發布時間:2023-09-27 10:23:15
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇電力電子現狀,期待它們能激發您的靈感。
關鍵詞:電力電子技術;電源技術;電力電子產業
電力電子技術,就是運用電力半導體器件以及電子技術對電氣設備的電功率進行控制的一種技術。它把電力半導體器件、電子技術、自動控制技術與電力變換技術等多種技術相結合,是一門交叉學科。經過幾代人孜孜不倦的努力,我國的電力電子產業發展的比較快速。自從第一個可控硅的出現,電力電子器件及其應用技術的發展已經持續了將近50年。電力電子器件的發展歷經了不控器件和半控器件,電流、電壓全控器件和功率集成電路等幾個時期,器件的體積在不斷地減小,而且,功率損耗較大的開關時間也大大降低,工作頻率大幅度的增加,而且在電力電子技術上的新突破變為實際應用的時間也縮短。它涉足領域廣泛,在電力、機械、通訊、交通等領域發揮著重要作用,是如今高新技術不可或缺的一部分。
1電力電子器件的發展
由于電力電子器件不斷發展,電力電子技術也取得了較大進步。電力電子技術的發展可分為以下幾個階段,第一階段為1950~1960年,在這一階段,半導體器件中重要的技術得到了完善;第二個階段從1970到1980年底,關鍵的電力電子器件包括場效應晶體管、絕緣柵雙極型晶體管、可關斷晶閘管的發展,使功率變換的要求得以實現;第三個階段是從1990年始一直到現在,電力電子技術已經基本成熟,電壓全控型的電力電子器件與智能型集成功率模塊技術實現了飛躍式的發展。到目前為止,電力電子器件的水平基本上穩定在109~1010W/Hz的水平。為了超越器件的極限,可以向兩個方向發展:一是更換更新的器件構造,二是應用寬能帶間隙的半導體器件,如SiC器件和GaN器件。
2對電力電子產業現狀的分析
毋庸置疑的是,電力電子的應用技術對我國國民經濟的發展起著很大的促進作用。為了大力發展電力電子技術,政府將電力電子技術列入國家“九五”科技發展規劃和國家關鍵新技術發展計劃。盡管電力電子產業得到了較快發展,但同時也面臨著一些挑戰,研究與調查表明當前我國電力電子產業發展的同時存在著有利因素與不利因素。2.1有利因素。我國電力電子技術的發展在如下方面取得很大的成功:由于Si材料的發展與運用,技術的不斷成熟等,大功率相控晶閘管與大功率快速晶閘管在部分地區已經有較大地發展,市場份額在逐步加大;功耗很低的中功率可控硅在國外市場所占份額較大;電力電子的集成化與數字化技術得到較大的發展;在東南部地區,成本較低的中低功率模塊,價格相對低廉的普通二極管與晶閘管芯片在國內市場比重較大,因此可以不用進口,節約了成本。2.2不利因素。我國的工業化進程還處于一個不發達階段,在工業化進程中依然要面對一系列問題。在電力電子領域內主要面臨以下問題:科技發展的基礎相對于其他發達國家較為薄弱,再加上這個領域發展速度太快,我國在這個領域的發展滯后于國際步伐;我國生產的大部分電力電子器件仍然局限于可控硅,很多研發出來的高科技產品依然依賴于國外產品的組裝集成;產品研發的效率還不是太高,新能源技術還不成熟。
3電力電子產業發展的目標以及建議
為了應對國內外市場緊迫的競爭形勢,盡快改變我國電力電子技術的落后現狀,應盡快采取有力的措施。我國政府可以采取以下的發展戰略:(1)朝著大容量、智能化的方向發展電力電子器件,尤其注重發展中小功率半導體器件的高功率化、模塊化、數字化、快速化,發展創新型科技。(2)著力提高電子產品的效率與電能,盡量消除或者降低電力公害,減少電磁干擾。因此研究的重點內容就是更好地提高電能變換效率,讓待機損耗降到最低。(3)運用新型半導體材料制造新型功率器件,加強對新一代碳化硅、砷化鎵功率器件的開發。(4)大力發展智能化的電路集成系統產品,把這個復雜系統模塊化,從而可以達到標準化、生產自動化、批量化生產,降低成本。
4結論
電力電子技術的發展,為逐漸改造傳統產業和開拓新的產業奠定了一定的基礎,而且在科技發展中所起的作用越來越關鍵,在如今的高新技術中扮演著不可缺少的角色。總而言之,電力電子產業在未來的應用前景越來越廣闊,必然會成為21世紀電子產業的一個重要的組成部分。
作者:姜雪菲 任寶森 單位:青島大學
參考文獻:
[1]王兆安,楊旭.王曉寶.電力電子集成技術的現狀及發展方向[J].電力電子技術,2003,37(5):90-94.
