辅助服务空间

2024-09-29

辅助服务空间（共6篇）

辅助服务空间篇1

养老设施中的辅助服务空间是指设施中服务人员使用的、为老人提供服务的空间, 包括洗衣、晾晒、污物处理等空间。辅助服务空间的设计是否合理对养老设施中服务人员的工作效率、服务质量、运营管理水平与设施环境品质都至关重要。

然而许多养老设施中的辅助服务空间都存在一定问题, 如使用空间不足、服务流线混乱、洁污混杂等, 大大降低了设施整体的服务质量及老人的生活品质。

在对国内养老设施深入调研的基础上, 笔者试图从现状问题与需求出发, 结合国外养老设施中辅助服务空间的设计经验, 重点围绕以下三类辅助服务空间的设计展开探讨: (1) 洗衣晾晒空间; (2) 污物处理、清洁空间; (3) 储藏空间。

一、辅助服务空间配置存在的问题

1. 洗衣晾晒空间不足、流线混乱

(1) 使用空间不足导致借用其他空间晾晒现象

在调研中我们看到, 一些养老设施前期设计中未设置专门的晾晒场地, 服务人员只好利用消防楼梯间晾晒衣物 (图1) , 不仅不利于衣物的通风与卫生, 容易滋生细菌, 也影响了设施中老人上下楼梯, 同时也不符合消防要求。在其他一些设施中, 我们也看到了由于晾晒空间不足, 利用走廊扶手、公共卫生间等空间晾晒衣物、被单, 甚至利用轮椅搭放晾晒的情况, 严重影响了空间美观, 也常给老人活动带来一定阻碍。

(2) 服务流线混乱降低工作效率

目前中国养老设施普遍没有充分重视衣物清洗工作的整体流线设计, “收洗烘晾烫”过程往往需周折于整个设施中。特别是在国内养老院中, 烘干机的使用并不普遍, 通常需要利用室外场地晾晒衣物。在调研中我们观察到, 如图2所示, 一家养老设施将洗衣间布置在地下室, 而晾晒场设置在裙房屋顶平台, 开始未设置叠衣间, 后来在其他楼层临时找空房间替代。服务人员向我们反映, 洗衣、晾晒、叠储过程中需要将大量衣物来回搬运, “每天腿都跑肿了, 还嫌我们做得慢”。

2. 污物处理、清洁空间混用, 通风欠佳

(1) 空间混用造成洁污不分

在调研中, 许多设施中出现了公共卫生间与污物处理室、清洁间混用的情况。如图3, 某养老设施中利用公共卫生间的洗手台清洗脏污的被单, 或涮洗抹布、墩布等, 不仅为老人使用卫生间带来严重不便, 同时也难以满足护理人员清洁操作的需要。目前的养老设施设计规范中仅提及设置污物间, 未细化其功能, 也未提及清洁间、污物处理室的具体设置要求, 导致在设计中没有重视污物处理与清洁空间的配置。

(2) 通风晾晒条件欠佳使清洁工作不便

在调研中我们看到, 一些设施中虽然设置了单独的清洁间, 但往往是黑房间, 缺少通风采光与晾晒空间, 无法满足清洁人员晾晒湿抹布、墩布头的需求, 为服务人员的清洁工作带来了不便, 也不利于消毒杀菌。并且, 在许多较为高档、服务管理严格的老年公寓中, 进入老人房间时均要求使用该房间专用的墩布头和清洁布打扫以保证卫生、避免交叉感染。这样一来, 每天保洁作业后都会产生大量的抹布、墩布头需要晾晒、通风 (图4) , 若没有足够空间晾晒则可能堆积发霉、产生不洁气味, 不利于老人的身体健康。

3. 储藏空间不足, 洁污不分

(1) 利用老人居室做公共储藏间造成空间浪费

在调研中发现, 许多养老设施建设初期出于尽量多布置床位的考虑, 没有设置足量专门储藏空间, 投入运营之后储藏空间不足。在前期入住率不饱合时还可将老人居室空置作为储藏间使用, 后期入住老人增多却难以腾出房间, 最后反而造成空间利用上的浪费。并且, 由于老人居室空间较大, 常常是洁物、污物共处一室, 例如将干净的床单、被罩与垃圾、清洁车等物品合置于一间, 造成了洁污混杂的情况。又由于是暂借老人居室作为储藏间, 空间中往往不配置壁柜、储藏搁架, 致使物品随意堆放, 较为杂乱。

(2) 物品储藏洁污不分带来卫生隐患

将其他空间兼做储藏空间使用也造成了洁污不分的情况。在调研中我们观察到, 由于共用浴室平时仅在部分时段使用, 一些养老设施将轮椅、点滴架等物品放置于公共浴室中, 老人洗浴时再移出, 对老人入浴卫生产生了影响。一些养老设施甚至利用空调机房、污物间等空间临时储藏干净的织物, 也带来了一定的卫生隐患 (图5) 。

4. 小结

反思上述调研中发现的问题, 原因可归结为四方面:首先, 养老设施的建筑设计者往往由于经验所限, 无法深刻理解服务管理者的工作流程与方法;第二, 投资建设方经常以出房率为首要考虑因素, 不重视辅助空间的设计;第三, 由于目前中国养老设施建设尚不成熟, 运营管理者很少能够参与到前期策划与设计中, 难以对辅助服务空间的设计提出自己的需求;第四, 设计规范中对养老设施辅助服务空间的功能要求、面积指标的叙述较为笼统, 导致设计、审查过程中对辅助服务空间设计无标准可依。上述的种种原因最终导致对辅助服务空间设计考虑不细, 在使用中出现诸多不便。

二、辅助服务空间的配置与设计要点

1. 洗衣、晾晒空间应分层设置, 保证流线紧凑

(1) 养护单元中宜配置洗衣、晾晒空间

养老设施不同于医院有统一的病服, 老人往往不愿意将自己的衣物, 尤其是内衣裤与其他老人衣物集体清洗, 服务人员分拣起来也很麻烦, 并且护理型老人由于失禁等原因, 衣物需要随时进行污物处理、洗涤。因此, 养老设施中老人的衣服并不一定都拿到中央洗衣房统一洗涤, 而多数在每层或养护单元内分别洗涤、晾晒, 每层或每个养护单元需单独设置污衣暂存、洗衣、晾晒、熨烫折叠、储藏的空间。在设计时, 需要充分考虑工作人员的操作流线, 紧凑布局功能, 帮助提高工作效率 (图6) 。该区域可以与公共浴室、污物处理室就近布置, 方便及时处理洗浴后产生的脏毛巾和衣物等。同时, 可通过设置小阳台等方式使晾晒空间有自然的通风和采光 (图7) 。[1]

(2) 各层洗衣房宜上下对应, 以服务电梯联系, 集约动线

各层洗衣房位置宜上下对应, 并就近设置服务电梯, 与中央洗衣房相联系 (图8) , 便于多种洗衣方式灵活转换。服务电梯的位置也宜接近各层污物间及洁净织物储藏间, 方便运输脏的被服至洗衣房, 以及将洗净被服运送至各层。[2]

2. 污物处理、清洁空间宜分区设置, 保证通风晾晒条件

(1) 各功能宜独立设置或有所分区, 便于操作

在调研中我们看到, 污物处理室主要用于处理失禁老人弄脏的床单、衣物等;清洁间则主要用于清理保洁用具、储藏保洁推车。污物处理与清洁工作性质不同, 需要相对独立的操作空间。一些设施中污物处理与清洁工作由护理员统一完成, 一些设施中则是通过保洁工作外包等形式由不同人员完成。因此, 考虑由护理员统一完成时, 可集约布置污物处理与清洁功能, 合理分区, 方便工作人员的清洁操作 (图9) ;而考虑由不同人员分别完成时, 可设置相对独立的污物处理室与清洁间。

