分布系统

分布系统（共12篇）

分布系统 篇1

1 分布式能源系统概述

分布式能源系统是在用户处建立的冷热电联供的能源系统, 直接面向用户, 按用户的需求就地生产并供应能量, 具有多种功能, 可满足多重目标的中、小型能量转换利用系统。通常受热用户距离分布所限, 一般限制距离2 k m以内, 经济距离小于1.5km。分布式能源系统的规模较小, 分散设置, 可以是几千瓦, 也可能达MW级。

分布式能源系统可包括燃气冷热电联供能源系统、可再生能源发电系统、生物质发电系统、燃料电池发电系统等。燃气冷热电联供能源系统是以一次能源—燃气如天然气为燃料, 通过燃气发电装置在生产电能的同时对外供热、供冷, 满足各类建筑物或建筑群等终端的用能需求, 实现一次能源的梯级利用, 提高能源利用效率。

有资料显示美国已有6000余座分布式能源系统。2006年一些国家分布式能源占电力市场的比例:英国为7%, 日本为14%, 印度为18%, 芬兰、德国、荷兰、捷克已达38%, 丹麦已达53%。我国北京、上海、广州等地已建设了一些分布式能源项目。

2 分布式能源冷热电负荷

分布式能源系统实行冷热电联供, 需按准确的冷热负荷确定其系统容量。系统高效运行的关键在于冷热负荷的匹配及其对能源的梯级利用规则。分布式能源系统的供冷负荷大多是夏季空调和一些需要控制温度的特殊生产工艺需求;而其热负荷主要有建筑供暖、种植和养殖环境温度控制和提供生活用热水, 前两项是季节性的, 生活热水需全年供应;在满足供冷、供热的前提下, 若生产的电力不足, 则需要从主电力系统中补充, 若有盈余也可输送给主电力系统, 平衡调度。

3 燃气冷热电联供分布式能源系统的主要形式

系统及设备配置方案的制定需考虑系统规模不同、终端用户负荷波动变化情况和使用要求的不同以及所在地区的具体条件等因素, 经技术经济比较确定。

(1) 燃气轮机发电装置—余热锅炉—抽凝式汽轮机—烟气/热水换热器—蒸汽吸收式制冷机;该系统适用于具有一定规模的区域型冷热电联供能源站, 采用重型或轻型燃气轮机, 发电能力可达50~500MW。 (2) 燃气轮机发电装置—余热直燃机—电制冷机—燃气锅炉; (3) 内燃机发电装置—热水型吸收制冷机—电制冷机—燃气锅炉; (4) 微型燃气轮机发电装置—余热直燃机。

4 冷热电联供分布式能源系统设计要点

(1) 冷热电联供分布式能源系统应本着电能自发自用、热电平衡的原则。以热、冷负荷定电, 充分利用余热, 发电能力充分发挥。发电系统的发电能力一般控制为其供热、冷范围电力负荷的20%~30%。系统的设备配置和运行模式应经技术经济比较后确定。 (2) 冷热电联供分布式能源系统宜采用电力并网的运行方式。以便于平衡调度, 当装置自身电力有所盈余时可并网发电, 当自身发电不满足自身所需时候可从电网补充。 (3) 分布式能源系统的年平均能源利用率应大于70%, 余热利用率应大于60%。 (4) 当发电余热不能满足设计冷、热负荷时, 应设置补充冷、热能调节补充设备, 如吸收式冷、热水机组、压缩式冷水机组、热泵、锅炉等。条件允许时, 应采用蓄冷、蓄热装置, 以达到调峰节能、减缓系统负荷冲击的目的。 (5) 主机 (燃气轮机或燃气内燃机) 余热利用常采用以下几种基本形式:

主机余热经余热锅炉或换热器产生蒸汽或热水。蒸汽、热水直接利用或进人吸收式冷、热水机组制冷、供热;主机余热直接进人余热吸收式冷、热水机组制冷、供热;主机各部分余热分别利用, 烟气进人余热吸收式冷、热水机组制冷、供热。冷却水进人换热器供热水。条件许可时, 应采用热泵机组及设置蓄热 (冷) 装置。当热负荷主要为空调制冷、供热负荷时, 余热利用设备宜采用吸收式冷、热水机组, 直接利用烟气和高温水热量。当热负荷主要为蒸汽或热水负荷时, 余热利用设备宜采用余热锅炉, 将发电余热转化为蒸汽或热水再利用。

