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0引言
随着国民经济的发展,科学技术的进步和生产过程的高度自动化,电网中各种非线性负荷及用户不断增长;各种复杂的、精密的,对电能质量敏感的用电设备越来越多。上述两方面的矛盾越来越突出,用户对电能质量的要求也更高,在这样的环境下,探讨电能质量领域的相关理论及其控制技术,分析我国电能质量管理和控制的发展趋势,具有很强的观实意义。
1衡量电能质量的主要指标
由于所处立场不同,关注或表征电能质量的角度不同,人们对电能质量的定义还未能达成完全的共识,但是对其主要技术指标都有较为一致的认识。
(1)电压偏差(voltagedeviation):是电压下跌(电压跌落)和电压上升(电压隆起)的总称。
(2)频率偏差(friquencydeviation):对频率质量的要求全网相同,不因用户而异,各国对于该项偏差标准都有相关规定。
(3)电压三相不平衡(unbalance):表现为电压的最大偏移与三相电压的平均值超过规定的标准。
(4)谐波和间谐波(harmonics&inter-hamonics):含有基波整数倍频率的正弦电压或电流称为谐波。含有基波非整数倍频率的正弦电压或电流称为间谐波,小于基波频率的分数次谐波也属于间谐波。
(5)电压波动和闪变(fluctuation&flicker):电压波动是指在包络线内的电压的有规则变动,或是幅值通常不超出0.9~1.1倍电压范围的一系列电压随机变化。闪变则是指电压波动对照明灯的视觉影响。
2电能质量问题的产生
2.1电能质量问题的定义和分类
电能质量问题是众多单一类型电力系统干扰问题的总称,其实质是电压质量问题。电能质量问题按产生和持续时间可分为稳态电能质量问题和动态电能质量问题。
2.2电能质量问题产生原因分析
随着电力系统规模的不断扩大,电力系统电能质量问题的产生主要有以下几个原因。
2.2.1电力系统元件存在的非线性问题
电力系统元件的非线性问题主要包括:发电机产生的谐波;变压器产生的谐波;直流输电产生的谐波;输电线路(特别是超高压输电线路)对谐波的放大作用。此外,还有变电站并联电容器补偿装置等因素对谐波的影响。其中,直流输电是目前电力系统最大的谐波源。
2.2.2非线性负荷
在工业和生活用电负载中,非线性负载占很大比例,这是电力系统谐波问题的主要来源。电弧炉(包括交流电弧炉和直流电弧炉)是主要的非线性负载,它的谐波主要是由起弧的时延和电弧的严重非线性引起的。居民生活负荷中,荧光灯的伏安特性是严重非线性的,也会引起严重的谐波电流,其中3次谐波的含量最高。大功率整流或变频装置也会产生严重的谐波电流,对电网造成严重污染,同时也使功率因数降低。
2.2.3电力系统故障
电力系统运行的内外故障也会造成电能质量问题,如各种短路故障、自然现象灾害、人为误操作、电网故障时发电机及励磁系统的工作状态的改变、故障保护装置中的电力电子设备的启动等都将造成各种电能质量问题。
3电能质量分析方法
3.1时域仿真法
时域仿真方法在电能质量分析中的应用最为广泛,其最主要的用途是利用各种时域仿真程序对电能质量问题中的各种暂态现象进行研究。目前较通用的时域仿真程序有EMTP、EMTDC、NETOMAC等系统暂态仿真程序和SPICE、PSPICE、SABER等电力电子仿真程序。
采用时域仿真计算的缺点是仿真步长的选取决定了可模仿的最大频率范围,因此必须事先知道暂态过程的频率覆盖范围。此外,在模仿开关的开合过程时,还会引起数值振荡。
3.2频域分析法
频域分析方法主要包括频率扫描、谐波潮流计算和混合谐波潮流计算等,该方法多用于电能质量中谐波问题的分析。
频率扫描和谐波潮流计算在反映非线性负载动态特性方面有一定局限性,因此混合谐波潮流计算法在近些年中发展起来。其优点是可详细考虑非线性负载控制系统的作用,因此可精确描述其动态特性。缺点是计算量大,求解过程复杂。
3.3基于变换的方法
在电能质量分析领域中广泛应用的基于变换的方法主要有Fourier变换、神经网络、二次变换、小波变换和Prony分析等5种方法。
3.3.1Fourier变换
Fourier变换是电能质量分析领域中的基本方法,在实时系统中,通常采用短时Fourier变换方法(STFT)和快速Fourier变换方法(FFT)。
Fourier变换的优点是算法快速简单。但其缺点也很多:(1)虽然能够将信号的时域特征和频域特征联系起来观察,但不能将二者有机地结合起来。(2)只能适应于确定性的平稳信号(如谐波),对时变非平稳信号难以充分描述。(3)STFT的离散形式没有正交展开,难以实现高效算法;只适合于分析特征尺度大致相同的过程,不适合分析多尺度过程和突变过程。(4)FFT变换的时间信息利用不充分,任何信号冲突都会导致整个频带的频谱散布;在不满足前提条件时,会产生“旁瓣”和“频谱泄露”现象。
3.3.2神经网络法
神经网络理论是巨量信息并行处理和大规模平行计算的基础,它既是高度非线性动力学系统,又是自适应组织系统,可用来描述认知、决策及控制的智能行为。
神经网络法的优点是:(1)可处理多输入-多输出系统,具有自学习、自适应等特点。(2)不必建立精确数学模型,只考虑输入输出关系即可。缺点是:(1)存在局部极小问题,会出现局部收敛,影响系统的控制精度;(2)理想的训练样本提取困难,影响网络的训练速度和训练质量;(3)网络结构不易优化。
3.3.3二次变换法
二次变换是一种基于能量角度来考虑的新的时域变换方法。该方法的基本原理是用时间和频率的双线性函数来表示信号的能量函数。
二次变换的优点是:可以准确地检测到信号发生尖锐变化的时刻;精确测量基波和谐波分量的幅值。缺点是:无法准确地估计原始信号的谐波分量幅值;不具有时域分析功能。
3.3.4小波分析法
小波变换是新的多尺度分析数字技术,它通过对时间序列过程从低分辨率到高分辨率的分析,显示过程变化的整体特征和局部变化行为。常用的小波基函数有:Daubechies小波、B小波、Morlet小波Meyer小波等。
小波变换的优点是:(1)具有时-频局部化的特点,特别适合突变信号和不平稳信号分析。(2)可以对信号进行去噪、识别和数据压缩、还原等。缺点是:(1)在实时系统中运算量较大,需要如DSP等高价格的高速芯片。(2)小波分析有“边缘效应”,边界数据处理会占用较多时间,并带来一定误差。
3.3.5Prony分析法
Prony分析衰减的思想类似于小波。在该方法中,信号总是被认为可以由一系列的衰减的正弦波构成,这些衰减正弦波类似于小波函数。所以Prony分析方法和小波一样,可以做多尺度的信号分析。Prony分析的主要缺点是计算时间过长。
4电能质量的控制策略与技术
4.1几种电能质量控制策略
(1)PID控制:这是应用最为广泛的调节器控制规律,其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便,易于在工程中实现。当被控对象的结构和参数不能完全掌握,或得不到精确的数学模型时,应用PID控制技术最为方便。其缺点是:响应有超调,对系统参数摄动和抗负载扰动能力较差。
(2)空间矢量控制:空间矢量控制也是一种较为常规的控制方法。其原理是:将基于三相静止坐标系(abc)的交流量经过派克变换得到基于旋转坐标系(dq)的直流量从而实现解耦控制。常规的矢量控制方法一般采用DSP进行处理,具有良好的稳态性能与暂态性能。也可采用简化算法以缩短实时运算时间。
(3)模糊逻辑控制:知道被控对象精确的数学模型是使用经典控制理论的"频域法"和现代控制理论的“时域法”设计控制器的前提条件。模糊控制作为一种新的智能控制方法,无需对系统建立精确的数学模型。它通过模拟人的思维和语言中对模糊信息的表达和处理方式,对系统特征进行模糊描述,来降低获取系统动态和静态特征量付出的代价。
(4)非线性鲁棒控制:超导储能装置(SMES)实际运行时会受到各种不确定性的影响,因此可通过对SMES的确定性模型引入干扰,得到非线性二阶鲁棒模型。对此非线性模型,既可应用反馈线性化方法使之全局线性化,再利用所有线性系统的控制规律进行控制,也可直接采用鲁棒控制理论设计控制器。
4.2FACTS技术