(2) 确保自然通风、采光条件与晾晒空间

弄脏的被服及拖把、抹布等清洁用品往往较为潮湿且带有一定不洁气味, 因此良好的通风条件与充足的晾晒空间非常重要。未来, 随着管理服务的精细化, 老人居室的清洁用具区分将更为严格, 需要更多清洁用品晾晒存放空间。并且, 在冬季、刮风下雨天气也需要在室内空间进行晾晒。因此, 有条件时可考虑安装复合晾晒杆、放置活动晾衣架等, 满足清洁工作需要。

3. 储藏空间应充分利用边角空间, 按类分区

在养老设施中, 除了《养老设施建筑设计规范》中规定设置的集中备品库, 每层或每个养护单元还应设置一定的储藏空间, 方便护理人员就近取用、管理物品。单元中常需储藏或暂存的物品包括:洁净织物、备用部品、生活用品、餐具、文档、污物、清洁工具等 (表1) 。

(1) 每层或每个养护单元应设置小储藏间

一些体量较大、体型不规整的物品, 如被褥、小推车、备用家具等可存放于储藏间中, 一目了然、便于管理。通过调研总结出, 对于50床左右的养护单元, 配置一间6~10 m2的储藏间较为适宜。

(2) 充分利用建筑边角空间设置储藏空间

在养老设施中, 出于多布置房间的考虑往往难以设置较为集中的储藏空间, 而充分利用建筑边角部位设置壁柜、地柜等储藏空间, 不仅能提高空间利用率, 也有利于工作人员靠近使用区域分区、分类储藏物品。例如, 在日本养老设施中, 设计者对走廊边的柱间窗下空间加以利用, 在柱间插入搁板, 下部即作为开敞的储藏隔间存放轮椅、助步器等物品 (图10) , 搁板既可作为台面摆放装饰品, 也可以兼作走廊边的扶手, 一举多得。其他常见的储藏空间分布还包括:利用转角空间、护理站周边空间 (图11) ;[3]在走廊某些部位设置壁柜;于建筑中部采光较差空间设置小型储藏空间等。

(3) 储藏空间应按物品洁污属性分别设置

当集中设置较大的储藏间时, 很容易造成洁污共处一室的情况。因此, 在设计时应根据洁污属性分别设置储藏空间, 尽量将清洁的织物与其他杂物、清洁用品分开放置, 并将污物置于单独的污物暂存间, 避免交叉污染。[4]

4. 小结

辅助服务空间是决定运营服务效率与品质的核心要素之一, 在养老设施设计中不应忽视。设计者需要在充分了解运营护理空间需求与服务流程、动线的基础上进行设计, 以效率为出发点进行辅助服务空间的布置。可考虑将功能相近的空间就近布置, 以缩短服务人员的动线。同时, 设计过程中应尽可能邀请运营商或运营顾问直接参与设计讨论之中, 提出空间功能要求与修改建议, 使得各空间设计更加高效、合理。

以上给出的设计要点仅为辅助空间设计中的一部分, 笔者希望通过抛砖引玉, 引发大家对于辅助服务空间需求与设计方法的思考, 从而为中国养老设施运营高效化与服务高品质化发展奠定更加有力的硬件基础。

参考文献

[1]周燕珉, 钟琳, 林婧怡, 等.养老设施中的公共浴室设计研究[J].时代建筑, 2012 (6) :20-25.

[2]林婧怡.老年护理机构的功能空间配置研究[D].北京:清华大学, 2011.

[3]建築思潮建築所.建築設計資料 (71) :特別養護老人ホーム[M].東京:建築資料研究社, 2007.

[4]The American Institute of Architects.Design for Aging Review:AIA Design for Aging Knowledge Community[M].10th.ed.Melbourne:The Images Publishing Group Pty Ltd, 2011.

辅助服务空间篇2

目前,石油行业在生产过程中所产生的数据种类繁多,并且在可实施方案的设计中对数据有很大依赖性。在企业决策过程中要求掌握大量现实性强、真实准确的以空间信息为基础的综合性信息,并要求随时对数据快速查询、综合分析。单纯的数据报表展示方式枯燥冗长,并不利于数据有效利用,所以将数据库中可辅助决策的数据项作为单个图元元素表示,大量的数据集构成集成的数据图像,同时将数据的各个属性值以多维数据的形式表示,可以从不同的维度观察数据,从而对数据进行更深入的观察和分析[1]。使人们不再局限于通过关系数据表来观察和分析数据信息,还能以更直观的方式看到数据及其结构关系。

目前,在空间数据集成中GIS的应用占有着重要的地位,GIS以其良好的直观性和交互性以及有效合理的空间数据组织为用户提供了获取地学及相关信息的便利手段,但现今的GIS软件的数据模型都是非时态的,难以处理复杂多变的动态数据,并且构建GIS开销较大,相应速度较慢。难以提供实质性的解决方案,对辅助决策不能提供良好的支持[2]。为此采用SVG矢量图解决空间数据的集成问题,具有系统轻便、简单、传输速度快、交互强等特点,并可对变化的数据实时相应,克服了传统GIS的缺点。

油田决策支持系统的基石是各类海量信息,这些信息包括空间地理信息,也包括大量与空间信息密不可分的属性信息。通过SVG技术可直观形象的管理和查询这些信息。通过构建灵活的图形结构以及图层,集成管理大量的多专题的空间与属性数据,将开采信息、油水井措施、产液剖面、注入剖面等属性信息与油水井地理空间位置、层段地貌特征相连,以组成完整的决策信息模型[3]。利用数值模型计算与数据挖掘技术结合,使计算的结果能更形象直观的表达,从而得出隐含的重要结论,这对于石油生产领域是至关重要的。

1基于SVG辅助决策模型架构

在空间数据集成中,大体上数据分为地理空间数据和领域属性数据两类[4]。由于油田数据组织复杂、多变、关联关系较为密切,并分布在不同的关系数据实体中,这给空间数据集成造成了一定的困难。针对以上问题,设计基于SVG辅助决策模型架构(图1),将可支持辅助决策的空间数据提取,组成完整的数据中间件,并进一步通过解释器将中间件转换为可识别的图像。模型架构分为空间数据实体、基础图形部件和显示部件三部分。

1.1 空间数据实体

空间数据实体是模型的基础,它提供了基本的数据支持,是辅助决策的根据,从大类上划分为两部分。其一为表示空间实体的位置、形状、大小、地貌特征及其分布特征诸多方面信息的空间数据,在此称为地理空间数据类;其二为描述空间实体的属性的数据,如油田中油水井的产液、含水、措施、方案等。

另外,在实际生产中,基于以上两类关系密切的数据类,针对实际生产过程,需要利用已有数据计算模型或数据挖掘方法将产生一类分析结果数据,如剩余油分布情况、采收率评估、单元统计数据等,这类数据虽然是独立存在的但是对于决策的制定提供了强大的支持,同时将此类数据反映到可视化的图形上具有着重要的意义。

1.2 基础图形部件

在实体数据到SVG图形显示过程中,单一关系数据不能充分的表达实际的图形模型,对应一种图形可能由多种关系数据实体组成的。所以需要将原有的数据抽取后重新组织,得到完整、灵活、可解释的基础图形部件。

基础图形部件的作用在于形成物理上分布而逻辑上集中的整体数据视图。从实用角度出发,建立图形部件中间件是一种行之有效的空间数据集成方法。针对地理信息的特点,参考石油领域开发规范,对每一个可提供决策支持的数据创建图形对应关系,使每个分布式关系数据节点形成一个与具体空间数据集相对应图层。根据分布式数据库系统场地自治的原则,各节点负责维护本地数据库与抽取数据项目的一致性。由基础图形部件保存相应原关系数据副本,并维持信息的交换。

建立基础图形部件层不但可是信心有效的集成,并具有较强的扩充能了,如果基础数据变化,则对应修改相应的部件或增加新的图形部件即可将问题解决,而不用将时间花费在数据与显示的对应关系上。

