的绝缘性能,选用石英作为光纤的原材料是能够解决通信中电磁干扰的问题,使通信不受外界雷电以及太阳黑子活动等情况的干扰,有利于加强通信系统的稳定性。

1.4 保密性能好是保障信息安全性的有力技术支撑

科技是一把双刃剑,科技在造福人类的同时也带来了新的危害。随着网络信息系统的广泛普及,网络信息系统中的各种犯罪活动已经严重地危害着社会的发展甚至国家的安全,也给人们带来了许多新的问题。电波传输会因为电磁波泄露而出现串音情况,容易被窃听,而光波传输中的光信号则因为光波导结构的限制不会出现串音干扰,同时环绕光纤的不透明包皮也会吸收泄露的信号,这样外界就无法窃听传输信息。光纤通信技术的安全控制就是在信息传送过程中对存贮和传输的信息进行操作和控制管理,以达到在一定程度上防止信息泄漏情况的出现。

2 光纤通信中光纤技术的改良

光纤通信虽然有很多优点,但是它的缺点也是不可规避的光纤具有质地脆,机械强度差,分路、耦合不灵活,弯曲半径小的缺点,另外光纤的切断和接续也需要先进的的工具设备和技术,还有供电困难等方面的问题。这些缺点无疑都是制约光纤技术发展的不利因素,我们可以通过对光纤技术进行改良来避免光纤通信的缺点。

在单波长光纤通信系统中,终端设备容易出现电子瓶颈效应,这是阻碍了光纤发挥自身优势的缺点之一。这种情况可以通过复杂的技术来增大光纤的传输容量,如密集波分复用技术。这种技术指的是一种光纤数据传输技术,这一技术利用激光的波长按照比特位并行传输或者字符串行传输方式在光纤内传送数据,它可以把多个光信号搭配起来传输,结果这些光信号可以编成同一组同时被放大并且通过单一的光纤传输,从而大大增加了网络的带宽。

光纤通信虽然具有良好的保密性能,但是随着光通信技术的发展火人进步,光纤通信的保密性受到挑战,这就需要对光纤技术进行改良。一个实际问题就是如何从技术上防止光纤被窃听,实践中比较实用的光纤信号保护手段主要有无规律载波光纤通信技术、基于混沌保密的光纤通信方式和光纤信道加密技术等。使用这些技术能够增强光纤信号的保密性,这种信息保护方式能起到一定的保护性,但是对具有超强计算和分析能力的专业窃听机构却不能够保证保密性的实现。目前,人们已成功发展了一个新型的保密通信技术即量子密钥协商(QKD),但是在目前的技术水平下QKD的通信速率、距离以及与传统网络的兼容性等还存在一定的局限性,所以还不能广泛的投入使用。

3 光纤通信未来的发展趋势

随着信息社会的发展,全球正处于一个信息爆炸的时代,人们一直在追求超高速度和超长距离传输以及超大容量的传输技术。而光纤通信技术的快速发展,在光纤传输数据能力方面的优势变得越来越明显的同时,针对光纤通信未来的发展趋势进行积极研究也就具有了重要的实际意义。

3.1 波分复用系统在光纤通信中的利用

波分复用系统技术就是为了充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源,根据每一信道光波的波长或频率不同,将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道,把光波作为信号的载波在发送端利用波分复用器将不同波长的信号光载波合并起来,送入一根光纤中进行传输。在接收端再由另一波分复用器,将这些不同波长承载不同信号的光载波分开,实现一根光纤中同时传输几个不同波长的光信号,从而在一根光纤中可以实现多路光信号的复用传输。

目前,波分复用系统发展迅速,波分复用技术在光纤传输系统中大大提高了传输的容量,同时在未来关于跨海光传输系统中也有极大的发展潜力。现在,1.6Tbit/s的 WDM系统已经在商业中广泛应用,而且关于全光传输距离也在不断地扩展。但是,我们要看到,通过光时分复用技术以及WDM可提高的光通信系统容量是有限的,所以,可以通过把多个的光时分复用信号进行波分复用,这样就能够提高更大的传输容量。要想降低相邻信道之间的相互作用可以使用偏振复用技术。现在大多的WDM/OTDM系统都使用归零编码传输方式,主要是由于一方面归零编码信号容量小,且对于光纤的一些特性适应能力强,例如非线性以及偏振模色散;还可以降低光纤对于色散管理分布的要求。 可以说WDM/OTDM系统是未来光纤通信系统的新的发展方向。

