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1、整定計(jì)算的條件
以往的整定計(jì)算軟件在開(kāi)發(fā)的時(shí)候,我國(guó)的大多數(shù)110kV電網(wǎng)還是環(huán)網(wǎng)運(yùn)行,這些軟件充分考慮了220kV電網(wǎng)同110kV環(huán)網(wǎng)之間電磁環(huán)的存在對(duì)保護(hù)整定的影響,并因此增加了軟件的復(fù)雜程度,降低了其靈活性。這些軟件對(duì)于110kV電網(wǎng)保護(hù)的整定不規(guī)范、失配點(diǎn)多、非常規(guī)整定多的問(wèn)題沒(méi)有重視,大大降低了計(jì)算出的結(jié)果的實(shí)用價(jià)值。另外受軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)的限制,開(kāi)發(fā)者在人機(jī)界面的方便程度考慮較少,使得人工干預(yù)非常煩瑣,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,不得不棄而不用。
準(zhǔn)專(zhuān)家系統(tǒng)模式的計(jì)算機(jī)整定計(jì)算能夠解決以往的軟件應(yīng)用到110kV電網(wǎng)時(shí)所遇到的問(wèn)題,其主要依據(jù)有兩點(diǎn):110kV電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。
1.1、110kV電網(wǎng)形成單電源的輻射結(jié)構(gòu),簡(jiǎn)化了整定計(jì)算
隨著220kV的主輸電網(wǎng)絡(luò)的形成,原來(lái)的110kV環(huán)網(wǎng)得以解環(huán)運(yùn)行,從而形成了以220kV變電站為中心電源的輻射型結(jié)構(gòu)的分區(qū)網(wǎng)絡(luò),使得110kV的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)大大地簡(jiǎn)化。由于不再考慮電磁環(huán),也使得110kV電網(wǎng)的整定計(jì)算軟件的開(kāi)發(fā)思路發(fā)生了重大改變。解環(huán)運(yùn)行之后,分區(qū)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模較以前減少了許多,各電力元件之間的保護(hù)配合關(guān)系變得非常簡(jiǎn)單,如果仍沿用節(jié)點(diǎn)方程的方法進(jìn)行整定計(jì)算,一方面將簡(jiǎn)單問(wèn)題復(fù)雜化,另一方面仍不能解決短線群、T接線、小電源的問(wèn)題。準(zhǔn)專(zhuān)家模式是將電力元件的所有的整定配合關(guān)系歸納為相應(yīng)的用計(jì)算公式表示的規(guī)則(由于不存在電磁環(huán),這些規(guī)則的數(shù)目及復(fù)雜程度都大大降低),然后由整定人選擇所整定的電力元件的整定規(guī)則。這種模式簡(jiǎn)單、直觀,對(duì)整定計(jì)算全過(guò)程可進(jìn)行有效的控制。
1.2、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為新模式提供強(qiáng)大的技術(shù)支持
最早進(jìn)行整定計(jì)算軟件的開(kāi)發(fā)大約是在七八十年代,現(xiàn)在計(jì)算機(jī)軟硬件的技術(shù)水平同當(dāng)時(shí)相比不可同日而語(yǔ)。當(dāng)時(shí)編制軟件最先要考慮的是軟件的運(yùn)行速度以及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)容量,其次才是用戶(hù)界面,而以目前的計(jì)算機(jī)技術(shù)水平,對(duì)于編制這種規(guī)模的軟件,其運(yùn)算速度及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量可以不予考慮,因此其重點(diǎn)應(yīng)該是良好的用戶(hù)界面。準(zhǔn)專(zhuān)家系統(tǒng)模式完全在系統(tǒng)一次圖形界面上完成參數(shù)數(shù)據(jù)的輸入、計(jì)算過(guò)程的控制、計(jì)算結(jié)果的輸出,大大降低了使用者掌握軟件的難度,不經(jīng)培訓(xùn)就可以方便地使用。
2、整定計(jì)算的實(shí)施方案
2.1、方案總體設(shè)計(jì)
該方案由以下幾個(gè)模塊組成:電網(wǎng)拓?fù)淅L圖模塊、參數(shù)數(shù)據(jù)輸入模塊、短路電流計(jì)算模塊、整定計(jì)算規(guī)則模塊、整定計(jì)算模塊、ODBC接口模塊。
由圖1可以看出,整定計(jì)算的全過(guò)程都是在系統(tǒng)一次圖形的界面下完成,不需要使用者對(duì)底層進(jìn)行操作。在專(zhuān)用的電網(wǎng)拓?fù)淅L圖模塊下,一次圖一旦繪好,網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就建成,結(jié)構(gòu)中各單元同系統(tǒng)各元件一一對(duì)應(yīng),這種對(duì)應(yīng)是由軟件完成,毋需人工干預(yù);參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)、短路電流數(shù)據(jù)庫(kù)、規(guī)則庫(kù)都是整定計(jì)算的數(shù)據(jù)源,其中參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)、短路電流數(shù)據(jù)庫(kù)與系統(tǒng)一次結(jié)構(gòu)緊密相關(guān),當(dāng)系統(tǒng)一次結(jié)構(gòu)變化后,這兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容相應(yīng)修改。整定規(guī)則庫(kù)則完全獨(dú)立,其修改、補(bǔ)充等操作單獨(dú)進(jìn)行。
2.2、功能模塊介紹
2.2.1、電網(wǎng)拓?fù)淅L圖模塊
電網(wǎng)拓?fù)淅L圖模塊是一個(gè)面向?qū)ο蟮碾娋W(wǎng)繪圖工具,能夠支持全屏幕動(dòng)態(tài)縮放、屏幕漫游,以基本圖元(如線路、斷路器、變壓器等)為繪圖單位,進(jìn)行系統(tǒng)一次網(wǎng)絡(luò)圖的繪制,各圖元通過(guò)定義形成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),性能優(yōu)良且操作方便。除了具有圖形編輯軟件的一般功能外,它的最大特點(diǎn)在于可以無(wú)隙地嵌入數(shù)據(jù)庫(kù)和保護(hù)整定計(jì)算模塊。因此,該模塊實(shí)際上充當(dāng)了本系統(tǒng)的用戶(hù)交互界面,用戶(hù)在圖上即可進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)操作并可啟動(dòng)線路或變壓器的保護(hù)整定計(jì)算。
2.2.2、參數(shù)數(shù)據(jù)輸入模塊
在系統(tǒng)一次圖上,在定義好的圖元上輸入?yún)?shù)數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理后形成參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù),并同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一一對(duì)應(yīng)。參數(shù)數(shù)據(jù)能夠在系統(tǒng)一次圖上打印出來(lái)。
2.2.3、短路電流計(jì)算模塊
利用已形成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)果及參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù),以各母線為故障點(diǎn),計(jì)算大小運(yùn)行方式下三相短路、兩相短路、單相接地、兩相短路接地的故障電流,形成短路電流數(shù)據(jù)庫(kù),并能夠以一定格式輸出打印。
2.2.4、整定計(jì)算規(guī)則模塊
以單電源輻射型網(wǎng)絡(luò)為主要整定對(duì)象,充分考慮短線群、T接線、小電源對(duì)整定計(jì)算的影響,將各種保護(hù)的整定方法總結(jié)、歸納,形成標(biāo)準(zhǔn)化、公式化的規(guī)則庫(kù)。