FACTS,即基于电力电子控制技术的灵活交流输电,是上世纪80年代末期由美国电力研究院(EPRI)提出的。它通过控制电力系统的基本参数来灵活控制系统潮流,使输送容量更接近线路的热稳极限。采用FACTS技术的核心目的是加强交流输电系统的可控性和增大其电力传输能力。
目前有代表性的FACTS装置主要有:可控串联补偿电容器、静止无功补偿器、晶闸管控制的串联投切电容器、统一潮流控制器等。
4.3用户电力(CustomPower)技术
用户电力技术就是将电力电子技术、微处理机技术、自动控制技术等运用于中低压配电系统和用电系统中,其目的是加强配电系统的供电可靠性,并减小谐波畸变,改善电能质量。该技术的核心器件IGBT比GTO具有更快的开关频率,并且关断容量已达MVA级,因此DFACTS装置具有更快的响应特性。
用户电力技术概念的提出,有助于供电部门提供高可靠性和高质量的电力,也有助于满足各种新工艺用户对电力供应的更高要求。目前主要的DFACTS装置有:有源滤波器(APF)、动态电压恢复器(DVR)、配电系统用静止无功补偿器(D-STATCOM)、固态切换开关(SSTS)等。
5电能质量控制的发展方向
5.1研究电能质量分析控制领域的基础性工作
一方面要深入探索电能质量领域的基础性研究工作,包括电能质量的定义、评价标准与体系,电能质量问题的表现形式、影响因素、防治方法等。同时,积极研究电能质量控制的新方法、新技术和新策略,将更为先进、科学的控制理念和控制思想借鉴到电能质量管理领域。
5.2推广使用数字化电能质量控制技术
以DSP为基础的实时数字信号处理技术在控制领域得到广泛应用,其优点为:①可提高系统稳定性、可靠性和灵活性;②由程序控制,改变控制方法或算法时不必改变控制电路;③可重复性好,易调试和批量生产;④易实现并联运行和智能化控制。随着DSP性能的不断改善和价格的下降,电能质量控制装置将用DSP来实现实时信号处理从而取代模拟量控制。
5.3对电能质量检测技术的新要求
传统的检测仪器一般局限于持续性和稳定性指标的检测,而且仅测有效值已不能精确描述实际的电能质量问题,因此需要发展新的监测技术。具体要求包括:①能捕捉快速(ms级甚至ns级)瞬时干扰的波形;②需要测量各次谐波以及间谐波的幅值、相位;③需要有足够高的采样速率,以便能和得相当高次谐波的信息。④建立有效的分析和自动辩识系统,反映各种电能质量指标的特征及其随时间的变化规律。
5.4大力发展应用新技术
电力电子技术的应用可以大大提高电网的电能质量,FACTS、CusPow等新技术更是为解决电能质量问题开拓了广阔的前景,同时一些非电力电子技术的发展也很迅猛,将这些技术融合发展,并合理使用、大力推广,必然会逐步满足电力负荷对电能质量日益提高的要求。
参考文献
[1]DuganRC,MegranghanMF,BentyHW.E1ectricalpowersystemsquality[M].NewYork:McGrawHill,1996.
[2]DaubechiesI.Tenlecturesonwavelets[C].Philadelphia,Pennsylvania,SIAMMathematicalAnalysis,1992.
2改进思路
对于电能计量设备管理工作中存在的问题,经过分析,确定通过重新梳理工作流程、规范管理制度的方式保障电能计量设备管理工作有序开展,避免工作交叉;通过以“大仓库、大配送”总体部署,围绕“标准设计、定额存储、动态补仓”供应策略为依据,建立电能计量设备储备定额管理机制,实现动态补仓机制,解决以项目申购采购供货周期长、项目物资无法共用,造成资源浪费的问题;通过建立电能计量仓储管理机制及物资属性库区,电能计量设备的出、入库有据可循,解决无供应商送货计划、无各生产部门及区局配送计划、仓库积压但无可用(检定合格)设备的问题;通过对信息系统的功能优化,实现业务系统之间的数据共享和业务贯通,提升信息系统对于电能计量设备管理工作的有效支持。
3改进措施
3.1优化管理流程为了避免业务工作的交叉,保障电能计量设备管理工作的顺利开展,以信息系统为基础,管理部门对电能计量设备管理流程进行了优化。新工作流程主要将电能计量设备管理工作和信息系统结合开展工作,通过计量检定系统、物资系统、营销系统、项目管理系统的信息共享,各业务系统间协同开展工作,实现一站式作业,提升电能计量设备管理工作效率,保障电能计量设备供货的及时性和规范性。新电能计量设备管理工作流程如图2所示。新流程改变了当前电能计量设备管理过程中需求申报、采购、检测(质检、检定)、配送、领用、安装的顺序管理,实现定额管理、采购和发码单据同步开展;改变多个部门需要反复沟通的问题,市场营销部上报年度电能计量设备储备定额后,直接以储备定额为依据进行补仓采购并授予条形码。
3.2规范管理制度管理部门同时明确了电能计量设备的管理要求,规定了各流程环节的工作时限及各岗位管理职责,改进了电能计量设备管理业务规则,明确了各管理节点岗位职责,具体如下:(1)优化品类,动态补仓。为缩短电能计量设备采购周期、解决项目物资无法共用,电能计量设备采购储备定额管理方式,由市场营销部上报年度电能计量设备储备定额量,物资部门以储备定额为依据实现动态补仓配送及动态补仓采购。(2)到货档案。采购设备到货仓库后,由该仓库仓管员2天内办理到货档案批次,并抽样送检。(3)检测(抽检、检定)。物资部门办理到货批次并送检后,由检测单位制定检测计划并安排检测工作,检测完成后通知仓管员回库。(4)配送至各生产部门及区局。各生产部门及区局发起补货需求后由仓管员2天内完成物资的配送工作。(5)补货规则,按电能计量设备采购四级补仓机制。各使用单位提出补货需求时,仓管员检查成品仓物资是否满足,满足则直接从成品仓进行补货配送;如成品仓不能满足则检查待检定仓物品量及检定计划;待检定仓物品无法满足则从待检仓进行补仓进行检定;当待检仓无法满足时检查同合供货情况,通知供应商送货或提交待检仓补仓采购需求。
3.3规范仓库管理规范物资仓库物资存储区域,划为仓库为待检区、检测区、换货区、成品区,电能计量设备存放仓库规范:电能计量设备到货后由仓管员存放至待检仓;由检测单位检测中的设备存放至检测区,检测不合格的物品存放至换货区,检测合格的物品存放至成品区,成品区的物品方可配送至各生产部门及区局安装使用。各生产部门及区局发生领用需求时,首先开具移库、配送各部门急救包的“营销计量仓”仓。这样既保证了仓库管理员账实一致,清晰掌控仓库各状态物资库存情况,保证物资供应及补货,又同时提升了工作人员的沟通效率。
3.4明确工作界面,优化信息系统功能明确工作界面,市场营销部负责营销项目下达及年度储备定额修编、物资部门负责物资供应、计量中心负责设备检测;各专业管理系统(物资系统、计量检定、营销系统、项目管理系统)根据新电能计量设备业务管理流程需求进行系统功能的优化,实现几个系统之间的信息共享及业务贯通。物资系统中可以自动依据一级仓、急救包的库存及年底电能计量设备定额自动提醒补货,物资部管理员实时根据系统的补货提醒进行补仓配送或补仓采购;到货后由仓管员收货、建立到货档案批次并抽样、送检;系统自动将抽取的样品及到货物品信息同步至计量检定系统,由检测部门检测负责人安排检测工作;检测完成后检测结果同步至物资系统;由仓管员将检测合格物品移库至成品区,成品区物品按需移库、配送至各生产部门及区局营销计量仓;各生产部门及区局根据营销系统供电服务订单情况维护工单,工单信息包含需求物资信息;工单建立完毕后自动同步至物资系统的营销计量仓管理员的领料待办提醒;营销计量仓管理员根据工单物资需求发送实物并办理领用手续;已领用电能计量设备同步至营销系统进行安装运行。
3.5建立电能计量设备生命周期档案库物资状态贯穿电能计量设备管理全过程,已签合同未到货、已到货未抽检、抽检中、抽检不合格、整批换货中、抽检合格、强检中、强检不合格、零散换货中、强检合格、已配送、已领用,运行中、已拆卸、已报废各状态物资一目了然。
4取得成效