【關鍵詞】電力電子集成技術;集成技術的分類;分析現狀;探討發展趨勢
電力電子技術在研發,以及裝置的生產和維護上需要大量的人力資源和物力資源的投入,導致電力電子裝置的使用范圍受到嚴重的限制,最終阻礙了電能在使用技術方面的發展和進步。同時根據國際電力電子學界的分析研究發現,電力電子技術的發展主要受到電力電子集成技術的制約。因此解決電力電子集成技術對于擴展電力電子技術使用范圍有著至關重要的意義。概括電力電子集成技術的不同層次和形式,探討集成技術的發展現狀,研究分析電力電子集成技術的發展趨勢。實現電力電子裝置在設計和生產上的成本最小化,可靠性最大化的目的,達到電力電子模板將功率器件、電路元件以及控制器、動作開關等部件有機的集成起來,形成標準化的生產模板。促進電能的高效、科學、合理的開發和利用,為國民經濟的穩定發展提供保障條件。
一、電力電子集成技術的概念
(一)概念。電力電子集成概念的出現已經有幾十年的時間,世界上第一臺計算機ENIAC在1946年誕生于美國的賓夕法尼亞大學,隨著這類計算機的發展,晶體管計算機問世并不斷發展起來,出現了集成電路。集成電路的發展和進步促進了人類科技的迅猛發展。同時出現了早期的單片集成,并且進一步證實了在同一塊硅片上將主電路、驅動、保護電路以及控制電路等元件集成的片內系統(System On Chip—SOC)理念。但是單片集成存在高壓隔離、傳熱、以及小電流電路元件制造工藝上的差距明顯等問題。造成單片集成只能在小功率的范圍內應用。隨著電力電子集成化的明確,現在市場上廣泛使用的電力電子功率模板在革新單片集成技術的基礎上,對集成化的理念更為完善和創新。
(二)電力電子集成技術的研究機構。以美國電力電子研究中心(Center forPower Electronic System-CPES)為核心機構,德國賽米控公司,瑞士ABB公司以及西班牙國家微電子研究中心等權威性的電力電子集成技術的研究機構。
二、電力電子集成技術的分類
電力電子集成技術可分為三種不同的形式和層次。第一種是單片集成,是片內系統(System On Chip—SOC)理念的具體表現,在同一塊硅片上設計將主電路、驅動、保護電路以及控制電路等元件集成起來。具有降低成本、減少體重的優勢,但是其存在的高壓隔熱以及傳熱等問題突出。第二種是混合集成,利用封裝技術,在同一個模塊中將包括功率器件、驅動以及保護電路、控制電路的數塊硅片封裝,形成功能相較完整、獨立的元件,更好的解決了不同工藝要求的高壓隔熱等問題。第三種是系統集成,這種集成方式在工程技術行業的應用最為普遍。
三、電力電子集成技術的重要意義
電力電子集成技術的改進關系著整個電力電子行業的發展。有利于實現復雜的電力電子應用系統研發,設計成本以及設計的人力物力成本的降低,促進電力電子行業的技術革命創新,影響著電力、能源以及工業生產過程的自動化。同時電力電子集成技術的發展和進步有利于改善電力電子領域的勞動以及技術密集的產業問題。
四、電力電子集成技術的現狀
在電力電子集成模塊的結構設計原理中,分析模塊的可靠性能以及制造成品的成功概率等方面發現,制造成品的成功率隨著模塊中的集成元件的數量的增加而降低。電力電子裝置的復雜性能隨之增加。同時控制電路影響著裝置的靈活性能,因此不同用途的集成模塊不能隨意更換控制電路。
集成模板內部的鋁絲鍵合工藝存在很多問題,工藝的寄生電感大,造成元件的過高開關過電壓問題,進而形成開關應力。鋁絲過細,導致其傳熱性能不強。同時并聯多根鋁絲,造成電流分布不均勻,出現局部電流過于集中的問題。
單片集成的應用范圍并不廣泛,僅在小功率的范圍內才有所應用,目前,混合集成重要是以中等級別的功率應用為主。系統集成在構成上是以分立的元件為主,在設計、制造上,過程復雜,成本高,集成的優點并不能很好的體現出來。
五、電力電子集成技術的發展趨勢
