首頁 > 優(yōu)秀范文 > 數(shù)字化關(guān)鍵技術(shù)
時(shí)間：2023-09-08 09:29:12
序論：速發(fā)表網(wǎng)結(jié)合其深厚的文秘經(jīng)驗(yàn)，特別為您篩選了11篇數(shù)字化關(guān)鍵技術(shù)范文。如果您需要更多原創(chuàng)資料，歡迎隨時(shí)與我們的客服老師聯(lián)系，希望您能從中汲取靈感和知識(shí)！
一、引言
目前我國電網(wǎng)要求進(jìn)行6項(xiàng)技術(shù)改革，其中一項(xiàng)就是電網(wǎng)自動(dòng)化。電網(wǎng)自動(dòng)化中最重要的技術(shù)就是變電站的數(shù)字化，電站數(shù)字化是顯現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行高效率、推動(dòng)電力事業(yè)發(fā)展的主要?jiǎng)恿?。隨著市場競爭的加劇，電力企業(yè)保持競爭優(yōu)勢的當(dāng)務(wù)之急變電站實(shí)現(xiàn)全面的數(shù)字化控制，因而對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行探討和分析是非常必要的。
二、數(shù)字化變電站發(fā)展概況
1、變電控制系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對(duì)電能源的需求不斷增加，因而帶來我國電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大。隨著電網(wǎng)的增加電網(wǎng)的安全運(yùn)行問題就成為電網(wǎng)企業(yè)考慮的主要問題，電網(wǎng)的安全運(yùn)行直接關(guān)系到電力企業(yè)的效益。對(duì)此，一些電力企業(yè)為了提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性開始對(duì)傳統(tǒng)的變電設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)應(yīng)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)體系進(jìn)行控制，不僅使變電系統(tǒng)的操作更加簡單，而且使信息實(shí)現(xiàn)共享，增強(qiáng)了變電系統(tǒng)的實(shí)用性。
2、電流和電壓互感器的應(yīng)用現(xiàn)狀。電流和電壓互感器是電力系統(tǒng)中電量計(jì)算和保護(hù)繼電裝置的重要部件，他們的運(yùn)行效率可以對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行效率起到重要影響。未實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的變電站使用的電流和電壓互感器主要是電磁感應(yīng)式的，在電網(wǎng)運(yùn)行壓力不斷增加的今天表現(xiàn)出一定的缺點(diǎn)。因而數(shù)字化的電流和電壓互感器就應(yīng)運(yùn)而生了。
三、數(shù)字化變電站的技術(shù)特征
1、數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)化。數(shù)字化變電站區(qū)別于傳統(tǒng)變電站的主要標(biāo)志就是采用數(shù)字化的方式對(duì)電流和電壓等進(jìn)行測量。它采用光電式的互感器方式進(jìn)行測量可以實(shí)現(xiàn)每次系統(tǒng)測量的有效隔離，大大提高測量的精度，使變電站實(shí)現(xiàn)對(duì)冗余信息進(jìn)行處理提供基礎(chǔ)。
2、系統(tǒng)分層分布。數(shù)字化變電站技術(shù)實(shí)現(xiàn)了變電站系統(tǒng)從集中方式向分布式的轉(zhuǎn)變。數(shù)字化的分層分布系統(tǒng)目前普遍采用成熟的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)變電站之間的相互連接，這種方式可以保證變電站統(tǒng)計(jì)信息的完整性，并且即使在某個(gè)變電站發(fā)生故障情況下其他變電站可以保存信息，確保了變電站信息的安全性。
3、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊化。數(shù)字化變電站技術(shù)中所使用的對(duì)電壓和電流的測量系統(tǒng)不僅體積小而且重量輕，因而這些設(shè)備可以集中裝置在智能開關(guān)設(shè)備系統(tǒng)中，對(duì)其按照機(jī)電一體化的理念進(jìn)行優(yōu)化組合和設(shè)備控制，從而使其結(jié)構(gòu)更加緊湊。
4、系統(tǒng)建模標(biāo)準(zhǔn)化。數(shù)字化變電站技術(shù)為變電系統(tǒng)提供了統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的信息模型。這個(gè)模型的優(yōu)點(diǎn)主要有：第一，實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備的互相操作。標(biāo)準(zhǔn)化的模型中每個(gè)子系統(tǒng)都可以通過服務(wù)接口以及設(shè)備描述等使各項(xiàng)功能實(shí)現(xiàn)程序上的標(biāo)準(zhǔn)化，然后再對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)互相操作的可能性。第二，實(shí)現(xiàn)變電站信息共享。數(shù)字化系統(tǒng)在建立過程中采用統(tǒng)一規(guī)則對(duì)資源進(jìn)行命名，可以實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)部的信息共享。第三，簡化系統(tǒng)的維護(hù)和配置工作。設(shè)備的功能、網(wǎng)絡(luò)的連接等都是基于某一特定的配置語言來設(shè)置的因而其維護(hù)和配置工作比較簡單。
5、信息交互網(wǎng)絡(luò)化。數(shù)字化變電站技術(shù)采用的互感器功率低可以將高電壓、高電流的電力信號(hào)轉(zhuǎn)化為簡單的數(shù)字信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)部設(shè)備之間信息的交互性。
6、通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)化。在數(shù)字化變電站設(shè)計(jì)方案中，過程總線與各個(gè)分線都采用環(huán)形拓?fù)淙缓蟾鶕?jù)不同的信息再對(duì)其進(jìn)行等級(jí)劃分，從而可以使網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延性能夠滿足電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)受到突發(fā)因素的影響而中斷或負(fù)載增加時(shí)，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性可以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
7、信息的同步性。數(shù)字化變電站技術(shù)在二次設(shè)備的同一時(shí)間點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，之后程序?qū)@些信息進(jìn)行處理，然后通過傳感器模擬信號(hào)經(jīng)由各種傳輸設(shè)備進(jìn)行輸出，因而可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)變電站信息的同步性。
四、結(jié)語
數(shù)字化變電站技術(shù)因其可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的數(shù)字化、結(jié)構(gòu)緊湊、網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)時(shí)性、信息的同步性等優(yōu)點(diǎn)，因而具有廣闊的應(yīng)用空間。
參考文獻(xiàn)
[1]楊然靜，白小會(huì).數(shù)字化變電站技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J].供用電，2010（1）.
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，數(shù)字化測控裝置技術(shù)越來越完善，在我國部分變電站當(dāng)中開始投入使用。數(shù)字化測控裝置的采集信息以MPC8247（微處理器）為平臺(tái)，主要負(fù)責(zé)接收以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上的信息數(shù)據(jù)；而數(shù)字化測控裝置的主要控制模件則以TMS320F2812型DSP為硬件平臺(tái)，利用其對(duì)于數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理和計(jì)算工作。通過對(duì)于合閘等關(guān)鍵技術(shù)的研究，并依據(jù)拉格朗日插值公式衍生出的數(shù)字采集計(jì)算方法，進(jìn)而對(duì)數(shù)字化測控裝置關(guān)鍵技術(shù)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和計(jì)算處理工作，為了能夠使數(shù)字化測控技術(shù)在今后的變電站的應(yīng)用順暢，下面對(duì)數(shù)字化測控裝置技術(shù)進(jìn)行分析研究。
1 變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)
變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主要針對(duì)變電站內(nèi)的一、二次設(shè)備的具體運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，一次設(shè)備是指變電站中的發(fā)電機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)、開關(guān)（斷路器）、隔離開關(guān)等，而二次設(shè)備主要針對(duì)一次設(shè)備及其電路進(jìn)行測量工作，主要其操作和保護(hù)而裝設(shè)的輔助設(shè)備，例如各種測量儀表、控制開關(guān)、繼電器等叫做二次設(shè)備，而連接二次設(shè)備的電路，就叫做二次回路。針對(duì)一、二次設(shè)備的相關(guān)系統(tǒng)對(duì)于內(nèi)部的數(shù)字化信息，進(jìn)行統(tǒng)一的收集并建立模型，通過計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行處理，在由數(shù)字信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)分享，從而達(dá)到能夠完成系統(tǒng)內(nèi)部統(tǒng)一操作的目的，由此使內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)信息安全、準(zhǔn)確、可信，有利于今后變電站的實(shí)際運(yùn)行和操作。并且現(xiàn)代化的變電站控制系統(tǒng)，應(yīng)滿足IEC61850標(biāo)準(zhǔn)在由電子信息網(wǎng)絡(luò)對(duì)于一、二設(shè)備的自動(dòng)化運(yùn)行和使用進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃和管理工作，數(shù)字化測控系統(tǒng)主要連接變電站系統(tǒng)當(dāng)中負(fù)責(zé)監(jiān)控主站、工程師站等，以及控制電力系統(tǒng)當(dāng)中一次設(shè)備的操作，在實(shí)際的應(yīng)用過程中主要負(fù)責(zé)滿足一下幾項(xiàng)功能：
（1）通過以太網(wǎng)上的信息資源進(jìn)行采集處理工作，接下來經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳輸至遠(yuǎn)動(dòng)工作站。
（2）經(jīng)由遠(yuǎn)動(dòng)工作站通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將具體的遙控操作指令發(fā)送至具體的操作單元進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能化操作。
（3）數(shù)字化測控裝置應(yīng)用到變電站監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中的主要作用，是針對(duì)接受裝置的遙信操作以及本裝置的遙信操作，經(jīng)由信息網(wǎng)絡(luò)傳送給具體工作站以及遠(yuǎn)動(dòng)裝置，從而完成具體的實(shí)際操作。
2 測控單元的硬件組成
數(shù)字化測控單元由電源模件、CPU模件、傳統(tǒng)IO模件、數(shù)字化IO模件和機(jī)箱組成。其結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)IO模件可以是遙信采集模件、模擬量采集模件、直流量采集模件。數(shù)字化IO模件集數(shù)字化交流量測量、直流量測量和遙控開出功能于一身。它采用MPC8247作為以太網(wǎng)通信處理器，以TMS320F2812型DSP作為模擬量計(jì)算和控制功能處理器，MPC8247與TMS320F2812采用雙口RAM通信方式，與其他模件間采用統(tǒng)一的內(nèi)部CAN網(wǎng)通信規(guī)約，使得數(shù)字化IO模件能夠與其他模件混合使用。各種IO模件的個(gè)數(shù)可以通過組態(tài)軟件靈活配置，滿足了用戶的不同需求。