1.3 显示部件

显示部件主要对基础图形部件进行合理的解释以及对应SVG文件格式进行转换并显示。

对于一些关键应用尤其是一些有实时性要求的应用,用户对系统的响应速度要求较高。而对于一些交互性较强的功能,如果系统构造方式比较松散,模块内部的内聚性不强,不利于模块功能的维护。为此,SVG本身的优点,如可扩充性、动态性、强交互性、网络传输速度快等很好的解决了以上问题。

在显示部件中,利用SVG技术主要应用在以下几个方面[5]。

(1) 首先,SVG提供了丰富的图形对象,可以有效的表现空间信息。SVG提供了一下基本图形元素:直线(<line>)、圆(<circle>)、图标(<symbol>)、文字(<text>)、图像(<image>)等。这些图形对象可对油田领域中井、层、地质、采出信息等基础图形做出完整的描述。

(2) 其次,SVG提供了丰富的消息触发及事件响应函数以获取用户消息。同样,SVG也提供丰富的状态事件,如数据装载完毕,就可以触发Onload事件,作一些初始化的处理。通过SVG提供的消息触发及事件相应函数,能够很容易地实现与图像的交互及控制,如图像的放大、缩小、漫游、查询、图层的控制等操作,这些在生产分析中是必不可少的。

(3) 再次,由于SVG是基于XML格式的,因此除了内置的属性外,可以对其属性进行任意扩充,以实现自定义的功能。在SVG图形中,对象的属性ID是用来惟一标识对象的编号,可以通过SVG文档对象的getElementById()方法来获取指定的对象。属性的获取或赋值是通过调用getAttribute及set-Attribute方法。

(4) SVG支持图像的分层管理。对于实际应用,油田数据的复杂多变,并且信息量庞大,将所有信息同时以图形的形式展示较为混乱,再者不同工作人员关心的数据项目也不尽相同。SVG采用基于XML的DOM文档管理结构,很方便实现图层管理,其组<g>对象就可以将其下面的所有图形管理起来。节点中的childNodes属性可以获取所有的子节点的集合,getElementsByTagName()方法可以获取某种类型对象的列表。通过采用组对象来实现图层管理功能,不同图层的对象包含在不同的组中。通过设置组的属性,就可以实现如可见性、颜色、透明度等设置以及选中、删除所有对象等操作。

2 油田辅助决策数据的组织和提取

数据组织问题实际上是构建应用系统的重要问题,在系统设计之前,全面而深人地分析数据是必不可少的环节,同时要考虑到当前已存在的数据源和由其衍生的中间数据或统计数据。根据石油行业空间数据的特征,可以把空间数据归纳为3类。

2.1 属性数据

描述空间数据属性特征的数据;包括井(采出井、注入井、探测井等)、各类措施方案(压裂、补孔、堵水、酸化、增注方案等)、开采信息(日产液、日产油、含水率、沉没度、注水量油压等)、产液剖面、剩余油分析结果等,以及与之相关的各类专业属性数据。这类点数据属于关系数据实体,有通用的模型规范(A2数据模型、开发数据库逻辑模型),具有较强的关联,所以可以直接采用关系数据提取方法,通过井ID信息做为主键提取并形成对应图形部件。

2.2 地理数据

描述空间数据空间位置和特征的数据;地理类矢量数据包括:井位坐标、层段构造、层段连通关系解释、区域地质构造图、断层分布图和各类等值图等。地理类的矢量数据采用针对空间和类别两种方法分别组织提取,即在同一平面空间分别组织各专题数据,在每类专题图幅中以图层为单位来组织管理图元数据。采用这种组织方式,系统易于针对地图数据库管理的特殊性,易于实现对跨图幅图元进行整体查询和归并检索输出,同时保证系统的快速高效性能。

各类地理数据除特殊数据项外,同时包含基础数据项目为:{项目名称、井区、层段信息、区域范围、数据描述、数据信息}。

项目名称:图像名称,用以区分各类不同图幅;

井区:以区块为单位,描述图幅的归属;

层段信息:层段信息包含油层组、小层号和细分层号,说明图幅所代表的地理深度。

区域范围:以经纬度为基础,说描述图幅跨度的区域范围。

数据描述:对数据的描述,说明数据的可用性以及完整性或数据项目和其他属性数据的关联关系。

数据关联信息:根据图幅类型的不同,数据信息表达方式也不同,多数情况建立子表或数据流文件。例如剩余油等值线则指向对应的流文件,层段构造信息则指向新建子表,在子表中具体描述数据的类型以及数据组织方法。

地理类数据需建立新的关系数据实体,并和原有数据源相关联来保证数据的一致性。

2.3 计算结果类数据

在原有的石油领域软件中,根据数模计算或数据挖掘方法会产生一部分结果类数据文件,主要以文档形式和图幅文件形式存储。如各类已有的各种工程勘察报告、含油饱和度计算结果、开采曲线等。它们多是以一个整体位对象,采用二进制形式存储于数据库中,并采用外挂属性的形式与相关的其它属性数据相关联。利用SVG可交互的特点,调入对应的数据文件。

3 图形部件的设计与解释

SVG中是以基本的图形元素构成的,在生产中单一的图形文件不足以表达实际的图形模型,所以将多种SVG图形元素组合,形成完整的展示形式。这就要求各个图形元素中的属性要建立与关系数据的对应关系,图形元素的数量决定了构成完整信息的难易程度,在此构建一种完整的中间文件,用以更好的完成信息的集成以及增强系统的扩充能力。

图形部件选用XML文件格式,利用XML扩展性、灵活性、结构性更好的建立中间数据文件,XML定义结构形式化描述如下。

在上述结构中,对于由多图形元素构成的图像分别图像名称做以区分。图层控制表示图像所属的不同层次,并对需要提取的空间数据字段建立与关系数据的对应关系,值类型的利用类样式控制。在空间数据赋值时,出于效率考虑,将涉及数据同时提取到数据集中后再分别处理。

使用图形部件层,对于复杂多变的石油生产数据,使得空间数据的集成更加灵活,如果数据变化可对应修改图形部件的格式即可。

针对图形部件,按照部件的不同进行分组,将其解释成SVG可识别图像。并根据需要,加入图像控制脚本如图形的定量缩放、图层显示控制、图形区域事件控制等,形成SVG文件格式形式如下。

4 实例分析

研究大庆油田中A2数据模型,开发数据库逻辑模型。针对可辅助决策生产数据,提取地理类数据10余种:井位坐标、断层信息、砂体分布信息、层段信息、层段连通关系、剩余油等值线数据等。属性类信息20余种:油井开采信息、水井开采信息、单井静态信息、小层静态信息、油水井生产剖面、油水井方案措施记录、油水累计统计数据、井筒信息、功图数据等。

根据实际需要,定义了15大类图形中间件,其中重点类如下表列出(表1)。

解释成SVG格式图幅中,按照不同部件分层管理,有效的控制图层的显示。对于统计类数据,定义了一种特殊的图形统计部件,包括饼图、柱状图、曲线等多种统计形式。

除SVG图形自带放大、缩小、图像品质调整功能外,利用Java脚本提供了图像定量缩放、定位区域、图形编辑处理等功能。并利用事件触发机制,快捷的链入已有文档和图幅,增加了系统的可用性和辅助决策的能力。

5 结论

基于SVG技术,针对可用于辅助决策的实际成产数据建立数据集成模型。提取关系数据实体,并利用XML文件格式形成中间图形部件,将中间图形文件合理地解释最终形成综合信息显示图幅。工作人员可根据具体工作需要,选择针对性较强的图幅显示,辅助生产决策。数据的可视化显示可直观的表现生产状态,并可进行综合的数据分析,从而较高地提高了工作效率。