隨著新型半導體材料的發展以及加工工藝的改善,單片集成必然朝著較大功率的范圍推廣、普及應用。混合集成在集成程度以及技術難度上有一定的發展優勢,因此,在未來的電力電子集成技術上,仍舊有一定的市場前景。改善電力電子集成模塊的電路技術和磁技術,使得電路的性能得到提高,損耗得到降低。未來的電力電子集成技術一定會朝著將功率元件、電路元件、控制器以及動作開關等有效集成,形成系列完整、智能的電力電子標準模塊的方向發展,實現元件內部的高度集成,降低生產成本,同時也能適應自動化的生產需求。
六、結語
電能的利用方式隨著電力電子技術的產生和發展而發生了重大的創新。同時電力電子技術的發展也改變了人們對電能的使用觀念。但是在實際的電力電子技術發展過程中,存在著電力電子裝置在應用范圍上受到限制等嚴重問題。探討集成技術的發展現狀,研究分析電力電子集成技術的發展趨勢,結合實際的技術水平情況,采取科學合理的集成形式,促進集成技術的實用化和產業化。
參考文獻
[1] 李永東,李敏.電力電子系統分析研究[J].電工技術雜志,2010(8).
隨著社會經濟的不斷發展以及社會生產力的不斷進步,能源消耗以及環境污染等問題已經成為現代社會發展的重要關注熱點之一了,能源資源的節約利用,環境的可持續發展也成為人們對社會發展的新要求。因此,在實際的生活生產中必須運用新的技術對相關資源進行節約利用以此來達到保護環境的效果。電力電子技術作為一種新技術,新方式,其在具體的生產中發揮著重要的作用,當然,其自身的特點也決定了它發展速度越來越快,越來越受到關注。但是,電力電子技術在目前來看其發展仍舊存在一定的不足,需要采取相應的措施來促使其更好更快的發展,以發揮更大的效益。
1電力電子技術簡要介紹
電力電子技術作為一門新興的電子技術主要應用于電力領域,其具體的原理就是使用電力電子器件對相關電能進行變換和控制的技術。它可以對過高或者過低的電能進行合理的調節。電力電子技術所變換的“電力”功率可大到數百MW甚至GW,也可以小到數W甚至1W以下,它主要區別于以信息處理為主的信息電子技術,電力電子技術主要是用于電力的變換這一領域。在目前來講,電力電子技術已經有了很長的發展過程了,其在這一過程中也在不斷的完善,現在已經有很多學科對相關的電力電子科技進行相應的研究,并且使它投入到許多生產生活領域。比如說我們家庭生活中就有很多地方運用到電力電子技術。因此,電力電子技術作為電力領域的重要技術,其在實際過程中發揮著不可替代的作用。
2電力電子技術的相關優點
1)對電能的使用進行優化作用。
在實際的生活中可以通過對電力電子技術的應用使得其對電能進行相應的處理,通過這一處理過程可以使得電能達到最大化的節約利用,實現電能的最佳化。所以說,在節能方面,電力電子技術能夠發揮重要的作用。例如,在相關調查中就可以看出,在現實的相關電力電子技術電器使用過程中,潛在的電力節能量相當于九十年電量的0.16倍。因此,電力電子技術在電力領域內的發揮的作用是非常巨大的,其對電力節能的貢獻也是非常突出的。應該在實際的生產生活中積極推廣相關應用項目。
2)能夠改造傳統產業發展新興產業。
根據相關調查以及預測顯示,在今后的電力使用過程中將會有越來越多的電能需要經過電力電子技術的處理后投入使用。在相關的生產生活領域也將會有越來越多與電力電子技術相關的產品出現。除此之外,電力電子技術作為一項使用弱電控制強電的媒體,它連接著機電設備以及計算機,這就為傳統產業的轉變創造了新的條件,也為新興產業的發展提供了便利的可能。
3)提高設備工作效率,優化設備功能
電力電子技術是一項不斷優化的電子技術,它自身的高頻技術以及變頻技術的不斷發展將會使得傳統的機電設備突破工頻傳統,不斷向更高頻化方向發展。也將使得傳統的機電設備在外觀,體積上有很大的改善,比如說體積可能縮小好多倍,但是功率不會降低。另外,電力電子技術的發展也將會提高機電設備的工作效率,加強設備的響應速度,實現更加全新的功能以及用途。
4)優化處理方式變革新技術
電力電子技術的不斷發展,尤其是其智能化的發展將會使得原有的信息處理與功率處理合二為一,使得微電子技術與原有的電力電子技術更加有效的結合。這樣一來,傳統的電子技術就會發生變革性的轉變,對社會生產力的發展就會有進一步的更加突出的貢獻。
3 電力電子技術應用系統的發展現狀
1)應用范圍有限,普及率不高