2.2.5、整定計(jì)算模塊
模塊分為整定設(shè)置、線路保護(hù)整定及元件保護(hù)整定三部分。整定計(jì)算所需的有關(guān)系數(shù)要求,例如靈敏系數(shù)、可靠系數(shù)、配合系數(shù)、整定原則等,整定前在整定設(shè)置菜單下填入。
線路保護(hù)整定計(jì)算分三種方式:
1)全自動(dòng)方式:所有整定步驟由計(jì)算機(jī)完成,沒(méi)有人工干預(yù);
2)半自動(dòng)方式:由人工指定失配點(diǎn)及失配參數(shù),計(jì)算機(jī)完成后面的工作;
3)全人工方式:全部整定步驟采用問(wèn)答式,由整定人逐步完成,每一步的計(jì)算結(jié)果均在屏幕顯示。
保護(hù)整定均在系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)界面上進(jìn)行,根據(jù)用戶(hù)在系統(tǒng)一次圖上選定的電力元件,直接啟動(dòng)相應(yīng)保護(hù)的整定計(jì)算模塊,通過(guò)調(diào)用參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)、短路電流數(shù)據(jù)庫(kù)、規(guī)則庫(kù)的內(nèi)容進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算過(guò)程可人工干預(yù)。
所有的計(jì)算結(jié)果均以整定計(jì)算書(shū)的形式輸出。
2.2.6、ODBC接口模塊
整定計(jì)算是在一次圖形界面上完成的,要通過(guò)ODBC(OpenDataBaseConnectivity,開(kāi)放數(shù)據(jù)庫(kù)互聯(lián))將參數(shù)數(shù)據(jù)、短路電流數(shù)據(jù)以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)參數(shù)結(jié)合起來(lái),完成相應(yīng)的計(jì)算。
2.3、方案的特點(diǎn)
該方案具有以下特點(diǎn):
1)數(shù)學(xué)模型簡(jiǎn)單
由于以單電源輻射型網(wǎng)絡(luò)作為整定計(jì)算的對(duì)象,大大簡(jiǎn)化了整定計(jì)算的數(shù)學(xué)模型,從而使整定計(jì)算的復(fù)雜程度大大降低。
2)人機(jī)界面友好
數(shù)學(xué)模型簡(jiǎn)單使開(kāi)發(fā)者在開(kāi)發(fā)平臺(tái)的選擇上有很大的余地,不用對(duì)平臺(tái)的數(shù)學(xué)計(jì)算能力有太高要求,因此可以充分利用近年來(lái)推出的優(yōu)秀商業(yè)軟件,從用戶(hù)角度開(kāi)發(fā)出具有直觀、簡(jiǎn)單、靈活的人機(jī)界面的軟件。
3)輸入輸出設(shè)計(jì)靈活
參數(shù)的輸入完全在系統(tǒng)一次圖形界面上完成,徹底擯棄了過(guò)去需要用戶(hù)做節(jié)點(diǎn)編號(hào)、做數(shù)據(jù)文件的方法,大大降低了工作量。計(jì)算結(jié)果的輸出有兩種方式,一是在屏幕輸出,這樣可以讓整定人監(jiān)視整定計(jì)算的每一個(gè)步驟,這對(duì)于整定計(jì)算的審核十分有利;第二種方式是以整定計(jì)算書(shū)的形式輸出,可以文本格式進(jìn)行編輯,由于目前微機(jī)保護(hù)的許多小定值不是計(jì)算的結(jié)果,而是運(yùn)行方式的一些具體要求,因此對(duì)整定計(jì)算書(shū)進(jìn)行必要的編輯,一方面使計(jì)算書(shū)更加完整,另一方面對(duì)無(wú)紙化辦公也有一定的意義。
3、開(kāi)發(fā)軟件的選擇
3.1、軟件運(yùn)行平臺(tái):中文Windows95
中文Windows95是一個(gè)32位的操作系統(tǒng),它是專(zhuān)門(mén)為中國(guó)大陸的用戶(hù)而設(shè)計(jì)的,因此它具有內(nèi)置的雙字節(jié)漢字內(nèi)核,無(wú)需再外掛中文平臺(tái)即可顯示漢字,極大地方便了國(guó)內(nèi)用戶(hù)。Windows95與Windows3.X以及DOS相比較,有操作容易、支持搶先式多任務(wù)、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
3.2、數(shù)據(jù)庫(kù)接口工具:MicrosoftODBC2.0
MicrosoftODBC2.0是一個(gè)由微軟公司在90年代初提出的開(kāi)放式數(shù)據(jù)庫(kù)互連的標(biāo)準(zhǔn),發(fā)展到現(xiàn)在在技術(shù)上已相當(dāng)成熟,幾乎所有主要的數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)商都提供了相應(yīng)的ODBC驅(qū)動(dòng)程序。ODBC的優(yōu)點(diǎn)在于它使程序員無(wú)須關(guān)心他所要存取的數(shù)據(jù)源的類(lèi)型、位置和格式等。他只需調(diào)用相同的API函數(shù)來(lái)和ODBC接口打交道即可,直接和某個(gè)特定的數(shù)據(jù)庫(kù)交互則由ODBC來(lái)完成。這樣,一方面使程序員的工作量大為減輕,另一方面使得程序更加靈活,因?yàn)楫?dāng)?shù)蛯訑?shù)據(jù)庫(kù)發(fā)生變化(如數(shù)據(jù)庫(kù)由DBASE變?yōu)锳CCESS)時(shí),慶用程序不須做較大的改動(dòng)可適應(yīng)新的數(shù)據(jù)源。
3.3、數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)軟件:MicrosoftAccess97中文版
MicrosoftAccess97中文版是微軟公司在1997年推出的最新的數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)及管理軟件,它在小型的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用中具有許多優(yōu)點(diǎn)。它是一個(gè)臺(tái)式的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù),但同時(shí)又可被應(yīng)用到客戶(hù)/服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)前端機(jī)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用中。它生成的數(shù)據(jù)庫(kù)僅由一個(gè)文件組成,極易管理。而且,它的開(kāi)發(fā)平臺(tái)是基于Windows95的,能充分利用其穩(wěn)定、多任務(wù)的優(yōu)勢(shì),并給開(kāi)發(fā)人員一個(gè)良好的開(kāi)發(fā)界面,操作相當(dāng)容易。它具有以下特點(diǎn):
(1)Access支持多種數(shù)據(jù)形式,可以從FoxPro,Paradox3.X,Lotus1-2-3.X,Dbase,Lotus1-2-3,MicrosoftExcel和Betrieve中引入數(shù)據(jù)。
(2)提供一整套極富特色的集成窗口式菜單開(kāi)發(fā)環(huán)境,所有對(duì)象的屬性采用窗口式表達(dá),大大減少了編程語(yǔ)言,使得建立、編輯和調(diào)試一個(gè)應(yīng)用程序既輕松又快速。
(3)Access本身并不是一個(gè)面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(OODBMS),但它是一個(gè)面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)環(huán)境。超級(jí)秘書(shū)網(wǎng)
(4)Access引入了SQL數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)查詢(xún)語(yǔ)言,用戶(hù)可能直接在程序中嵌入SQL語(yǔ)言,從而使Access成為比較完善的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。
(5)在Access中,可使用WindowsAPI函數(shù),支持OLE和DDE.