(6) 分布式能源系统发电设备可采用小型燃气轮机、微型燃气轮机、燃气内燃机。当发电机组孤网运行或兼作备用电源时, 发电机组数量不宜小于2台。孤网运行时应考虑备用措施。 (7) 应采取措施降低系统的废气排放浓度, 满足环境保护排放要求。

5 分布式能源系统的能源利用效率和环境保护效益

燃煤纯凝汽式电厂平均热效率约为34%, 最高热效率可达50%, 热电联产机组的热效率根据热负荷情况可有不同程度的提高;大型燃气—蒸汽联合循环供热机组, 在充分供热的情况下, 其热效率可达70%~80%;分布式能源系统按冷热电联供, 在满足供冷供热负荷要求的基础上发电的原则设计, 匹配终端热负荷及温度要求, 实施热能梯级利用的原则, 其总体能源利用效率可达70%~90%, 分布式能源系统最高能源利用效率可达95%。

6 结语

分布式能源系统是清洁能源的良好载体, 主要采用天然气, 辅以合适的可再生能源, 其环境保护效率比燃用天然气的燃气—蒸汽联合循环的供热机组更好。近年来得到广泛的应用和发展。是将来资源综合利用的必然途径之一。

参考文献

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[2]刘猛, 郑丹星.分布式冷热电联供系统的节能率指标体系研究[J].标准科学, 2013.

分布系统 篇2

hadoopTask <-通信->Database on Node。节点上的DB类似于Hadoop中的数据源HDFS

实现

扩展了Hadoop的InputFormat

Catalog：

作用

1.链接参数如数据库位置，驱动类和证书； 2.一些元数据如数据簇中的数据集，副本的位置，数据的划分，

实现

HDFS上的XML。希望做成类似于Hadoop的namenode。

Data Loader

作用

将数据合理划分，从HDFS转移到节点中的本地文件系统

实现

global hasher：分配到不同节点 local hasher：继续划分为不同chunks

SQL to MapReduce to SQL (SMS) Planner

作用

将HiveQL转化为特定执行计划，在hadoopDB中执行。原则是尽可能的讲操作推向节点上的RDBMS上执行，以此提高执行效率。

实现

分布系统 篇3

【关键词】分布覆盖；设计

1.时代广场建设分布覆盖系统的必要性

1.1时代广场的简介和信号覆盖现状

时代广场是新近建成的一座集餐饮、娱乐、商场、写字楼于一体的高级综合性办公楼，建筑面积160000平方米。位于黄金地段。它的西面为艺术中心；南面和五星酒店、博士专家楼、高档市区隔街相对；东面是长途客运中心；北面是高档写字楼等多座高层建筑；东北方向不到1000米就是火车站；时代广场门前是市区东西方向上的三大主要交通干道之一。

根据在时代广场的实地调查和用户投诉的情况可以发现，时代广场室外，信号强、覆盖良好，随时可以进行通话，没有掉话现象，话音质量良好；但在时代广场室内的大部分楼层没有手机信号或者信号微弱，不能进行正常通话，特别是地下建筑和电梯内，全部是盲区；但是时代广场楼层较高的部分手机表现为信号很好、电话振铃，但无法接通，所以时代广场的室内移动通信能力表现为除了个别地方可以通话外，基本不能正常通话。

1.2目前时代广场信号覆盖中存在的问题

时代广场的框架式建筑结构和钢筋水泥的建筑材料决定了它对周围基站信号有较大的屏蔽，室内以轻钢龙骨为主的隔断墙也对电波有较大的衰耗，它们都影响到建筑物内部的绝大部分区域移动通信的效果。业主和入住商户的投诉严重，要求快速解决问题。经过现场测试，发现时代广场的地下室和电梯内由于钢筋水泥的封闭环境，属于完全盲区，建筑底层区域信号较弱，电话接打困难，高层部分则可以接收到相对较好的基站信号，但由于没有主导小区，接受到的几组电平值相差很小，重选切换频繁，通话过程中质量较差，经常发生掉话，通过测试数据可以发现时代广场的室内移动通信困难主要表现为：