3 交流量采集方案設(shè)計(jì)
數(shù)字化IO模件的模擬量采集與傳統(tǒng)的模擬量采集模件相比，不同的是數(shù)據(jù)來源，傳統(tǒng)的模擬量采集模件將交流量信號(hào)經(jīng)過降壓、濾波后進(jìn)入AD轉(zhuǎn)換芯片，由DSP控制AD轉(zhuǎn)換芯片對(duì)模擬量進(jìn)行采樣。EVT和ECT以恒定的采樣速率進(jìn)行等間隔采樣并將采集的數(shù)據(jù)通過高速串口傳送給合并單元（MU），合并單元再將一組時(shí)標(biāo)一致的電壓和電流數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)傳給測控單元中數(shù)字化IO模件的通信處理器MPC8247，MPC8247立即將數(shù)據(jù)存放在內(nèi)部通信區(qū)中供DSP采集。需要重采樣數(shù)據(jù)滿足4點(diǎn)要求。
第一要實(shí)時(shí)，這就要求DSP需要不停地監(jiān)視通信區(qū)是否有新數(shù)據(jù)進(jìn)入，只要有符合插值條件的數(shù)據(jù)，立即進(jìn)行插值操作。
第二要連續(xù)，重采樣和計(jì)算要"同時(shí)"進(jìn)行。由于采用FFT算法，當(dāng)重采樣數(shù)據(jù)滿足FFT計(jì)算數(shù)量時(shí)，一邊要計(jì)算模擬量，同時(shí)重采樣操作不能停止。
第三要準(zhǔn)確，首先，既然存在插值點(diǎn)的計(jì)算，就會(huì)存在計(jì)算誤差，特別是使用定點(diǎn)的DSP型號(hào)時(shí)，要考慮如何提高計(jì)算精度。其次，還需考慮某一組數(shù)據(jù)為無效數(shù)據(jù)時(shí)該如何插值。當(dāng)線路電壓或母線電壓出現(xiàn)太多無效數(shù)據(jù)，無法完成插值時(shí)，要置無效標(biāo)志，閉鎖同期操作。
第四要進(jìn)行頻率跟蹤，動(dòng)態(tài)地調(diào)整重采樣的采樣周期T′s。頻率計(jì)算要和重采樣程序放在同一個(gè)中斷服務(wù)程序中，這樣能保證在一個(gè)周期中所采集的數(shù)據(jù)是等間隔的。
4 同期功能的實(shí)現(xiàn)
隨著數(shù)字化變電站電壓等級(jí)的不斷上升，在變電站設(shè)計(jì)中數(shù)字化測控裝置的同期功能必不可少。同期功能涉及到圖中的每一個(gè)設(shè)備：同期合閘命令由工程師工作站發(fā)出，測控單元接收到同期合閘命令后應(yīng)答工作站表明已收到同期命令，同時(shí)采集MU發(fā)送過來的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算出母線與線路兩側(cè)的電壓、頻率、相角等相關(guān)數(shù)據(jù)，判斷合閘條件是否滿足，若條件滿足，則立即發(fā)送GOOSE報(bào)文給智能操作箱，由操作箱最終完成合閘任務(wù)，并將合閘結(jié)果通過GOOSE報(bào)文發(fā)給其他設(shè)備，告知同期合閘操作結(jié)果。
針對(duì)數(shù)字化測控裝置中，主要是站控層在通信過程中的實(shí)際操作掌控的是CPU模件，并且間隔層設(shè)備通信當(dāng)中有數(shù)字化IO模件以及兩個(gè)以太網(wǎng)接口，一個(gè)主要針對(duì)MY通信和接受相關(guān)信息數(shù)據(jù)的采樣值，另一個(gè)負(fù)責(zé)接收和發(fā)送goose網(wǎng)絡(luò)，主要針對(duì)間隔遙信相關(guān)的信息采集和控制輸出工作。在CPU模件和IO模件之間利用CAN總線進(jìn)行通信連接，而合閘所需要的同期定值是由組態(tài)軟件將相關(guān)的定值信息傳到CPU模件當(dāng)中，再經(jīng)由CAN總線傳給IO，模件中的DSP（數(shù)字信號(hào)處理），在由DSP對(duì)同期合閘的條件進(jìn)行判斷。
目前數(shù)字化測控裝置的同期合閘條件相似于傳統(tǒng)同期合閘，而傳統(tǒng)同期合閘的設(shè)計(jì)軟件可以應(yīng)用到現(xiàn)階段的數(shù)字測控裝置同期合閘當(dāng)中，數(shù)字化測控裝置主要針對(duì)同期合閘的運(yùn)行的交流量連續(xù)可靠的進(jìn)行采集工作，并嚴(yán)格遵守IEC61850標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行軟件的設(shè)計(jì)工作保證同期合閘的順利運(yùn)行。
結(jié)束語
現(xiàn)階段隨著網(wǎng)絡(luò)的普及和應(yīng)用，在IEC61850標(biāo)準(zhǔn)上進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)字化測控裝置技術(shù)設(shè)計(jì)，利用數(shù)字化測控裝置關(guān)鍵技術(shù)對(duì)于今后發(fā)電站的運(yùn)行和發(fā)展非常重要，為了保證數(shù)字化測繪裝置關(guān)鍵技術(shù)能夠更多的應(yīng)用到變電站的實(shí)際操作當(dāng)中，需要相關(guān)技術(shù)人員的努力和創(chuàng)新，才能夠促進(jìn)數(shù)字化測控裝置技術(shù)不斷的完善，從而使社會(huì)在數(shù)字化信息時(shí)代下順利的發(fā)展和進(jìn)步。
2.相關(guān)證據(jù)收集考試是學(xué)校教育的重要組成部分，也是學(xué)校教學(xué)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。OUC的考試定位于全國性的統(tǒng)一考試，這不僅說明其考試的嚴(yán)肅性和規(guī)范性，同時(shí)也表明這種類型的考試是屬于課程達(dá)標(biāo)性考試，與學(xué)校教育和教學(xué)的關(guān)系極為緊密，既受教育教學(xué)的要求所限，又要通過考試自身的督導(dǎo)、激勵(lì)和評(píng)價(jià)功能去推動(dòng)教育教學(xué)的發(fā)展。OUC的數(shù)字化考試是在20世紀(jì)90年代隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)的發(fā)展而誕生的。
二、研究結(jié)論與策略應(yīng)對(duì)
1.數(shù)字化考試的設(shè)計(jì)原則結(jié)合考試學(xué)的相關(guān)理論，根據(jù)OUC的考試工作現(xiàn)狀與問題，筆者提出OUC數(shù)字化考試的6項(xiàng)設(shè)計(jì)原則，即互通數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、注重考試科學(xué)性、融合信息技術(shù)、推進(jìn)教學(xué)評(píng)一體化、實(shí)施多元化評(píng)價(jià)、發(fā)展模塊化組合。互通數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。數(shù)字化考試最突出的優(yōu)勢就是數(shù)據(jù)處理的高效率，這是人之所以被機(jī)械部分替代的根本原因。無論數(shù)字化考試自身建立了多少個(gè)數(shù)據(jù)庫，所有數(shù)據(jù)庫之間，包括系統(tǒng)內(nèi)部和外部，對(duì)于相同的信息在所有數(shù)據(jù)庫中都應(yīng)是一致、聯(lián)動(dòng)、互通，這樣才能降低數(shù)據(jù)庫建設(shè)的成本，同時(shí)保障數(shù)字化考試整體運(yùn)行的高效率。注重考試科學(xué)性。數(shù)字化考試無論采用多么高級(jí)的信息技術(shù)，但是它的本質(zhì)仍然是考試。
2.數(shù)字化考試的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)
(1)數(shù)字化考試總體設(shè)計(jì)筆者按照現(xiàn)代考試?yán)砟?，遵循考試學(xué)原理，明確考試應(yīng)有的功能，同時(shí)充分考慮數(shù)字化考試特別是成人遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)者的特點(diǎn)，以及OUC考試內(nèi)部信息與外部教學(xué)、學(xué)生畢業(yè)審核的信息如何實(shí)現(xiàn)互通與共享等問題，以及與外部教學(xué)、教學(xué)管理和畢業(yè)審核的關(guān)系。根據(jù)考試的內(nèi)容和特點(diǎn)可以將數(shù)字化考試劃分為學(xué)習(xí)行為記錄、學(xué)習(xí)興趣培養(yǎng)、形成性考核、終結(jié)性考試、已有成果鑒定五大模塊。
(2)考試信息功效最大化設(shè)計(jì)考試與教學(xué)的關(guān)系是相互制約、相互促進(jìn)的，兩者的信息要形成一個(gè)良性的閉環(huán)循環(huán)才能真正有利于整體教育質(zhì)量的提升。因此應(yīng)加強(qiáng)數(shù)字化考試信息的挖掘與利用，最大程度地發(fā)揮信息的反饋功能，強(qiáng)化信息的功效和功用。數(shù)字化考試過程中的信息從功能上可以分為信息管理、信息教育和信息評(píng)價(jià)，信息管理是對(duì)數(shù)字化考試自身質(zhì)量的監(jiān)控，信息教育和信息評(píng)價(jià)主要是將信息反饋到整體的教育和教學(xué)中。在信息管理中，利用試題參數(shù)統(tǒng)計(jì)調(diào)整題庫屬性，將試題曝光統(tǒng)計(jì)作為修改、淘汰試題的信息依據(jù)，將答題案例素材作為題庫內(nèi)容更新和擴(kuò)充的來源;還可以將考點(diǎn)成績數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)參數(shù)相對(duì)較高或較低的單位作為考風(fēng)監(jiān)控的重點(diǎn)對(duì)象，將課程成績統(tǒng)計(jì)比較分析作為課程改革的重要參考，將考試難點(diǎn)分析作為考試內(nèi)容改革的依據(jù)。在信息教育中，主要是發(fā)揮信息對(duì)人的教育作用。
(3)信息技術(shù)與考試的融合信息技術(shù)與考試的融合是數(shù)字化考試的根本特質(zhì)。信息技術(shù)對(duì)考試的沖擊不僅體現(xiàn)在考試形式和手段上，而且也體現(xiàn)在考試內(nèi)容上。在考試內(nèi)容上，將每次考試都要重新命題轉(zhuǎn)變?yōu)榧幸淮涡悦}，建立數(shù)字化題庫系統(tǒng)并對(duì)其進(jìn)行長期維護(hù)與更新;將注重考察知識(shí)點(diǎn)的覆蓋面逐步過渡到基于項(xiàng)目反應(yīng)理論來判斷學(xué)生的能力水平;將原來相對(duì)獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)椴扇∮螒蜻^關(guān)式的設(shè)計(jì)模式將其串聯(lián)起來進(jìn)行綜合考察。在考試形式上，將形成性考試作業(yè)冊改為在教學(xué)過程中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)測評(píng)，將紙筆考試轉(zhuǎn)為網(wǎng)上預(yù)約考試，將面試答辯轉(zhuǎn)為遠(yuǎn)程視頻答辯，將聽力考試轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯釉诰W(wǎng)頁上點(diǎn)讀的形式，將實(shí)驗(yàn)通過網(wǎng)上虛擬情景再現(xiàn)的形式呈現(xiàn)。在考試手段上，原有的紙介、現(xiàn)場、磁帶錄音、人工評(píng)閱、實(shí)驗(yàn)器材將逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐杂?jì)算機(jī)、手機(jī)、平板電腦、互聯(lián)網(wǎng)為支持媒介的考試手段。
(4)人本化設(shè)計(jì)數(shù)字化考試的人本化設(shè)計(jì)應(yīng)該體現(xiàn)在試卷設(shè)計(jì)、內(nèi)容設(shè)計(jì)、個(gè)三個(gè)層面。在試卷設(shè)計(jì)層面，應(yīng)重視考場信息布置的心理暗語，考場布置和試卷界面應(yīng)體現(xiàn)一定的人文關(guān)懷，增加一些鼓勵(lì)性的話語;在答題過程中，考生如出現(xiàn)漏答的試題和卷頁，計(jì)算機(jī)應(yīng)自動(dòng)提醒是否跳過;在試題編排上，應(yīng)嚴(yán)格遵循人的思維規(guī)律進(jìn)行由簡到繁、先易后難的設(shè)計(jì)與編排，留給考生足夠的發(fā)揮余地。為解決由于工學(xué)矛盾導(dǎo)致不能按時(shí)參加全國統(tǒng)一考試的考生，提供預(yù)約考試，并為沒有通過考試的考生多次提供考試服務(wù);每個(gè)考生都有其獨(dú)立的學(xué)生信息管理平臺(tái)，所有的學(xué)習(xí)行為、考試行為、審核行為都會(huì)在同一個(gè)窗口中呈現(xiàn)，便于學(xué)生隨時(shí)了解自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度和考試進(jìn)程。
中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
1實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站的重要意義
變電站自動(dòng)化技術(shù)經(jīng)過十多年的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到一定的水平，一定程度上提高了電網(wǎng)建設(shè)的現(xiàn)代化水平，增強(qiáng)了輸配電和電網(wǎng)調(diào)度的可靠性。然而，傳統(tǒng)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)仍然存在下列問題：
互操作問題
由于不同廠家變電站自動(dòng)化系統(tǒng)采用的通信技術(shù)和協(xié)議各不相同，造成產(chǎn)品之間缺乏互操作性，導(dǎo)致集成和維護(hù)成本的增加，也降低了系統(tǒng)的可靠性。