参考文献

[1]陆西宁,王红芳.基于GIS的空间决策支持系统的研究.微电子学与计算机,2009;26(4):138—140

[2]乌伦,刘瑜,张晶,等.地理信息系统原理、方法和应用.北京:科学出版社,2001

[3]刘啸,毕永年.基于XML的SVG应用指南.北京:北京科海集团公司,2001

[4]徐锋.基于SVG的空间数据的网络发布.技术与创新管理,2009;30(2):237—239

辅助服务空间篇3

在这种宏观格局下, 新兴专业的传统实验教学模式如何借鉴, 并能顺利消化吸收新的网络信息技术, 新型实验教学模式能否有效建立并适应当前新兴专业需求, 达到提高教学质量的目的, 参与其中的教师、学生如何应对, 新的教学设计思想能否借此产生等诸多问题都会接踵而至。本文就网络信息技术辅助实验教学的优势及由此产生的新的教学模式进行探讨。

一、网络信息技术辅助实验教学的优势

1.地下空间工程实验教学模式的改革。实验教学不同于科学探索实验, 主要目的在于教会学生掌握实验原理, 根据实验目的拆分后设计实验内容, 达到验证理论知识, 并尝试开展思维扩散, 最终解决实际问题。地下空间工程专业实验教学基本围绕岩土工程实验内容展开, 专业基础实验课程即为土工实验。因此, 实验教学模式的改革必须立足于从根本上激发学生兴趣, 培养他们独立分析与解决问题的能力。教学模式能否契合学生特点以及能否最大限度激发他们的自主学习积极性, 将直接决定实验教学效果。

目前, 在高校中针对地下空间工程实验教学模式的改革, 多停留在教学手段和教学内容的改善上, 一方面实验教学过程中采用提问式、启发式、讨论式及研究式等多种教学手段, 另一方面在教学模式上按照教学内容和试验项目进行分层教学。上述手段从一定意义上达到实验教学的初始目的, 即学生经过训练可以基本满足实验技能的要求, 但由于此过程中没有能持续引领学生综合能力与创新能力培养的源动力及学生熟悉的辅助技术手段的帮助, 使得学生缺乏对持续性学习掌握知识的后续学习能力, 造成知识无法通过温故知新转变为自己的终身技能。基于此, 要在现有实验教学模式改革的基础上, 进一步探索其他辅助技术手段对学生纳新能力的培养。

2.多媒体辅助实验教学。多媒体技术是指利用计算机综合处理和控制文本、图形、视频、声音等信息的技术, 借助多媒体技术的广泛推广, 实验教学已经从单一教师口授的模式发展为计算机化的Power Point形式的图文并茂、动静结合、视听丰富、色彩生动、形式活泼的演示文稿, 帮助学习者自主训练的多媒体课件, 帮助实验者进行模拟实验操作的实验型多媒体课件及提供教学功能和教学资料的电子书、辞典等。经过多年的教学实践, 目前实验教学中更多地借助多媒体作为辅助教学手段, 较之单纯的“教师讲授— 学生接纳”模式, 多媒体教学具有如下的优势和特点: (1) 多媒体技术的引入, 为实验教学带来新的教学视角, 借助动画、声音、视频及图片等辅助手段, 实现对学生注意力的吸引, 确实在一定程度上提高教学效率。借助多媒体技术在课堂教学的使用, 教学方法与手段发生重大变化, 教学设计和教学思想也有相应的改变, 从教师为主导地位的传统教学模式, 转变为学生发挥主动性、积极性和创造性的教育技术和课程整合模式, 即实现一种既能发挥教师主导作用又能充分体现学生主体地位的“自主、探究、合作”为特征的教学模式。但不可否认的是, 在当今科技高水平发展的环境中, 仅靠这种最基本的多媒体技术已经不足以长久吸引学生对实验教学的关注。 (2) 多媒体技术的引入, 可以有效地解决教学难点。传统课堂教学中, 很难用语言和文字来解释和表达的内容, 可以很容易地在多媒体课堂中通过动画演示, 逐层地、三维地给予剖析和展示, 使学生更易理解和掌握。一些传统实验教学中仅靠教师传授的内容, 特别是一些学校囿于场地和实验条件所无法在讲授中清楚说明的部分, 可以借助视频和动画的手段得到实现。

3.网络辅助实验教学。近年来网络技术大规模发展, 各种基于网络技术开发出的教学辅助平台、软件等比比皆是。大部分的网络辅助教学技术多面向理论学习内容, 实验教学在此浪潮的冲击下面临很大的机遇与挑战, 即可以考虑采用诸多新近研发的网络教学模式, 结合传统实验教学模式, 经过加工改进, 使其更适宜为实验教学服务。目前看来, 有以下几个方面的优势:其一, 基于网络教学学习平台的协作式学习, 如现在非常流行的哈佛《幸福课》和慕课都是这一教学模式的产物。这一模式对学生的吸引力远远大于传统教学模式, 盖因网络占据学生课余时间的很大比例。能很好地调动这部分时间, 使学生寓教于乐, 也是教学目的之一。其二, 优质资源辐射模式的远程教育。远程教育课程设置的初衷是为在职人员或社会人员提供接受再教育的机会。时至今日, 覆盖范围远远超过最初的预计。大批的在校师生、社区学生享受到远程教学的福利。远程教育不局限于学习时间, 随时随地可以根据自己的时间加入学习。其三, 基于手机APP应用日趋广泛背景下的移动学习模式。

二、网络信息覆盖环境下的新型实验教学模式

1.新型媒体手段演示为主的“讲授型实验教学模式”。“讲授型实验教学模式”课程的全部授课学时在课堂中进行, 但借助多媒体网络技术在课堂教学中的使用和网络教学平台的课后辅导, 教学方法与手段发生重大变化, 教学设计和教学思想也有相应改变, 从教师为主导地位的“一支粉笔、一块黑板和一本教材” 的传统教学模式, 转变为学生发挥主动性、积极性和创造性的教育技术与课程整合模式, 即实现一种既能发挥教师主导作用又能充分体现学生主体地位的“自主、探究、合作”为特征的教学模式。

2.课堂讲授与网上自学相结合的“半开放讲授型实验教学模式”。此方法为结合前述中提到的网络辅助实验教学手段, “半开放讲授”即指教师讲授与学生借助网络自学相结合, 于学生提供可以进行互动和交流的环境, 灵活利用课余及闲暇, 为终身学习意识的萌发提供土壤, 对教师来说, 这种改革把教师从繁重的备课、板书和改作业等体力劳动中解放出来, 集中精力钻研教材和教学法, 提高教学效率。

3.鼓励学生共同设计、全程参与的“全开放设计实验教学模式”。以学生作为共同设计者的理念为起点, 结合地下空间工程实验教学课程的定位, 树立全程参与意识, 主张在课程中为学生创建全程参与式学习环境, 允许他们参与课程各个环节, 包括做出与实施决策, 提升学习控制权和主导权, 使学生真正成为课程主人翁, 促进他们在课程学习中的主动投入。经过前期课程实践发现, 相较于传统教师进行课程讲授方式, 这种全程参与模式会让学生在课程开始无论被动或主动投入学习, 最终效果会显示, 当课程结束, 学生对课程知识点基本达到90%以上的熟练记忆程度。

三、推动网络信息技术辅助实验教学模式的建议

高校实验教学的初衷是提高高等教育质量, 加强人才培养, 拓展终身学习能力。要实现上述目标, 完成网络信息技术与实验教学模式的有机整合, 达到网络信息技术为实验教学所用的目的, 要认真做到以下几点。第一, 必须以现代教育思想为理论基石, 不能排斥现代日趋新颖的各类新事物。第二, 必须变革传统教学结构, 呈现与新型的教育理论相对应的新型教与学方式。第三, 构造信息化的教学环境, 特别是在课堂的教学环境设计中应能充分反映信息技术的应用, 真正发挥信息技术在教学中的优势, 实现二者的有机整合。

参考文献

[1]娄国充, 王树栋, 叶朝良.土力学实验教学改革与教学模式研究[J].石家庄铁道学院学报 (社会科学版) , 2009, 3 (2) :106-108.

[2]王亚希.多媒体网络技术促进高校教学模式转变的研究[J].现代教育技术, 2009, 19 (13) :9-11.