雖然在現實中,電力電子技術已經得到很快的發展,并且也得到了相應程度上的推廣,但是仍舊存在著一定的不足。比如說,電力電子技術應用領域主要還是集中于電力領域,沒有有效的向其他相關領域擴散推廣,除此之外,電力電子技術沒有得到大范圍的普及以及應用,使得其自身的優勢難以得到很好的發揮。綜合來講,目前的電力電子技術的普及度不高,應用范圍不廣,從而就限制了其作用的發揮。
2)電力電子技術應用系統不健全,沒有形成一個完整的綜合應用體系
電力電子技術的應用以及推廣離不開其他綜合因素的輔助。換句話來講,電力電子技術只有形成一個綜合的應用體系才能更好地應用于實際的生活生產領域,發揮其自身的優勢作用。目前,電力電子技術在實際應用中仍舊比較單一,技術層面不夠完善,而且自身的一些技術還有待進一步的創新發展,這就很大程度上影響電力電子技術應用體系的形成,影響其綜合的應用。技術的不完善,系統的不健全等綜合方面不足使得電力電子技術很難被推廣應用。
3)發展速度迅速,但有待進一步完善
從電力電子技術產生到現今,其發展速度是相當迅速。短短的幾十年,其已經被應用到許多領域,其具體的相關技術也得到了不斷的發展以及創新。可以說,在其發展的這個階段,它為社會生產力,國民經濟的發展提供了重要的動力支持。但是,在目前來說,電力電子技術在相關領域的具體技術不完善,有關技術相對落后不能夠適應生產力的發展,這就使得電力電子技術需要進一步的不斷創新、完善。
4 綜合發展電力電子技術應用系統的措施
1)加大推廣力度,提高普及率
目前,電力電子技術的發展速度非常迅速,但是其普及率卻是非常有限的,除此之外,相關部門以及機構對電力電子技術的推廣力度也是有限的。針對這類情況,就必須采取相應措施對電力電子技術進行推廣,使其能夠在很多方面的得到應用。尤其是在廣大的電力領域,綜合運用電力電子技術設備,對電能的使用進行控制和變換,使得電能能夠得到最大化的利用效率,發揮最大化的效益。另外,在其他生活領域也應該普及現有的電力電子技術,使其在生活領域也能發揮應有的作用。
2)健全電力電子技術應用系統,形成完整的綜合應用體系
針對電力電子技術應用體系不完備等現狀,必須要采取措施進行調整和完善。電力電子技術的應用只有結合其他綜合應用程序才能發揮更大的效益,尤其是在電力領域,把電力電子技術加入到其他應用過程中,使得電力電能能夠得到節約利用。電力電子技術不是單一就能夠發揮效益的,其還受其他綜合因素的影響制約,所以,采取相應的措施使得電力電子技術應用系統得到健全,形成一個完整的體系,只有這樣,在電力領域才能更加彰顯優勢,發揮效益。
3)創新技術,完善相關設備
生產生活的發展以及進步離不開相關技術的創新。當然,在電力領域更是如此。當前電力電子技術的發展仍存在一定的不足,有些領域技術相對落后,不能夠適應生產力的發展要求,因此,必須加快相關技術的創新,加快電力電子技術的發展速度,使其能夠適應生產力的要求,為生產力的發展創造更多的效益。
關鍵詞:電力自動化系統;應用現狀;發展趨勢
Abstract: With the information age arriving, the development of the electric power dispatch automation system is paid more and more attention. We need keep up with the pace of the times to clearly understand the situation, grasp the development trend of the electric power dispatching automation system, use the power dispatching automation system functions and advantages, and actively explore a better electric power dispatching automation system that adapts to the power grid.