電磁式互感器的問題
傳統(tǒng)互感器存在鐵芯飽和、暫態(tài)特性差和體積龐大等缺點(diǎn)，難以滿足現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)的需求。
常規(guī)一次設(shè)備的問題
目前多數(shù)變電站都沒有裝設(shè)狀態(tài)監(jiān)視設(shè)備，由于缺乏一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視信息，通常只能采用計(jì)劃檢修，而不能實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修。同時(shí)，非智能斷路器設(shè)備也不能實(shí)現(xiàn)按波形控制合閘角和在線監(jiān)測的功能。
線纜投資、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較高
數(shù)字化變電站成功地解決了上述傳統(tǒng)變電站存在的問題，是電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢，是通訊技術(shù)、信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)以及數(shù)字化技術(shù)在變電站內(nèi)的全面推廣應(yīng)用將是解決這些難題的關(guān)鍵所在。目前，國際電工委員會(huì)TC57工作組已經(jīng)制定了《變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)》系列標(biāo)準(zhǔn)——IEC 61850，為變電站自動(dòng)化系統(tǒng)提供了統(tǒng)一平臺(tái)和標(biāo)準(zhǔn)框架。隨著電子式電流、電壓互感器、一次運(yùn)行設(shè)備在線狀態(tài)檢測、變電站運(yùn)行操作培訓(xùn)仿真等技術(shù)日趨成熟，以及計(jì)算機(jī)高速網(wǎng)絡(luò)在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的開發(fā)應(yīng)用，勢必對(duì)已有的變電站自動(dòng)化技術(shù)產(chǎn)生深刻的影響，全數(shù)字化的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)即將得到廣泛的應(yīng)用。通過數(shù)字化變電站技術(shù)的研究和實(shí)施，提高變電站自動(dòng)化系統(tǒng)以及整個(gè)電網(wǎng)的技術(shù)水平和安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。
目前我國正在大力建設(shè)創(chuàng)新型國家，國家電網(wǎng)公司已成為全國“創(chuàng)新型試點(diǎn)企業(yè)”。國家電網(wǎng)公司高度重視科技進(jìn)步和自主創(chuàng)新，將其作為公司和電網(wǎng)發(fā)展的戰(zhàn)略支撐，力爭掌握一批擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)和核心技術(shù)，占據(jù)世界電力科技發(fā)展制高點(diǎn)，在能源技術(shù)創(chuàng)新中積極發(fā)揮主體作用和表率作用，服務(wù)創(chuàng)新型國家建設(shè)。而數(shù)字化變電站在各個(gè)方面均順應(yīng)了科技進(jìn)步和自主創(chuàng)新的要求。首先在技術(shù)儲(chǔ)備方面，IT技術(shù)與通信技術(shù)近些年來的突破性進(jìn)展使得數(shù)字化變電站從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)角度而言成為可能，智能化電氣設(shè)備的發(fā)展，特別是智能化斷路器、電子式互感器等機(jī)電一體化智能設(shè)備的出現(xiàn)，使得變電站進(jìn)入了數(shù)字化發(fā)展的新階段；其次在發(fā)展水平上看，在數(shù)字化變電站的研究、試驗(yàn)、工程推廣等方面，國外企業(yè)也剛剛開展，尤其國內(nèi)在ECT/EPT及變電站自動(dòng)化等方面的研究工作并不落后于國外企業(yè)，可以說實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站是建設(shè)創(chuàng)新型電網(wǎng)的要求，也是我國電力行業(yè)趕超國際水平的一個(gè)契機(jī)。
通過數(shù)字化66kV變電所的建設(shè)與研究，提出適合中國電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行方式的完整的66kV數(shù)字化變電站系統(tǒng)方案，將對(duì)鞍山以至整個(gè)遼寧電網(wǎng)的數(shù)字化建設(shè)工作產(chǎn)生積極影響。
數(shù)字化變電站含義及其關(guān)鍵技術(shù)
數(shù)字化變電站技術(shù)是指基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)建立全站統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)通信平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)站內(nèi)一次設(shè)備和二次設(shè)備的數(shù)字化通信，以全站為對(duì)象統(tǒng)一配置保護(hù)和自動(dòng)化功能。
其主要特征包括：
——基于IEC61850的全站統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型及通信服務(wù)平臺(tái)；
——智能化一次電氣設(shè)備；
——基于全站統(tǒng)一授時(shí)的網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備。
我們認(rèn)為實(shí)現(xiàn)“數(shù)字化變電站”的關(guān)鍵技術(shù)包括以下幾點(diǎn)：
IEC61850的體系架構(gòu)
全站功能的統(tǒng)一配置
一體化功能系統(tǒng)控制器
通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
電子式電流/電壓互感器
智能化的一次設(shè)備
全站統(tǒng)一的授時(shí)系統(tǒng)
數(shù)字化變電站基本內(nèi)容
分析上述數(shù)字化變電站要求可見，完整的數(shù)字化變電站方案應(yīng)包括符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的全部一次、二次系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。大體可分為以下幾部分內(nèi)容：
a一次部分
變壓器
開關(guān)、刀閘
直流系統(tǒng)等
b二次部分
二次系統(tǒng)在邏輯上按功能可分為過程層、間隔層和變電站層，結(jié)構(gòu)如圖1所示：
硬件設(shè)備
為實(shí)現(xiàn)圖1所示的邏輯功能，二次系統(tǒng)設(shè)備包括：
a.電子式互感器、合并單元
b.變壓器智能單元
c.開關(guān)、刀閘控制器
d.直流系統(tǒng)智能單元
e.滿足IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)控制器
f.監(jiān)控主機(jī)（操作員站，工程師站）
g.遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)
h.打印服務(wù)器
i.工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)和用于光纖通信的光端機(jī)
軟件系統(tǒng)
軟件系統(tǒng)采用跨平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可選擇windows、Unix、linux操作系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)按照IEC61850模型定義、實(shí)現(xiàn)，所有程序支持IEC61850模型。系統(tǒng)集成工程化工具為工程人員或用戶提供完善、方便的配置、測試、維護(hù)手段，包括系統(tǒng)的配置/組態(tài)、實(shí)時(shí)庫的管理、模型、通信的一致性測試、SCL配置文件和參數(shù)化的管理等功能。
站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)
系統(tǒng)應(yīng)以網(wǎng)絡(luò)交換以太網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，站級(jí)總線采用星型結(jié)構(gòu)光纖10M/100M以太網(wǎng)，組網(wǎng)方式為VLAN虛擬以太網(wǎng)，具有自愈功能；過程總線選擇星型結(jié)構(gòu)光纖100/1000Mb以太網(wǎng)，防止出現(xiàn)實(shí)時(shí)信息在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)生碰撞以至影響實(shí)時(shí)響應(yīng)要求。必要時(shí)可考慮采用VLAN優(yōu)先級(jí)協(xié)調(diào)多以太網(wǎng)跨過多交換機(jī)運(yùn)行。
在66kV數(shù)字化變電站的設(shè)計(jì)方案中，根據(jù)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量的計(jì)算結(jié)果，站級(jí)總線和過程總線均采用星形結(jié)構(gòu)光纖100M以太網(wǎng)。
授時(shí)系統(tǒng)
時(shí)鐘同步系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)時(shí)間服務(wù)器（主時(shí)鐘）及時(shí)鐘擴(kuò)展輸出裝置（擴(kuò)展時(shí)鐘）組成。時(shí)鐘同步系統(tǒng)具有兩臺(tái)互為備用的網(wǎng)絡(luò)時(shí)間服務(wù)器，時(shí)鐘擴(kuò)展輸出裝置的具體數(shù)量根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際進(jìn)行選項(xiàng)匹配，以滿足時(shí)間系統(tǒng)對(duì)信號(hào)數(shù)量和種類的要求。網(wǎng)絡(luò)時(shí)間服務(wù)器和時(shí)鐘擴(kuò)展輸出裝置既可以集中組屏，也可根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況單獨(dú)組屏。
參考文獻(xiàn)
中圖分類號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416(2012)05-0255-02
電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)是我國電網(wǎng)的六個(gè)重點(diǎn)技術(shù)之一，而數(shù)字化變電站技術(shù)則是電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)重要課題。因此，建立無人值守的數(shù)字化變電站成為提高我國電網(wǎng)運(yùn)行效率的重要手段。目前，我們新建變電站基本采用分層、分布式變電站微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，并逐步對(duì)原有變電站實(shí)行改造。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，使得在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中的信息采集、傳輸、處理等工作可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。所以，數(shù)字化變電站技術(shù)的應(yīng)用必將對(duì)電力系統(tǒng)的科技進(jìn)步帶來巨大的變革。
1、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
1.1 變電站控制系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
近年來，隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大及電網(wǎng)運(yùn)行要求的提高，對(duì)變電站控制系統(tǒng)提出了越來越高的要求，為了及時(shí)掌握電網(wǎng)的運(yùn)行情況，保證電網(wǎng)安全、可靠地運(yùn)行，要求變電站控制系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確、及時(shí)地反映一次系統(tǒng)的狀態(tài)，同時(shí)要求變電站具有較高的可控性，進(jìn)而要求更多地采用遠(yuǎn)方集中控制，操作，反事故措施等，即采用無人值班的管理模式，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少人為誤操作的可能，提高運(yùn)行的可靠性。另一方面，計(jì)算機(jī)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)手段的應(yīng)用，已改變了傳統(tǒng)二次設(shè)備的模式，系統(tǒng)簡化，信息共享，減少電纜，減少變電站占地面積，降低造價(jià)等方面已改變了變電站的面貌，變電站自動(dòng)化已轉(zhuǎn)向了實(shí)用化階段并取得了顯著的成效。
1.2 電流和電壓互感器的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