3.2 光弧子通信技术的应用

光孤子通信作为全光非线性通信方案是消除色散的最佳途径,其基本原理就是光纤折射率的非线性效应导致对光脉冲的压缩可以与群速色散引起的光脉冲展宽相平衡,在一定条件下,光孤子能够长距离不变形地在光纤中传输。另外它还完全摆脱了光纤色散对传输速率和通信容量的限制,其传输容量比当今最好的通信系统还高,中继距离可达几百公里。

简单的说,光弧子通信就是把光弧子作为载体,然后进行长距离无畸变通信,如果可以实现零误码的条件,那么信息就可传达万里。光弧子通信凭借其长距离、高容量以及抗噪声能力强等优点受到了人们的重视,并不断的对其进行研究和开发,

3.3 全光网络技术

所谓全光网络,是指信号只是在进出网络时才进行电/光和光/电的变换,而在网络中传输和交换的过程中始终以光的形式存在。因为在整个传输过程中没有电的处理,所以PDH、SDH、ATM等各种传送方式均可使用,提高了网络资源的利用率。全光网络具有组网灵活、简单,而且具有可扩展性、误码率低等一系列的优势。全光网络面临的挑战是如何把相对粗颗粒的WDM技术和光交换能力的优势结合从而形成一个吞吐量大的光网络平台来有效地支持分组业务,由此可见,采用类似Internet的结构来设计光网络是必然的选择,也就是说全光网络的发展离不开因特网以及移动通信网等网络技术的相互融合。伴随着3D网络技术的不断成熟,光纤通信技术还有待更进一步的发展。

4 结束语

综上所述,光纤通信技术不仅在国内而且在国际上也已经取得了广泛的应用,在光纤通信领域我国还需要加强自主研发能力,加大对光纤通信技术的革新和应用技术的研究,这就需要培养高端的研究人员以尽快尽快取得新的研究成果。

参考文献:

[1] 何淑贞,王晓梅.光通信技术的新飞跃[J].网络电信,2004(2).

[2] 辛化梅,李忠.论光纤通信技术的现状及发展[J].山东师范大学学报,2003(4).

[3] 李超.浅谈光纤通信技术发展的现状与趋势[J].沿海企业与科技,2007(7).

作者:白显东

光纤通信技术的发展途径论文 篇3:

浅析数字化变电站发展及应用

【摘要】介绍了数字化变电站的发展过程、研究现状以及理想的数字化变电站模式和己经实施的数字化变电站系统。

【关键词】数字化变电站;发展;实施

我国变电站自动化技术经过二十多年的发展已经达到一定的水平,变电站综合自动化化技术的广泛采用提高了电网建设的现代化水平,增强了电网输配电能力和电网调度的能力,降低了变电站建设的总造价。随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟,以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用,变电站中所有信息的采集、传输和处理全部数字化将成为变电站自动化建设的必然趋势。

1.数字化变电站国内外发展情况

数字化变电站是基于IEC61850标准,其工作方向是:追求现代技术水平的通信体系,实现完全的互操作性,体系向下兼容,基于现代技术水平的标准信息和通信技术平台,在IT系统和软件应用通过数据交换接口标准化实现开放式系统。

IEC61850标准提供了变电站自动化系统功能建模、数据建模、通信协议、通信系统的项目管理和一致性检测等一系列标准。按照IEC61850标准建设变电站的通信网络和系统,是建设数字化变电站的有效途径。IEC61850标准的发布和符合其标准的设备的推出,为建设数字化变电站提供了坚实的基础。

国外针对IEC 61850标准的应用和研究开始较早,相应的示范工程在制定IEC 61850的过程中就开始实施。美国、德国、荷兰等国都有示范工程,用以验证标准,通过实践来促进标准的进一步完善。在德国有一个示范工程,参加这个工程的有SIEMENS,ABB,ALSTOM等公司,用一个公司的变电站主站和其他公司的IED相联,然后用另一个公司的变电站主站和其他公司的IED相联,示范工程的总结已在2000年CIGRE会议上发表。

我国引进IEC61850的工作于2001年开始,2005年完成。我国的各主要电力设备制造商也积极研究符合IEC61850标准的变电站一次和二次设备,已有不少产品通过了鉴定和投入运行。同时,一些研究机构和试验仪器制造商也正在研制数字接口的一次和二次设备的测试仪器。