（1）建筑中出现信号覆盖的盲区，主要是建筑内部的电梯轿箱、地下停车场、设备楼层和1、2层部分区域。造成盲区的原因主要是由于建筑结构为钢筋水泥浇注而成，穿透损耗极大，或者是由于周围其他高大建筑物对本建筑造成的阴影效应，使得这部分地方根本没有信号覆盖，基站信号到达地下时的电平值小于手机接收的灵敏度，属于信号盲区，所以无法接入网络。

（2）建筑中出现“乒乓效应”区域。它的高层部分基本都能接收到基站信号，不仅数量多，电平值高而且大小十分接近，造成手机在这些地方，没有主导小区，在能够选择的小区间频繁地重选、切换，无法进行正常的发起、维持呼叫。这主要是因为随着建筑物楼层高度的升高，周围有遮挡的建筑物也在逐渐减少，当到达一定的楼层高度后，周围对其有屏蔽作用的建筑物基本不存在了，到达建筑高层的信号主要为周围相邻的基站的直射信号。由于相邻基站站距比较接近，到达时代广场高层的信号在自由空间传播时的损耗基本相同，造成其高层部分信号数量多、场强值大，没有主导小区、手机频繁重选切换的现象。

（3）时代广场外墙体为钢筋水泥浇注而成，室外基站信号在进入室内时，穿透损耗很大，因而建筑的低层部分信号覆盖很弱，而且不均匀，覆盖这些区域的信号主要是周围基站的绕射和反射信号，这些信号经过长距离空中传播后有很大的损耗，到达这些区域时的电平已经十分微弱，基本接近或者超出手机的灵敏度极限，因而发起呼叫十分困难。

2.具体的设计方案和步骤

2.1基站设备的选型

室内分布覆盖系统最为重要是信号源的选取，信号源的性能决定了整个分布覆盖系统的性能，是整个系统的根本。本方案设计中使用宏蜂窝作为信号源，既可以保证有持续稳定的信号输出，又可以在话务量增长的同时，成倍的增加系统容量，是覆盖时代广场室内比较理想的方案。

由于覆盖面积比较大，单纯使用宏蜂窝配合无源系统不可能完全覆盖建筑内的每个地方，因而在关键的部分干线上需要使用放大器。放大器产生的噪声对基站的影响，在系统允许的范围内，不影响系统的正常运行。

2.2基站容量配置分析

时代广场是一座高级综合性写字办公楼，大厦内日常办公约5000多人，每日流动人员数量约为1000人，现以已经开通的同地区同类型的其他高层建筑的室内用户和话务统计平均数对照计算，时代广场的覆盖范围内有70%的手机拥有率，忙时40%的手机拨打率，得知忙时时代广场内移动用户手机共计为（5000+1000）×70%×40%=1680部。按照通常情况：

每移动用户的忙时话务量为0.02Erl；话音信道（TCH）呼损为2%；则大厦内忙时的总话务量为1680×0.02Erl=33.6Erl。由于分布覆盖系统采取分层结构，为使系统资源充分利用，可使两个天线子系统话务量负荷基本相同，那么每个子系统话务量为：33.6/2=16.8 Erl按2%的拥塞率，根据爱尔兰B表计算得话音信道数量为25个；SDCCH信道话务量为：16.8 Erl*28%=4.704 Erl；控制信道（SDCCH）呼损为0.1%。

根据爱尔兰B表计算得SDCCH信道数量为2个（由于下层小区与相邻基站的切换和重选次数较上层小区相对较多，所以在开通时根据实际的话务情况可以适当增加1个SDCCH信道）；每个小区BCCH信道1个。

由以上可以得到覆盖系统中的每个部分需要的信道数量为：25+2+1=28个。

每载频8信道，可得分层小区的每部分需要载频28/8=3.5，约为4载频；整个分布覆盖系统的宏蜂窝配置为上层小区CELL-A为4个载频、下层小区CELL-B为4载频，共计8个载频；使用机柜一个。

2.3基站传输系统的设计

室内分布覆盖系统所需要的传输电路一般可以由以下两种方式实现：

（1）HDSL市话专线是目前实现传输非常经济的方式，以前使用情况比较普遍。它的路由是从BSC端口开始经配线架跳接到光端机，经过光缆到达光缆中心，由光缆中心的HDSL专用设备转换后，通过专用电缆到达测量室，再由市话电缆到达目标建筑物，由于市话电缆几乎遍布城市的每个角落，所以HDSL专线电路可以几乎到达城市的任何一个建筑物。