電流和電壓互感器是為電力系統(tǒng)進(jìn)行電能計(jì)量和繼電保護(hù)及測控裝置提供電流、電壓信號(hào)的重要設(shè)備，其精度及可靠性與電力系統(tǒng)的安全、可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行密切相關(guān)，是電力系統(tǒng)電流電壓測量的基本設(shè)備。
傳統(tǒng)的電流和電壓互感器是電磁感應(yīng)式的，具有類似變壓器的結(jié)構(gòu)。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，電力系統(tǒng)傳輸?shù)碾娏θ萘坎粩嘣黾?，電網(wǎng)運(yùn)行電壓等級(jí)也越來越高，目前，俄羅斯已有1150kV的骨干電網(wǎng)，我國也已將原來220kV的骨干電網(wǎng)提高到了500kV，國家電網(wǎng)公司已將1000kV的輸電線路納入近幾年的發(fā)展規(guī)劃。隨著電壓等級(jí)的提高，電磁式互感器暴露出一系列固有的缺點(diǎn)：(1)絕緣結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，產(chǎn)品的造價(jià)也越來越高，產(chǎn)品重量大，支撐結(jié)構(gòu)復(fù)雜。(2)電磁式電流互感器固有的磁飽和現(xiàn)象，一次電流較大時(shí)會(huì)使二次輸出發(fā)生畸變，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行，造成拒動(dòng)或誤動(dòng)。(3)電磁式互感器的輸出為模擬量，不能與數(shù)字化二次設(shè)備直接接口，不利于電力系統(tǒng)的數(shù)字化進(jìn)程。
二十世紀(jì)后期，人們一直在尋求一種安全、可靠、理論完善、性能優(yōu)越的新方法來實(shí)現(xiàn)高電壓大電流的測量?；诠鈱W(xué)傳感技術(shù)的無源光學(xué)電流互感器（Optical Current Transformer，簡稱OCT）和無源光學(xué)電壓互感器（Optical Voltage Transformer，簡稱OVT）以及基于空芯線圈的有源光電互感器能有效克服傳統(tǒng)電磁式互感器的缺點(diǎn)，近20年來一直受到美國、日本、法國和中國等國學(xué)者和工程技術(shù)人員的廣泛關(guān)注和深入研究，先后研制出多種樣機(jī)并掛網(wǎng)試運(yùn)行，逐步成為互感器發(fā)展的主要方向。
2、關(guān)鍵技術(shù)
2.1 電子互感器技術(shù)
無源光互感器工作基于光學(xué)傳感的原理，存在光路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、溫度影響大等影響測量精度以及傳感頭工藝一致性不易保證等缺點(diǎn)，有源光互感器同樣存在溫度影響大、測量部件檢修困難、加工精度不宜保證等問題。
2.2 同步采樣技術(shù)
在傳統(tǒng)的保護(hù)測控裝置中,各路模擬量的采樣是由同一個(gè)模件負(fù)責(zé)的，在同一時(shí)刻鎖定采樣值，保證了采樣的同步及測量誤差。而在使用光互感器的情況下，各相電流、電壓采樣可能由不同的采集單元完成，如何保證各相電流和電壓信息的同步,成為合并單元能否正確工作的關(guān)鍵。
2.3 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
變電站的信息交換特點(diǎn)之一是，信息長度較短，信息量較大，在電網(wǎng)發(fā)生故障的情況時(shí)，有可能發(fā)生網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴，而間隔層裝置普遍采用嵌入式系統(tǒng)，其處理能力不強(qiáng)，這一特點(diǎn)要求變電站控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的抗風(fēng)暴能力，在發(fā)生網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴時(shí)，各個(gè)裝置能夠正常工作。變電站信息交換的另一個(gè)特點(diǎn)是部分信息的實(shí)時(shí)性要求很高，比如保護(hù)裝置之間的信息交換，合并單元與間隔層設(shè)備之間的信息交換，要求變電站控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)具有分級(jí)交換的能力，保證高級(jí)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性。變電站控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)就像一個(gè)人的神經(jīng)，所有的命令、信息都必須通過它傳送，網(wǎng)絡(luò)的可靠性、安全性對(duì)變電站控制系統(tǒng)來講及其重要的，變電站控制系統(tǒng)應(yīng)該在日常運(yùn)行時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的狀況進(jìn)行監(jiān)視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，這就要求網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應(yīng)具有智能功能。
2.4 軟件平臺(tái)技術(shù)
軟件平臺(tái)是數(shù)字化變電站控制系統(tǒng)的重要支撐。數(shù)字化變電站需要實(shí)現(xiàn)變電站二次子系統(tǒng)的數(shù)字化和一體化，繼電保護(hù)、測量控制、故障錄波、安全自動(dòng)裝置、電能質(zhì)量監(jiān)測、一次設(shè)備在線安全監(jiān)測等專業(yè)監(jiān)控功能將在一個(gè)統(tǒng)一的軟件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)，因而支撐軟件平臺(tái)的研究開發(fā)十分重要。為滿足100KV到500KV變電站的多層次的需要，該平臺(tái)需支持Unix/Linux/Windows跨平臺(tái)應(yīng)用，滿足電力系統(tǒng)信息安全要求，支持IEC61850標(biāo)準(zhǔn)和各功能的自由分配，滿足變電站安全操作、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等管理需求。
2.5 裝置內(nèi)部數(shù)據(jù)交換技術(shù)
在數(shù)字化變電站中，采樣數(shù)據(jù)通過合并單元的網(wǎng)絡(luò)送給保護(hù)測控裝置，由于保護(hù)測控裝置的嵌入式系統(tǒng)的處理能力有限，一般將裝置的數(shù)據(jù)接收模件與數(shù)據(jù)處理模件分開，數(shù)據(jù)接收模件采用帶以太網(wǎng)協(xié)議的實(shí)時(shí)多任務(wù)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理模件普遍采用DSP方式，這兩個(gè)模件之間的數(shù)據(jù)交換速率在10Mbps以上。合并單元匯集多個(gè)采集單元的數(shù)據(jù)，內(nèi)部模件的數(shù)據(jù)交換更加頻繁，特別是考慮到母線和變壓器的合并單元，內(nèi)部數(shù)據(jù)交換可能達(dá)到100Mbps，如何實(shí)現(xiàn)如此高速的數(shù)據(jù)交換是本項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)之一。
3、技術(shù)方案
通過對(duì)變電站控制系統(tǒng)和電壓電流互感器技術(shù)現(xiàn)狀的分析，現(xiàn)有的變電站系統(tǒng)雖然在近幾年取得了很大的發(fā)展和進(jìn)步，但是仍然存在著許多有待改進(jìn)、提高的地方，隨著技術(shù)的發(fā)展和人們對(duì)變電站控制系統(tǒng)認(rèn)識(shí)的提高，以光互感器應(yīng)用和IEC61850標(biāo)準(zhǔn)為框架的數(shù)字化變電站控制系統(tǒng)正受到人們越來越多地關(guān)注，成為變電站控制系統(tǒng)發(fā)展的新焦點(diǎn)。220kV變電站一次接線考慮，主變壓器按本期一臺(tái)，最終2臺(tái)設(shè)計(jì)，電壓等級(jí)采用220/110/35kV考慮。
對(duì)于主變壓器間隔以及220KV線路間隔、110KV線路間隔全部實(shí)施數(shù)字化方案，即從過程層、間隔層到變電站層全數(shù)字化?？紤]到35kV間隔設(shè)備安裝在開關(guān)柜內(nèi)，35kV側(cè)本身保護(hù)測控一體化裝置已下放，節(jié)省電纜的需求不大，且對(duì)低電壓等級(jí)而言，光互感器的優(yōu)勢不明顯，甚至增加設(shè)備配置的復(fù)雜性，例如使用了光互感器后各間隔電壓數(shù)據(jù)的獲得、同一個(gè)間隔保護(hù)裝置與電度表數(shù)據(jù)的采集等，將使成本大幅上升，所以35KV側(cè)不配置光互感器，采用保護(hù)測控一體化裝置的方案。
4、結(jié)語
在變電站系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化改造后，在變電站維護(hù)、調(diào)試時(shí)間、土地使用、系統(tǒng)的可用性、設(shè)備安全等五個(gè)方面都將得到提高，使得設(shè)備能夠少校驗(yàn)，甚至免校驗(yàn)，減少維護(hù)工作量，縮減變電站的土地建筑使用面積，減少變電站系統(tǒng)調(diào)試時(shí)間，降低設(shè)備的絕緣要求，對(duì)系統(tǒng)能夠快速維護(hù)，提高了互感器的安全。數(shù)字化變電站可以在總體上提高變電站的勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少人為誤操作的可能，提高運(yùn)行的可靠性，促進(jìn)了變電站信息的共享，提升電網(wǎng)的技術(shù)和管理水平，提高電力工業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
參考文獻(xiàn)
[1]高翔.數(shù)字化變電站應(yīng)用技術(shù).中國電力出版社,2008.
[2]高翔,張沛超.數(shù)字化變電站的主要特征和關(guān)鍵技術(shù)[J].電網(wǎng)技術(shù),2006,30(23):67 72.
[3]IEC61850系列標(biāo)準(zhǔn).
中圖分類號(hào)：TN957.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2015）07-0000-00
隨著超高速數(shù)字電路技術(shù)的迅速發(fā)展和軟件無線電概念的出現(xiàn)，雷達(dá)接收機(jī)的數(shù)字化水平也越來越高。數(shù)字化接收機(jī)目前已經(jīng)逐步取代傳統(tǒng)模擬接收機(jī)，因此研究雷達(dá)數(shù)字接收機(jī)具有非常重要的意義。本文對(duì)數(shù)字接收機(jī)中的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)，包括采樣技術(shù)、數(shù)字下變頻技術(shù)和數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)。
1 采樣定理
Nyquist采樣定理：設(shè)有一個(gè)頻率帶限信號(hào)為x（t），其頻帶限制在 （0，fH）之間，如果以不小于fs=2fh的采樣速率對(duì)x（t）進(jìn)行等間隔采樣，得到時(shí)間離散的采樣信號(hào)x（n）=x（nTs），這樣原信號(hào)x（t）將被所得的采樣值x（n）完全地確定。
如果信號(hào)的頻率分布在某一有限的頻帶（fL，fH）內(nèi)，當(dāng)信號(hào)的最高頻率遠(yuǎn)大于信號(hào)帶寬時(shí)，我們按照Nyquist定理采樣，則采樣頻率將會(huì)很高，所以很難實(shí)現(xiàn)。此時(shí)我們需采用帶通信號(hào)采樣理論。首先，我們先假設(shè)頻率帶限信號(hào)為x（t），如果它的采樣速率fs滿足：
2 數(shù)字下變頻技術(shù)
數(shù)字下變頻的基本功能是將速率較高的數(shù)字中頻信號(hào)下變頻為數(shù)字基帶信號(hào)。從理論上來講，數(shù)字下變頻可以通過單通道實(shí)現(xiàn)，但單通道輸出的基帶信號(hào)頻譜往往會(huì)出現(xiàn)混疊而失真，而雙通道處理時(shí)可以完整地保留相關(guān)信息，同時(shí)可以提高頻帶的利用率，所以正交下變頻模式被廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、測遙、通信等接收系統(tǒng)中。
在數(shù)字接收機(jī)中，通常用兩種方法實(shí)現(xiàn)模擬到數(shù)字的變換。一種是單信道方式（或稱為實(shí)數(shù)變換），它只有一個(gè)數(shù)據(jù)輸出通道。另一種方式是產(chǎn)生兩個(gè)相位差為90°的數(shù)據(jù)輸出信道，即I、Q信道。
3 數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)
信號(hào)的接收，無論抽取還是內(nèi)插，都離不開數(shù)字濾波器，濾波器性能的好壞將直接影響取樣率變換的效果及其實(shí)時(shí)處理能力。數(shù)字濾波器可以用兩種形式來實(shí)現(xiàn)，即有限沖擊響應(yīng)濾波器FIR和無限沖擊響應(yīng)濾波器IIR。FIR濾波器相對(duì)于IIR濾波器有很多優(yōu)點(diǎn)，并且FIR的設(shè)計(jì)相對(duì)成熟。數(shù)字下變頻中經(jīng)常采用積分梳狀濾波器和半帶濾波器。
3.1積分梳狀（CIC）濾波器
參考文獻(xiàn)
[1]楊志鋼. 雷達(dá)寬帶數(shù)字接收機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].哈爾濱工程大學(xué)，2012.
[2]步麟. 雙通道數(shù)字接收機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].哈爾濱工程大學(xué)，2008.