通过对电能计量设备管理模式的优化,解决了历史上信息不能共享、项目物资不能共用导致库存积压但无项目需求可用设备、工作人员沟通繁琐、无检定计划、无补货计划、无配送计划,无库存跟踪等问题,重新规范了电能计量设备管理过程,优化了管理流程、提升了管理效率。(1)集中的储备管理策略,有效保障物资供应及时性。电能计量设备通过储备方式进行管理,围绕“标准选型、定额存储、动态补仓”供应策略,根据全局的实际需求制定科学的储备方案,并按照储备方案和实际用料需求进行实物采购和储备。改变以往按实际领料项目申购的分散管理的混乱现象,实现集中式的管理;同时,在储备方式的基础之上,制定完善的领用管理规范,破除以往领用项目难以互通的壁垒现象,形成补仓采购运作机制(资金预算、采购支付、核算机制),有效保障物资供应及时性,提升库存物资周转率,减少工程余料(定额物资)产生,提高资金使用率。从而有效提高管理的效率、降低成本,提高设备质量。(2)优化物资品类,降低采购成本。补仓采购机制的关键任务包括:标准选型及品类优化;颁布定额储备方案;落实财务预算;动态补仓机制;建立领用机制;JIT项目里程碑节点衔接;仓库分级管理;业务流程梳理及信息系统支撑。其中标准选型及品类优化是开展补仓采购工作的坚实基础,电能计量设备从以往的130多种品类优化至80种,极大程度上减少了仓储物资种类和补仓采购成本,充分发挥补仓采购管理模式的优势,提升资金的集成效益和物资服务水平。(3)规范“先抽检、后入库”运作模式,归避财务风险,保障在库设备质量。将以往“先入库、后抽检”调整为“先抽检、后入库”模式,解决以往供应商货到仓库后,由仓管员直接办理入库单,待入实物账、财务账后再进行抽检,存在的在库物资未抽检付款供应商存在一定的财务风险问题、检测不合格换货难的问题,从而归避财务风险、保障在库设备质量,缩短设备供货周期,减少在库设备量,提高仓库周转率,降低仓库管理成本。(4)补仓采购机制,缩短供货周期,减少需求误差,降低采购风险,物资供货及时率达100%。仓库结构优化为一级中心仓加急救包,根据各品类物资储备定额量,实时监控各使用单位急救包在库物资情况,自动发起补货需求,仓管员检查成品仓物资是否满足,满足则直接从成品仓进行补货配送;如成品仓不能满足则检查待检定仓物品量及检定计划;待检定仓物品无法满足则从待检仓进行补仓进行检定;当待检仓无法满足时检查合同供货情况,通知供应商送货或提交待检仓补仓采购需求。实现物资需求直接从急救包领用。提升了物资供货的时效性,减小需求误差,降低采购风险,有利于提升物资需求准确性以及计量设备管理水平。(5)己构建流畅的管理流程,提高管理规范性。制定了电能计量设备管理管理要求,明确各个部门的职责和工作界面,梳理清晰的电能计量设备管理流程并进行优化提升,使得电能量计量设备的管理能够畅通、高效。(6)全生命监控计量设备管理过程信息。通过梳理和规范电能计量设备的管理,对电能计量设备全生命管理过程的各个业务环节进行业务梳理,明确时效性要求的管理指标,保障电能计量设备的采购、检测、配送等工作有序、顺利开展;通过信息系统进行全生命周期过程进行监控,实现各信息系统之间的数据联动与共享,保证了数据的一致性及减少数据的重复录入,大大提高管理的效率和质量。(7)条形码规范化管理,单个设备管理过程清晰了然。梳理规范各类电能计量设备条码规则,合同签订环节生成条码,供应商按码生成并贴码,单个设备系统档案及实物唯对应,解决以往无法掌控到单个设备的全生命周期情况,通过实物标识实现。图3为计量物资全生命周期信息展示平台示意图。(8)建立档案批次管理机制,保障在运行设备的精确可靠、稳定性。同批到货设备建立档案批次,在运行设备抽检根据单个设备的运行稳定性跟踪该批次设备的运行情况,大大保障在运行设备的精确可靠,解决以往运行抽检只能针对单个设备进行检测、更换,无法针对整批同属性设备的质量跟踪。(9)实现电能计量设备管理的效率、成本、服务的最优化。通过以上从管理制度、管理规范、部门职责、信息化实现等多个方面进行梳理和优化,已基本实现电能计量设备管理的效率、成本、服务的最优化。
2振动能量收集电源设计
收集到的电能转换为直流后,还需要经过稳压电路才能供负载使用。传统的方法中,整流电路和稳压电路采用整流二极管、存储电容、保护二极管和三端稳压器等分立器件组合而成,电路调试难度大,转换效率低下。凌力尔特公司最近生产出一款专用于振动能量收集的电源芯片LTC3588-2,内部集成了整流桥、稳压及控制电路,由它构成的电源电路非常简单,如图3所示。其中,PZ1和PZ2引脚连接振动能量收集器,D0和D1引脚用于选择输出电压值(3.45V、4.1V、4.5V、5.0V可选),此电路选择为5.0V输出,Pgood引脚作为稳压电源“准备好”的提示信号。
电路使用的元器件中,比较关键的是输入端存储电容Cs的选择。在振动能量收集电路中,存储电容最重要的特点是低泄漏电流,而等效串联电阻值并不重要,考虑泄漏电流、充电能力和电气参数稳定性等指标对电路的影响,TRJ系列钽电容是振动能量收集的最佳选择,所以Cs选择容量为22μF、耐压25V的TRJ钽电容。
3测试与结论
使用振动台作为振动源模拟环境振动,选用振动频率40Hz、振动幅度1.0g的MIDE公司的V25W振动能量收集器以悬梁臂的结构固定在振动台上,并在其末端粘贴约16g的重物,用于将收集器自身频率调节到40Hz,以匹配振动源频率。
2电能计量技术在电稽查工作中的重要应用
1)减少电稽查工作的错误提高效率。在科学技术飞速发展的今天,电力系统的进步也十分的神速,所以电能计量设备也在不断的更新,不仅性能越来越好而且数量也越来越准,十分的适合如今的电力系统的发展。在科技更新的状况下,电能计量技术已经不再是简单的计量和检测,而是能够实现自动化的管理和监控,这样的电能计量越来越先进,同时电稽查也更加的智能化。以往电稽查工作都需要工作人员亲自到现场抄写电量使用情况,工作效率十分低下,在电能计量技术应用到电稽查工作中后,工作人员可以十分轻松的获得数据分析从而得到结论,是电稽查工作更加快速、智能并减少人为所造成的影响。
2)提高电稽查工作质量减少损失。一些电力企业中,由于缺少电能计量技术和高科技的技术支持,就靠几个工作人员来完成如此繁重的电稽查工作,不仅工作人员的工作量十分的巨大,也导致工作人员十分的疲劳,对电稽查的工作效率有着非常大的影响,还有数据准确率也有一定的影响,不论是工作人员的粗心还是素质都会造成数据的不准确,这对评定的结果也有着不可忽视的影响。如果把电能计量技术运用到电稽查工作中的话,不但能够减少人员的负担和工作量、提高工作的效率,也会减少失误和不必要的损失。通过远程的控制和监控,时刻关注用户的用电与用量是否正常,是否有偷电窃电等违法行为。这样,也减少了违章用电等违法行为,加强了用户用电安全,减少了经济损失。
3)对违章用电的判定更加合理。由于有电能计量技术的应用,不仅能够使电稽查工作智能化,效率高,也更好的追踪了用户是否有违章用电的行为。我们可以通过电能计量技术监控用户是否有违章用电的行为,还可以通过得到的数据来判断用户是否有违章用电等违法行为,并且根据偷电的电量来定量惩罚的成都,这样对违章用电的判定更加合理,让人们减少偷电行为,文明用电,做一个遵纪守法的好公民。综上所述,电能计量技术运用在电稽查工作中,其优点可以概括与:提高工作效率,检测的数据更加的准确、减少工作人员的工作强度,对违章用电的判定更加的合理化等等。还可以提高电力系统的运行效率,减少电量的浪费所造成的经济损失,以保证电力系统安全有效的运行。
1.1 提高计划审批的效率能够带来经济效益
在电能计量管理运行管理系统进行设计与实现的过程中,其中包含了大量的检验计划,为了提高计划审批的效率,可以借助网络实现相关领导对相关计划的查看与审批,消除计划审批延迟给计划工作进度带来的各种不利影响。同时,也降低了审批延迟所带来的各种隐性经济损失。
1.2 提高信息运用的效率能够带来经济效益
工作人员在电能计量装置运行状态管理中沟通、协调与控制是最为基本的联系,而这些在系统中都得到了良好的实现。知识管理主要的目标是帮助企业在正确的时间中将正确的知识传递给正确的人,从而实现企业整体业务水平的提高,提高企业信息的运用效率,提高企业管理与决策的科学性。
1.3 实现自动化能够带来经济效益