[3]黄敏, 代兵权, 胡小弟.土工工程专业综合性、设计性实验教学改革的思考与探索[J].内将科技, 2011, 11 (2) :71, 81.

[4]王亚希.高校数字化校园促进教育技术发展的探讨[J].网络教育与远程教育, 2010, 205 (5) :37-41.

辅助服务空间篇4

关键词：风景区建筑,中国古典园林,空间切片,景观视觉

1. 研究背景

中国经济高速发展, 社会各阶层对于文化的需求日益增长, 近年来, 对于我国传统文化的继承与发扬成为文化产业中最为重要的课题。

风景区建筑的设计与其它建筑类型相比, 在设计上有其特殊性。南方很多风景区建筑设计需要借鉴中国传统园林的空间要素, 但是这种借鉴要打破传统的一直对于材料、色彩和传统形式符号的模仿, 需要更加注重对传统园林空间的探索分析借鉴。

中国古典园林有其独特的设计方法, 园林的设计者非常注重游客行走其中的视觉和空间感受。而以往的感性分析方法很难用来指导设计, 笔者针对这样的必要性, 专注于传统园林中景观视觉的研究, 对其进行量化分析, 希望总结出环境适宜的景观视觉设计的导则。

2. 相关理论及方法综述

2.1 视觉分析理论

视域范围:人眼的视域范围是一个不规则的圆锥。双眼的最大水平视域约为120°, 在这个范围内, 双眼可以形成有深度感觉的视景。正常情况下, 以人眼与视觉对象连线为轴, 垂直方向26°~30°、水平方向45°~60°的范围是人眼比较舒适的视域范围, 在这个视域范围内, 人们可以看到较为清晰的景物, 形成对景物的整体构图印象。

视距范围:芦原义信在《外部空间设计》中的“外部模数理论”与中国“风水形势理论”在描述空间尺度的原则上有共同之处, 即在平视情况下, 25~30m是形成宜人环境氛围较为合理的视距范围。在此范围内, 人们可以较为清晰的看清事物的细部。

外部空间D/H理论:芦原义信指出人与建筑物之间的距离D和建筑物的高度H的比例是影响视觉感受的一个重要因素。在实际建筑总平面设计中, D/H=1, 2, 3……是应用最为广泛的数值。中国古典园林具有更强的自然空间特征, 在空间尺度方面与城市空间有所差异。曹星渠提出, 在中国古典园林中, D/H在4~5之间能够形成良好的观赏效果。

2.2 空间切片获取方法

根据人们在园林中的行走路径, 选取多处空间节点, 并对节点处的视觉景观进行三维空间上的截取, 将视觉场景转化为视觉图像。对图像进行抽象并分析人眼正常视域范围内的不同景观要素的比例关系及相应空间尺度关系。以空间节点某处为视线起点, 1.6m为视线高度, 以水平视角60°, 垂直视角30°的视域范围, 在距人眼视点25m处作垂直空间切片 (图1) 。空间尺寸不足25m的取景范围, 则以实际空间距离为准。

2.3 人的行为的调研方法

调研方法是以半小时为单位记录园林中不同空间的人的行为活动, 选取不同的时间段进行重复调查。笔者多次叠加调研结果, 以此避免时间因素对人的形为活动偏好的影响, 保证调研结果的真实有效性。在调研过程中, 考虑到人们在游览时流动性较大的特点, 对于同一人群在不同时间点的位置和行为活动会进行二次记录。总结出人们感兴趣的空间和景观, 作为景观视觉分析的依据。

3. 古典园林景观视觉分析

本文选取了南京瞻园和苏州艺圃两座中小型园林为研究对象。瞻园是南京明清代表性园林之一, 素有“金陵第一园”之称;艺圃是苏州著名的宅邸园林, 其景观疏朗, 布局简练, 基本沿袭明朝初期建园时旧制, 有很高的艺术价值和人文价值。二者均以假山、水面、小尺度的建筑为主要景观要素来组织园林空间, 且园林面积适中, 易于笔者调研和分析。

(图片来源:作者自绘)

3.1 人的行为的调研方法

调研内容:选取游客人数较多的星期六和星期日对瞻园和艺圃中游客的行为分别进行为期一天的调查, 具体调研过程如下:在调研的一天时间内, 分别选取上午和下午两个时间段, 以半小时为单位对瞻园和艺圃不同庭院中游客的行为进行观察记录, 并将数次记录的结果进行叠加, 使调研结果更加真实有效。

根据调研, 园林中游客有坐憩、驻足观景、聊天、玩耍、观鱼等多种行为活动, 按照活动停留时间可分四种类型: (1) 停留时间长 (坐憩、观鱼、玩耍、吃饭) ; (2) 停留时间较长 (驻足观景、拍摄、短暂停留、聊天、观看指示牌) ; (3) 慢速通过 (游走观景) ; (4) 快速通过。 (图2、图3) 园1、园2、园3停留性活动占所有行为活动的比例分别为78%、72%、67%, 且多集中在岸边、亭、舫、平台等处, 而东部景区草坪 (园4) 处则多为通过性人流, 通过性活动占园内活动总数的65%。 (图4)

考虑到观鱼、聊天等行为多属偶然性行为, 与园林景观观赏之间的关系并不密切, 因此笔者提取摄影、被拍照和驻足观景三种活动类型作为评价园林内景观及空间优劣的主要标准 (图5) 。从对四个小园的观景方向和游客数量的统计结果 (图6) 可以看到, 游客视线主要集中在由园1由南侧广场看向北假山 (A点) 、静妙堂南侧廊下看向南假山 (B点) 、园2环碧山房前平台看向春波亭和画舫 (C点) 、园3一览阁前小广场看向南侧走廊 (D点) 这四个方向, 其次是临风轩看向北园主景区 (E点) 、西路主体园区东侧的方亭看向西假山岁寒亭 (F点) 的景观方向。

艺圃常年游人数量相对较少, 游人在园林中的主要活动集中在水池周边;西南侧园中园及假山后山部分人流较少;池北水榭现为茶寮, 主要为当地居民及部分游人提供休息和观景之所。 (图7)

3.2 基于空间切片的瞻园和艺圃景观空间特征分析

本文以中华路出入口为起点, 绘制了一条串接各个庭园的游园路径 (图8) , 根据调研结果, 在路径上选取了12个节点, 结合sketchup模型分别做出该处的空间切片作为分析对象。

根据人的视知觉倾向, 当视域范围内有多种类别的物体时, 人们会将同种类型的事物视为一个整体, 本文将研究对象包含的视觉景观要素分为天空、植物、地面及草地、水体、建筑、假山六类, 并将所得空间切片 (表1右) 按景观要素类型抽象为视觉图示。从视觉图示中 (表1左) 可以清晰地看到不同景观要素在画面中所占的位置及比例关系。

根据艺圃游线, 笔者在园内主体空间选取7处空间节点 (图9) , 分别做出该处的空间切片图 (表2) 。

3.2.1 空间切片的解析方法

(1) .以视觉图示中建筑和假山的空间位置为景观的中段, 其上天空和植物为景观的上段, 其下水面和地面等景观元素为景观的下段。

(图片来源:作者自绘)

(2) .视觉景观要素的分析方法 (图11) :在根据空间切片抽象出视觉图示后, 分别计算建筑、假山等不同景观要素在视觉图示中的面积 (S1、S2……) 与整体画面面积 (S) 的比值p, 即p1=S1/S, p2=S2/S……, 得出不同景观要素在视觉画面中的比例, 并以柱形图的形式将统计结果直观地展示出来以作比较。

3.2.2 瞻园和艺圃视觉构图分析

综合调研结果及对空间切片的分析, 两园林内景观空间的类型可分为三类, 第一类为观景行为较多且视觉景观较好的空间, 第二类为观景行为相对较多但整体视觉景观一般的空间, 游人停留或摄影主要是受到假山、建筑、植物等个别景观要素的吸引, 第三类为游客观景行为较少的空间。