中圖分類號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791(2012)02(a)-0136-01
1 數(shù)字化變電站的特征分析
1.1 數(shù)據(jù)采集數(shù)字化與系統(tǒng)分層分布化
作為數(shù)字化變電站的主要標(biāo)志之一，通過電子式或光電式互感器對(duì)站內(nèi)電流、電壓值等進(jìn)行采集，可有效隔離一次電氣系統(tǒng)與二次電氣系統(tǒng)，并能提高測量精度、擴(kuò)大測量范圍，促進(jìn)變電站自動(dòng)系統(tǒng)由裝置冗余向信息冗余的轉(zhuǎn)變以及信息集成化的實(shí)現(xiàn)。
數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)在物理上可分為智能化的一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備；系統(tǒng)采用成熟的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和開放式互連規(guī)約，完整地記錄設(shè)備信息并能顯著提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。在邏輯結(jié)構(gòu)上系統(tǒng)可分為過程層、間隔層和站控層，并采用高速網(wǎng)絡(luò)通信解決異構(gòu)系統(tǒng)之間的信息互通、裝置的自我描述等問題。此外，現(xiàn)代數(shù)字化變電站的自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出緊湊化的趨勢，通過機(jī)電一體化設(shè)計(jì)對(duì)電氣量測系統(tǒng)等進(jìn)行設(shè)備組合及優(yōu)化布置，使其逐漸趨向小體積、小重量、功能豐富、結(jié)構(gòu)緊湊。
1.2 一次設(shè)備的智能化與二次設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化
目前多采用光電技術(shù)和微處理器技術(shù)建立一次設(shè)備中的被測信號(hào)回路與被控操作驅(qū)動(dòng)回路，以數(shù)字公共信號(hào)網(wǎng)絡(luò)配合數(shù)字程控器代替了傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接，以可變程序取代了常規(guī)繼電器及其邏輯回路，并用光電數(shù)字技術(shù)與光纖取代了常規(guī)的強(qiáng)電模擬信號(hào)機(jī)控制光纜。通過智能一次設(shè)備的應(yīng)用，傳統(tǒng)的機(jī)電式繼電器與控制回路結(jié)構(gòu)被簡化，同時(shí)為各設(shè)備建立了智能接口，使不同設(shè)備采用統(tǒng)一的建模協(xié)議并實(shí)現(xiàn)其互操作性成為可能。
數(shù)字化變電站的二次設(shè)備應(yīng)全面采用基于標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的微處理機(jī)設(shè)計(jì)制造，不再使用傳統(tǒng)的I／O現(xiàn)場接口，而通過標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)各設(shè)備間的連接，使過程層與間隔層之間、間隔層與站控層之間、間隔層內(nèi)部及間隔層之間、站控層的不同設(shè)備之間能進(jìn)行流暢的信息交換。應(yīng)用高速網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)不但可以實(shí)現(xiàn)站內(nèi)信息與資源的共享，還能完成電網(wǎng)間局部范圍內(nèi)的變電站間的自動(dòng)測量、分析及控制，提高了整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的靈活性與穩(wěn)定度。
1.3 建模標(biāo)準(zhǔn)化與系統(tǒng)設(shè)備的互操作
相對(duì)干具有數(shù)據(jù)雜亂、調(diào)試工作復(fù)雜、無法被綜合利用等缺陷的傳統(tǒng)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，數(shù)字化變電站系統(tǒng)目前已經(jīng)確立了在面向設(shè)備建模、實(shí)現(xiàn)自我描述、以及人性化的信息組織等基礎(chǔ)上的統(tǒng)一建模標(biāo)準(zhǔn)，解決了系統(tǒng)裝置兼容問題的同時(shí)，也簡化了系統(tǒng)配置、設(shè)備維護(hù)等方面的實(shí)際工作內(nèi)容，并有利于信息數(shù)據(jù)的共享與綜合分析利用。
1.4 運(yùn)行管理的自動(dòng)化與設(shè)備檢修的狀態(tài)化
運(yùn)行管理自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)包括電力生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)、狀態(tài)記錄統(tǒng)計(jì)無紙化；數(shù)據(jù)信息分層、分流交換自動(dòng)化；提供運(yùn)行故障分析報(bào)告，指出原因及處理意見；自動(dòng)發(fā)出變電站設(shè)備檢修報(bào)告，將定期檢修改變?yōu)闋顟B(tài)檢修。數(shù)字化變電站的二次設(shè)備應(yīng)以系統(tǒng)性作為狀態(tài)檢修的出發(fā)點(diǎn)，通過對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)及各種智能電子設(shè)備運(yùn)行信息等的數(shù)字化采集與分析，可實(shí)現(xiàn)包括交流輸入、直流和操作回路等多環(huán)節(jié)的狀態(tài)監(jiān)測：大大減少了系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的盲區(qū)，提高了系統(tǒng)的在線故障測控能力，保證了系統(tǒng)的可用性和穩(wěn)定性。
2 數(shù)字化變電站的關(guān)鍵技術(shù)控制要點(diǎn)
2.1 電氣測量系統(tǒng)可靠性的提升
電氣測量系統(tǒng)是數(shù)字化變電站的基礎(chǔ)，其運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的正常工作具有重要的影響。以其中最重要的互感器為例，其關(guān)鍵技術(shù)在于光學(xué)傳感材料、傳感頭的組裝技術(shù)、微弱信號(hào)檢測、以及控制振動(dòng)對(duì)精度的影響等，非傳統(tǒng)互感器目前基本處于示范性探索階段，主要分為電子互感器與光電互感器兩種。這兩種互感器由于線性雙折射現(xiàn)象、傳輸時(shí)偏振角的變化以及溫度等影響因素的存在，常造成一定的測量誤差，導(dǎo)致一次測量設(shè)備可靠性的下降，因此應(yīng)用中必須根據(jù)其工作原理對(duì)制造工藝進(jìn)行研究，如應(yīng)針對(duì)某種電子式電流互感器，建立FMEA表格和故障樹，求出其故障樹的所有最小割集，找出影響其可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，再進(jìn)行有針對(duì)性的工藝改進(jìn)。
2.2 實(shí)現(xiàn)電子智能設(shè)備的互操作性
互操作性的實(shí)現(xiàn)是IEC61850標(biāo)準(zhǔn)制定的主要目標(biāo)之一。為了保證電子智能設(shè)備的互操作性，需要對(duì)其進(jìn)行一致性測試和性能測試。由于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)雜性、其性能在網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)的未知性以及保護(hù)、監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性的嚴(yán)格要求等原因，很可能出現(xiàn)單獨(dú)產(chǎn)品已通過一致性測試，將其構(gòu)成應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)卻未能通過應(yīng)用測試的情況，因此通過一致性測試只是通過應(yīng)用測試的充分而非必要條件。
2.3 網(wǎng)絡(luò)的選型與信息的同步
作為數(shù)字化變電站的關(guān)鍵環(huán)節(jié)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的高速性與穩(wěn)定性決定了整個(gè)系統(tǒng)的性能，全數(shù)字化系統(tǒng)中的信息采樣、保護(hù)算法與控制命令的形成，是由網(wǎng)絡(luò)上多個(gè)CPU協(xié)同完成的，因此網(wǎng)絡(luò)通信速度與制定通信協(xié)議的適應(yīng)性就成為了系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)。除成本與兼容等因素外，網(wǎng)絡(luò)的選型主要應(yīng)以超高壓變電站系統(tǒng)基于間隔設(shè)計(jì)的二次系統(tǒng)為基礎(chǔ)，要求系統(tǒng)內(nèi)部通信具有較高的可靠性，并能便捷地構(gòu)成雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)。在信息的同步方面，應(yīng)采用SNTP實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備間的同步采樣，并以UTC作為時(shí)鐘同步源，由于過程層總線的負(fù)載較大，應(yīng)將同步誤差控制在1μs。過程層同步須采取IEEE1588標(biāo)準(zhǔn)，使分配控制工作時(shí)無需再進(jìn)行專門的同步通信，達(dá)到通信時(shí)間模式與應(yīng)用程序執(zhí)行時(shí)間模式的分離。
3 結(jié)語
綜上所述，數(shù)字化變電站的技術(shù)成熟仍需要一定的時(shí)間，相關(guān)工程技術(shù)工作者應(yīng)認(rèn)識(shí)到其與傳統(tǒng)變電站的本質(zhì)區(qū)別，加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)規(guī)范的制定、規(guī)范工作，并從設(shè)計(jì)、檢測、運(yùn)行等環(huán)節(jié)人手，促進(jìn)變電站數(shù)字化信息安全、高效的共享與綜合利用。
參考文獻(xiàn)
[1]吳在軍，胡敏強(qiáng).基于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)研究[J].電網(wǎng)技術(shù)，2003(10)
1引言
隨著我國電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)程的加快，南方電網(wǎng)公司越來越注重自身的安全性與可靠度。隨著變電站綜自理論和實(shí)踐的不斷發(fā)展，微機(jī)保護(hù)已經(jīng)在南方電網(wǎng)內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用，在很大程度上提升了電網(wǎng)自動(dòng)化控制水平。然而值得注意的是，因?yàn)樽冸娬咀詣?dòng)化正在不斷拓展其應(yīng)用范圍，一些基于常規(guī)數(shù)字化技術(shù)的變電站存在一些亟待解決的技術(shù)問題。由于變電站使用了多個(gè)供貨商的設(shè)備和技術(shù)，很容易導(dǎo)致通信協(xié)議難以完全兼容，在協(xié)議轉(zhuǎn)換，有時(shí)會(huì)使系統(tǒng)通訊發(fā)生錯(cuò)誤，難以有效地支持系統(tǒng)集成，且不同設(shè)備之間尚未支持良好的互操作，為日常的運(yùn)營帶來不便，甚至留下安全隱患。而在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)突飛猛進(jìn)發(fā)展的背景之下，我國微機(jī)保護(hù)在原理和技術(shù)上已相當(dāng)成熟，來自不同設(shè)備商的產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)互操作，變電站逐步向分布式模式進(jìn)化，為數(shù)字化變電站的構(gòu)建打下了技術(shù)基礎(chǔ)。本文結(jié)合南方電網(wǎng)的某220千伏數(shù)字化變電站的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行闡述，具有比較好的理論價(jià)值和實(shí)踐意義。
2 數(shù)字化變電站一次設(shè)計(jì)
數(shù)字化變電站技術(shù)的發(fā)展是以 IEC61850 標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的，本文以南方電網(wǎng)某220千伏數(shù)字化變電站為例，闡述其一次設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)。
2.1設(shè)計(jì)原則
某220千伏變電站的設(shè)計(jì)，在總體上遵循的主要原則為：以智能化、高效化作為主要的設(shè)計(jì)理念，在數(shù)字變電站的系統(tǒng)構(gòu)成方面基于“三層兩網(wǎng)”的構(gòu)架，包括過程層、間隔層、站控層，以及不同層次之間的網(wǎng)絡(luò)，用來傳輸GOOSE信號(hào)以及SV信號(hào)、MMS信號(hào)等。此外應(yīng)為數(shù)字化變電站增設(shè)在線監(jiān)測信息系統(tǒng)和狀態(tài)檢修信息系統(tǒng)，從而對(duì)站內(nèi)主要設(shè)備，包括主變、220千伏GIS、10千伏高壓設(shè)備等進(jìn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控。變電站第一期工程設(shè)置4段母線，從而構(gòu)成單母線4分段環(huán)形接線；主變中性點(diǎn)采用小電阻接地裝置。在設(shè)備配置方面，主變壓器使用油浸自冷有載調(diào)壓變壓器，采用GIS裝置，以及三相一體干式設(shè)備。在主接線方面，220千伏采用雙母線單分段模式，10千伏采取單母線8分段方式，最終構(gòu)成環(huán)形接線，支持自投自復(fù)與互為備用模式。
2.2 10千伏配電系統(tǒng)的應(yīng)用
結(jié)合《南方電網(wǎng)公司專項(xiàng)規(guī)劃》，本文所闡述的數(shù)字化變電站使用目前國際領(lǐng)先的層級(jí)方案，最終構(gòu)建220千伏/10千伏/0.4千伏的用戶供電方案。其中，10千伏的開關(guān)柜引入了滿足“五防”模式的鎧裝式開關(guān)柜，為其配置真空斷路器。10千伏無功補(bǔ)償引入的是油浸式電容器，為了能夠有效限制涌流，為所有的電容器串接鐵芯電抗器。10千伏的中性點(diǎn)接地方式為小電阻模式，選用干式變壓器設(shè)備進(jìn)行接地，并聯(lián)電抗器引入三相一體式，從而節(jié)約用地，減少對(duì)環(huán)境的破壞。
2.3主變的應(yīng)用