电能计量装置运行状态管理系统中包含了大量的自动化手段,能够对部分人工信息加工过程进行替代;系统中包含的各种功能降低了管理人员在工作中的强度,从而实现了工作效率的提高。电能计量装置运行状态管理系统能够节约的时间能够重新投入到生产过程中,将会产生非常大的效益。
2 电能计量装置运行状态管理系统的设计
电能计量装置运行状态管理系统设计的主要任务为实现数据流向着软件结构与数据结构的转变,其中软件结构设计的任务为按照功能对复杂的系统进行模块划分,实现模块之间的层次结构与调用关系,对模块间的接口进行确定,对人机界面进行确定;数据结构设计的任务为描述数据特征、确定数据结构特性、设计数据库。
2.1 电能计量装置运行状态管理系统设计方案
2.1.1 设计的原则
(1)先进性的原则。用户在程序操作的过程中主要是通过 IE 浏览器,在操作的过程中并不需要客户端程序的安装过程,而且在运行的过程中维护非常简单。系统中所采用的是网络版数据库,确保数据在保存的过程中能够具备安全性,通过计算机网络技术、数据库技术、信息传递技术、工作流技术、容错技术等实现智能化信息集成系统的建设。
(2)安全性原则。在对系统进行设计的过程中要确保网络具有安全保障系统,从而实现对网络安全的保障与保密。通过各种非常先进的软硬件等技术手段实现网络中传输、数据、接口等方面的安全。
(3)通用性原则。系统需要实现通用管理平台的构建,要对电力系统各电能计量装置档案编制都实现适应,系统所提供的流程管理功能、检验计划功能、数据采集与分析功能等能够满足企业不断增长的业务需要。
(4) 逐步性原则。在系统设计与项目实施的过程中,需要遵循SSAGF 原则,要先从简单的入手,逐步向着不同的深度与广度进行推进,实现从小到大、从简到繁,通过对项目的不断完善确保其安全与可靠,促进其可持续发展。
2.1.2 系统的逻辑框架
电能计量装置运行状态管理系统中所采用的模式为 .Mvc三层架构模式,通过该模式实现对应用程序的开发与部署。其中,视图指的是统一的用户界面,用户可以通过浏览器与交互访问等方式实现信息的获取;访问请求指的是统一的结构调用方式,实现用户请求与系统请求的封装,并转发到业务处理层组件中;业务逻辑指的是业务层中不同业务功能模块与系统支持模块的实现;数据访问指的是对数据进行访问所采用的方法;分析图表指的是为电能计量装置检验数据与历史数据提供模型与算法。
2.1.3 技术路线
第一,在系统进行分析与设计的过程中要采用面向对象的方法,通过应用计算机辅助软件工程技术和 UML 建模技术实现系统的分析、软件的设计与开发,提高系统的规范性、可靠性,实现系统开发效率的不断提高。第二,选择能够对系统各个阶段工作的一体化进行支持的计算机辅助软件设计工程工具,实现了对应用功能的开发与搭建。第三,利用三层体系架构--浏览器/应用服务器/数据库服务器结构实现体系结构的设计,实现关键业务兵法访问速度的提升。
2.2 电能计量装置运行状态管理系统的详细设计
2.2.1 检验计划管理方面的设计
检验计划中主要包括的内容有:年度计划、月度计划、周计划。检验计划管理的主要功能为实现计划的制定、审核与审批流程方面的管理。依据计量装置检验周期与检验周期规则的不同,能够自动的生成检验计划,同时也可以对其进行手工的调整。上传的检验数据能够实现计划完成情况的自动确定,同时对各种没有完成的检验计划进行提醒与生成,并对计划的执行情况进行统计。
2.2.2 现场检验数据管理方面的设计
检验数据中包含的内容包括现场检验作业指导书、技术规范中的规定数据项目等。检验数据在采集的过程中主要的采集模式包括以下几个方面:第一,利用监测仪器对数据进行采集,数据采集完成之后在检验设备中的 MMC 或者 SD 卡中进行保存;第二,利用标准化作业管理系统 PDA 对数据进行填写;第三,利用纸张对现场数据进行记录。
2.2.3 电能计量装置运行状态评估管理方面的设计
电能计量装置运行状态评估管理主要的作用是对计量装置运行过程中的异常状态数据进行管理,对计量装置运行中的异常状态数据进行新增、修改、删除、审核与存档。
2.2.4 权限管理方面的设计
权限管理是系统安全性最为基本的保障。通过基础平台中的相关的权限管理功能对权限组进行划分、对人员进行授权、对模块进行授权等,同时还能够对数据字段进行授权。权限管理能够实现系统功能层次的一目了然,提高系统的功能性与数据的安全性。
电能计量是现代电力营销系统中的一个重要环节,传统的电能量结算是依靠人工定期到现场抄读数据,在实时性、准确性和应用性等方面都存在不足。而用电客户不仅要求有电用,而且要求用高质量的电,享受到更好的服务。因此提高电力部门电费实时性结算水平,建立一种新型的抄表方式已成为所有电力部门的共识。再加上供电部门对防窃电技术也提出了更高的要求。
电能计量自动抄表系统是将电能计量数据自动采集、传输和处理的系统。它克服了传统人工抄表模式的低效率和不确定性,推进了电能管理现代化的发展进程。
1电能计量自动抄表系统的构成和特点
典型的电能计量自动抄表系统主要由前端采集子系统、通信子系统和中心处理子系统等三部分组成,如图1所示。
1.1前端采集子系统
按照采集数据的方式不同,电能计量自动抄表系统可分为本地自动抄表系统和远程自动抄表系统两种。
本地自动抄表系统的电能表一般加装红外转换装置,把电量转换为红外信号,抄表时操作人员到现场使用便携式抄表微型计算机,非接触性地读取数据。
远程自动抄表系统由电子式电能表或加装了光电转换器的机电脉冲式电能表构成系统的最前端,它们把用户的用电量以电脉冲的形式传递给上一级数据采集装置。目前实际应用的远程自动抄表系统大多采用两级式数据汇集结构,即由安装于用户生活小区单元的采集器收集十几到几十个电能表的读数,而安装在配电变压器下的集中器则负责定期从采集器读取数据。
1.2通信子系统
通信子系统是把数据传送到控制中心的信道。为了适应不同的环境条件以及成本要求,通信子系统的构成有多种方案。按照通信介质的不同,通信子系统主要有光纤传输、无线传输、电话线传输和低压电力线载波传输等四种。
光纤通信具有频带宽、传输速率高、传输距离远以及抗干扰性强等特点,适合上层通信网的要求。但因其安装结构受限制且成本高,故很少在自动抄表系统中使用。
无线通信适用于用户分散且范围广的场合,在某个频点上以散射通信方式进行无线通信。其优点是传输频带较宽,通信容量较大(可与几千个电能表通信),通信距离远(几十千米,也可通过中继站延伸)。目前,GPRS无线通信网络为无线抄表系统的实施提供了高效、便捷、可靠的数据通道。主要缺点是需申请频点使用权,且如果频点选择不合理,相邻信道会相互干扰。
租用电话线通信是利用电话网络,在数据的发出和接收端分别加装调制解调器。该方法的数据传输率较高且可靠性好,投资少;不足之处是线路通信时间较长(通常需几秒甚至几十秒)。
低压电力线载波通信利用低压电力线作为系统前端的数据传输信道。其基本原理是:在发送数据时,先将数据调制到高频载波上,经功率放大后耦合到电力线上。此高频信号经电力线路传输到接收方,接收机通过耦合电路将高频信号分离,滤去干扰信号后放大,再经解调电路还原成二进制数字信号。电力线载波直接利用配电网络,免去了租用线路或占用频段等问题,降低了抄表成本,有利于运营管理,发展前景十分广阔。但是,如何抑制电力线上的干扰,提高通信可靠性仍是亟待解决的问题。
1.3中心处理子系统
中心处理子系统主要由中心处理工作站以及相应的软件构成,是整个电能计量自动抄表系统的最上层,所有用户的用电信息通过信道汇集到这里,管理人员利用软件对数据进行汇总和分析,作出相应的决策。如果硬件允许,还可直接向下级集中器或电能表发出指令,从而对用户的用电行为实施控制,如停、送电远程操作。
2电能计量自动抄表技术的现状
2.1电能表
传感器、自动化仪表以及集成电路技术的发展,使得无论是机电脉冲式还是电子式电能表已能够较好地满足当今电能计量自动抄表技术的需要。预计今后相当一段时间内,电能计量自动抄表系统的终端采集装置将以机电脉冲式电能表和电子式电能表两种仪表为主。
2.2采集器和集中器
采集器和集中器是汇聚电能表电量数据的装置,由单片机、存储器和接口电路等构成,现在已经出现了较成熟的产品。
2.3通信信道