(1) .第一类景观空间

a.景观构图

从构图上看, 第一类景观视觉画面大体呈三段式布局 (图13) , 上段主要为天空和高大乔木, 中段主要为假山、建筑和植物, 景观类型比较丰富, 下段主要为水面, 且下段与中段空间的分界线约在画面的1/3处。其中在以假山为主体的画面中, 三段式较为明显;而以建筑为主体的画面中, 中段空间景观要素类型较多, 植物和建筑相互穿插映衬, 空间较为丰富, 中段空间占整体视觉的比重也较大。

(图片来源:根据《苏州古典园林》平面图改绘)

(图片来源:作者自绘)

(表格来源:作者自绘)

b.景观要素比例

从不同景观要素类别所占比例来看 (图表3-3) , 瞻园和艺圃主要景观要素的种类约3~5种, 在整体画面中比例相对均衡。

比较两座园林的景观要素构成比例, 在艺圃的部分景观节点处, 视觉画面中所包含的建筑、假山、天空、水面、植物等景观要素种类较多, 各自所占比例较为均衡, 视觉画面丰富;而在瞻园的部分景观节点处, 视觉画面中所包含的景观要素主要为建筑 (假山) 、植物和水面, 种类较少, 部分要素所占比例较大。

在中国古典园林中, 建筑和假山等景观要素多作为景观视觉的焦点, 而水面、植物等景观要素多作为配景。如柱形图显示, 在第一类景观视觉画面中, 作为配景的水面和植物的面积占全画幅比例约为50%~65%, 比例最大;作为主体的建筑和假山所占比例约为20%~30%;天空所占比例在15%以下, 比例最小。 (图14)

(2) .第二类景观空间

本文选取瞻园中的节点4、9作为典型案例进行分析。

瞻园节点4的景观构成要素为假山、植物、水面, 其中假山在画面中占据绝对比例, 比重约为64%。瞻园节点9处的景观构成要素主要为建筑、植物、假山, 建筑和植物所占比例较大, 分别占整体视觉画面的50%和35%, 该景观画面为明显的两段式构图。 (表4)

从视觉景观要素构成来看, 在第二类景观空间的视觉画面中, 景观元素种类以两种为主, 且作为空间主体的建筑或假山在整体景观画面中所占比例在一半以上, 与第一类景观空间相比, 其景观元素比例失衡;从视觉景观构图来看, 第二类景观空间的整体视觉画面为非三段式构图, 与第一类景观空间相比, 呈现不均衡的状态。 (图15)

(3) .第三类景观空间

本文选取瞻园中节点6、8作为典型案例进行分析。

瞻园节点6空间以草坪、乔木、竹丛和盆景为空间主体, 草坪平坦且无法进入, 景观植被缺乏合理的种类和高低配置, 空间较为空旷。该处空间视觉景观要素较少, 主要有植物、地面 (草地) 、建筑, 其中地面 (草地) 占景观画面的比例约为45%, 植物 (乔木等) 的比例约为40%, 建筑占景观画面的比例较少, 空间较为单调, 画面无明显视觉焦点。从构图上看, 该处视觉画面为两段式构图, 地面与垂直景观的交界处约在画面的1/2。

瞻园节点8为从太平天国纪念馆到达瞻园的入口空间, 以廊道为主, 其空间尺度相对较为狭小, 进深较大。该处景观画面为不均衡的三段式构图, 中段空间主要由建筑和假山等实体景观要素构成, 这些要素占据景观画面的绝大部分, 比例约为70%。 (表5)

第三类景观空间多为通过性空间, 其共同特点是景观元素种类较少, 以一种或两种为主。该类空间主要有空间感受相对空旷的开阔性空间和空间感受相对闭塞的封闭性空间。开阔性空间从视觉景观要素构成来看, 多以植物等配景作为空间中主体景观, 而建筑和假山等景观元素所占比例较少, 画面缺少视觉焦点;从构图上来看, 水平与垂直景观分界线偏离画面1/3处。封闭性空间多以建筑、假山等实体景观要素构成画面主体, 在景观构图方面, 中段空间所占比例较大, 构图不均衡。 (图16)

3.3 基于D/H的瞻园和艺圃空间尺度分析

本文将选取在前文中三处游客较多、两处游客相对较少空间感受较差的空间进行分析, 分别是瞻园园1北假山处园林空间、瞻园园2、艺圃主景区、瞻园园1南假山处园林空间、瞻园园4五处典型园林空间的空间尺度进行分析。

3.3.1 瞻园和艺圃空间尺度研究方法

1.瞻园园1北假山空间尺度分析

瞻园西路园林总体布局以山、水为主体, 除东侧为廊道外其余三面均为堆山叠石而成。静妙堂是园中主体建筑, 将园内空间分为南北两半, 其中北半部分为瞻园中最开阔之处, 由静妙堂、游廊以及假山共同围合而成。静妙堂北侧地面空间由平台和水面两部分构成, 其中平台南北向长度约为19m, 东西向最宽处约为29m, 并通过西侧游廊的曲折形态来实现空间的收放;水池南北向约为28m, 北假山上有一平台, 距地面高度约5m, 平台上有一石屏, 最高处距地面约为9.5m。

如图17 a所示, 在节点3处看向游廊, 此时视点与建筑的水平距离D和建筑高度H的比值约为7:1。

如图17 b所示, 在节点5处从池边眺望假山, 视点与假山最高点的水平距离D约38m, 与假山最高点的高度H的比值为4:1。

按照以上方法我们对其他上述节点进行分析, 总结出表格6。

从表6可以看出, 从庭院空间距离来说, 在瞻园和艺圃中, 较为适宜的观景点到视觉画面中主体景观的水平距离约为20m~30m, 这与芦原义信所说的的“外部空间尺度的最小模数是20m~25m”和中国古代“百尺为形”的空间尺度要求基本相同;从庭院空间尺度来看, 观景点、景观主体之间的距离D与景观主体的高度H的比值在4:1~5:1之间, 人们所感受到的空间是比较舒适的, 这与芦原义信的外部空间理论中“D/H的比值在1~2之间空间平衡”的结论有些差异, 这是因为芦原义信的外部空间理论是建立在对城市空间观察和分析的基础上, 而中国古典园林追求取法自然, 具有较强的自然空间的特征, 在园林空间中不仅仅要考虑建筑要素, 同样要考虑植物、假山等景观元素在构成景观视觉画面时的重要作用, 因此, 在古典园林中, D/H在4:1~5:1之间时人们可以获得适宜的观赏距离和良好的空间感受。

(图片来源:作者自绘)

(表格来源:作者自绘)

(图片来源:作者自绘)

(表格来源:作者自绘)

(图片来源:作者自绘)

4. 总结

本文采用实地观察和空间切片的方法对两座中国古典园林——瞻园和艺圃的景观视觉设计做了初步的探究。研究通过对游客停留较多、空间体验较好的园林空间的视觉图像进行分析, 并用数据和图表的方式展现分析结果, 以总结出一个具有良好空间视觉体验的园林空间中景观要素的种类和比例以及园林空间尺度关系。关于研究结果主要有以下几点, 一是从空间的可停留性来说, 空间相对开阔、亲水性较好的地方更易吸引人停留;二是从景观画面布局和景观要素构成来说, 园林里视觉感受较好的景观画面大体为三段式布局, 主要景观要素的种类约为3~4种, 视觉丰富度较高, 各主要景观要素比例较为均衡, 其中水面和植物在景观画面中所占比例较大, 约为一半以上, 建筑或假山等主体景观所占比例约为20%~30%, 天空则相对较小;三是从空间尺度来说, 较为适宜的景观视距在20m~30m之间, 对于较大的空间, 为获得良好的空间视觉感受, 可以通过空间要素的划分以创造良好的视距范围, 另外, 在古典园林中, D:H在4:1至5:1之间时, 人们可以获得良好的视觉景观及空间感受。另一方面, 从研究方法上来说, 在对瞻园和艺圃的景观空间的分析中, 空间切片的方法被证明能够行之有效地同时对几个不同园林空间进行横向比较, 从而获得较为有益的数据以供参考。