本文所介紹的220KV變電站是2012年正式投運(yùn)的，當(dāng)時(shí)該站所供電大的區(qū)域需要220千伏容量是44MVA，因?yàn)楸藭r(shí)此站是該供電區(qū)域僅有的220千伏站，并以220/10千伏形成電網(wǎng)，但其他相鄰區(qū)域的變電站卻均為基于10千伏，難以與此變電站實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)供。結(jié)合主變壓器N-1的安全準(zhǔn)則，在過程項(xiàng)目的第一期首先設(shè)置投運(yùn)2×120MVA主變，從而在很大程度保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性。結(jié)合電網(wǎng)規(guī)劃的相關(guān)條款，變電站的建設(shè)必須能夠滿足該區(qū)域三年內(nèi)不擴(kuò)建，因此最終結(jié)果預(yù)測和評(píng)估，此變電站第一期工程爭取投運(yùn)2×120MVA主變，包括兩臺(tái)雙繞組三相油浸自冷變壓器。
2.4配電裝置的設(shè)計(jì)
對(duì)于封閉組合裝置，此變電站引入了GIS模式，選取ABB公司的ABB-TS型氣體絕緣開關(guān)；對(duì)于流壓互感設(shè)備，考慮到有源互感器具備很多的優(yōu)勢，包括節(jié)約成本、方便與其他設(shè)備集成、性能較好等，最終引入許昌繼電器集團(tuán)的XC-3435型GIS互感設(shè)備，結(jié)合工程的實(shí)際情況，對(duì)傳感器進(jìn)行熱備份配置，從而在很大程度上增強(qiáng)互感器的性能。結(jié)合上述分析，以及GIS裝置的構(gòu)造特點(diǎn)，選用站內(nèi)110作為供電電源。
3數(shù)字化變電站二次設(shè)計(jì)
3.1網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
本文所述的數(shù)字化變電站是結(jié)合IEC61850規(guī)約設(shè)置網(wǎng)絡(luò)的，分為三個(gè)層次，其中站控層負(fù)責(zé)對(duì)變電站中的全部重要數(shù)據(jù)進(jìn)行匯集、存儲(chǔ)，為運(yùn)營用戶提供實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)曲線和友好的界面，對(duì)位于其他層次的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控管理；間隔層的功能是對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的匯總，實(shí)現(xiàn)不同層次之間的保護(hù)和監(jiān)控；過程層所負(fù)責(zé)的功能是：對(duì)各類運(yùn)行電氣量等進(jìn)行實(shí)時(shí)的探測，并臨時(shí)存儲(chǔ)。由這三個(gè)層次而構(gòu)建的數(shù)字化變電站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1。
下面對(duì)三個(gè)層次的組網(wǎng)模式進(jìn)行闡述。
對(duì)于站控層，考慮到這個(gè)層次的首要任務(wù)是對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行有效傳輸，并不要求很高的數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)性，而對(duì)數(shù)據(jù)的可靠性要求較高，因此應(yīng)該設(shè)置冗余備份通道，從而使數(shù)據(jù)可以具備良好的可靠性，所以在網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浞矫?，最終選取的是雙星型網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合實(shí)際情況，環(huán)網(wǎng)也是一種能夠選擇的模式。結(jié)合變電站相關(guān)設(shè)計(jì)參考規(guī)范，以冗余Ethernet設(shè)計(jì)站控層，并保證數(shù)據(jù)的傳輸高于100兆比特每秒，雙星形網(wǎng)絡(luò)能夠保證足夠的數(shù)據(jù)傳輸可靠性，在數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行快速切換；此網(wǎng)絡(luò)承載的信號(hào)為MMS信息以及GOOSE數(shù)據(jù)。站控層的不同設(shè)備彼此通過雙發(fā)雙收模式進(jìn)行信息傳遞。對(duì)于過程層，可以有幾種可比較選擇的設(shè)計(jì)方案：第一種方案是將GOOSE與傳送網(wǎng)彼此獨(dú)立，所得的采樣信息基于IEC60044-8通過光纖通道進(jìn)行傳遞。這種方案的GOOSE通過光纖Ethernet，結(jié)合不同的電壓等級(jí)彼此獨(dú)立成網(wǎng)。結(jié)合重要程度的不同，為這些信息設(shè)置相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)先級(jí)。第二種方案是將GOOSE與數(shù)據(jù)網(wǎng)彼此獨(dú)立，數(shù)據(jù)網(wǎng)選取光纖Ethernet，結(jié)合不同的間隔進(jìn)行分段。第三種方案是使GOOSE與傳送網(wǎng)一體化，采樣數(shù)據(jù)通過光纖Ethernet，按間隔分段。
對(duì)以上的三個(gè)方案進(jìn)行比較，第一種方案對(duì)光纖網(wǎng)絡(luò)的要求較高，但不需要很多交換設(shè)備，并且將數(shù)據(jù)和GOOSE彼此獨(dú)立，不會(huì)由于交換機(jī)性能而導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸失敗。這種模式的不足之處也較為明顯，即系統(tǒng)的擴(kuò)展性不足、難以實(shí)現(xiàn)良好的信息共享，不能避免由于光纖出現(xiàn)故障而帶來的系統(tǒng)不穩(wěn)定。由于使用光纖較多，也給施工的過程帶來一些難度。而對(duì)于第二種和第三種方案，不需要太多的光纖，能夠滿足系統(tǒng)所需要的高擴(kuò)展性以及信息的共享。本工程針對(duì)第二種方案和第三種方案進(jìn)行了對(duì)比分析。對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行測試。
在測試過程中，把系統(tǒng)的功能分為共網(wǎng)與分網(wǎng)兩種，并引入網(wǎng)絡(luò)性能分析軟件來對(duì)比第二種方案和第三種方案發(fā)生各類故障的時(shí)候的網(wǎng)絡(luò)性能，和保護(hù)動(dòng)作所需要的時(shí)間，最終得到的結(jié)論為：在網(wǎng)絡(luò)所承載的數(shù)據(jù)多于80%的情況下，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的處理性能開始緩慢降低，丟幀的情況逐漸增多；而網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的參數(shù)配置也能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)承載的流量造成影響，最終為變電站確定的網(wǎng)絡(luò)配置模式為：在線條的站控層，引入雙星型的可靠冗余網(wǎng)絡(luò)，在站控層和過程層之間采取互相獨(dú)立的配置，過程層和GOOSE彼此獨(dú)立配置，10千伏過程層采取雙網(wǎng)合一設(shè)置。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2。
3.2過程層流量設(shè)計(jì)
結(jié)合數(shù)字化變電站的數(shù)據(jù)傳輸實(shí)際情況，站控層擁有很高的數(shù)據(jù)傳輸量，但其傳輸過程對(duì)實(shí)時(shí)性并沒有極高的要求。而變電站的過程層由于涉及到很多實(shí)時(shí)采樣數(shù)據(jù)，所以數(shù)據(jù)量大且對(duì)實(shí)時(shí)性有著很高要求，同時(shí)要求數(shù)據(jù)具備良好的可靠性。在SV信息和GOOSE信息均以基于網(wǎng)絡(luò)的模式進(jìn)行傳輸?shù)那闆r下，必須對(duì)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)流量進(jìn)行良好的配置管理，才能保證信息傳輸?shù)目煽浚虼嗽谛畔鬏斨幸肓藞?bào)文過濾模式，目的是降低網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備的實(shí)時(shí)流量以及數(shù)據(jù)傳輸和處理的負(fù)載。對(duì)于SV網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性必須得到保障，而信息瞬時(shí)流量較高、信息的流向是固定的，因此加入引入合理的流量控制方案，便能夠使網(wǎng)絡(luò)流量得到隔離，從而降低網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備的負(fù)載，使網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性與可靠性都得到提升；而相比之下GOOSE信息的數(shù)據(jù)流量不大、但是信息的流向不易控制，而且隨著裝置的改變會(huì)發(fā)生變化，如果對(duì)其進(jìn)行一定程度的信息隔離，便能夠使其傳輸范圍得到控制，讓所有的數(shù)據(jù)端口僅需接收與本端口相關(guān)的信息，減輕了無關(guān)數(shù)據(jù)的判別，從而增強(qiáng)安全與可靠指標(biāo)。本項(xiàng)目最終設(shè)計(jì)為通過組播的模式完成信息傳輸，對(duì)于數(shù)據(jù)發(fā)送者，只需要發(fā)送一個(gè)信息幀，接著的其他信息幀僅僅在需要的時(shí)候才會(huì)進(jìn)行分發(fā)，這樣能夠保證所有的網(wǎng)段僅保留一個(gè)必要的數(shù)據(jù)流，從而在很大程度上降低系統(tǒng)的負(fù)荷，使所需的網(wǎng)絡(luò)帶寬得到壓縮。
3.3母線快速保護(hù)
本項(xiàng)目以基于GOOSE的網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行間隔開關(guān)保護(hù)數(shù)據(jù)的傳輸，以基于GOOSE標(biāo)準(zhǔn)的保護(hù)動(dòng)作信息替換傳統(tǒng)的饋線動(dòng)作母線保護(hù)，從而大幅度簡化母線保護(hù)模式，也減少了所需的電纜量，在饋線擴(kuò)容時(shí)完全不受影響，為以后的升級(jí)打下了良好的基礎(chǔ)。
3.4在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
該數(shù)字化變電站以基于IEC61850的模式實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測系統(tǒng)。主要的在線監(jiān)測項(xiàng)目闡述如下。對(duì)于變壓器設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測，采用NS800I設(shè)備來抽取需要的數(shù)據(jù)信息然后對(duì)其進(jìn)行匯總，主要的監(jiān)測項(xiàng)目有：（1）變壓器油色譜監(jiān)測，采集信息后首先在本次存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)在過程層經(jīng)過初步分析之后，傳輸至變電站控制中心，可在管理人員的工作站界面顯示。（2）變壓器套管監(jiān)測：對(duì)泄漏電流監(jiān)測，抽取電壓信號(hào)，得出套管泄漏電流的實(shí)際值，計(jì)算電容量及介損。采用NS821I智能數(shù)據(jù)監(jiān)測節(jié)點(diǎn)，對(duì)所有的信息進(jìn)行處理和上傳。（3）變壓器鐵心接地電流，通過穿心CT進(jìn)行監(jiān)測，數(shù)據(jù)被傳輸?shù)奖O(jiān)測智能柜的NS821I單元。（4）智能組件監(jiān)測：以PSSC601對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣和處理。（5）GIS監(jiān)測，通過NS860I對(duì)監(jiān)測信息進(jìn)行處理和傳輸，具體項(xiàng)目有斷路器在線監(jiān)測、SF6氣體特性在線監(jiān)測等。（6）避雷器在線監(jiān)測，監(jiān)測參數(shù)為避雷器的阻性泄漏電流，數(shù)據(jù)被傳輸至監(jiān)測單元。
3.5站域控制模式的設(shè)計(jì)
為了實(shí)現(xiàn)良好的站域控制，就必須引入信息化體系，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，最終發(fā)揮信息的最大化效用。結(jié)合當(dāng)前技術(shù)的發(fā)展，對(duì)采樣信息來說存在著兩種主流模式，一是以IEC60044協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，二是采用網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的傳輸。如果采取點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，則IEC60044規(guī)約會(huì)為需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息加入必要的前綴標(biāo)簽，不需要數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行參與，而且能夠維持較為穩(wěn)定的延時(shí)；IEC61850-9協(xié)議的信息傳輸是基于Ethernet的，所以光纖單元在信息成功接收之后，會(huì)觸發(fā)數(shù)字處理單元中斷服務(wù)，獲取信息幀的標(biāo)記，但這同時(shí)也會(huì)造成中斷程序的頻繁調(diào)用，為系統(tǒng)帶來新的不確定因素。如果以交換設(shè)備進(jìn)行信息傳輸、則能夠保證系統(tǒng)的共享性。本變電站最終經(jīng)過對(duì)比，選擇北斗和GPS雙鐘備用模式，采用面向?qū)ο蟮姆椒▽?duì)整個(gè)變電站進(jìn)行建模。
4結(jié)束語
隨著信息技術(shù)和發(fā)展與應(yīng)用的逐步深入，數(shù)字化變電站漸漸成為變電站設(shè)計(jì)用戶建設(shè)的新趨勢，其最大的優(yōu)勢是能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)化、能夠使來自不同廠商的設(shè)備基于完全一致的協(xié)議、可以進(jìn)行良好的是互操作、可以在線實(shí)時(shí)對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，大大降低了系統(tǒng)擴(kuò)展成本和工作量。因此是當(dāng)前的變電站發(fā)展大方向之一，值得我們在實(shí)踐中繼續(xù)探索。
參考文獻(xiàn)
[1] 徐天奇.基于IEC61850的數(shù)字化變電站信息系統(tǒng)構(gòu)建及可靠性研究[D].武漢：華中科技大學(xué)，2009.
[2] 楊曉靜，奚后瑋，吳在軍.變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字化趨勢.江蘇電機(jī)工程，2006，25（3）：48-50.
[3] 辛耀中，王永福，任雁銘.中國IEC61850研發(fā)及互操作試驗(yàn)情況綜述.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2007，31（12）：88-91.
[4] 范金華，萬炳才.華東電網(wǎng)智能變電站的試點(diǎn)研究分析[J].華東電力，2010，38（7）：955-958.