通信子系统是电能计量自动抄表技术中的关键。数据通信方式的选取要综合考虑地理环境特点、用户用电行为、技术水平、管理体制和投资成本等因素。国内外对于不同通信方式各有侧重,在西方发达国家,对于电能计量自动抄表技术的研究起步较早,电力系统包括配电网络较规范、完备,所以低压电力线载波技术被广泛应用;在我国,受条件所限,较多使用电话线通信。近来,随着对扩频技术研究的深入,低压电力线载波中干扰大的问题逐步得到解决,因此,低压电力线载波通信方式在电能计量自动抄表技术中的应用有逐步推广的趋势。
3电能计量自动抄表技术的热点和发展趋势
3.1电力线载波通信
电力线载波通信,是将信息调制为高频信号(一般为50~500kHz)并叠加在电力线路上进行通信的技术。其优势是利用电力线作为通信信道,不必另外铺设通信信道,大大节省投资,维护工作量少,可灵活实现“即插即用”。目前,国内10kV以上电压等级的高压电力线载波技术已经较成熟,但低压电力网络上的载波通信还未能达到令人满意的水平,这在一定程度上制约了电能计量自动抄表技术在我国的实际应用。
3.2无线扩频通信
扩频技术是一种无线通信方式,把发送的信息转换为数字信号,然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号,以扩展信号的频谱,通过相关接收,用相同的频码序列解扩,最后经信息解调,恢复出原始信息。扩频通信距离一般可达几十千米,其最大的优点在于抗干扰能力较强,因此具有较强的安全保密性。扩频技术在电能计量自动抄表系统的典型应用方式是:采集器通过电力线载波把数据传至集中器,再由设置在集中器附近的扩频电台把数据发送给中央处理站的接收电台。
3.3复合通信
在应用于电能计量自动抄表系统中的所有通信模式中,各种通信模式都有优缺点,任何一种采用单一通信技术的方案均很难完全满足需要。为解决这类矛盾,提出了复合通信方案。
复合通信方案是在自动抄表的不同通信阶段采用不同的通信方式,组成实现电能自动抄表的复合通信网络。在数据传输量不太大、传输距离较近的底层数据采集阶段(电能表到采集器,采集器到集中器),可以采用如红外、低压电力线载波甚至点对点的通信方式;而在集中器到中央处理站段,则可采用电缆、电话线或无线通信等。选择什么样的复合方式,需根据实际情况统筹考虑。混合使用的各种通信方式之间要有很好的相容性,不能相互干扰,这其中涉及到运筹学、最优规划等方面的研究与设计。
3.4自动抄表的安全性
自动抄表的安全性主要包括自动抄表过程的安全性和中心处理子系统的计算机网络安全性。电能计量自动抄表系统的抄表过程是分散的采集器、集中器与中心处理站间交换数据的过程。通信中既要保证所抄数据的安全、可靠传输,又必须确保中心处理子系统不会受到来自传输网络的意外攻击。
1.引言
随着Internet技术和网络业务的飞速发展,用户对网络资源的需求空前增长,网络也变得越来越复杂。不断增加的网络用户和应用,导致网络负担沉重,网络设备超负荷运转,从而引起网络性能下降。这就需要对网络的性能指标进行提取与分析,对网络性能进行改善和提高。因此网络性能测量便应运而生。发现网络瓶颈,优化网络配置,并进一步发现网络中可能存在的潜在危险,更加有效地进行网络性能管理,提供网络服务质量的验证和控制,对服务提供商的服务质量指标进行量化、比较和验证,是网络性能测量的主要目的。
2.网络性能测量的概念
2.1网络性能的概念
网络性能可以采用以下方式定义[1]:网络性能是对一系列对于运营商有意义的,并可用于系统设计、配置、操作和维护的参数进行测量所得到的结果。可见,网络性能是与终端性能以及用户的操作无关的,是网络本身特性的体现,可以由一系列的性能参数来测量和描述。
2.2网络性能参数的概念
对网络性能进行度量和描述的工具就是网络性能参数。IETF和ITU-T都各自定义了一套性能参数,并且还在不断的补充和修订之中。
2.2.1性能参数的制定原则
网络性能参数的制定必须遵循如下几个原则:
1)性能参数必须是具体的和有明确定义的;
2)性能参数的测量方法对于同一参数必须具有可重复性,即在相同条件下多次使用该方法所获得的测量结果应该相同;
3)性能参数必须具有公平性,即对同种网络的测量结果不应有差异而对不同网络的测量结果则应出现差异;
4)性能参数必须有助于用户和运营商了解他们所使用或提供的IP网络性能;
5)性能参数必须排除人为因素;
2.2.2ITU-T定义的IP网络性能参数
ITU-T对IP网络性能参数的定义[2]包括:
1)IP包传输延迟(PacketTransferDelay,IPTD)
2)IP包时延变化(IPPacketDelayVariation,IPDV)
3)IP包误差率(IPPacketErrorRateIPER)
4)IP包丢失率(IPPacketLassRate,IPLR)
5)虚假IP包率(SpuriousIPPacketRate)
6)流量参数(Flowrelatedparameters)
7)业务可用性(IPServiceAvailability)
2.2.3IETF定义的IP网络性能参数
IETF将性能参数[3]称为“度量(Metric)。由IPPM(IPPerformanceMetrics)工作组来负责网络性能方面的研究及性能参数的制定。IETF对IP网络性能参数的定义包括:
1)IP连接性
2)IP包传送时延
3)IP包丢失率
4)IP包时延变化
5)流量参数
2.3网络性能结构模型
从空间的角度来看,网络整体性能可以分为两种结构:立体结构模型和水平结构模型。
2.3.1立体结构模型
IP网络就其协议栈来说是一个层次化的网络,因此,对IP网络性能的研究也可以按照一种自上而下的方法进行。可以以IP层的性能为基础,来研究IP层不同性能与上层不同应用性能之间的映射关系。
2.3.2水平结构模型
对于网络的性能,用户主要关心的是端到端的性能,因此从用户的角度来看,可以利用水平结构模型来对IP网络的端到端性能进行分析。
3.网络性能测量的方法
网络性能测量涉及到许多内容,如采用主动方式还是被动方式进行测量;发送测量包的类型;发送与截取测量包的采样方式;所采用的测量体系结构是集中式还是分布式等等。
3.1测量包
网络性能测量中,影响测量结果的一个重要因素就是测量数据包的类型。
3.1.1P类型包
类型P是对IP包类型的一种通用的声明。只要一个性能参数的值取决于对测量中采用的包的类型,那么参数的名称一定要包含一个具体的类型声明。
3.1.2标准形式的测量包
在定义一个网络性能参数时,应默认测量中使用的是标准类型的包。比如可以定义一个IP连通性度量为:“IP某字段为0的标准形式的P类型IP连通性”。在实际测量中,很多情况下包长会影响绝大多数性能参数的测量结果,包长的变化对于不同目的的测量来说影响也会不一样。3.2主动测量与被动测量方式
最常见的IP网络性能测量方法有两类:主动测量和被动测量。这两种方法的作用和特点不同,可以相互作为补充。
3.2.1主动测量
主动测量是在选定的测量点上利用测量工具有目的地主动产生测量流量,注入网络,并根据测量数据流的传送情况来分析网络的性能。主动测量的优点是对测量过程的可控性比较高,灵活、机动,易于进行端到端的性能测量;缺点是注入的测量流量会改变网络本身的运行情况,使得测量的结果与实际情况存在一定的偏差,而且测量流量还会增加网络负担。主动测量在性能参数的测量中应用十分广泛,目前大多数测量系统都涉及到主动测量。
要对一个网络进行主动测量,需要一个测量系统,这种主动测量系统一般包括以下四个部分:测量节点(探针)、中心服务器、中心数据库和分析服务器。有中心服务器对测量节点进行控制,由测量节点执行测量任务,测量数据由中心数据库保存,数据分析则由分析服务器完成。
3.2.2被动测量
被动测量是指在链路或设备(如路由器,交换机等)上利用测量设备对网络进行监测,而不需要产生多余流量的测量方法。被动测量的优点在于理论上它不产生多余流量,不会增加网络负担;其缺点在于被动测量基本上是基于对单个设备的监测,很难对网络端到端的性能进行分析,并且可能实时采集的数据量过大,另外还存在用户数据泄漏等安全性和隐私问题。
被动测量非常适合用来进行流量测量。
3.2.3主动测量与被动测量的结合
主动测量与被动测量各有其优、缺点,而且对于不同的性能参数来说,主动测量和被动测量也都有其各自的用途。因此,将主动测量与被动测量相结合将会给网络性能测量带来新的发展。