（2）微波（或者红外线）可以实现光缆不能到达的特殊区域的传输电路，用户可以自行设计路由，而且实现起来方便快捷，能在目标建筑物和相邻基站之间迅速建立传输通道，解决光缆传输的“最后一公里问题”，是目前广泛使用在建筑物间的传输电路的方式之一，性能比较稳定，调整余量也比较多。

3.时代广场项目设计总结与展望

分布系统程序化设计 篇4

1 分布系统应用范围

分布系统的组成:分布系统是由天线、馈线、耦合器、功分器、合路器、电桥、衰减器以及干线放大器等器件组成。

分类:从器件组成分为:无源分布、有源分布、光缆分布和泄露电缆分布方式及混合分布方式;从应用环境分为:室内分布系统、室外分布系统;从信源角度看分为:与直放站配合的分布系统、与微蜂窝配合的分布系统、基站直接耦合的分布系统。

使用范围:室内分布系统多用在宾馆、写字楼、政府机关、酒吧、洗浴、电梯、商场、超市等场所。室外分布系统多用在住宅小区、大学城、大型厂区、商业区等场所。

对于小型场所多采用直放站配合分布系统的解决方案;对于话务量较高的地区,为有效吸收话务量,降低周围基站的话务负荷,可采用微蜂窝设备配合分布系统的网络覆盖解决方案;对于高话务量地区可增加基站设备,采取直接耦合方式的分布系统解决方案。

2 分布系统程序化设计

首先根据用户投诉、网络覆盖需求等因素,去优化站点进行现场勘察及测试,初步确定分布系统结构,选取覆盖区边缘场强值、衰落余量等参数,应用覆盖预测算法及电磁辐射算法确定天线位置及输出口功率的设定;根据分布系统的结构构建主线及支线模型;通过支线上的天线输出口功率值范围,应用分布系统程序递推算法进行试算,确定支线设备型号;同样确定主线上的设备型号;通过主线、支线的功率计算,考虑支线入口功率在两者计算中存在差值,需进行支线与主线天线口功率的重新匹配,再判断天线口功率是否满足要求,若不满足则修正分布系统结构,若满足则根据计算结果选取设备,如无设备需修改分布系统结构,选取完设备后,还应进行分布系统对基站干扰的测算,若对原基站干扰较大,需更改方案,如干扰可忽略则程序结束,方案确定。

分布系统程序化设计详见图1。

流程中的覆盖预测算法,主要需考虑室内或室外的路径损耗,及相应的衰落余量设置。室内、室外采用的路径损耗公式如下。

室内:PL900(d)=31.5+10×nlgd+FAF

其中:PL900(d)为路径d的总损耗值,单位为d B。

d为路径,单位为m。

n为同层损耗因子,通常取值范围为1.6~3.3。

FAF表示不同层路径损耗附加值,取值范围为10~20d B,同层取0。

室外:PL=-27.56+20lg D+20lgf

其中:PL为自由空间路径损耗值,单位为d B。

D为路径,单位为m。

f为频率,单位为MHz。

流程中的电磁辐射算法采用点源的功率密度公式计算,根据国标GB8702-88《电磁辐射防护规定》,公众照射在一天24小时内,环境电磁辐射的场量参数在任意连续6分钟内的平均值应满足功率密度<0.4W/m2(频率为30~3000MHz)。

有源设备(如干线放大器、直放站等)在分布系统应用,势必会对原有信源基站产生底噪声抬升,因此分布系统的方案设计应对原有基站进行干扰分析,即上行链路的干扰分析,涉及的参数主要有系统热噪声、设备的噪声系数、设备上行增益以及链路损耗。

3 核心模块模型建立

分布系统程序化设计的主要核心是将方案构建成标准模型,然后采用程序递推算法确定信源的输出功率。

不同的房屋结构、不同规模的优化区域,采用分布系统的方案将有所不同。如何将复杂的结构建立成一个标准模型来计算是分布系统程序化、电算化的关键,通过结构分析建立标准模型如图2。