前言：當(dāng)前數(shù)字化變電站的發(fā)展面臨著許多問題，常規(guī)互感器的動(dòng)態(tài)測量范圍局限性、智能電子裝置的發(fā)展、缺乏統(tǒng)一模型以及二次設(shè)備之間操作性的缺乏，這些問題都阻礙著我國數(shù)字化變電站的發(fā)展。經(jīng)過相關(guān)專家的研究，這些問題已經(jīng)得到了一些改善，比如現(xiàn)在數(shù)字化變電站中已經(jīng)應(yīng)用的新型互感器，擬定并頒發(fā)了IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建了變電站信息采集處理、傳輸和應(yīng)用的框架。微電子和現(xiàn)代信息技術(shù)在數(shù)字化變電站中的應(yīng)用，進(jìn)一步推動(dòng)IED在電力系統(tǒng)中的發(fā)展，且在自動(dòng)化系統(tǒng)中引入了新的數(shù)字化技術(shù)。希望數(shù)字化變電站相關(guān)的工程技術(shù)人員能夠參考本文提出的理論技術(shù)，更好地推動(dòng)數(shù)字化變電站的發(fā)展，使電力系統(tǒng)穩(wěn)定、安全地運(yùn)行，更好地服務(wù)于人民的生活。
1、數(shù)字化變電站的主要技術(shù)特征
1.1數(shù)字化的數(shù)據(jù)采集
數(shù)字化變電站與普通變電站最主要的區(qū)別就是采集電流、電壓的方式不同，它主要是通過數(shù)字化電氣量測系統(tǒng)來進(jìn)行采集，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了一、二次系統(tǒng)的有效隔離。它也在一定程度上提高了電流、電壓測量的范圍和準(zhǔn)確度。數(shù)字化變電站的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能夠快速、準(zhǔn)確地采集電氣量數(shù)據(jù)，這提升了變電站的運(yùn)作效率，也為變電站的安全、高效運(yùn)行提供了保障。
1.2智能化的變電設(shè)備
數(shù)字化變電站通過采用光電技術(shù)和微處理器來處理變電站中設(shè)備檢測的操作信號(hào)和回路信號(hào)，進(jìn)一步加強(qiáng)了公共網(wǎng)絡(luò)信號(hào)導(dǎo)線的連接度，簡化了處理過程中的控制結(jié)構(gòu)。數(shù)字化變電站摒棄了普通變電站中的繼電器邏輯回路，采用現(xiàn)代的可編程序來代替，這極大地提升了變電站的運(yùn)作效率。數(shù)字化變電站的智能接口能夠充分滿足變電設(shè)備智能化發(fā)展需要。
1.3分層、分布化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
變電站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)已經(jīng)由原來的集中式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成分布式結(jié)構(gòu)，當(dāng)前采用的分布式變電站系統(tǒng)主要應(yīng)用了網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，具備完整記錄設(shè)備信息的功能，同時(shí)極大地提升了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。數(shù)字化變電站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有明顯的分層特征，主要表現(xiàn)為智能化的一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化的二次設(shè)備。電力系統(tǒng)IEC61850的建模標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，數(shù)字化變電站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括過程層、間隔層、站控層三層結(jié)構(gòu)。采用對(duì)象建模、軟件復(fù)用等新型技術(shù)，來提升電力系統(tǒng)的安全性和可靠性，進(jìn)而使異構(gòu)系統(tǒng)的信息能夠相互通用，提升互操作和系統(tǒng)的擴(kuò)展性。
1.4自動(dòng)化的運(yùn)營管理技術(shù)和設(shè)備狀態(tài)檢修
普通的變電站采用的技術(shù)相對(duì)落后，其主要是針對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)檢修，而對(duì)二次設(shè)備是進(jìn)行系統(tǒng)狀態(tài)檢修。傳統(tǒng)的變電站技術(shù)是基礎(chǔ)的狀態(tài)檢修技術(shù)，無法考慮二次設(shè)備檢修中的系統(tǒng)問題。即對(duì)變電站操作信號(hào)回路狀態(tài)和所有功能單元進(jìn)行監(jiān)視，進(jìn)而完成整個(gè)設(shè)備狀態(tài)的檢修，提升系統(tǒng)的安全性和可靠性。數(shù)字化變電站在運(yùn)作的過程中涉及到多種數(shù)據(jù)的管理，主要有設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)等。數(shù)字化變電站通過檢查自身的設(shè)備，當(dāng)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行過程中的問題時(shí)，會(huì)進(jìn)行報(bào)警并自動(dòng)將定期檢修調(diào)整為狀態(tài)檢修，即達(dá)成數(shù)字化變電站自動(dòng)化運(yùn)行管理的模式。
1.5智能化的設(shè)備操作
數(shù)字化變電站大都采用先進(jìn)的設(shè)備，這些設(shè)備的操作都趨向智能化。比如，新型高壓斷路器的二次系統(tǒng)，它主要采用了電力電子系統(tǒng)、微機(jī)和新型傳感器等先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備。它的操作主要是使用微機(jī)控制的二次系統(tǒng)等智能化的軟件，通過光纖網(wǎng)絡(luò)將控制命令傳達(dá)到變電站的二次回路系統(tǒng)，進(jìn)而完成設(shè)備的智能化操作。
2、數(shù)字化變電站的關(guān)鍵技術(shù)
2.1電磁抗干擾技術(shù)
電磁抗干擾技術(shù)主要用于數(shù)字化變電站的設(shè)備狀態(tài)檢修過程中， 保證收集的變電站設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的準(zhǔn)確性。在數(shù)字化變電站設(shè)備檢修的過程中使用了大量的電子傳感器設(shè)備和計(jì)算機(jī)處理設(shè)備，這些設(shè)備會(huì)受到電磁信號(hào)的干擾，導(dǎo)致設(shè)備狀態(tài)檢修收集的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)出現(xiàn)誤差，致使無法正確的檢修出存在問題的設(shè)備，無法確保變電站的正常運(yùn)行。我們可以通過將變電站內(nèi)部的電磁頻率的檢測加入設(shè)備狀態(tài)檢修的過程，來避免這種問題的出現(xiàn)，這個(gè)過程需要監(jiān)測變電站現(xiàn)場的電磁頻率。提前測定變電站設(shè)備的電磁兼容性能力，確定其是否具備抗干擾的能力。加大變電站設(shè)備屏蔽接地情況的檢測力度，嚴(yán)格管理變電站內(nèi)部可能產(chǎn)生電磁干擾的器件，繼而避免變電站設(shè)備受到電磁的干擾，安全穩(wěn)定地運(yùn)行。
2.2數(shù)字化回路狀態(tài)檢測技術(shù)
回路保護(hù)系統(tǒng)是變電站的主要組成結(jié)構(gòu)，在變電站回路狀態(tài)檢修中起到非常重要的作用。回路保護(hù)系統(tǒng)主要由電纜和繼電器組成，它們將變電站設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)有效的收集在一起?；芈繁Ｗo(hù)系統(tǒng)比較分散，無法獲得整體性的數(shù)據(jù)，難以進(jìn)行管理。所以我們需要采用整體化的管理方式來對(duì)回路保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行管理，進(jìn)而將變電站的設(shè)備檢修狀態(tài)進(jìn)行整體化的提升。
2.3數(shù)字化系統(tǒng)檢修技術(shù)
數(shù)字化變電站的設(shè)備狀態(tài)檢修要同時(shí)兼顧一次設(shè)備狀態(tài)檢修和設(shè)備的二次狀態(tài)檢修，不能只重視其中一個(gè)，而忽略了對(duì)另一個(gè)的檢修。在設(shè)備狀態(tài)檢修過程中，要明確一次設(shè)備狀態(tài)檢測過程中出現(xiàn)的問題，及時(shí)對(duì)問題進(jìn)行處理，保證設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性。通過在變電站中應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，簡化變電站設(shè)備的操作步驟，提升變電站內(nèi)部設(shè)備運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。
結(jié)束語：為了滿足當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的需要，變電站也在逐漸向著數(shù)字化的方向發(fā)展。數(shù)字化變電站極大地提高了電網(wǎng)設(shè)備的安全性和可靠性，提高了電網(wǎng)運(yùn)行的效率。本文就主要針對(duì)數(shù)字化變電站的主要特征和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探討，希望能夠推動(dòng)我國數(shù)字化變電站的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1] 張冬冬.數(shù)字化變電站設(shè)計(jì)運(yùn)行存在的問題[J].電子技術(shù)與軟件工程.2016（05）.
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.10.061
1 引言
煤礦企業(yè)的采集監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦開采行業(yè)有著廣泛的關(guān)注，煤礦的生產(chǎn)采集過程是煤礦行業(yè)乃至后繼產(chǎn)品生產(chǎn)的最重要環(huán)節(jié)，無論是對(duì)大型煤礦企業(yè)，還是中小型煤礦來說，采集過程的控制直接影響企業(yè)的生產(chǎn)業(yè)績，是企業(yè)取得最佳經(jīng)濟(jì)效益的有力保證。雖然隨著企業(yè)規(guī)模的不同對(duì)采集控制的程度要求也不同，但監(jiān)控系統(tǒng)的高可靠性、較少維護(hù)性以及跨硬件的高兼容性已成為大中小煤礦企業(yè)所追求的共同目標(biāo)。
2 綜合數(shù)字化平_的B/S模式
Web技術(shù)為煤礦企業(yè)的這種需求提供了一種可以在不同體系結(jié)構(gòu)下，為網(wǎng)站之間提供應(yīng)用接口服務(wù)、傳輸數(shù)據(jù)的技術(shù)方案。Web服務(wù)技術(shù)的目的是透明化現(xiàn)場各種異構(gòu)平臺(tái)，并在此基礎(chǔ)上搭建一個(gè)通用的、與平臺(tái)和語言無關(guān)的邏輯運(yùn)算與數(shù)據(jù)傳輸層，使得運(yùn)行于不同平臺(tái)的應(yīng)用軟件能夠依靠該層實(shí)現(xiàn)彼此的連接與數(shù)據(jù)交換，它通過采用HTTP超文本傳輸協(xié)議、簡單對(duì)象訪問協(xié)議和可擴(kuò)展標(biāo)記語言等技術(shù)，將相互獨(dú)立的站間服務(wù)組成分布的、自動(dòng)與智能的網(wǎng)絡(luò)，它可以有效的利用己有的網(wǎng)絡(luò)和開發(fā)資源進(jìn)行應(yīng)用程序的開發(fā)。
3 綜合數(shù)字化平臺(tái)的結(jié)構(gòu)與功能設(shè)計(jì)
本文所采用的Web應(yīng)用不僅包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài)頁面的顯示，還應(yīng)包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器提供的數(shù)據(jù)服務(wù)，有人把Web服務(wù)看作是運(yùn)行在某個(gè)互聯(lián)網(wǎng)上服務(wù)器的應(yīng)用程序，它的功能是向申請(qǐng)服務(wù)的用戶提供信息。
本系統(tǒng)所應(yīng)用的煤礦單位本身已經(jīng)具備較為完善的企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，只是并沒有形成統(tǒng)一個(gè)接口來整合各個(gè)單元的監(jiān)控設(shè)備，因此，在本系統(tǒng)中，各級(jí)的設(shè)備監(jiān)測到的數(shù)據(jù)信息，都是通過OPC/FTP協(xié)議將數(shù)據(jù)與文件向上一級(jí)匯總，本系統(tǒng)的使用對(duì)象是煤礦生產(chǎn)，具有難度大，危險(xiǎn)高的特點(diǎn)，所以在網(wǎng)絡(luò)接口的設(shè)計(jì)上最重要的是保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)與可靠，系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)