3.3测量中的抽样
3.3.1抽样概念
抽样,也叫采样,抽样的特性是由抽样过程所服从的分布函数所决定的。研究抽样,主要就是研究其分布函数。对于主动测量,其抽样是指发送测量数据包的过程;对于被动测量来说,抽样则是指从业务流量中采集测量数据的过程。
3.3.2抽样方法
依据抽样时间间隔所服从的分布,抽样方法可分为很多种,目前比较常用的抽样方法是周期抽样、随机附加抽样和泊松抽样[4]。周期抽样是一种最简单的抽样方式,每隔固定时间产生一次抽样。因为简单,所以应用的很多。但它存在以下一些缺点:测量容易具有周期性、具有很强的可预测性、会使被测网络陷入一种同步状态。随机附加抽样的抽样间隔的产生是相互独立的,并服从某种分布函数,这种抽样方法的优劣取决于分布函数:当时间间隔以概率1取某个常数,那么该抽样就退化为周期抽样。随机附加抽样的主要优点在于其抽样间隔是随机产生的,因此可以避免对网络产生同步效应,它的主要缺点是由于抽样不是以固定间隔进行,从而导致频域分析复杂化。
在RFC2330中,推荐泊松抽样,它的时间间隔符合泊松分布,它的优点是:能够实现对测量结果的无偏估计、测量结果不可预测、不会产生同步现象。但是,由于指数函数是无界的,因此泊松抽样有可能产生很长的抽样间隔,因此,实际应用中可以限定一个最大间隔值,以加速抽样过程的收敛。
4.性能指标的测量与分析
4.1连接性
连接性[5]也称可用性、连通性或者可达性,严格说应该是网络的基本能力或属性,不能称为性能,但ITU-T建议可以用一些方法进行定量的测量。目前还提出了连通率的概念,根据连通率的分布状况建立拟合模型。
4.2延迟
延迟的定义是[6]:IP包穿越一个或多个网段所经历的时间。延迟由固定延迟和可变延迟两部分组成[7][8]。固定延迟基本不变,由传播延迟和传输延迟构成;可变延迟由中间路由器处理延迟和排队等待延迟两部分构成。对于单向延迟测量要求时钟严格同步,这在实际的测量中很难做到,许多测量方案都采用往返延迟,以避开时钟同步问题。
往返延迟的测量方法是:入口路由器将测量包打上时戳后,发送到出口路由器。出口路由器一接收到测量包便打上时戳,随后立即使该数据包原路返回。入口路由器接收到返回的数据包之后就可以评估路径的端到端时延。4.3丢包率
丢包率的定义是[9]:丢失的IP包与所有的IP包的比值。许多因素会导致数据包在网络上传输时被丢弃,例如数据包的大小以及数据发送时链路的拥塞状况等。
为了评估网络的丢包率,一般采用直接发送测量包来进行测量。对丢包率进行准确的评估与预测则需要一定的数学模型。目前评估网络丢包率的模型主要有贝努利模型、马尔可夫模型和隐马尔可夫模型等等[10]。贝努利模型是基于独立同分布的,即假定每个数据包在网络上传输时被丢弃的概率是不相关的,因此它比较简单但预测的准确度以及可靠性都不太理想。但是,由于先进先出的排队方式的采用,使得包丢失之间有很强的相关性,即在传输过程中,包被丢失受上一个包丢失的影响相当大。假定用随机变量Xi代表包的丢失事件,Xi=0表示包丢失,而Xi=1表
示包未丢失。则第i个包丢失的概率为P[Xi|Xi-1,Xi-2,…Xi-n],Xi-1,Xi-2,...Xi-n取所有的组合情况。当N=2时,该Markov链退化为著名的Gilbert模型。隐马尔可夫模型是对马尔可夫模型的改进。
MayaYajnik等人所作的172小时的测量试验[11]结果表明,在不同的数据采样间隔下(20ms,40ms,80ms,160ms)采用三种不同的丢包率分析模型进行分析得到的结果完全不同,在不同的估计精确度的要求下实验结果也各有不同。因此,目前需要能够精确描述丢包率的数学模型。
4.4带宽
带宽一般分为瓶颈带宽和可用带宽。瓶颈带宽是指当一条路径(通路)中没有其它背景流量时,网络能够提供的最大的吞吐量。对瓶颈带宽的测量一般采用包对(packetpair)技术,但是由于交叉流量的存在会出现“时间压缩”或“时间延伸”现象,从而会引起瓶颈带宽的高估或低估。另外,还有包列等其它测量技术。
可用带宽是指在网络路径(通路)存在背景流量的情况下,能够提供给某个业务的最大吞吐量。因为背景流量的出现与否及其占用的带宽都是随机的,所以可用带宽的测量比较困难。一般采用根据单向延迟变化情况可用带宽进行逼近。其基本思想是:当以大于可用带宽的速率发送测量包时,单向延迟会呈现增大趋势,而以小于可用带宽的速率发送测量包时,单向延迟不会变化。所以,发送端可以根据上一次发送测量包时单向延迟的变化情况动态调整此次发送测量包的速率,直到单向延迟不再发生增大趋势为止,然后用最近两次发送测量包速率的平均值来估计可用带宽
瓶颈带宽反映了路径的静态特征,而可用带宽真正反映了在某一段时间内链路的实际通信能力,所以可用带宽的测量具有更重要的意义。
4.5流量参数
ITU-T提出两种流量参数作为参考:一种是以一段时间间隔内在测量点上观测到的所有传输成功的IP包数量除以时间间隔,即包吞吐量;另一种是基于字节吞吐量:用传输成功的IP包中总字节数除以时间间隔。
Internet业务量的高突发性以及网络的异构性,使得网络呈现复杂的非线性,建立流量模型越发变得重要。早期的网络流量模型,是经典流量模型,也即借鉴PSTN的流量模型,用poisson模型描述数据网络的流量,以及后来的分组火车模型,Markov模型等等。随着网络流量子相似性的发现,基于自相似模型的流量建模研究也取得了不少进展和得到了广泛的应用,譬如分形布朗运动模型和分形高斯噪声模型以及小波理论分析等等。高速网络技术的发展使得对巨大的网络流量进行直接测量几乎不可能,同时,大量的流量日志也使流量分析变得相当困难。为了解决这一问题,近几年,流量抽样测量研究已成为高速网络流量测量的研究重点。
5.网络性能测量的展望
网络性能测量中还有许多关键技术值得研究。例如:单向测量中的时钟同步问题;主动测量与被动测量的抽样算法研究;多种测量工具之间的协同工作;网络测量体系结构的搭建;性能指标的量化问题;性能指标的模型化分析[12]~[16];对网络未来状况进行趋势预测;对海量测量数据进行数据挖掘或者利用已有的模型(Petri网、自相似性、排队论)研究其自相似性特征[17]~[19];测量与分析结果的可视化,以及由测量所引起的安全性问题等等都是目前和今后所要研究的重要内容。随着网络性能相关理论、测量方法、分析模型研究的逐渐深入、各种测量工具的不断出现以及大型测量项目的不断开展,人们对网络的认识会越来越深刻,从而不断地推动网络技术向前发展。6.结束语:
本文对目前网络性能测量技术的主要方面进行了介绍和分析并对未来网络性能测量的研究重点进行了展望。
参考文献
[1]ITU-T建议1.350
[2]ITU-T,建议Y1540
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[6]IETF,RFC2681,"ARound-tripDelayMetricforIPPM"
[7]IETF.RFC3393,"IPPacketDelayVariationMetricforIPPM"
PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建
[8]IETF,RFC2680,"AOne-wayPacketLossMetricforIPPM"
[9]H.SanneckandG.CarleGMDFokus,Kaiserin-Augusta-Allee31,D-10589Berlin,Germany,"AFramework
ModelforPacketLossMetricsBasedonLossRunlengths"
[10]MayaYajnik,SueMoon,JimKuroseandDonTowsley,"MeasurementandModellingoftheTemporal
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[11]JacobsonV,"PathcharATooltoInferCharacteristicsofInternetPaths."