将模型分成n个阶段,每个阶段定义4个状态点1(i)、2(i)、3(i)、4(i),其中状态1(i)表示第i阶段的输入口功率,2(i)表示第i阶段的输出口功率,3(i)表示第i阶段的耦合器的耦合口输出功率或功分器的输出口功率,4(i)表示第i阶段天线输入口状态。

耦合器件各端口功率的关系如下:

耦合器耦合口输出功率=输入功率-耦合度-插入损耗

耦合器输出口输出功率=输入功率-耦合损耗-插入损耗

功分器件各端口功率的关系如下:

功分器每个输出口的输出功率=输入功率+分配比-插入损耗

由以上公式可以建立1(i+1)与3(i)、1(i+1)与2(i)之间的关系等式,另外从模型图中可以看出2(i)与1(i)、3(i)与4(i)之间仅相差两状态点之间的馈线损耗。通常选用1/2”馈线百米损耗7d B,7/8"馈线百米损耗4 d B。

由此在初选器件的前提下,根据网络需求假设末端天线口的功率(C(0)点),便可递推到2(n+1)点功率,若在此点接有源设备(干线放大器或直放站),便可提出相应设备的功率输出需求,从而得到相应的设计方案。

4 分布系统器件使用说明

分布系统所使用的器件主要有:天线、耦合器、功分器、合路器、电桥、衰减器、馈线、直放站、干线放大器等等。

天线的类型较多,有全向天线、定向板状天线、抛物面天线、八木天线、美化天线等,不同类型的天线性能不同,有各自的应用范围,在工程中需灵活运用。

耦合器、功分器有微带和空腔两种,其耐压等级不同;另外不同厂家有不同型号的器件,在工程中应对照使用,对于基站直接耦合应采用大功率耦合器。

合路器主要应用在不同系统的信号合并,同系统信号合并多采用电桥。

直放站(包括无线直放站、光纤直放站、移频直放站)、干线放大器应注意设备的输入功率、输出功率、增益。过高的信号输入功率会损害设备,而过低的信号输入将无法达到设备指定的最大功率输出。为减少噪声积累过多,在方案设计中干线放大器不要级联(串联)。

方案中应合理的使用衰减器,既要确保有源设备合理的功率输入,又要避免不必要的功率损耗。

目前在工程中所采用的馈线主要为1/2”和7/8”两种,在工程中应根据工程的可操作性及方案的合理性进行选用。另外对于工程安装中的复杂情况还会少量采用8D电缆替代上述馈线,因8D电缆损耗较大,不建议大量使用。

5 工程应用

分布式文件系统：SnackFS 篇5

SnackFS 提供命令行工具 fs，使用示例：

[Snackfs(extracted)]$bin/snackfs-mkdirsnackfs:///random

分布系统 篇6

关键词 胡椒 ；槟榔 ；间作 ；根系空间分布

分类号

复合栽培可充分利用水土光热等资源，提高单位面积土地的产出水平和经济效益，一直以来在农业生产中占据重要地位[1-4]。根系是间作系统中植物间养分、水分竞争的主要场所[5]，植物对土壤水分和养分的竞争能力则取决于根系的形态、生理塑性及其在土壤中的时空分布格局等[6-7]，因此，植物根系特征是选择合理复合系统配置的标准，适宜的作物根系特征是复合系统成功的主要因素之一[8]。胡椒/槟榔间作具有明显的间作产量优势，是较为理想的高效种植模式[9-10]，已成为槟榔林下主要复合种植模式之一，但目前关于其间作的互作机制及优势产生的机理研究较少。胡椒和槟榔地上部彼此干扰少，且同为浅根系作物，地下部相互作用应是间作群体作用的主要方式。为此，本研究采用根箱模拟试验，初步探索了胡椒/槟榔间作系统根系空间分布特征，以期为揭示该模式间作互作机理及其生产应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验概况

试验于2014年4～10月，在中国热带农业科学院香料饮料研究所智能大棚进行。试验点地处N18°44′、E110°11′，年平均温度约24.5℃，年降雨量约2 200 mm。供试土壤为红壤土，试验前按大田有机肥（牛肥）周年施用量，即土壤与有机肥重量比为1∶0.05，计算土壤、有机肥用量，称量粉碎后的土壤和腐熟有机肥，充分混匀后装盆使用。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