Key words: power automation system; application status; development trend
中圖分類號: TM247文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2012)
電力系統是一個地域分布遼闊,由發電廠、變電站、輸配電網絡和用戶組成的統一調度和運行的復雜大系統。按照電能的生產和分配過程,電力系統自動化包括電網調度自動化、火力發電廠自動化、水力發電站綜合自動化、電力系統信息自動傳輸系統、電力系統反事故自動裝置、供電系統自動化、電力工業管理系統的自動化等7個方面,并形成一個分層分級的自動化系統。
1、電力系統自動化的應用現狀分析
電力系統自動化是指對電力系統進行控制、監測、保護等行為的自動化建設,既包括硬件也包括軟件。電力系統中的各種自動化,充分顯示了電力系統的信息技術特點。從我國來看的話,電力調度自動化系統主要有CC-2000,SD-6000,OPEN-2000。它們的基本功能都能達到國內外的同系統的水平。
1.1 CC-2000系統。在不同的應用環境中,CC-2000系統提供兩個種類的數據采集子系統,即為基于VME總線的工控機系統和基于終端服務器的系統。它們主要遵循兩種不同的體系結構與技術思想,表現為系統的可靠性、適用性、實時性和靈活性等方面各有所側重,而且在三十多個實際工程中有了應用,很好地適應了各類應用系統的需求。其主要運用開放式的系統結構設計,技術為面向對象,引用軟件運用事件驅動和封裝的思想為其提供透明的接口。由于應用面向對象技術,一個新的大對象的概念在自動化系統中得到了引用,與此同時,通用性和專有性的結合,使得支撐系統同時滿足了電力系統一方的需求與其他行業的實際需求。
1.2 SD-6000系統。SD-6000系統是電力自動化研究院為滿足廣東電網發展的需要而開發的一套新型能量管理系統,是我國電力部門的重點項目,主要集合了超大規模的調度投影屏、調度電話自動撥號、氣象衛星云圖等新型技術,開放式和分布式的支撐系統平臺是其特點,具有較高穩定性和可靠性的電網元件模型,場站單線圖等技術為關鍵技術。
1.3 OPEN-2000系統。PEN-2000系統在新型的能量管理系統中被運用,由于自身性能的完善、適用面廣泛、可靠性高、成熟性好、等優勢使其快速的在國內外發展,同時其雙網機制的采用使它的流量和可靠性都得到了很大的提升。
2、電力系統自動化系統的新技術應用
當今電力系統的自動控制技術正在向以下幾個方面發展:在控制策略上日益向最優化、適應化、智能化、協調化、區域化發展;在設計分析上日益要求面對多機系統模型來處理問題;在理論工具上越來越多地借助于現代控制理論;在控制手段上日益增多了微機、電力電子器件和遠程通信的應用;在研究人員的構成上日益需要多“兵種”的聯合作戰。
2.1 電力系統的智能控制。電力系統的控制研究與應用在過去的40多年中大體上可分為三個階段:基于傳遞函數的單輸入、單輸出控制階段、線性最優控制、非線性控制及多機系統協調控制階段、智能控制階段。智能控制是當今控制理論發展的新的階段,主要用來解決那些用傳統方法難以解決的復雜系統的控制問題;特別適于那些具有模型不確定性、具有強非線性、要求高度適應性的復雜系統。智能控制在電力系統工程應用方面具有非常廣闊的前景,其具體應用有快關汽門的人工神經網絡適應控制,基于人工神經網絡的勵磁、電掣動、快關綜合控制系統結構,多機系統中的ASVG(新型靜止無功發生器)的自學習功能等。