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电能计量管理部门应建设电能计量管理高效的信息系统,并与用电营业等相关部门实现工作联网,电力部门才能实现电能计量信息化管理。其中,电能计量信息化管理系统的设计原则要满足如下四个方面:第一,电能计量信息系统在功能设计上,应保证各功能模块形成一个有机统一的整体,同时保证各功能模块的独立性,电力部门电能计量满足各业务功能的需要,各项业务处理有效实现独立性,实现连贯和统一的业务流程;第二,用电管理中,电能计量信息化管理系统是基础组成部分,还要预留数据接口为系统功能的扩展;第三,电能计量信息化管理系统的设计应以计量器具资产为辅线,以电能计量装置为主线,保证系统可以全程监控和管理整个电能计量装置的运行状况;第四,保证系统设计中各功能模块之间数据一致性好、共享性高,便于用户查询,保证系统维护简单。
1.2电能计量信息化管理的设计模式
电能计量信息化管理模式如图1所示,具体的工作原理为:整个电能计量信息化管理系统是以数据管理器的采用作为中心的,数据管理器负责管理整个系统的运行。用户通过售电系统,可以在售电系统上购电,电力公司通过互联网数据交换,通过管理系统命令将电量输入到数据管理器,然后数据管理器再将电量通过控电机柜传输到用户区,实行李振中国网湖北省电力公司孝感供电公司湖北孝感432000电能用电的自动管理。同时,电能计量信息化管理系统通过互联网,将用电信息在售电系统、管理系统和监控系统之间相互传输,最后端口为电力管理部门中相关用电管理中心,监控系统由各用电管理区放置在相应位置,电能计量进行逐层管理,便于电力管理部门信息化管理。
1.3电能计量信息化管理的功能设计
正常情况下,电力部门要实现电能计量信息化管理,电能计量信息化管理系统功能需求应满足如下四个方面:第一,使用电能计量信息化管理系统可以实现有效管理整个电能计量工作,凭借信息处理技术达到计量系统信息共享;第二,利用电能计量信息化管理系统能实现全程跟踪电能计量资产的状态,通过建设电能计量资产的各种台账,并实现电能计量信息化管理系统对计量资产流转过程的跟踪管理。另外,电能计量信息系统为了对人为因素的影响进行有效控制,需要信息系统利用口令以及权限管理等手段有效管理工作人员处理业务的权限;第三,用电业务管理的自动化操作可以利用电能计量信息化管理系统来实现,逐步取代用电业务的传统手工管理方式;第四,要求电能计量系统能方便查询计量业务进展、各种统计数据、用户的相关信息资料、计量器具的信息资料等。
2.电能计量信息化管理的主要措施
2.1建设计量信息管理系统
电量计量信息管理系统包括资产档案、运行计量装置档案、标准设备、检测数据档案等许多方面的内容。计量信息管理系统不仅具有实时抄录分析各种电量表、自动检测各种计量器等特征,还可以对系统中存在分散、混乱的抄表系统测量信息和静态测量进行技术计算,将分类为营销、管理等功能模块,将原来计量和抄表系统内的计量信息转换为动态、综合、有序的信息,实现现代化的计量管理。要充分利用计量和抄表系统功能,适应电网商业化运行的需要,核准电能计量的准确性,实时提供各类电量信息,实时查出有疑点的计量装置,对不合理用电情况进行严格查处,对在线计量装置引起的误差电量进行计算分析,能够改进计量管理,为电力营销决策提供有力依据。
2.2做好计量装置的维护
电压互感器二次电压降补偿器可以“补偿”计量TV二次回路的电压降,并且可以减少电能计量误差。同时,采用加大导线截面、电能表采用低功耗、缩短电压互感器和电能表之间的连线的有效解决方法,解决计量二次回路电压降过大的问题。在电能计量中采用电压互感器二次电压降补偿器,不但增加了计量装置的故障率,而且还影响了设备的稳定性和可靠性,甚至引起用户异议,造成不必要的争端,所以建议取消这种补偿方式。近年来,电量变送器代替电能表的现象逐渐出现,但是电量变送器因其用途、误差计算方式等方面的不同并不符合特殊的计量要求。所以,电量变送器不能代替电能表使用。
2建筑节能工程质量问题的监管
政府建设行政主管部门是节能工程管理体系的重要管理者,具有强制性监督管理职能。在建筑节能工程建设管理过程中,应积极推进建筑节能工程建设的法律法规、规范标准的制订并贯彻执行;实行强制性能源效率标准、产品标识及认证制度;建立健全节能工程建设管理体制,规范工程参与主体单位的建设行为,严格主体单位的资质审核和建筑市场准入制度管理;监督节能工程的实体质量,促进工程建设质量的提高。此外,政府建设行政主管部门又是节能政策的倡导者和维护者。要配合我国的具体情况出发,加大节能技术的支持力度和鼓励政策。
并对节能技术产品技术做好推广和宣传。积极推进使用获得国家、省、市建设行政主管部门推荐或认定的建筑节能产品、建筑节能技术,大力推广使用先进适用的节能型产品及技术。此外,政府还应及时总结节能施工中存在的问题,大理鼓励节能产品的开发和推广,促进建筑节能工作的健康快速的发展。监理单位是建筑市场重要成员之一,监理单位应该切实履行监管职责,严格的按照建筑行业的相关规定去实行权限,因此,工程监理制度的实施,遵循公平,公正,科学,严谨,加强现场监督工作的监督检查,确保建筑节能工程的质量起着重要的作用。根据建筑节能项目开发专门的监督计划的特点及对审计制度的实施细则;建设单位的建筑节能专项施工技术方案;监督施工单位严格按照设计文件和建筑节能标准组织施工,加强工程质量控制点监督,屋面保温工程隐蔽前,专业监理工程师应采取现场监督;对节能材料的重要组成部分的施工质量,设备和涉及建筑节能功能专项的检查和验收。另外,各相关单位或部门,特别是行政主管部门应该对节能建筑工程、规范建筑节能市场引起足够的重视。从事节能建筑工程的相关人员特别是检测人员应坚守职业准则和道德,正确认识建筑节能,积极积累相关知识,努力提高业务水平。检测单位及检测人员必须严格按照现有的该行业的法规、标准规范及相关政策,并结合具体情况开展建筑节能检测。
1.1让社会关注和了解两后生,要加大媒体宣传力度。要对“两后生”群体的生存现状基于高度的民生关注和舆论关注,让全社会了解“两后生”的生存现状,深知其技能匮乏、无所依存的寂寥,呼吁全社会对两后生多些人文关怀;呼吁传媒机构为“两后生”开辟宣传专栏,深入其日常的工作和生活,将他们的生存状态展示给全社会,同时把国家、地方政府的优惠政策和培训规划带给他们;将“两后生”群体中的优秀个体作为典型案例大力宣传,同时表彰这一群体中具有优秀品格的先进个人,为其树立良好的社会形象,转变社会公众对这一群体的不良的态度和看法。电视媒体可以拍摄反映他们真实务工生活的纪录片、专题片,发挥新闻媒体的强大社会作用,针对“两后生”这一群体策划举办多种形式的主题新闻实践活动,通过新闻活动在全社会掀起舆论。
1.2让市民逐步认同和接纳两后生,加强社会舆论引导。长期以来解决两后生问题的最大阻碍是逐步形成的城乡二元经济社会分割,城镇居民习惯性地形成了根深蒂固的城乡分治观念,客观上放大并加重了两后生问题的严重性。尽管很多地方显示了城镇对两后生的心理认同和作为平等主体的尊重并给了两后生“新市民”、“新产业工人”的新定位,但这一称谓的改变和新身份的确认,对城镇居民和两后生来说仍需要相当长的时间。市民与两后生和谐相处应采取措施让两后生能够参与城镇的政治和社会生活,彼此之间有更多的交流和互动,促进其参与企业和社区管理和服务以及自我管理和服务意识。
1.3转变思想,达成重视两后生职业培训的共识。要实现“人才强国”战略总体规划,首先将职业技能培训作为规划中的一个重要组成部分逐项落实。政府层面应该认识到两后生职业培训对破解“三农”和统筹城乡发展问题。各级政府要通过电视媒体、互联网等传递技工需求信息和国家政策,对经过技能培训改变生活质量的先进个人进行跟踪报道,引导其关注对子女的教育,不要只看眼前利益;其次,用人单位增强用工责任,树立“以人为本”的企业观念,加大培训力度提高企业两后生劳动技能,增强企业成员的安全感;再次,要让两后生认识到提高自身技能谋取发展空间,增强思想道德素质和心理素质,更好地融入城市,职业培训是第一要务。