采用根箱培养（图1），根箱内有效尺寸为高×宽×厚=45 cm×30 cm×3 cm。设胡椒/槟榔间作、单作胡椒、单作槟榔4个处理，每处理3次重复，双苗定植。培养期间每隔2～3 d检查土壤湿度，并用烧杯等量浇水，以保持土壤湿润，并进行其他日常管理，保证幼苗正常生长。

1.2.2 样品采集及测定

试验前选择长势一致的胡椒、槟榔幼苗，测量株高、称量鲜重。试验后将地上部和地下部分别取样，地上部测量株高，称量鲜重；地下部取样时，将根箱内有效区域划分成150个3 cm×3 cm×3 cm的立方格，水平方向10个，垂直方向15个（图2），对每个立方格分别进行取样，标记后带回实验室，清洗后分离出胡椒、槟榔根系，用吸水纸吸干水后称量鲜重，并采用根系扫描仪分别对每格的胡椒、槟榔根系进行扫描，用WinRhizo软件对根系形态指标进行分析。

1.2.3 数据统计分析

由于同一作物幼苗株高、鲜重存在差异，因此数据统计时采用生长量表示，即试验后数据与试验前数据的差值。数据分析采用Excel和SPSS 13.0软件。

2 结果与分析

2.1 不同种植模式胡椒、槟榔生长量

间作模式下胡椒、槟榔的株高和鲜重生长量均比单作低，其中间作鲜重生长量与单作的差异达显著水平。间作后胡椒的株高和鲜重生长量分别比单作低5.51%和5.19%，而槟榔的株高和鲜重生长量分别比单作低20.14%和69.35%。说明，间作对2种作物生长量均产生一定影响，但对槟榔生长量的影响更大（表1）。

2.2 不同种植模式胡椒、槟榔根系形态

间作后胡椒、槟榔的总根长、总根表面积、平均根系直径和总根体积均低于单作，其中，间作胡椒除总根长显著低于单作外，其余根系形态指标差异均未达显著水平；而间作槟榔各项根系形态指标均显著低于单作，间作模式下总根长、总根表面积、平均根系直径和总根体积分别比单作低48.31%、44.77%、6.03%和40.50%。说明，间作对2种作物根系生长均产生一定影响，而对槟榔根系的影响更大（表2）。

2.3 不同种植模式胡椒、槟榔根系空间分布

2.3.1 根长密度垂直分布

随土层深度的增加，单作、间作胡椒根长密度均呈增加趋势，但均未达显著水平。0～330 cm土层间作胡椒根长密度变化趋势与单作相近；330 cm以下土层间作的增加趋势更加明显；在360 cm土层处槟榔根长密度下降为零时，胡椒根长密度显著增加，根长密度相对比例从8.71%增加到14.75%，此后持续保持较高比例，依次为13.54%和12.72%。说明间作后胡椒根系向下生长以避开槟榔根系，减少种间竞争。单作、间作槟榔根长密度随土层深度增加均呈先增后减的趋势。间作槟榔根长密度相对比例在180 cm土层处最高，达24.18%，而单作槟榔根长密度相对比例在120 cm土层处最高，为16.72%，且同土层间作槟榔根长密度比均低于单作（图3、表3）。

2.3.2 根长密度水平分布

在水平空间分布上，间作胡椒根长密度集中在距胡椒植株垂直距离0～210 cm土层内，相对比例高达89.60%。而单作胡椒根长密度则集中0～180 cm土层内，相对比例达83.60%；在0～180 cm土层内间作变化趋势与单作相近，但180 cm土层以后间作根量明显高于单作，说明间作促进了胡椒根系水平生长。单作、间作槟榔根长密度均集中在距胡椒植株垂直距离270 cm以外土层内，相对比例分别高达90.80%和91.70%，而同一土层内间作根长密度比单作低。结合根系垂直空间分布可以看出，间作后2种作物在距胡椒植株垂直距离180～240 cm处根系生态位重叠，而在生态位重叠区域内胡椒根长密度比单作高，槟榔根长密度比单作低（图4、表4）。