(6)Access中的數(shù)據(jù)庫(kù)安全控制機(jī)制也是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)法比擬的。
3.4、編程語(yǔ)言:MicrosoftVisualC++5.0
MicrosoftVisualC++5.0是微軟公司最新推出的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)工具。較之其他同類(lèi)產(chǎn)品(如BorlandC++5.0,WatcomC++等),功能更加強(qiáng)大。它支持Windows平臺(tái)上幾乎所有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā),其編譯器支持增量編譯,每次編譯只將修改過(guò)的部分重編譯一遍,而其他部分不動(dòng),大大加快了編譯速度,縮短了開(kāi)發(fā)時(shí)間。在VisualC++5.0中,ClassWizard的功能大為增強(qiáng),可以為開(kāi)發(fā)人員自動(dòng)生成許多代碼,使開(kāi)發(fā)人員能夠把精力集中于程序所要實(shí)現(xiàn)的特定功能上,不必為一些細(xì)節(jié)浪費(fèi)時(shí)間。
【論文摘要】:網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅猛發(fā)展,廣播電視朝著移動(dòng)接收方向發(fā)展?,F(xiàn)階段,廣播的移動(dòng)接收算是在一定程度上解決了,但是電視的移動(dòng)接收問(wèn)題要比廣播的移動(dòng)接收困難得多,移動(dòng)接收所遇到的問(wèn)題之一就是衰落。移動(dòng)接收中的關(guān)鍵技術(shù)是OFDM,OFDM的特點(diǎn)是各子載波相互正交,擴(kuò)頻調(diào)制后的頻譜可相互重疊,不但減少了子載波間的相互干擾,還大大提高了頻譜利用率。還有地面數(shù)字電視廣播系統(tǒng)的多種制式問(wèn)題,各種制式都有它的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。解決了這些問(wèn)題,應(yīng)該就解決了移動(dòng)電視的接收問(wèn)題。
隨著數(shù)字網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展,無(wú)線傳播領(lǐng)域正在引發(fā)一場(chǎng)深刻的技術(shù)革命,就在這一兩年間,無(wú)線數(shù)字媒體的類(lèi)型驟然豐富,除傳統(tǒng)媒體之外,手機(jī)電視、車(chē)載移動(dòng)電視,樓宇分類(lèi)電視,多媒體信息亭、地鐵多媒體信息系統(tǒng)等新興媒體紛紛涌現(xiàn),移動(dòng)接收是個(gè)熱點(diǎn),尤其是廣播電視的移動(dòng)接收,成為發(fā)展方向之一?,F(xiàn)階段,廣播的移動(dòng)接收算是在一定程度上解決了。但是電視的移動(dòng)接收問(wèn)題要比廣播的移動(dòng)接收困難得多,所以至今還沒(méi)有得到很好解決。但我覺(jué)得,已經(jīng)快接近目標(biāo)。
一、數(shù)字電視地面廣播(DTTB)
在現(xiàn)代通信中,通信傳輸手段主要是光纖、衛(wèi)星、數(shù)字微波等,加上地面無(wú)線電視廣播電視發(fā)射構(gòu)成信息主體。目前在我國(guó)數(shù)字電視按信號(hào)傳輸方式可以分為地面無(wú)線傳輸數(shù)字電視、衛(wèi)星傳輸數(shù)字電視、有線傳輸數(shù)字電視三類(lèi)。而移動(dòng)電視是數(shù)字電視地面廣播的重要應(yīng)用。數(shù)字電視地面廣播在應(yīng)用需求上要求實(shí)現(xiàn)移動(dòng)和便攜接收的功能,使整個(gè)技術(shù)系統(tǒng)的要求最高。它具備無(wú)線數(shù)字系統(tǒng)所共有的優(yōu)點(diǎn),較之衛(wèi)星接收,有實(shí)現(xiàn)容易、價(jià)格低廉的特點(diǎn);較之有線接收不易受城市施工建設(shè)、自然災(zāi)害戰(zhàn)爭(zhēng)等因素造成的斷網(wǎng)影響;數(shù)字電視地面廣播通過(guò)電視臺(tái)制高點(diǎn)天線發(fā)射無(wú)線電波,覆蓋電視用戶(hù),用戶(hù)通過(guò)接收天線和電視機(jī)收看電視節(jié)目,主要的受眾也是針對(duì)本地區(qū)的。完善的數(shù)字電視地面廣播系統(tǒng)所具備的蜂窩單頻網(wǎng)功能,不僅提高了頻譜的利用率,而且可應(yīng)用與寬帶無(wú)線接入市場(chǎng);而移動(dòng)和便攜的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)使該系統(tǒng)能滿(mǎn)足現(xiàn)代信息社會(huì)"信息到人"的要求,也就是無(wú)論何人何時(shí)在何地均能任意獲取他想得到的信息。
二、移動(dòng)接收所遇到的主要問(wèn)題
移動(dòng)接收采用的方式是無(wú)線數(shù)字信號(hào)發(fā)射、地面接收。因此,移動(dòng)接收所遇到的問(wèn)題之一就是衰落,這是所有無(wú)線通信系統(tǒng)都會(huì)遇到的問(wèn)題。對(duì)于固定接收可以采用分集接收等方法予以克服,但對(duì)于移動(dòng)接收而言分集接收的方法顯然不實(shí)用,因此衰落問(wèn)題尤為突出。電波在沿地表傳播中會(huì)受到各種阻礙物的反射、散射和吸收,實(shí)際到達(dá)收信天線處的電波除了來(lái)自發(fā)射天線的直接波外,還存在來(lái)自各種物體(包括地面)的反射波和散射波。反射波和散射波在收信天線處形成干涉場(chǎng),此外,在移動(dòng)通信中,還存在因移動(dòng)臺(tái)(天線)的快速移動(dòng)而劃過(guò)顛簸的波節(jié)和波幅的駐播現(xiàn)象及由于多普勒效應(yīng)而造成的相移,凡此種種原因,就使得實(shí)際移動(dòng)臺(tái)接收到的場(chǎng)強(qiáng)在振幅和相位上均隨時(shí)隨地在急驟變化,使信號(hào)很不穩(wěn)定,這就是無(wú)線電波的衰落現(xiàn)象。衰落的嚴(yán)重程度通常隨頻率或路徑長(zhǎng)度的增加而增大。目前還無(wú)法對(duì)衰落進(jìn)行精確的預(yù)測(cè),但區(qū)分繞射衰落和多徑衰落兩種不同類(lèi)型的衰落是十分重要的。前者為慢衰落,短期信號(hào)中值電平在長(zhǎng)期中的起伏;后者為快衰落,即瞬時(shí)信號(hào)電平在短期中的起伏。這兩種衰落的表現(xiàn)和影響是不同的。另外,與其他無(wú)線通信系統(tǒng)不同的是,移動(dòng)接收的關(guān)鍵點(diǎn)是移動(dòng)。因此,移動(dòng)接收還存在一個(gè)其他無(wú)線通信不會(huì)遇到的問(wèn)題,這就是多普勒效應(yīng)。
在日常生活中,我們會(huì)注意到遠(yuǎn)處迎面駛來(lái)發(fā)出警報(bào)聲的警車(chē)在離你越近時(shí),汽笛聲的音調(diào)越高。從警車(chē)到達(dá)你所在位置開(kāi)始,音調(diào)開(kāi)始降低,而當(dāng)警車(chē)離開(kāi)你后,聽(tīng)到的音調(diào)會(huì)越來(lái)越低,這種現(xiàn)象就稱(chēng)為多普勒效應(yīng)。奧地利物理學(xué)家多普勒是這樣解釋這種現(xiàn)象的:朝你駛來(lái)的警車(chē)發(fā)出的聲波對(duì)你而言稍微壓縮從而相對(duì)集中,這時(shí)你聽(tīng)到的聲音波長(zhǎng)短于該聲源靜止時(shí)的波,而短波音調(diào)是高的。相反,離你而去的聲源的聲波稍微擴(kuò)散,這時(shí)你聽(tīng)到的波長(zhǎng)比該聲源靜止時(shí)的波長(zhǎng)長(zhǎng),長(zhǎng)波音調(diào)是低的,這樣的效應(yīng)對(duì)電磁波同樣適用。比如一個(gè)趨近我們的天線發(fā)出的信號(hào),它的頻率高于該天線相對(duì)于我們靜止時(shí)的頻率,波長(zhǎng)相對(duì)變短;相反,一個(gè)離我們遠(yuǎn)去的天線發(fā)出的信號(hào),其頻率則會(huì)低于該天線在相對(duì)我們靜止時(shí)相對(duì)于我們的頻率,波長(zhǎng)相對(duì)變長(zhǎng)。同時(shí)波長(zhǎng)的位移量與天線的運(yùn)動(dòng)速度存在正比關(guān)系,即速度越快,則波長(zhǎng)移動(dòng)越大。以上現(xiàn)象就是多普勒效應(yīng)(Doppler)。系統(tǒng)方面,移動(dòng)接收還要考慮覆蓋網(wǎng)的建設(shè),接收機(jī)(特別是便攜機(jī))的耗電,接收天線的安裝等問(wèn)題。從基本原理考慮,模擬廣播電視信號(hào)是不宜實(shí)現(xiàn)移動(dòng)接收的。為了解決移動(dòng)接收中遇到的問(wèn)題,廣播電視信號(hào)必須首先實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。利用數(shù)字技術(shù)無(wú)線接收,可有效解決以上問(wèn)題。只要在信號(hào)有效覆蓋范圍內(nèi),所有移動(dòng)交通工具,只要配有接收設(shè)備,都可以接收數(shù)字移動(dòng)電視信號(hào)。三、移動(dòng)接收中的關(guān)鍵技術(shù)--OFDM