2.2 FACTS和DFACTS。FACTS(柔流輸電系統),就是在輸電系統的重要部位,采用具有單獨或綜合功能的電力電子裝置,對輸電系統的主要參數(如電壓、相位差、電抗等)進行調整控制,使輸電更加可靠,具有更大的可控性和更高的效率。這是一種將電力電子技術、微機處理技術、控制技術等高新技術應用于高壓輸電系統,以提高系統可靠性、可控性、運行性能和電能質量,并可獲取大量節電效益的新型綜合技術。FACTS的核心裝置是ASVC,基于大功率電力電子器件的快速開關作用和所組成逆變器的逆變作用。ASVC是包含了FACTS裝置的各種核心技術且結構比較簡單的一種新型靜止無功發生器。ASVC由二相逆變器和并聯電容器構成,其輸出的三相交流電壓與所接電網的三相電壓同步。它不僅可校正穩態運行電壓,而且可以在故障后的恢復期間穩定電壓,因此對電網電壓的控制能力很強。DFACTS是指應用于配電系統中的靈活交流技術,它是1988年針對配電網中供電質量提出的新概念,其主要內容是:對供電質量的各種問題采用綜合的解決辦法,在配電網和大量商業用戶的供電端使用新型電力電子控制器。
2.3 基于GPS統一時鐘的新一代EMS和動態安全監控系統。基于GPS統一時鐘的新一代EMS目前應用的電力系統監測手段主要有側重于記錄電磁暫態過程的各種故障錄波儀和側重于系統穩態運行情況的監視控制與數據采集(SCADA)系統。前者記錄數據冗余,記錄時間較短,不同記錄儀之間缺乏通信,使得對于系統整體動態特性分析困難;后者數據刷新間隔較長,只能用于分析系統的穩態特性。兩者還具有一個共同的不足,即不同地點之間缺乏準確的共同時間標記,記錄數據只是局部有效,難以用于對全系統動態行為的分析。基于GPS的新一代動態安全監控系統基于GPS的新一代動態安全監控系統,是新動態安全監測系統與原有SCADA的結合。電力系統新一代動態安全監測系統,主要由同步定時系統,動態相量測量系統、通信系統和中央信號處理機四部分組成。采用GPS實現的同步相量測量技術和光纖通信技術,為相量控制提供了實現的條件。GPS技術與相量測量技術結合的產物――PMU(相量測量單元)設備,正逐步取代RTU設備實現電壓、電流相量測量(相角和幅值)。
3、電力系統自動化系統的發展分析
整個電力系統自動化趨向于多方面的發展,由開環監測向閉環控制發展,例如從系統功率總加到AGC(自動發電控制);由高電壓等級向低電壓擴展;由單個元件向部分區域及全系統發展;由單一功能向多功能、一體化發展;裝置性能向數字化、快速化、靈活化發展;追求的目標向最優化、協調化、智能化發展。
3.1 市場化。在將來的電力調度自動化系統中,電力企業不斷地適應市場的發展,而這種改革既是機遇也是挑戰。電力企業為適應市場的改革為用戶提供了多種選擇,同時使用戶自動作負荷管理,高峰負荷減少,裝機容量減少,電力容量利用率和效益提高,更容易得到經濟目標以促進系統的合理規劃發展和電力工業的經營管理和持續良性發展,創造最大的社會效益。
3.2 數字化。隨著數字化時代的到來,人們越來越意識到信息技術的重要性,數字化電網和數字化變電站的開發得到人們的普遍關注。電力調度自動化系統的數字化發展趨勢主要指電網信息源的數字化發展,通過系統數字化使電網中的運行數據對電網的調度系統中的綜合信息和通信進行分層分類和分區的采集和處理得到了實現。統一和規范了電網的整個監控過程,電力自身信息化、智能化和可視化的調度得到了促進,系統運行更加穩定、安全、經濟。
3.3 智能化。智能調度是電網未來發展的必然趨勢,智能調度技術采用先進的調度數據集成技術,進一步綜合的利用電力系統的穩態、動態和暫態的運行信息進行有效整合,對電力系統的運行進行監測和優化,實施必要的預警和動態預防控制,增加系統的事故辨識、故障處理和系統恢復,從而更加協調與優化電廠質量、職場運營還有電網的調整。與此同時,在緊急的情況下,系統還能夠進行協調控制,以達到調度、運行和管理。此外,電網調度的應用功能具有可視化等。
4、小結
隨著計算機技術,控制技術及信息技術的發展,電力系統自動化面臨著空前的變革。多媒體技術、智能控制將迅速進入電力系統自動化領域,而信息技術的發展,不僅會推動電力系統監測的發展,也會推動電力系統控制向更高水平發展。
參考文獻:
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[2]張揚.電力系統技術發展的新趨勢[J].浙江電力,2011(3).