3 讨论与结论

研究表明，间作后胡椒、槟榔的株高和鲜重生长量，及总根长、总根表面积、平均根系直径和总根体积等根系形态指标均低于单作，其中槟榔的株高和鲜重生长量分别比单作降低20.14%和69.35%，且各项根系形态指标均显著低于单作。说明胡椒/槟榔间作系统存在种间竞争，对2种作物地上部和地下根系生长都产生一定影响，但对槟榔的影响更大，即间作系统种间竞争中胡椒处于竞争优势，而槟榔处于弱势，这与杨建峰等[9]的研究结果一致。

nlc202309040054

在根系空间垂直分布上，360 cm以上土层间作胡椒根长密度变化趋势与单作相近，但在360 cm土层深度处槟榔根长密度下降为零时，胡椒根长密度显著增加，此后持续保持较高比例。在根系水平空间分布上，随着距胡椒植株垂直距离的增加，间作后胡椒根量相对单作增加，但结合垂直分布来看，间作胡椒水平根量增加出现在垂直方向360 cm以下土层，即槟榔根长密度为零后。虽然间作后2种作物在距胡椒植株垂直距离180～240 cm处根系生态位重叠，但在生态位重叠区域间作胡椒根长密度高于单作，而间作槟榔根长密度低于单作。这说明胡椒/槟榔间作系统种间竞争导致了胡椒根系向下生长，而同时槟榔根系生长空间缩小，这可能是2种作物对空间养分和水分的竞争迫使胡椒根系向偏深层伸展，槟榔根系收缩，即间作后2种作物均改变各自生态位以减少重叠，从而减少种间竞争，这与其他间作的结果基本一致[11-12]。从2种作物根系空间分布变化来看，间作后槟榔根系受到的影响更大，也进一步说明胡椒/槟榔间作系统中胡椒是优势作物。

参考文献

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数控系统分布式测控系统的实现 篇7

随着分布计算技术、网络技术与微电子技术的发展为测控系统向分布式、网络化和以微计算机作为平台的方向发展提供了良好的条件。分布式测控系统(DMCS)是通过计算机网络把分布于各个测控点的测量设备、测量用的计算机以及各控制节点连接起来,达到测量资源共享、分散采集、集中分析管理等目的,实现了对现场测控设备监视与控制。分布式测控技术用在数控系统远程监控还在不断尝试中。数控机床的分布式测控系统的实现需要解决现场总线技术和分布式计算两方面的技术。本文设计一个基于CAN总线和CORBA中间件的分布式远程测控系统实现对数控系统/机床的各种静态、动态精度测控。

1 数控机床分布式测控系统的整体设计

本测控系统包含三个层次的子系统:底层测控子系统、中间测控子系统和顶层客户端子系统,如图1所示。底层(下位测控系统)采用了CAN现场总线技术,中间层采用基于分布式对象模型(即CORBA)的中间件技术,顶层则为Web客户端。

测控系统功能描述为:1)底层测控子系统采集数控机床运动时的脉冲信号通过CAN总线把数据发送到中间服务器系统,同时接受上位测控子系统应用服务器发送过来的控制命令和参数给现场测控仪,通过数控机床的伺服系统控制数控机床进行相应运动。2)中间服务器系统主要承担协议的转换、数据转发和本地服务器的一些功能。数据经过进一步的加工处理保存到数据库服务器以备检索和加工处理。3)顶层客服端子系统有用于监控/管理的人机界面,操作人员可以通过监控/管理计算机的人机界面发出测试请求和显示测试结果等。通过测控软件的结构化设计使系统实现现场数据的采集、分析、存储以及远程测控等功能。

2 底层测控子系统

为了实现对数控数据的实时采集和处理,在此引入DSP技术。DSP是一种特别适用于进行实时信号处理的微处理器,具有高速的数据处理能力。基于DSP的CAD测控仪的系统原理如图2中,光电隔离用6N137实现,集成电路计数器用LS7266R1实现,DSP型的CPU用T1公司的2000系列的TMS320LF2407(自带有CAN控制器),CAN驱动器采用PCA820C250。