OFDM是正交頻分復(fù)用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)的縮寫(xiě),是在嚴(yán)重電磁干擾的通信環(huán)境下保證數(shù)據(jù)穩(wěn)定完整傳輸?shù)募夹g(shù)措施。OFDM的基本原理是:高速信息數(shù)據(jù)流通過(guò)串/并變換,分配到速率相對(duì)較低的若干子信道中傳輸,每個(gè)子信道中的符號(hào)周期相對(duì)增加,這樣可減少因無(wú)線信道多徑時(shí)延擴(kuò)展所產(chǎn)生的時(shí)間彌散性對(duì)系統(tǒng)造成的碼間干擾。另外,由于引入保護(hù)間隔,在保護(hù)間隔大于最大多徑時(shí)延擴(kuò)展的情況下,可以最大限度地消除多徑帶來(lái)的符號(hào)間干擾。如果用循環(huán)前綴作為保護(hù)間隔,還可避免多徑帶來(lái)的信道間干擾。OFDM的特點(diǎn)是各子載波相互正交,擴(kuò)頻調(diào)制后的頻譜可相互重疊,不但減少了子載波間的相互干擾,還大大提高了頻譜利用率。主要技術(shù)特點(diǎn)如下:1)可有效對(duì)抗信號(hào)波形間的干擾,適用于多徑環(huán)境和衰落信道中的高速數(shù)據(jù)傳輸;2)通過(guò)各子載波的聯(lián)合編碼,具有很強(qiáng)的抗衰落能力;3)各子信道的正交調(diào)制和解調(diào)可通過(guò)離散傅利葉反變換和離散傅利葉變換實(shí)現(xiàn);OFDM能夠有效地對(duì)抗衰落和多普勒現(xiàn)象帶來(lái)的負(fù)面影響,使受到干擾的信號(hào)能夠可靠地接收。OFDM碼率低,又加入了時(shí)間保護(hù)間隔,具有極強(qiáng)的抗干擾能力。其多徑時(shí)延小于保護(hù)間隔,所以系統(tǒng)不受碼間干擾的困擾。在有關(guān)移動(dòng)接收的幾種標(biāo)準(zhǔn)的制定過(guò)程中,都采用OFDM作為其核心技術(shù)。
四、移動(dòng)接收制式
地點(diǎn):鄭州
主辦:中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)
承辦:河南農(nóng)業(yè)大學(xué)
中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)農(nóng)村能源工程專(zhuān)業(yè)委員會(huì)
河南省農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)
近年來(lái),面對(duì)能源需求與資源環(huán)境保護(hù)的突出矛盾,發(fā)展可再生、清潔、環(huán)保的新能源已經(jīng)成為我國(guó)節(jié)能減排、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略任務(wù)。農(nóng)業(yè)和農(nóng)村作為我國(guó)清潔能源生產(chǎn)與消費(fèi)的重要領(lǐng)域,對(duì)國(guó)家節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)舉足輕重。開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、水能、風(fēng)能、地?zé)崮芤约暗吞脊?jié)能技術(shù)等,已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
為了加強(qiáng)學(xué)術(shù)交流,提升我國(guó)清潔能源及低碳節(jié)能技術(shù)的開(kāi)發(fā)和利用水平,展示相關(guān)科研成果,推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展,由中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)主辦,河南農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)農(nóng)村能源工程專(zhuān)業(yè)委員會(huì)、《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》編輯部和河南省農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)共同承辦的“全國(guó)農(nóng)村清潔能源與低碳技術(shù)學(xué)術(shù)研討會(huì)”,定于2010年4月22~24日在河南省鄭州市召開(kāi)。會(huì)期3天,會(huì)后組織技術(shù)參觀。
會(huì)議擬邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)各大專(zhuān)院校、科研院所、企業(yè)等單位從事清潔能源與低碳節(jié)能研究的專(zhuān)家、學(xué)者進(jìn)行深入交流、成果推廣,并為企業(yè)、廠商提供科技合作的平臺(tái)。
會(huì)議征集論文并出版論文集,通過(guò)評(píng)審優(yōu)秀的論文擬安排在《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》(正刊)發(fā)表,基本通過(guò)審核的將在《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》(增刊)上發(fā)表,正刊和增刊均送El收錄。歡迎相關(guān)專(zhuān)家、學(xué)者、企業(yè)家、研究生參加此次大會(huì),并踴躍投稿、展示、交流。
一、會(huì)議內(nèi)容
會(huì)議主題:清潔能源與低碳技術(shù)研究新進(jìn)展
1)清潔能源政策;2)藻類(lèi)能源利用技術(shù);3)生物質(zhì)固體燃料技術(shù);4)生物質(zhì)液體燃料(生物柴油、乙醇等)技術(shù);5)生物氣化(CH4、H2)、生物質(zhì)熱解氣化工程技術(shù);6)生物質(zhì)發(fā)電技術(shù);7)太陽(yáng)能光熱利用技術(shù);8)小水電;9)小風(fēng)電;10)地?zé)衢_(kāi)發(fā)與熱泵利用技術(shù);11)低碳節(jié)能新技術(shù)。
二、會(huì)務(wù)費(fèi)
1000元/人,在校研究生600元/人。
會(huì)議期間安排住宿,食宿費(fèi)用自理。
三、參會(huì)報(bào)名截止日期及匯款方式
參會(huì)回執(zhí)見(jiàn)附件,填好后發(fā)送至,報(bào)名截止2011年4月10日。收到報(bào)名信息后,將發(fā)邀請(qǐng)通知。
銀行匯款開(kāi)戶(hù)行:農(nóng)業(yè)銀行北京朝陽(yáng)路北支行戶(hù)名:農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院帳號(hào):040101040009001。
郵局匯款北京市朝陽(yáng)區(qū)麥子店街41號(hào)501室《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》編輯部收,郵編100125。