2组建培训基地,整合培训资源
依托高校、职业院校建立两后生职业培训基地,打造河北省两后生职业培训的“航空母舰”。当前河北省参与两后生培训的部门多、项目多、资金也不少。但由于缺乏系统的协调机制,各部门培训资源得不到有效的利用,造成重复培训、为培训而培训的情况。针对河北省职业培训教育资源面广、规模小、效益差、重复浪费等状况,进行战略性资源整合重组,应该做好以下几点:
2.1加大培训经费投入。促进两后生职业培训体系健康可持续发展,各级政府应将培训资金纳入到政府的财政预算,强化培训力度,并且为始终致力于“两后生”群体职业培训的相关机构给予财政支持。
2.2整合两后生培训资源。围绕“两后生”职业培训整体规划,面向这一群体广开言路,深入了解其学习需求,建立专业化的培训资源库,以现有培训资源为基础建设“两后生”培训基地。依托大、中、专职业院校和农村科技教育培训中心的教育资源,强推“两后生”职业技能培训项目。同时,将网络培训纳入“两后生”职业培训范畴,积极推广“两后生”网络培训。
2.3借力企业和民间组织。地方政府应该设立专项资金或通过税收等优惠政策,鼓励企业针对“两后生”群体定期开展在岗培训活动,政府应该利用政策、税收等杠杆手段鼓励支持;社会非盈利组织应该面向“两后生”群体提供更多的免费的技能培训项目,协助地方政府搞好“两后生”职业技能培训工作。
2.4认定定点培训机构。一直以来,不少有一技之长的“两后生”由于没有参加职业技能培训和职业技能鉴定,未获得相应的职业资格证书,职业技能不能及时得到用人单位的认可。鉴于此,政府应该通过招投标的形式遴选出资历较高的定点培训机构,明确专业设计、课程内容、费用标准,依法组织“两后生”群体参加职业技能培训,结业后按照常规程序参加职业技能鉴定,合格的学员一律颁发国家认定的职业技能资历证书,以规范“两后生”的职业技能鉴定流程,为其提供一个客观公正的职业资质认定的途径。
3拓宽渠道,有针对性地开展培训工作
基于“两后生”的双重身份和双向流动的特点,拓宽渠道确保重点群体就业。以政府购买岗位的形式,提供公益性岗位,实现了困难人员稳定就业。以政策扶持,资金注入等形式,实现自主创业,拉动“两后生”群体顺利就业。通过组织招聘会、座谈会等多种渠道搭建“两后生”就业供需对接平台,实现重点群体就业。
3.1加强“两后生”输出体系建设。河北省应该结合本区竞技发展实际情况,以职业培训基地建设为突破口,推出一系列内转外输政策,与域外重点企业,建立长期稳定的劳务协作关系,与京津地区谋求合作,实行人才联网推介和培训,扩大域外输出信息来源。总之,多措并举,加强“两后生”输出体系建设,促进“两后生”劳动力有技、有序地就业。
3.2加强输出地两后生培训建设。依托企业做好两后生在岗技术培训和适应城镇生活的,可通过补贴资金、提供场所、选配师资、减免税收等措施引导企业加强安全生产、卫生保健、文化补习、劳动技能等方面内容的教育培训。同时,发动社区为“两后生”群体提供更多有针对性的培训和服务项目,大力开展两后生转变为新市民的文明素质教育。积极开放教育培训系统,针对企业的用人需求、生产特点,积极开展就业再就业、“两后生”培训活动,参训费用全免。根据不同专业的技术要求,组织有关专家技术人员编印培训教材,免费发放给“两后生”群体。同时与企业签订培训服务协议,使培训合格的人员直接上岗。以订单搞培训,以培训促就业的模式提高两后生的职业培训效果。
3.3加强培训基础管理。建立农村劳动力培训台账,实行实名制管理,建立统一的培训学员信息库。按规定流程对参训人员进行人数统计,并报送相关部门备案。另外加强两后生培训专兼职师资队伍建设,在全省范围内选拔思想素质好、业务水平高、具有一定专业特长的教师任教,聘任各相关部门的专业技术人员作为兼职教师,定期到培训基地上课抓好培训教材规划编写和审定工作。
4动员全社会,共同构建“两后生”培训机制
提高两后生素质是一项复杂而庞大的社会系统工程,需要形成一个机制,需要各方面的大力支持和密切配合。
4.1发挥政府职能作用,完善协调机制。由河北省政府组织相关部门,针对“两后生”培训项目进行统一规划、统一管理。首先,财政部门按上级指示拨付相关款项,设立“两后生”培训转向资金;教育部门组织“两后生”劳动力参加职业培训;劳动部门协助地方政府开展非农技能培训、职业技能鉴定和劳动力转移就业登记跟踪服务等工作;农业部门围绕“青年农民培训”积极开展农业科技培训;工商部门围绕“蓝色证书”的培训,乡镇企业统一组织“两后生”群体参加岗前培训和在岗培训;科技部依照“星火产业带”计划,重点搞好星火企业家的培训;建设部负责建筑技工的职业培训工作;司法部门开展法律知识培训;共青团、妇联组织开展实用技术、家政服务等培训。其它相关部门开展力所能及的辅助工作,使两后生培训工作走上规范化的轨道。
4.2地方政府与职业院校密切配合协作。全力促进“两后生”职业培训。一方面,建立职业院校和人社等部门协调机制,依托辖区内各职业院校进行“两后生”的劳动预备制培训,让初、高中生一毕业就进入技校接受创业就业辅导,在技校毕业的同时拿到毕业证、创业培训合格证和职业技术等级证。另一方面,加强对“两后生”的跟踪服务,帮助解决实际困难,促进其稳定创业就业。
应用最直接的表现之一。抄表是电能计量中的基础工作,一直以来,传统的抄表工作都是人工完成的,常常会出现抄错、漏抄等问题,会对计量准确度产生严重的影响。在电能计量自动化系统下,传统的人工抄表方式逐渐转变为远程自动抄表方式,用电现场终端每月初抄读各计量点月冻结电量,并能够自动将数据传送回计量主站,不仅大大减少了在抄表方面的人工投入,同时,进一步提高了抄表质量和抄表效率。其次,计量自动化系统完全指出所有终端设备提供的报警,在采集数据、通讯状况等数据的基础上,可以实现关于数据异常、数据不全等报警功能。电能计量自动化系统的建成及其在电力营销中的投运,能够全方位覆盖计量装置远程监测系统,有助于推动传统计量装置在运行管理模式和故障诊断手段方面实现跨越式的大发展。与传统“守株待兔”式的故障排查相比,电能计量自动化系统的应用可以实现对故障的精确定位,并主动出击,极大地提高了用电监察的及时性和可靠性。
2统计线损四分、供售电量和检查用电
在线损四分管理中,对线损四分的实时统计是工作难点之一,而计量自动化系统在电力营销中的应用则较好地解决了这一问题。电能计量自动化系统的实时数据采集功能,不仅能够对线损按月、按日进行分区、分压,同时,还能够进行分线、分台等统计、分析,并且可以在需求基础上自定义分析相关的对象,形成各类线损统计报表,有利于推进线损异常的分析和管理。在未应用计量自动化系统之前,人工抄写是统计供售电量、分析同期线损的主要方式。这种传统的方式,不仅效率低,而且工作负担比较大。应用了电能计量自动化系统后,在统计供售电量工作方面,有效地提高了工作效率、工作的准确度和实时性。在检查用电的工作中,应用电能计量自动化系统能够实时监测用户的用电情况,一旦出现异常情况,就可以及时发出警报,准确排查和定位故障。
3分析用电负荷特性、监测配变运行、统计停电时间对于供电企业
分析、掌握用电负荷的细分区域和各类行业的负荷特性是其一直的努力方向,但是,在实际工作中,却很难实时获得负荷数据。应用计量自动化系统,不仅具有强大的负荷分析功能,同时,还能够获得实时负荷数据。在监测配变运性方面,计量自动化系统的应用可以实时监测、统计和分析变压器的电压、功率因数和负载率等情况,有效地减少了因路途遥远而导致监测不到位情况的发生,而且还能及时掌握设备运行的完整曲线和相关数据,更加科学、有效地评估配变运行状态。在统计停电时间方面,电能自动化系统的应用是立足于后台判断终端是否停电,以此来促进统计专变和配变停电信息的实现。同时,还可以根据实际要求自定义生成停电时间统计报表,为生产部门提供更多的参考数据,以提高其供电分析的可靠性。