Web集成系統(tǒng)操作的數(shù)據(jù)對(duì)象是煤礦生產(chǎn)所產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)，不僅數(shù)據(jù)量龐大，而且數(shù)據(jù)類型復(fù)雜，如果沒有一個(gè)好的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，則會(huì)極大的限制系統(tǒng)的運(yùn)行效率，無法達(dá)到系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)在對(duì)數(shù)據(jù)庫選擇時(shí)，首要考慮的是其并發(fā)數(shù)據(jù)的吞吐量、功能是否全面、是否具有較高的兼容性、對(duì)數(shù)據(jù)的安全性有無保證，煤礦企業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)的要求較為嚴(yán)格，同時(shí)也對(duì)數(shù)據(jù)庫提出了較為嚴(yán)格的要求：
（1）作為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，首先應(yīng)能夠準(zhǔn)確高效的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，由于煤礦現(xiàn)場設(shè)備復(fù)雜，數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)接口應(yīng)能跨硬件，同時(shí)與多個(gè)操作系統(tǒng)相兼容；由于煤礦生產(chǎn)具有流水線的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)庫必須具有較高的穩(wěn)定性和可靠性。
（2）煤礦生產(chǎn)的數(shù)據(jù)是企業(yè)的機(jī)密，不同權(quán)限的用戶應(yīng)只能訪問符合身份的數(shù)據(jù)，這就要求數(shù)據(jù)庫具有用戶管理功能。
（3）煤礦生產(chǎn)的數(shù)據(jù)量龐大，如果不及時(shí)備份與清理，會(huì)嚴(yán)重影響監(jiān)測系統(tǒng)的性能，而且在監(jiān)測中心機(jī)組出現(xiàn)突發(fā)性災(zāi)難后，數(shù)據(jù)庫能及時(shí)恢復(fù)所需的數(shù)據(jù)，這在選擇數(shù)據(jù)庫功能時(shí)非常重要。
本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲(chǔ)的是煤礦企業(yè)日常生產(chǎn)的各類信息，數(shù)據(jù)的安全性非常重要，本文不考慮突發(fā)性與人為性的數(shù)據(jù)丟失，僅從數(shù)據(jù)庫本身提供的安全功能來討論如何保證數(shù)據(jù)庫的安全：
（1）數(shù)據(jù)庫驗(yàn)證。用戶每次與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行連接都必須提供用戶名與密碼，由數(shù)據(jù)庫進(jìn)行身份鑒別，沒有訪問權(quán)限的用戶無法對(duì)數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問，同時(shí)，不同權(quán)限的用戶所訪問數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容是不同的，具體用戶權(quán)限由管理員分配，只有具有權(quán)限的用戶才能對(duì)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，這樣做可以合理安排數(shù)據(jù)的使用對(duì)象，同時(shí)減少數(shù)據(jù)被誤修改的可能性。
（2）數(shù)據(jù)庫日志。本系統(tǒng)使用SQL Server數(shù)據(jù)庫，只要將實(shí)例屬性中“安全性”的審核級(jí)別設(shè)為“全部”，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)就能對(duì)每一次的數(shù)據(jù)庫訪問請(qǐng)求進(jìn)行記錄，形成日志報(bào)表，管理員可以通過日志分析來確定一段之間內(nèi)數(shù)據(jù)庫的訪問者，或是通過日志查找數(shù)據(jù)庫的權(quán)限漏洞。
（3）數(shù)據(jù)庫備份。煤礦生產(chǎn)數(shù)據(jù)量龐大，如果產(chǎn)生的數(shù)據(jù)一直存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫中，會(huì)影響數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的運(yùn)行效率，通過數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的定期備份操作可以有效的解決這類問題，備份的數(shù)據(jù)通常存放于更為安全的地方，同時(shí)精簡當(dāng)前數(shù)據(jù)庫的容量，降低突發(fā)性災(zāi)難對(duì)系統(tǒng)的影響。
（4）操作系統(tǒng)防火墻。為防止煤礦企業(yè)數(shù)據(jù)外流，企業(yè)可在監(jiān)控中心安裝防火墻來阻止外部入侵，通常數(shù)據(jù)庫連接通過TCP的1433和UDP的1434端口，管理員可以通過配置監(jiān)測針對(duì)這兩個(gè)端口的數(shù)據(jù)流，達(dá)到保證安全的目的。
5 結(jié)語
本系統(tǒng)有效的整合煤礦生產(chǎn)現(xiàn)場的各類復(fù)雜、異構(gòu)的信息，并通過Web平臺(tái)實(shí)時(shí)的監(jiān)測生產(chǎn)設(shè)備參數(shù)信息，對(duì)超限參數(shù)進(jìn)行報(bào)警，能夠通過曲線和報(bào)表的形式反映設(shè)備的實(shí)時(shí)和歷史信息，具有一定的安全保障功能。系統(tǒng)為用戶提供信息查詢的Web接口，較好的解決了煤礦企業(yè)信息孤島的問題，在實(shí)際使用中具有以下良好的性能。
參考文獻(xiàn)：
[1]胡建明.三維礦山數(shù)字化軟件的應(yīng)用和發(fā)展方向[J].金屬礦山，2008：97-99.
【關(guān)鍵詞】醫(yī)院數(shù)字化 互聯(lián)網(wǎng)+ 關(guān)鍵技術(shù)
隨著我國醫(yī)院逐漸向數(shù)字信息化方向發(fā)展，我國多地醫(yī)院已開始實(shí)行“一卡通”的形式就診。持卡人只需要在醫(yī)院辦理一張就診卡，就可以直接到各個(gè)科室的進(jìn)行就診。醫(yī)生在診斷以后開具的診斷書、電子處方等等，患者可以直接去相對(duì)應(yīng)的檢查科室進(jìn)行檢查、藥房取藥等等。隨著患者人數(shù)持續(xù)上升，但在具體的實(shí)際情況中，存在一部分就診的患者沒有帶卡片，所以就直接在去重新辦一張，時(shí)間一長，也就很難分清楚那個(gè)是就診卡可以用，那個(gè)不能用，其在就診的時(shí)候，還有不少患者直接把就診卡都弄掉了等等一系列問題。怎樣才能更好的解決這個(gè)問題呢？
1 “卡卡通”就診提出的理念與設(shè)計(jì)方案
為了解決以前的“一卡通”在應(yīng)用的過程中所出現(xiàn)的問題，本文針對(duì)此問題提出了一個(gè)唯一可以識(shí)別身份的“卡卡通”模式?；诖髷?shù)據(jù)時(shí)代背景下，HIS系統(tǒng)與許多系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了“卡卡通”的一些相關(guān)信息建設(shè)，如：銀行、醫(yī)保等等。其主要是患者直接在醫(yī)院的HIS系統(tǒng)下進(jìn)行實(shí)名制注冊，在醫(yī)院就診的時(shí)候，只需要提供自己的身份證號(hào)碼進(jìn)行驗(yàn)證，就可以直接進(jìn)行就診。
1.1 “卡卡通”的設(shè)計(jì)
“卡卡通”的設(shè)計(jì)方案主要是由以前的一卡通模式演變而來，是通過第三方系統(tǒng)平臺(tái)來驗(yàn)證患者身份識(shí)別的卡片，這張卡可以直接在后面的系統(tǒng)自動(dòng)搜索患者的身份證號(hào)碼，將其傳送到HIS系統(tǒng)，從HIS系統(tǒng)中搜到的患者唯一的驗(yàn)證身份信息內(nèi)容，將其與卡進(jìn)行關(guān)聯(lián)，如果成功的進(jìn)行關(guān)聯(lián)以后，就可以直接憑著這張卡進(jìn)行就診。基本步驟如下：第一步：建立基礎(chǔ)平臺(tái)，由于HIS系統(tǒng)與銀行、醫(yī)保等多方面的系統(tǒng)進(jìn)行相互關(guān)聯(lián)。第二步：患者在進(jìn)行就診的時(shí)候，可以利用這個(gè)就診卡在醫(yī)院直接去分診室進(jìn)行就診。在就診前需要將這張卡唯一的索引號(hào)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，如果關(guān)聯(lián)成功以后，可以直接去就診。第三步，先要判斷卡的類型，看是第三方的卡還是醫(yī)院里面的就診卡，如果是醫(yī)院里面的就診卡，在HIS系統(tǒng)就會(huì)顯示無效的信息。但如果是第三系統(tǒng)的卡，在輸入密碼以后，就會(huì)出現(xiàn)唯一的索引號(hào)，然后在將唯一的索引號(hào)與卡進(jìn)行關(guān)聯(lián)。
其具體的操作流程如下：
（1）進(jìn)入醫(yī)院以后到醫(yī)院的自助設(shè)備上插入第三方的卡。
（2）插卡以后將會(huì)進(jìn)入HIS系統(tǒng)進(jìn)行查詢患者的詳細(xì)信息，如果已關(guān)聯(lián)成功，將會(huì)出現(xiàn)唯一的索引號(hào)。
（3）如果沒有關(guān)聯(lián)成功，就要先判斷卡片是醫(yī)院的就診卡還是第三方系統(tǒng)上的卡，然后在進(jìn)行查詢，如果提示無效信息，就需要查詢是否在HIS系統(tǒng)中進(jìn)行實(shí)名制注冊。
（4）如果已經(jīng)注冊過，可以把患者的證件號(hào)碼與索引號(hào)相互關(guān)聯(lián)，然后在進(jìn)行操作。
（5）如果沒注冊，需要用患者的有效證件號(hào)碼進(jìn)行注冊，然后查詢唯一的索引后，最后在進(jìn)行關(guān)聯(lián)以后，掛號(hào)、預(yù)約等等。
1.2 流程優(yōu)化對(duì)比
在以前的一卡通就診過程中，如果患者是第一次去醫(yī)院就診，需要攜帶自己的有效證件方可辦理就診卡，辦完就診卡以后去醫(yī)院看病的時(shí)候，需要隨身攜帶就診卡。但轉(zhuǎn)換到卡卡通這種模式以后，患者只需要通過自己的證件號(hào)碼在醫(yī)院的第三方平臺(tái)進(jìn)行注冊，然后再去就診。在就診的時(shí)候，只要通過有效的證件號(hào)碼可以識(shí)別患者的身份信息，就可以進(jìn)行就診，也不需要每次就診的時(shí)候都要帶就診卡，以前的一卡通就是通過卡號(hào)進(jìn)行識(shí)別患者的身份信息，而卡卡通是通過患者的有效證件號(hào)碼識(shí)別身份信息。
2 實(shí)施效果及應(yīng)用體會(huì)
2.1 在醫(yī)院自助設(shè)備上的醫(yī)用
醫(yī)院的就診卡升級(jí)為卡卡通以后，例如：如果不是第一次來醫(yī)院就診所使用的銀行卡掛號(hào)，就診患者可以直接在醫(yī)院大廳進(jìn)行自助掛號(hào)等。只需要將銀行卡插入到自助掛號(hào)機(jī)里面，輸入銀行卡密碼，然后選擇自己就診的科室、醫(yī)生等所有信息，然后再次輸入密碼進(jìn)行繳費(fèi)，最后取出掛號(hào)單和自己的銀行卡，這種方法比較簡單、方便。
2.2 應(yīng)用體會(huì)
醫(yī)院的系統(tǒng)升級(jí)以后，由于于銀行系統(tǒng)相互連接，所要求的安全性能也比較高，所以在傳輸信息的時(shí)候采用的是TCP這種方式進(jìn)行傳輸。醫(yī)院的自主設(shè)備可以兼容各種類型的卡，這對(duì)患者來說也比較方便，插卡的地方只有一個(gè)，但在讀卡的時(shí)候可以讀出各種各樣的卡。這款自主設(shè)備具有各種各樣的功能，是最適合應(yīng)用卡卡通實(shí)施就診流程。
3 結(jié)束語
綜上所述，通過先前的一卡通就診模式與卡卡通設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對(duì)比分析，從而可以真正的實(shí)現(xiàn)在就診的時(shí)候只需要對(duì)患者的身份進(jìn)行識(shí)別的卡片，就可以在醫(yī)院就診。其就診時(shí)間比原來的一卡通模式還有效的減少了就診時(shí)間，同時(shí)，這也是醫(yī)院數(shù)字化減少向互聯(lián)網(wǎng)+轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵性技術(shù)。
參考文獻(xiàn)
[1]李東林，龐秋奔，黃偉貞，等.醫(yī)院數(shù)字化向互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵技術(shù)[J].電腦編程技巧與維護(hù)，2015，（22）：76-77，94.
[2]于京杰，劉方斌，馬錫坤等.數(shù)字化醫(yī)院信息系統(tǒng)的安全問題[J].中國醫(yī)療設(shè)備，2013，28（6）：88-90.