匯款務(wù)請(qǐng)注明“學(xué)報(bào)會(huì)議費(fèi)”字樣,收款后統(tǒng)一開(kāi)具發(fā)票。
四、聯(lián)系方式
秦學(xué)敏電話:010-65929451,15110257104 簡(jiǎn)保權(quán)電話:010-65910066轉(zhuǎn)2503,15010386132
王柳電話:010-65929430
論文摘要:風(fēng)能是一種清潔,安全,可再生的綠色能源,利用風(fēng)能對(duì)環(huán)境無(wú)污染,對(duì)生態(tài)無(wú)破壞,環(huán)保效益和生態(tài)效益良好,對(duì)于人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。進(jìn)入20世紀(jì)70年代,在世界范圍內(nèi)爆發(fā)的能源危機(jī)告誡人們,要生存就要尋找開(kāi)發(fā)新能源,此后各國(guó)政府紛紛制定能源政策支持新能源的開(kāi)發(fā)利用。現(xiàn)今調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、減少溫室氣體排放、緩解環(huán)境污染、加強(qiáng)能源安全已成為國(guó)內(nèi)外關(guān)注的熱點(diǎn)。國(guó)家對(duì)可再生能源的利用,特別是風(fēng)能開(kāi)發(fā)利用給予了高度重視。
近年來(lái),世界風(fēng)力發(fā)電事業(yè)蓬勃發(fā)展,截至2006年年底,全世界風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量已達(dá)7422萬(wàn)千瓦,預(yù)計(jì)到2010年全世界風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到149.5吉瓦。
我國(guó)風(fēng)能資源豐富。據(jù)中國(guó)氣象科學(xué)研究院的初步測(cè)算,我國(guó)陸地10m高度處可開(kāi)發(fā)儲(chǔ)量為2.53億kW,海上可開(kāi)發(fā)儲(chǔ)量為7.5億kW,總計(jì)約10億kW,風(fēng)能利用潛力巨大。2005年以來(lái)我國(guó)每年的風(fēng)電新增裝機(jī)容量連年翻番,2005年裝機(jī)容量126萬(wàn)KW,2006年裝機(jī)容量260萬(wàn)KW,2007年裝機(jī)容量590萬(wàn)KW,至2008年底風(fēng)電裝機(jī)容量已超過(guò)1000萬(wàn)KW。國(guó)家規(guī)劃,到2020年中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模將達(dá)3000萬(wàn)kW。在國(guó)家政策和資源優(yōu)勢(shì)的推動(dòng)下,中國(guó)風(fēng)能開(kāi)發(fā)利用取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。
風(fēng)力發(fā)電在并網(wǎng)時(shí)由于沖擊電流的存在,會(huì)對(duì)電網(wǎng)電壓產(chǎn)生影響。由于風(fēng)力發(fā)電是一種間歇性能源,風(fēng)電場(chǎng)的功率輸出具有很強(qiáng)的隨機(jī)性,所以為了保證風(fēng)電并網(wǎng)以后系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性,需要額外安排一定容量的旋轉(zhuǎn)備用以響應(yīng)風(fēng)電場(chǎng)的隨機(jī)波動(dòng)。各種形式的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)對(duì)無(wú)功功率的需求不同,依靠電容補(bǔ)償來(lái)解決無(wú)功功率平衡問(wèn)題,發(fā)電機(jī)的無(wú)功功率與出力有關(guān),由此也影響電網(wǎng)的電壓。
大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的投入運(yùn)行,使大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的建設(shè)成為可能,風(fēng)電事業(yè)正逐步向產(chǎn)業(yè)化邁進(jìn)。在某些地方,風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)在電網(wǎng)中占有了相當(dāng)?shù)谋戎兀倪\(yùn)行狀況直接關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的安全性和可靠性。為了更加安全、充分的利用風(fēng)力資源,迫切需要深入研究大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)運(yùn)行的相關(guān)技術(shù)問(wèn)題,是保證并入大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)后電力系統(tǒng)仍然可以正常穩(wěn)定運(yùn)行的重要前提。
國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)期以來(lái),由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠,風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)主要采用恒速恒頻發(fā)電方式,但采用恒速恒頻方式的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電效率較低,而且機(jī)械承受的應(yīng)力較大,相應(yīng)的裝置成本較高。近年來(lái),隨著大規(guī)模電力電子技術(shù)的日趨成熟,同時(shí)為實(shí)現(xiàn)不同風(fēng)速下實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲從而高效發(fā)電,國(guó)內(nèi)外正在采用變速恒頻發(fā)電方式,變速恒頻發(fā)電方式可以大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)運(yùn)行轉(zhuǎn)速,來(lái)適應(yīng)因風(fēng)速變化而引起的風(fēng)力機(jī)功率的變化,可以最大限度的吸收風(fēng)能,因而效率較高;控制系統(tǒng)采取的控制手段可以較好的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的有功功率、無(wú)功功率,但控制系統(tǒng)較為復(fù)雜;低風(fēng)速下風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速相應(yīng)下降,從而大大降低了系統(tǒng)的機(jī)械應(yīng)力和裝置成本,近年來(lái)變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成了大容量風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的主要選擇方向。
恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)包括同步發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)和異步發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)。同步發(fā)電機(jī)在重載情況下并網(wǎng),若不進(jìn)行有效的控制,常會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的無(wú)功振蕩和失步,對(duì)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的影響。用于風(fēng)力發(fā)電的同步發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí),常采用自動(dòng)準(zhǔn)同步并網(wǎng)和自同步并網(wǎng)方式。前者由于風(fēng)速的不確定性,通過(guò)該方法并網(wǎng)比較困難;后者的并網(wǎng)操作相對(duì)簡(jiǎn)單,使并網(wǎng)在短時(shí)間內(nèi)完成,但要克服合閘時(shí)有沖擊電流的缺點(diǎn)。異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制裝置簡(jiǎn)單,而且并網(wǎng)后不會(huì)產(chǎn)生振蕩和失步,運(yùn)行比較穩(wěn)定。然而,異步發(fā)電機(jī)直接并網(wǎng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生發(fā)電機(jī)額定電流5-7倍的沖擊電流,不僅對(duì)電網(wǎng)造成沖擊而且影響機(jī)組壽命;另外異步發(fā)電機(jī)本身不發(fā)無(wú)功功率,需要進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。[
變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)有多種,例如同步發(fā)電機(jī)交/直/交系統(tǒng)的并網(wǎng)運(yùn)行和雙饋發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的并網(wǎng)運(yùn)行。在變速恒頻風(fēng)力發(fā)電的眾多種方案中,最具優(yōu)勢(shì)的方案是采用雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)型交流勵(lì)磁變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。
同步發(fā)電機(jī)交/直/交系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí),由于采用頻率變換裝置進(jìn)行輸出控制,因此并網(wǎng)時(shí)沒(méi)有電流沖擊,對(duì)系統(tǒng)幾乎沒(méi)有影響。由于同步發(fā)電機(jī)組工作頻率與電網(wǎng)頻率是彼此獨(dú)立的,風(fēng)輪及發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速可以變化,不必?fù)?dān)心發(fā)生同步發(fā)電機(jī)直接并網(wǎng)運(yùn)行可能出現(xiàn)的失步問(wèn)題。在風(fēng)電系統(tǒng)中使用阻抗匹配和功率跟蹤反饋來(lái)調(diào)節(jié)輸出負(fù)荷,可使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組按最佳效率運(yùn)行,向電網(wǎng)輸送更多的電能。
雙饋發(fā)電機(jī)系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí),風(fēng)力機(jī)起動(dòng)后帶動(dòng)發(fā)電機(jī)至接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)電網(wǎng),并網(wǎng)時(shí)基本上無(wú)電流沖擊。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速可隨風(fēng)負(fù)載的變化及時(shí)做出相應(yīng)的調(diào)整,產(chǎn)生最大的電能輸出。而且通過(guò)調(diào)節(jié)雙饋發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的頻率、幅值和相位,可以保證發(fā)電機(jī)在變速運(yùn)行的情況下發(fā)出恒定頻率的電力,并可以調(diào)節(jié)無(wú)功功率和有功功率。
交流勵(lì)磁變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中,發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)之間是一種柔性連接,尤其對(duì)無(wú)刷雙饋電機(jī)而言,對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)交流勵(lì)磁電流的調(diào)節(jié)與控制,就可在變速運(yùn)行的任何轉(zhuǎn)速下滿(mǎn)足并網(wǎng)條件,實(shí)現(xiàn)變速恒頻無(wú)沖擊電流的高效并網(wǎng)。其勵(lì)磁繞組與電網(wǎng)間的雙向變頻器功率,僅為發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的一小部分功率。可以預(yù)見(jiàn),在未來(lái)幾年內(nèi),無(wú)刷雙饋電機(jī)在變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)中將會(huì)獲得廣泛的應(yīng)用,對(duì)全國(guó)的風(fēng)力發(fā)電等機(jī)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代起推動(dòng)作用,產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
研究(設(shè)計(jì))內(nèi)容
對(duì)主要風(fēng)力發(fā)電機(jī)組類(lèi)型進(jìn)行對(duì)比研究,不同機(jī)型的發(fā)電機(jī)原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)行特性和對(duì)電力系統(tǒng)的影響不盡相同,有必要進(jìn)行研究。
對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)方式進(jìn)行比較分析研究,主要是同步發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)方式和異步發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)方式進(jìn)行比較分析,并對(duì)目前主流的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行重點(diǎn)探討。
電壓水平是電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要指標(biāo),研究了風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行后電力系統(tǒng)的電壓特性。
從風(fēng)電場(chǎng)接入地區(qū)的中樞點(diǎn)電壓水平、風(fēng)電系統(tǒng)負(fù)荷的輕重、風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功補(bǔ)償容量大小等各個(gè)方面分析探討影響風(fēng)電機(jī)組最大注入功率的各種因素。
綜合分析幾種常用風(fēng)力發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)控制技術(shù),分析比較它們各自應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電上的優(yōu)缺點(diǎn)。并提出風(fēng)力發(fā)電技術(shù)今后的發(fā)展趨勢(shì)。
研究(設(shè)計(jì))方法及技術(shù)路線
首先建立幾種常用風(fēng)力發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,建立風(fēng)速、風(fēng)力機(jī)模型,并利用已建立的數(shù)學(xué)模型對(duì)發(fā)電機(jī)原理進(jìn)行探討,研究各風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性,并就各種發(fā)電機(jī)并網(wǎng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的影響進(jìn)行理論探討,特別是與電網(wǎng)有功、無(wú)功交換功率及對(duì)電網(wǎng)電壓的影響進(jìn)行探討,找出合適的并網(wǎng)運(yùn)行控制方案。