(注:图中所示距离为观景点到主要景观的实际距离, 而观察点的位置仍然引用上一节中两座园林中节点的位置, 即空间切片的位置与观察点的距离为25m) (图片来源:作者自绘)

电力市场辅助服务定价研究篇5

AGC是电力系统跟踪负荷变化、维持系统频率、保证电网安全稳定运行的重要手段, 也是电力市场辅助服务的重要组成部分。在电力市场中, 市场必须为AGC辅助服务支付合理的价格。公平、合理有效的AGC定价能够通过价格信号引导和促进市场成员积极提供优质AGC服务, 因此AGC的定价成为AGC辅助服务研究的核心问题。

目前, AGC辅助服务研究主要集中在对AGC辅助服务质量评价、考核方面。文献[2]提出了AGC服务效能的考核和结算方法。文献[3]结合云南电网实际对AGC辅助服务考核标准提出了优化建议, 目的在于提高AGC调节效能、改善AGC运行环境。文献[6]研究了辅助服务考核与补偿模型, 对AGC辅助服务补偿费用提出了基于AGC贡献量的计算公式。文献[7]对AGC辅助服务成本的构成、分摊策略进行了研究。

国内对AGC辅助服务补偿方法主要依据为《并网发电厂辅助服务管理暂行办法》, 各区域电网以此为依据制定实施细则。南方电网区域实施依据为《南方区域并网发电厂辅助服务管理实施细则》。目前对于现行的AGC辅助服务考核方法优化的相关研究较少。

1 AGC辅助服务补偿分析

按《南方区域并网发电厂辅助服务管理实施细则》规定, AGC服务补偿包括容量补偿及电量补偿两部分。

AGC容量补偿费用=AGC容量服务供应量×R1 (元/兆瓦小时) 。其中, AGC容量服务供应量=AGC当月投运率×每个调度时段的容量服务供应量之和。每个调度时段的容量服务供应量=每个调度时段征用的机组AGC调节容量 (兆瓦) ×调度时段的长度 (小时) 。

AGC电量补偿费用=AGC实际调节电量 (兆瓦时) ×R2 (元/兆瓦时) 。其中, AGC实际调节电量为机组根据AGC调度指令要求比计划发电曲线增发、减发电量绝对值之和。

AGC辅助服务补偿的目的在于补偿电厂侧AGC使用成本。容量补偿目的是补偿机组的AGC旋转备用成本, 电量补偿是目的补偿机组的AGC偏离计划带来的调节成本。目前采用的方法并未考虑因机组持续参与调节产生的调节量带来的设备损耗、机组检修附加成本, 部分机组调度侧投AUTO模式机组需参与ACE调节。这些机组承担ACE调节的频繁扰动, AGC调节极为频繁, 机组所承担的AGC调节量相对较大, 但调节电量反而可能会低于部分固定带负荷机组。因此部分机组因频繁调节所带来的附加成本无法体现, 不利于提高电厂参与调峰调频的积极性。如何在辅助服务补偿中更加准确量化机组AGC辅助服务的调节量是本文研究的主要目的。

图1中, 调度侧A机组投AUTO模式, 无条件承担ACE实时调节, 调节非常频繁。B机组投AUTOA模式, 仅在ACE进入紧急区或次紧急区承担调节量, 相对A机组调节频率略有降低。C机组投BASEO模式, 不参与ACE调节, 仅根据调度员人工下达的AGC指令参与全天调峰。

从表1统计可以看到, 同等装机容量机组, 调节容量相同情况下, AGC调节最为频繁的A机组反而补偿费用最低;C机组调节量最小, 但因C机组偏离计划曲线积分电量高, 获得补偿远超A、B机组。产生这种问题的主要原因是现有AGC辅助服务补偿中, 仅考虑了容量和电量因素, 对于AGC调节过程所产生的调节量未做考虑, 而AGC调节过程的调节量恰是AGC作用的的重要组成。

2 基于调节过程的AGC调节量补偿

本文在现有容量、电量补偿基础上, 提出增加基于AGC实际调节过程的AGC调节量计算方法能够计量AGC控制机组的调节量, 此方法能够更加合理体现机组因调节过程所带来的成本差异, 使得AGC补偿更趋公平合理。

AGC辅助服务补偿=容量补偿+电量补偿+调节量补偿 (1)

容量补偿和电量补偿依据《南方区域并网发电厂辅助服务管理实施细则》规定的计算方法, 本文实际计算中取《南方区域并网发电厂辅助服务管理实施细则》中云南省相应补偿价格进行计算。

式中, Q为AGC补偿费用, 元;R为补偿价格系数, 取2元/MW-min;B为累计调节量;S为AGC过程调节量, 定义曲线上1 MW=1 min=1单位调节量, 计算机组调节曲线实际长度即为机组调节量;S'为AGC过程调节量基准值;m为AGC考核时段总数;kn为各考核时段AGC性能评价系数, 为便于机组间比较调节量补偿产生的补偿影响, 本文假定参与A、B、C机组AGC调节性能相同, 各考核时段调节性能评价系数统一取kn=0.9。

3 实例分析

3.1 实例参数

A、B、C三台发电机计划及实际出力曲线如图1所示。调度侧控制模式分别为AUTO、AU-TOA、BASEO。A、B、C三台发电机调节相关参数见表2。

3.2 实例计算

按式2计算方法计算得到A、B、C三台发电机调节量补偿如表3所示, A机组承担了最多的调节量, C机组按定功率模式调节量最小, A机获得了最多的调节量补偿, C机调节量补偿最少, B机居中。

按式1计算方法计算得到A、B、C三台发电机AGC辅助服务补偿如表4、图2所示。合计1为《南方区域并网发电厂辅助服务管理实施细则》中计算方法得到的补偿, 合计2为按本文方法改进后的AGC辅助服务补偿结果。可见, 仅考虑AGC容量补偿和电量补偿情况下, 频繁参与调节的A、B机组获得的AGC补偿与其他机组差异不大;合计2计算结果显示, 有效补偿了因机组承担ACE调节而增加的过程调节量, 补偿费用显著增加。

4 结束语

如何利用准确、有效的价格信号引导市场成员提供和购买服务是电力市场的核心问题。文中通过引入AGC调节量补偿, 补偿了部分机组因AGC频繁调节所带来的附加成本, 能够有效引导电厂积极参与系统调峰调频, 有利于保证电力市场运营的公平原则, 有利于保证电网安全稳定运行和保证电能质量。

辅助服务补偿和考核的定价在我国尚在探索、发展阶段。文中仅研究了AGC辅助服务调节量的计量方法, 对于如何合理评价机组AGC服务质量、进一步优化计量方法以及如何体现我国国情的同时借鉴国外电力市场经验, 确保AGC辅助服务定价能够客观、公正的反映提供服务机组的实际成本等问题上, 还有很多实际问题需要进一步研究。

参考文献

[1]南方区域并网发电厂辅助服务管理实施细则[Z].

[2]姚鹏, 杨轶雷, 张靠社, 等.电力市场环境下AGC服务考核和结算[J].电力系统及其自动化学报, 2013, 25 (4) :108-111.

[3]黎孟岩, 朱涛, 王达达, 等.电力市场环境下云南电网AGC辅助服务问题[J].南方电网技术, 2011, 5 (6) :60-63.

[4]许婧, 赵学顺, 甘德强, 等.有功和AGC联合电力市场调度模型及定价分析[J].电力系统自动化, 2004, 28 (6) :14-18.

[5]张慧琦, 曹宇鹏, 王海波.黑龙江省电网AGC定量评估与经济补偿方法[J].黑龙江电力, 2009, 31 (1) :13-16.

[6]孔强.电力市场中发电辅助服务考核与补偿研究[D].长沙:湖南大学, 2013.