【關鍵詞】電子智能化立體車庫;現狀;發展
1.電子智能化立體車庫的現狀
隨著我國國民經濟的高速發展以及我國的城市化水平不斷加快,使得城市交通擁擠的矛盾日益突出。車輛的不斷增多,城市道路設施跟不上經濟發展的步伐,造成了動態交通的嚴重阻塞,同時停車場地設置的不合理,出現了嚴重的占道停車,占用居住區綠地,造成靜態交通混亂現象,從而進一步加劇了交通擁擠,破壞了城市的居住環境和城市形象。動態交通和靜態交通的關系形成了惡性循環。交通瓶頸成為加速城市建設、提高人民生活質量的老大難。要解決動態交通問題,首先要解決靜態交通問題。相比于常規的大中型停車場,智能化立體車庫以其節省占地面積、出入庫管理方便、存取車省時省力、配置靈活等特點成為了解決城市”停車難”問題的重要途徑和發展方向。
目前,自動立體停車裝備系統在世界各地的發展是極不均衡的。德國開發最早,技術居于領先地位;日本由于國土面積小而應用最廣,從技術特征上看,日本更重視豎式自動立體車庫的發展。我國全自動立體停車設備的容車能力及其技術完備,經過數年的發展,先進程度已被世界廣泛承認和接受。國內外的立體車庫絕大多數是以PLC作為控制核心,通過PLC來對各種數字量進行檢測和控制。PLC是基于計算機技術和自動控制理論發展而來的,它既不同于普通的計算機,又不同于一般的計算機控制系統,PLC具有許多優點,具體表現在多個方面。
2.立體車庫的主要類型
由于立體車庫具有節省占地面積小、節省大量投資、出入車庫管理方便、省時省力、可避免車輛的丟失和損壞、配置靈活等諸多優勢特點,所以各國紛紛發展機械化停車設備――立體車庫,將地面停車向空間發展,形成立體停車模式,他們主要有以下幾種常見形式:
(1)垂直循環式。該類型車庫采用了垂直方向做循環運動的停車系統存取車輛的停車設備。。其特點是:結構簡單,應用范圍廣,并且節省空間。垂直循環式立體車庫停車用的數個托運盤在垂直面內圓形配置,并通過大型循環鏈使其連續循環運轉。
(2)多層循環式。該類停車庫是采用了通過載車板作上下循環運動,而實現車輛多層存放的多層循環式停率設備。
(3)水平循環式。該車庫外形狹長,遙過采用兩層停車結構,可以有效地提高狹長地段的土地利用率。
(4)升降橫移式。此類機械式停車設備采用以載車板升降或橫移達到存取車輛的目的,其特點是:由于型式比較多,規模可大可小,對地的適應性較強,因此使用十分普遍。不足點是:每組設備必須留有至少一個空車位;在鏈條牽動運行過程不具有防止傾斜墜落功能。升降橫移式立體車庫多為中、小型車庫,停放車輛數目從幾輛至幾十輛不等,一般采用2―5層結構,也可稱為兩層升降橫移式和多層升降橫移式立體車庫。
(5)升降導軌式。中間是可沿軌道水平移動的升降裝置,兩側是沿水平方向設置的多層停位。
(6)電梯提升式。車庫中間是各升降機垂直運送汽車的通道,兩側是沿垂直方向設置的停車車位。它像電梯一樣用升降機把汽車提升到指定車位旁,然后用橫移裝置將汽車平移到停車位。其特點是:整個存車庫可多達20-25層,即可停放40-50輛車,占地面積不到50平米,空間利用率最高。適宜建筑在高度繁華的城市中心區域以及車輛集中停放的聚集點。
各類型機械式立體車庫均有其他附屬設備,如轉盤用于汽車原地調頭轉向,停車位置檢測、消防、通道、照明等安全裝置及停電對的取車裝置等。基本上所有的車庫都可建成為地上、半地下、地下式,并可數套并列設置。
3.立體車庫的優點