本課題研究的難點(diǎn)有:1)風(fēng)力發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型的建立;由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)類(lèi)型較多,不同電機(jī)的數(shù)學(xué)模型不一樣,不能建立統(tǒng)一的、適應(yīng)各種機(jī)型的數(shù)學(xué)模型。2)該課題的探討主要停留在理論上,并進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆抡嬗?jì)算,難以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證時(shí)間安排
第九周
詳細(xì)地了解設(shè)計(jì)題目、設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)要求、預(yù)期效果。本周內(nèi)主要完成:①明確設(shè)計(jì)任務(wù)的具體內(nèi)容。②完成開(kāi)題報(bào)告。③編制初步設(shè)計(jì)方案
第十周
通過(guò)分析設(shè)計(jì)任務(wù),提出各自的問(wèn)題。
第十一周、第十二周
①將設(shè)計(jì)任務(wù)再次細(xì)化,提出更加具體的問(wèn)題。②開(kāi)始設(shè)計(jì)預(yù)期目標(biāo)的整體方案,包括相關(guān)硬件、軟件方案,提出可行性。
第十三周、第十四周
①設(shè)計(jì)方案更加具體化,使之更加清晰,明確提出可達(dá)到的預(yù)期效果。②再次論證方案的可行性。③對(duì)設(shè)計(jì)方案各部分進(jìn)行系統(tǒng)的分析計(jì)算,解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的具體問(wèn)題。
第十六周
總結(jié)前兩個(gè)階段的工作成果,編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
第十七周
①妥善保存設(shè)計(jì)系統(tǒng)。②修改畢業(yè)論文,并完成打印。③準(zhǔn)備答辯
預(yù)期成果
預(yù)期成果為幾種常見(jiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)運(yùn)行控制方案,并以論文論文的形式表達(dá)出來(lái)。可能的創(chuàng)新點(diǎn)為:考慮充分利用電力存儲(chǔ)或者能量存儲(chǔ)技術(shù),降低風(fēng)能資源的隨機(jī)性對(duì)電網(wǎng)造成的不利影響,改善風(fēng)能資源的利用條件,盡可能達(dá)到可控的目的。
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1.組建了一支結(jié)構(gòu)合理的師資隊(duì)伍。2008年前,課程組僅有3名教師,且都是教授,年齡在45~60歲之間,雖然他們學(xué)術(shù)造詣高,教學(xué)能力強(qiáng),教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富,但師資結(jié)構(gòu)明顯不合理。2008年開(kāi)始我們陸續(xù)新引進(jìn)了3名具有碩士學(xué)位的青年教師,其中一人具有5年的甲級(jí)電力設(shè)計(jì)院工作經(jīng)歷。課程組現(xiàn)有教師5人,主講教師4人,輔導(dǎo)教師1人,教授2人,副教授1人,講師1人,助教1人,40歲以下3人,平均年齡42歲,形成了一支學(xué)歷結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)、知識(shí)結(jié)構(gòu)、職稱(chēng)結(jié)構(gòu)、學(xué)緣結(jié)構(gòu)合理的教師隊(duì)伍。其中,課程組負(fù)責(zé)人周振起、主講教師張炳文、趙星海曾在電力設(shè)計(jì)院從事過(guò)電廠設(shè)計(jì)工作,有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
2.青年教師的培養(yǎng)計(jì)劃科學(xué)合理,效果明顯。課程組從執(zhí)教理論水平、專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平、教學(xué)能力和職業(yè)能力培養(yǎng)等方面為青年教師制定了有針對(duì)性的培養(yǎng)方案。①建立導(dǎo)師負(fù)責(zé)制,為新引進(jìn)的青年教師分別安排了一名老教師作為教學(xué)指導(dǎo)教師。要求青年教師必須完整地聽(tīng)一輪指導(dǎo)教師的課。導(dǎo)師通過(guò)聽(tīng)課、討論、交流等對(duì)青年教師進(jìn)行指導(dǎo),使青年教師能盡快勝任教學(xué)工作并提高教學(xué)水平,較好地發(fā)揮傳、幫、帶作用。②采取走出去、請(qǐng)進(jìn)來(lái)的多樣化方式,鼓勵(lì)青年教師走出校門(mén)到國(guó)內(nèi)進(jìn)修學(xué)習(xí),參加各種教學(xué)和科研交流會(huì)議及各種與提高教學(xué)質(zhì)量、改進(jìn)教學(xué)方法有關(guān)的培訓(xùn)活動(dòng),不斷提高青年教師專(zhuān)業(yè)教學(xué)水平與理論研究水平。③鼓勵(lì)青年教師參與科研工作。老教師與青年教師結(jié)對(duì),青年教師參與老教師的課題研究,有效地提高了青年教師的科研能力,同時(shí)也促進(jìn)了青年教師學(xué)術(shù)水平的提高。④支持青年教師攻讀學(xué)位,提高學(xué)術(shù)水平。為了進(jìn)一步提高青年教師學(xué)術(shù)水平,學(xué)校鼓勵(lì)青年教師攻讀博士學(xué)位,課程組也為青年教師攻讀博士學(xué)位提供方便條件,同時(shí)課程組為進(jìn)一步優(yōu)化師資隊(duì)伍學(xué)緣結(jié)構(gòu),支持青年教師到外校攻讀博士學(xué)位。2012年課程組已有一位青年教師考取了華北電力大學(xué)的在職博士,另一位青年教師近期也準(zhǔn)備在職攻讀其他學(xué)校的博士學(xué)位。通過(guò)上述培養(yǎng)措施的實(shí)施,提高了青年教師的教學(xué)與科研水平,收到顯著效果。青年教師趙星海,2008~2010年主持了吉林省教育廳“十一五”科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目一項(xiàng),2009年以第三參加人獲吉林省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)一項(xiàng),近5年發(fā)表教學(xué)、科研論文8篇,其中2篇被EI收錄,2011年獲校“課堂質(zhì)量?jī)?yōu)秀教師”稱(chēng)號(hào),2012年又獲校“青年教學(xué)標(biāo)兵”榮譽(yù)稱(chēng)號(hào),2011年被評(píng)為副教授。
二、完善教學(xué)大綱和課程體系,引進(jìn)新技術(shù),更新課程內(nèi)容,適應(yīng)現(xiàn)代電力技術(shù)發(fā)展需要
1.引進(jìn)新技術(shù),更新課程內(nèi)容,適應(yīng)現(xiàn)代電力技術(shù)發(fā)展需要。注重經(jīng)典與現(xiàn)代相結(jié)合,減少陳舊內(nèi)容,把最新知識(shí)和技術(shù)引入教學(xué)。為了進(jìn)一步提高效率,降低污染,減少機(jī)組單位功率建設(shè)投資,火電機(jī)普遍向高參數(shù)、大容量方向發(fā)展,我們將600MW、1000MW超臨界、超超臨界機(jī)組的內(nèi)容引入教學(xué);針對(duì)近期我國(guó)核能發(fā)電、燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電和空冷機(jī)組發(fā)展較快的特點(diǎn),我們將這三部分發(fā)電技術(shù)也加入教學(xué)內(nèi)容中,以適應(yīng)現(xiàn)代電力技術(shù)發(fā)展需要。把課程組的教學(xué)成果和科研成果引入教學(xué)。利用課程組研制的單元機(jī)組仿真教學(xué)系統(tǒng)演示熱力過(guò)程;采用課程組張炳文老師的研究成果確定熱力發(fā)電廠最佳運(yùn)行值。