2.理想数字化变电站

数字化变电站的基本概念为变电站的信息采集、传输、处理、输出过程全部数字化,基本特征为设备智能化、通信网络化、模型和通信协议统一化、运行管理自动化等。数字化变电站建设的关键是实现能满足上述特征的通信网络和系统。IEC61850标准包括变电站通信网络和系统的总体要求、功能建模、数据建模、通信协议、项目管理和一致性检测等一系列标准。按照IEC61850标准建设通信网络和系统的变电站,可符合数字化变电站的要求。

数字化变电站的主要一次设备和二次设备都应为智能设备,这是变电站实现数字化的基础。智能设备具备可与其他设备交互参数、状态和控制命令等信息的通信接口。如果确需使用传统非智能设备,应通过配置智能终端将其改造为智能设备。设备间信息传输的方式为网络通信或串行通信,取代传统的控制电缆、CT电缆和PT电缆等硬接线。

数字化变电站的设备状态信息应包括其自身健康状态。设备根据需要设计相应的在线检测功能,实时提供设备的健康状态信息,变电站自动化系统可根据设备健康状态提出检修要求,实现计划检修向状态检修的转变。

数字化变电站不需解决不同制造商设备信息代码表不统一的问题。数字化变电站的设备信息应符合标准的信息模型,具有“自我描述”机制。采用面向对象自我描述的方法,传输到自动化系统的数据都带说明,马上建立数据库,使得现场验收的验证工作大大简化,数据库的维护工作量大大减少,实现设备的“即插即用”。

按照IEC61850标准,变电站的功能应分为站控层、间隔层和过程层。变电站通信系统应有满足以下需求的直接通信接口:

①间隔层和变电站层之间的数据交换;

②间隔层和远方保护之间的保护数据交换;

③间隔层内数据交换;

④过程层和间隔层之间TV和TA暂态数据交换;

⑤过程层和间隔层之间控制数据交换;

⑥间隔层和变电站层之间控制数据交换;

⑦变电站层与远方工程师站數据交换;

⑧间隔层之间直接数据交换;

⑨变电站层内数据交换;

⑩变电站装置和远方控制中心之间的控制数据交换。

数字化变电站的物理设备间应能实时、高效、可靠的交换信息,以太网通信技术是满足这种要求的最佳选择。根据IEEE及EPRI的实验报告表明,现有的以太网通讯技术能够满足变电站自动化的通讯要求。以太网技术是主流的通信技术,具有极佳的经济性,并且还在快速发展中,为变电站自动化系统提供了广阔的发展空间。

数字化变电站所有设备的功能和数据按IEC61850建模,采用映射到MMS(制造报文规范)的ACSI(抽象通信服务接口)、GOOSE(面向变电站事件的通用对象)、SV(采样值)、SNTP(时间同步)等通信协议实现各种通信功能。由于所有设备使用统一的功能模型、数据模型和通信协议,实现了不同厂家设备间的可互操作性。

数字化变电站的信息充分共享,满足功能分布实现的要求。变电站中所有设备均从通信系统中获取所需要的其他设备的信息,并通过通信系统向其他设备传输输出信息和控制命令。按IEC61850通信协议,可传输设备的完整信息,包括状态、配置参数、工作参数、与其他设备的逻辑关系、软硬件版本等。变电站的功能可分布在多个物理设备上,不需为涉及到多个间隔的功能设计庞大复杂的物理设备(例如母差保护、VQC等功能)。同一物理设备可参与多个功能实现,避免了变电站的物理设备的重复设置。

数字化变电站通信系统可实时、可靠的交换所有设备的完整信息,利用高级应用软件能自动生成报表、操作票和操作记录、系统拓扑图、设备检修通知、故障分析报告等,实现管理自动化和智能决策。

数字化变电站可降低变电站整个生命周期的费用。由于设备的可互操作性,设备选型时可选择不同厂家的技术经济性最优的设备。避免物理设备的重复设置,减少了设备采购数量。系统扩展或部分设备更换和升级时其它设备的软硬件基本不变,达到保护投资的目的。提高管理自动化水平,减少人力资源投入。

数字化变电站采用冗余技术保证系统可靠性。按照IEC61850-3的“故障弱化”的原则,当变电站自动化系统的任一通信元件发生故障时,变电站仍应是持续可操作的。应当不存在这样一个故障点,由于它而使整个站不可操作,应当保持足够的当地监视和控制功能。任何元件的故障不应导致不可检出的功能失效,也不应导致多个和级联的元件故障。而且,也不应存在使220kV及以上电压等级保护功能和断路器控制功能失效的故障点。为满足上述原则,应将相应元件或设备双重化(例如网络、CT和保护等双重化),而且所有元件均有充分的自检功能,在任一元件或设备故障时均能及时报出。