第一,節約空間。一般情況下,其占地面積約為平面停車場的的1/2~1/25,機械式“立體”車庫在地下和地面都可安裝,最大的好處就是可以充分利用小面積向高空發展,盡量多存車輛,是土地資源緊缺、車輛容量大的場所最佳停車方式。
第二,自動化操控,使用方便。立體停車庫自動化程度很高,可以進行旋轉式升降。機械式立體車庫采用電腦控制,存取車輛無須在車庫內行駛,機械自動記憶調車,耗費時間少,效率高,存取車時間一般為12秒~35秒。例如,小區居民下班回來停車,只要按一下與車位號對應的號碼,這個車位就會旋轉著降落到地面,待車主停好車輛后,再按號碼,車位又回旋上升、復位。安裝了立體車庫的大型地下停車場則配套安裝停車場智能管理系統,由經過專業技術培訓的工作人員進行值守調度。
第三,立體車庫建設成本大大低于傳統停車場。據了解,傳統停車場的占地和建設成本相當高昂。一般說來,普通地上停車位每個占地在15平方米左右,地下停車場每個車位的占地面積則至少在25平方米以上。如果使用立體停車庫,在30平方米的空地上就可以停放一組8車位立體停車庫,平均每個車位占地面積不到4平方米。
第四,安全可靠、美化環境。配備自動檢測系統,各種安全機構,自動報警,消防系統及其他防范設施。汽車不會損壞,丟失。因地制宜,利用零星空地,配以外形美觀的車庫,美化城市環境。
4.電子智能化立體車庫的未來走向
電子智能化立體車庫雖然已逐步地趨于成熟化,但是目前在技術方面仍然存在著一些問題,使得車庫的運行成本、運作效率、產品的可靠性等成為了亟待解決的問題。這些技術瓶頸能否被打破成為了電子智能化立體車庫在未來發展中的關鍵。針對所應用的關鍵技術的一些劣勢,在這里進行討論。
(1)作為控制核心,用DSP外擴CPLD比PLC更有優勢。首先在運行速度方面,PLC的運算速度只能達到US級,而DSP(數字信號處理器)的運算速度可以到ns級,因此能更好地滿足電子高智能化立體車庫對于控制芯片的要求;在生產成本方面,用DSP+CPLD實現的話會在生產成本上大大降低,目前這種方法已經得到了廣泛的應用;在功能擴展方面,DSP在片內集成了各種工業上常用的各種模塊,為立體車庫功能的升級提供了強大的硬件保障。
(2)相比于傳統的通信方式,無線通信能解決有線通信無法解決的問題。利用無線通信代替原來的有線通信方式,可有效增加采集信號的數量,提高立體車庫的智能性,為進一步的技術升級打下基礎,避免了布線的復雜性,有利于故障的迅速定位和設備維護,同時可以大大節省立體車庫有線線纜的成本。
(3)采用最新的電磁兼容技術,使立體車庫具有很強的抗干擾以下方面著手:首先電磁環境評價即通過實測或數字仿真等手段,對設備在運行時可能受到的電磁干擾水平進行估計。電磁環境評價是電磁兼容技術的重要組成部分,是抗干擾設計的基礎。其次,電磁干擾耦合路徑弄清干擾源產生的電磁搔擾通過何種路徑到達擾的對象。抗于擾措施,電磁干擾的產生和藕合敏感設備是不可能完全避免電磁搔擾的。因此,往往比較經濟合理的解決辦法是在敏感設備上應用抗干擾措施。研究經濟和適用的抗干擾措施也是未來電磁兼容領域的重要任務。
5.結論
隨著電力電子器件的不斷發展、通信手段的不斷提高、電磁兼容技術的不斷進步,電子智能化立體車庫必將在未來取得更大的進步,逐漸地向高智能化、人性化的方向發展,實現更大的突破。
【參考文獻】
[1]付翠玉,關景泰.立體車庫發展的現狀與挑戰[J].機械設計與制造.2005,(9):156-157.