2.調(diào)整理論和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí),加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)
3.結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行課程設(shè)計(jì),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程意識(shí)。《超臨界600MW火力發(fā)電機(jī)組熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算》這一工程實(shí)際課題為課程設(shè)計(jì)題目。在給定機(jī)組形式和回?zé)峒?jí)數(shù)等條件下,鼓勵(lì)學(xué)生利用學(xué)過(guò)的知識(shí),擬定發(fā)電廠熱力系統(tǒng)。要求學(xué)生依據(jù)擬定的發(fā)電廠熱力系統(tǒng)完成原則性熱力系統(tǒng)計(jì)算、熱力系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)、輔助熱力設(shè)備選擇、管徑計(jì)算及管道選擇、安全性及經(jīng)濟(jì)性分析,并用CAD繪制原則性熱力系統(tǒng)圖,以此訓(xùn)練學(xué)生的工程意識(shí)。在熱力系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力
三、教學(xué)方法與手段
1.重視新技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用,提高教學(xué)效果。生產(chǎn)過(guò)程中,由于熱力發(fā)電廠的熱力設(shè)備包裹在保溫層和保護(hù)層下,熱力管道縱橫交錯(cuò),學(xué)生在認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)時(shí)很難看到熱力設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu),也很難建立熱力系統(tǒng)的整體概念,學(xué)生對(duì)熱力發(fā)電廠的熱力設(shè)備和熱力系統(tǒng)缺少感性認(rèn)識(shí),給《熱力發(fā)電廠》的教學(xué)帶來(lái)一定的困難。為了提高教學(xué)效果,在教學(xué)過(guò)程中,將CAI多媒體課件、動(dòng)畫(huà)等現(xiàn)代媒體技術(shù)引入教學(xué)活動(dòng)中。采用CAI多媒體課件和動(dòng)畫(huà)將熱力發(fā)電廠生產(chǎn)過(guò)程、熱力系統(tǒng)的工作過(guò)程和熱力設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有機(jī)地融入教學(xué)過(guò)程,增加了課堂教學(xué)的直觀性、生動(dòng)性和信息量,提高了課堂學(xué)習(xí)效率。
2.重視教學(xué)方法改革,根據(jù)課程內(nèi)容采用不同教學(xué)方法。講授“提高發(fā)電廠熱經(jīng)濟(jì)性途徑”時(shí),采用啟發(fā)式教學(xué)法。啟發(fā)學(xué)生利用學(xué)過(guò)的工程熱力學(xué)知識(shí)給出結(jié)論,使學(xué)生由過(guò)去的被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)榉e極主動(dòng)地學(xué)習(xí)。講授“除氧器滑壓運(yùn)行的安全性”時(shí),結(jié)合“暫態(tài)過(guò)程除氧器工作壓力和給水泵內(nèi)靜壓曲線”,采用啟發(fā)式+討論式教學(xué)法,邊啟發(fā)邊討論,逐步給出防止除氧器滑壓運(yùn)行時(shí)給水泵汽蝕的措施;啟發(fā)式、討論式、研究式教學(xué)法的應(yīng)用促進(jìn)了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解,分析解決問(wèn)題的能力也得到了提高。
四、改善教學(xué)條件
1.教材建設(shè)。選用最新出版的普通高等教育“十二五”國(guó)家規(guī)劃教材作為授課教材,以保證課程內(nèi)容的先進(jìn)性,同時(shí)課程組教師也積極參與本課程教材的編寫(xiě),參考教材選用課程組教師出版的教材作為教學(xué)參考書(shū);有自編的《熱力發(fā)電廠習(xí)題集》和《熱力發(fā)電廠課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》,并為學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)的開(kāi)展提供了有效的文獻(xiàn)資料,以滿(mǎn)足教學(xué)需要。
2.改善實(shí)踐教學(xué)條件,滿(mǎn)足實(shí)踐教學(xué)要求。為滿(mǎn)足實(shí)踐教學(xué)要求,除原有的鍋爐實(shí)驗(yàn)室和汽輪機(jī)實(shí)驗(yàn)室外,學(xué)校又建起了發(fā)電廠生產(chǎn)過(guò)程模型實(shí)驗(yàn)室,該模型室配有300MW、600MW和1000MW火力發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)模型,還配有300MW、600MW火力發(fā)電廠和900MW核電機(jī)組熱力系統(tǒng)電子演示版以及主要輔助設(shè)備,如高壓加熱器、低壓加熱器、除氧器及給水泵的結(jié)構(gòu)模型。學(xué)校還建設(shè)了火電機(jī)組運(yùn)行仿真中心。采用一機(jī)多模的方式仿真了幾種不同形式機(jī)組從電能生產(chǎn)、傳輸?shù)椒峙涞娜^(guò)程,是國(guó)內(nèi)規(guī)模最大、功能最全的電力運(yùn)行仿真基地之一,是涉及發(fā)電廠動(dòng)力部分、電氣部分、發(fā)電廠控制等多個(gè)領(lǐng)域的校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地?;痣姍C(jī)組運(yùn)行仿真中心現(xiàn)有六套仿真軟件,包括300MW亞臨界汽包爐中儲(chǔ)式和直吹式火電機(jī)組仿真系統(tǒng)各一套、600MW超臨界強(qiáng)制循環(huán)直流爐火電機(jī)組仿真系統(tǒng)一套、135MW循環(huán)流化床火電機(jī)組仿真系統(tǒng)一套、集散控制系統(tǒng)圖形組態(tài)軟件一套。上述實(shí)踐基地在課外時(shí)間對(duì)學(xué)生實(shí)行開(kāi)放制度,以滿(mǎn)足學(xué)生實(shí)踐的要求。所有這些都為學(xué)生在校內(nèi)開(kāi)展實(shí)踐活動(dòng)提供了方便條件。
3.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源建設(shè)。為方便學(xué)生自學(xué),課程組積極進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源建設(shè),本課程網(wǎng)頁(yè)已于2008年10月建設(shè)完成,網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源豐富,環(huán)境良好,教學(xué)中能發(fā)揮作用。課程網(wǎng)頁(yè)由課程組胡鵬飛老師負(fù)責(zé)維護(hù),定期更新。學(xué)生可以隨時(shí)、隨地進(jìn)入課程網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行學(xué)習(xí),增強(qiáng)了學(xué)習(xí)效果。
五、改革輔導(dǎo)答疑方式,滿(mǎn)足學(xué)生學(xué)習(xí)要求