3.实施的数字化变电站简介

按数字化变电站的要求建设的220kV和110kV数字化变电站,与现有的典型综自变电站在建设、维护、运行和管理等方面相比有以下特点:

(1)220kV和110kV电流电压互感器选用输出数字信号的电子式互感器。

(2)220kV和110kV开关设备用传统GIS开关设备配置智能终端实现智能化。现在一些国外公司已能提供全套的、符合IEC61850标准的智能一次设备。一些国内公司正在研制或开发智能一次设备,部分设备已通过鉴定。也可采用传统一次设备,为其配置智能终端实现智能化。由于智能化的开关设备型号很少,选型难度大。因此为传统开关设备配置智能终端是最经济、可靠的方法。

(3)10kV由于二次设备下放到开关柜,信号传输距离很小,互感器选用输出模拟信号的电子式互感器,开关设备选用传统开关设备。

(4)二次设备(包括后台软件)应符合IEC 61850。一种方法是选择符合IEC61850标准的二次设备;另一种方法是按IEC61850标准改造现有二次设备的通信协议,并将其对一次设备的输入输出接口改为过程层总线接口。对选用的设备应按IEC61850标准进行一致性测试,以验证其互操作性。

(5)通信光缆或电缆替代设备间的控制和信号电缆。与常规综自站相比,间隔层设备之间以及间隔层和过程层设备之间的信息交换也用通信网络实现。考虑电磁兼容性能,一次设备和二次设备间的过程层通信总线采用光纤通信技术。

(6)变电站监控、在线检测、五防、VQC和保护信息等原本独立的系统实现信息共享,共用一个通信网络和系统。利用数字化变电站提供的信息平台,实现自动故障分析、自动状态检修策划等高级应用功能,提高自动化水平。

(7)功能分布实现。分布实现的功能可分为两种。一种需要高度的实时性,例如母差保护、备自投等;一种实时性要求相对较低,如VQC。前者需通过过程层总线接口,直接与功能涉及到的若干间隔的过程层设备交换信息,以保证高度实时获取采样数据和输出控制命令。后者工作在站级层设备上,通过图1中的通信接口②与间隔层设备通信,利用间隔层的测控功能作用信息采集终端和命令执行终端,不需与过程层设备直接通信。

(8)数字接口设备的调试和校验。CT、PT、保护和测控等设备的模拟接口都由数字接口代替,应配置适应数字接口设备的试验仪器和试验规程。

在数字化变电站系统结构中,与典型的220kV综自站相似,主要区别在间隔层设备和过程层设备通过通信网络交换信息。如母差保护、变压器保护和备自投等功能,需要与多个间隔的过程层设备直接通信。母差保护用点对点通信现接收各间隔互感器的输出信息,并用交换机连接各间隔的过程层总线与该间隔的智能设备交换信息。变压器和备自投等设备与之类似。

如果确需用到不符合IEC61850标准的智能设备,可通过规约转换器接入自动化系统。

系统中变电站层与间隔层间通信网络、間隔层与过程层间通信网络都双重化,以保证某一通信网络故障时不影响变电站的重要功能。

由于电子式互感器配套的母差保护实现的难度较大,另配置一套传统母差保护与其并列运行以降低变电站的风险。

考虑经济性、技术成熟性、工程进度、降低风险等因素,实施的变电站建设方案与理想数字化变电站有一些非原则性的差异,在表1中列出。

4.结束语

综上所述,实现数字化变电对于我国变电站的自动化运行和管理将带来深远的影响和变革,具有非常重大的技术和经济意义。

在技术上,实现数字化变电站可以减少设备的退出次数和退出时间,提高设备的使用效率;避免信号传输和处理带来的附加误差,提高保护、测量和计量系统的精度;减少自动化设备数量,简化二次接线,提高系统的可靠性;设备具有互操作性,方便了设备的维护和更新,减少投运时间,提高工作效率;方便变电站的扩建及自动化系统的扩充。

在经济上,可以实现信息在运行系统和其他支持系统之间的共享,减少重复建设和投资;减少占地面积,从而减少建设投资;减少变电站寿命周期内的总体成本,包括初期建设成本和运行维护成本。

参考文献

[1]胡敏强,等.基于IEC61850标准的变电站自动化系统研究[J].电网技术,2003,10.

[2]扬奇逊,等.EIC61850通信协议体系介绍和分析[J].电力系统自动化,2000,04.

[3]王大鹏,等.浅谈数字化变电站的发展及应用[J].山东电力技术,2007,01.

作者:易晋

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