风电辅助服务补偿定价研究篇6

我国陆上和近海区域10 m高度可开发和利用的风能储量约为10亿千瓦[1]。随着电力系统中风电装机规模和占总装机比例的逐步增加, 风电出力的间歇性、波动性和反调峰特性将会进一步影响电力系统的安全稳定和经济运行[2]。我国采用“大规模-高集中-高电压-远距离输送”开发模式。随着风电渗透率的增大, 风电的不确定性、反调峰特性及其与负荷地理上的逆向分布特性对系统电能质量、功率平衡和安全性的影响越发明显。同时, 我国能源结构使得多数地区电源结构单一, 灵活调节电源不足, 调峰难度远远大于国外风电发达国家[3]。

国内对大规模风电消纳的相关技术有较多研究[4,5,6]。对大规模风电并网中的诸多问题, 如大规模风电并网的影响及运行策略[7,8]、风电参与系统频率调整[9]等问题提出了具体的措施或技术展望。但目前对大规模并网风电辅助服务补偿的相关研究较少。文献[10]提出了风电辅助服务成本测算方法, 文献[11]对并网风电辅助服务成本补偿的机制进行了研究, 提出了风电接入导致的辅助服务成本的分摊、补偿机制并提出了政策建议。

我国风电并网及交易机制是全额保障性收购与固定电价, 不能有效发挥风电辅助服务成本高和边际成本低的特点。利用市场手段调动常规电源参与调峰、调频的积极性, 落实节能调度管理, 协调风电并网发电和系统调峰关系, 是解决大规模风电并网给系统带来的各种问题, 提高电网风电消纳能力的有效途径。

根据规程规定, 对提供有偿辅助服务电厂进行补偿, 补偿费用主要来源于并网运行考核费用, 差额部分由并网发电厂分摊。在我国现行体制下, 风电作为快速发展的重要电源, 不但无法向系统提供辅助服务, 同时风电还大量消耗辅助服务资源, 风电显现出明显的用电负荷特性。随着并网风电装机容量的增长, 风电对常规电源所提供的辅助服务消耗也随之迅速增加, 常规电源是否可以提供足够的辅助服务是大规模并网风电接入系统的重要约束条件, 而提高电力系统辅助服务能力需要较大投入。风电消耗大量辅助服务资源, 但并未对其进行补偿, 不利于发电侧辅助服务市场公平, 也不利于提高电网对风电的接纳能力。

因此, 有必要对风电辅助服务补偿定价及其分摊和补偿机制问题进行研究, 积极促进发电侧市场公平及提高系统对风电的接纳能力。

1 辅助服务

1.1 辅助服务管理现状

按《南方区域并网发电厂辅助服务管理实施细则》规定, 辅助服务分为基本辅助服务和有偿辅助服务。其中, 基本辅助服务包括一次调频、基本调峰、基本无功调节;有偿辅助服务包括AGC、旋转备用、有偿调峰、有偿无功调节、黑启动。

1.2 风电辅助服务消耗

并网风电对系统的辅助服务消耗主要体现在调峰、调频和备用三个方面。

调峰:大规模风电接入电网对系统调峰的影响体现在风电出力峰谷差较大且峰谷交替频繁。另外, 风电的自然特性使其在多数情况下呈反调峰特性, 即在夜间负荷低谷时正好又是风电大发的时段。电网为此需调用其他常规能源为系统提供更多的调峰服务, 以确保电力系统安全稳定运行。

调频:由于风速变化的高度随机性, 风力发电机的出力也随时变化。大量风电功率的波动增加了系统调频的难度。随着风电的快速增长, 风电突变幅度将继续增大, 会对电网频率质量造成较大影响, 对系统调频提出了更高的要求。电网需调用更多的AGC辅助服务以平衡风电出力波动, 满足系统频率调整的要求。

备用:风电出力的波动性和不稳定性, 使得大规模风电并网将大量增加系统的事故备用、旋转备用。

2 风电辅助服务补偿

2.1 补偿定价

风电辅助服务补偿包括调峰补偿、调频补偿、备用补偿。

调峰补偿:影响风电对调峰辅助服务消耗量主要因素为出力峰谷差及其峰谷持续期间的累积电量。因此需分为电力、电量两个部分对调峰服务补偿进行计算。由于风电峰谷转换频繁, 调峰电力可根据风电每小时峰谷差进行累加, 计算得到每日累积峰谷差。调峰电量可考虑以实际出力曲线与平均出力线围成面积积分等效电量作为计算依据, 按式 (1) 计算调峰补偿。

式中, A为调峰补偿费, 元;R1为调峰电力价格, 元/MW;△Pt为t小时峰谷差, MW;R2为调峰电量价格, 元/MWh;P为有功出力, MW;P’为日平均出力, MW。

调频补偿:风电对调峰辅助服务消耗体现在风电出力波动频繁, 可考虑采用风电发电出力路径法, 即按风电实际出力曲线路径长度抵扣基本路径长度后作为依据计算调频服务消耗量。采用风电发电出力路径法, 计算风电实际出力曲线路径长度, 按式 (2) 计算调频补偿。

式中, B为调频补偿费用, 元;L为发电出力路径长度, 定义曲线上1 MW=1 min=1单位长度;R3为调频价格, 元/MW-min。

备用补偿:电力行业标准DL/T 5429-2009中规定, 系统的旋转备用容量可按系统最大发电负荷2%~5%考虑, 低值适用于大系统, 高值适用于小系统。并网风电备用消耗可按大系统考虑, 风电备用补偿可按装机容量2%计算。

式中, C为备用补偿费用, 元;R4为备用价格, 元/MW;S为装机容量, MW。

2.2 补偿分配

风电辅助服务补偿分配须确保分配方式的公平性和可执行性。按照当前我国执行的辅助服务补偿管理模式, 对风电根据其辅助服务消耗量进行考核最直接的方法是直接将风电辅助服务考核费用纳入全网辅助服务管理。这种方法能够有效促进风电完通过提高自身管理、技术能力提高运行稳定性, 但补偿费用直接用于补偿本应由全部市场成员分担的部分费用, 风电实质上在补偿所有电厂, 提供辅助服务电厂并未按贡献得到额外补偿, 补偿针对性不强, 提高电厂参与辅助服务积极性效果不好。

从电力市场长远发展考虑, 应建立辅助服务补偿交易市场, 风电辅助服务补偿费用在辅助服务市场中直接对参与提供辅助服务的电厂进行补偿。有利于充分调动常规电源参与调峰、调频的积极性。也有利于落实节能调度管理, 协调风电并网发电和系统调峰关系, 是解决大规模风电并网给系统带来的各种问题, 提高电网风电消纳能力的发展方向。

2.3 补偿交易流程

风电辅助服务补偿流程如图3所示。

3 计算实例

3.1 风电补偿费用计算

以三个风电场 (A、B、C) 为例, 对风电辅助服务补偿进行计算。计算中, 参考《南方区域并网发电厂辅助服务管理实施细则》中部分省份的定价, 暂定R1=1;R2=8.2;R3=6;R4=2。在实际执行中, 不同地区能源结构和发电成本不同, 因此价格会存在较大差别。

3.2 实例分析

对比分析图4、表1, 可以看出:

1) 风电A、C出力曲线较为平稳, 因此风电A、C调峰电力及调频补偿费用很低。风电B峰谷交替频繁, 风电B调峰电力补偿明显上升。

2) 风电A、B日峰谷差较大, 因此风电A、B调峰电量补偿费用很高, 风电C出力平稳, 补偿费用最低。

3) 风电B出力的频繁波动对系统调频产生影响, 因此也导致了较高的调频补偿费。

4) 三个风电装机容量相等, 因此备用费相同。

总体来看, C风电运行平稳, 峰谷差及出力波动均很小, 总体辅助服务费用最低;B风电场峰谷差较大且多次交替、出力频繁波动, 因此总体补偿费用最高。上述算法能够较为客观、公平的对风电辅助服务消耗进行补偿定价。