2.1 底层测控子系统硬件设计

底层(现场层)的测控仪器的接口与数控机床伺服电机的编码器相连,通过采集编码器的A、A、B、B信号把数控机床运动时的实时的脉冲信号送到CAN测控仪的输入端;由集成度较高的LS7266RI进行采样、滤波、鉴相倍频、计数等,可提高系统的抗干扰性,同时减小了系统的体积,提高了精度和速度,可以在更恶劣的环境下进行可靠的工作。通过对光电编码器的计数,计算出X轴、Y轴的位移。TMS320LF2407微处理器对采来的数据进行简单处理后放到CAN控制器的缓存器里面,最后通过CAN驱动器PCA82C250将信息发布到CAN总线上。高性能CAN总线收发器8 2 C 2 5 0是C A N控制器和物理总线间的接口,用来增大通信距离,增强系统的瞬间抗干扰能力,提高对总线的差动发送能力和对CAN控制器的差动接收能力。数据通过CAN总线到达CAN总管节点,CAN总管节点充当网关的作用。相反上面传来的请求命令依照同样的道理可以通过CAN网关下传到底层的CAN节点,再通过输出信号通道把命令传给相应的接口电路、伺服系统,以便对数控设备进行控制。高速光电耦合器6N137可增强CAN总线节点的抗干扰能力。TMS320LF2407自带有4K RAM,32KFLASH程序存储器,芯片自身的存储器己经满足了本系统设计的要求,因此硬件设计时不再扩展数据和程序存储器。选用TPS730电源管理芯片给TMS320LF2407 DSP供电;DSP工作电压是3.3V,LS7266R1工作电压是5V,因此采用SN74Lv C4245A芯片进行电压转换。

2.2 基于DSP的CAN测控仪的软件设计

TMS320LF2407A自带的CAN控制器完全支持CAN2.0B协议,可工作在标准模式和扩展模式,支持数据帧和远程帧,数据收发采用邮箱方式,邮箱0-1是接受邮箱,邮箱4-5是发送邮箱,邮箱2-3是随意配置邮箱,根据实际需要确定为接受邮箱或发送邮箱,邮箱由寄存器控制。

CAN总线智能节点的软件设计主要包括四大部分:CAN节点初始化、数据发送、数据接收以及数据处理。初始化模块将所用的寄存器清零,并将程序FLASH区和数据RAM区初始化,中断口等设置为主程序准备运行状态;看门狗监视DSP芯片的各资源的硬件运行情况,DSP芯片运行处于正常状态后,定时器软中断启动LS7266R1采集一帧数据。TMS320LF2407中的数据处理模块对各通道数据进行处理。数据的发送和接收主要是通过CAN控制器来完成,CAN控制器经过初始化设置后即可进入正常的工作模式进行数据的发送和接收。控制系统的CAN数据发送采用查询方式、CPU一旦执行完中断处理程序,就检测是否有CAN数据对外发送。发送子程序负责节点数据的发送。发送时CAN控制器将待发送的数据按照特定格式组合成一帧报文,送入发送邮箱。为保证不丢失接收的数据,控制系统接收CAN数据采用中断方式。接收子程序接收到网络上其他节点发来的数据后,CAN控制器向DSP产生一个中断请求,DSP进入接收中断子程序后查询接收控制寄存器RCR。确定接收到的数据所存放的邮箱号,然后读取该邮箱的数据。图3为系统主程序的流程图。

3 中间测控子系统和顶层客服端子系统(上位测控子系统)

由于测控系统包含物理层、数据链路层、应用层三层协议,设计相对复杂,CORBA技术能够屏蔽底层复杂的不同的操作平台和网络通信的细节问题,使网络化控制系统的设计与实现更为简单方便,因此上位测控系统引入CORBA技术。本设计采用CORBA Server(相当于网关),解决CAN总线与上位机以太网直接通讯问题,完成协议的转换和数据转发及服务器的一些功能。CORBA Client(被嵌入进Web Server)对现场设备进行监控并对远程Web客户提供信息服务,CORBA Server与CORBA Client通过以太网连接。ORB采用Borland公司的Visibroker,编程实现工具为C++Bilder6.0。

分布式远程控制功能是通过WEB浏览器来实现的,通过动态机制CGI与Web服务器连接,最终实现了对现场总线设备的远程控制。HTTP协议是Web服务器和浏览器的通信协议,HTTP规定了发送和请求的标准方式.规定了浏览器和服务器之间传输的消息格式及各种控制信息,允许不同种类的客户端相互通信而不出现兼容问题。

根据实际要求,上位机应用程序功能模块主要有数据采集、数据显示、数据处理等,其结构如图4所示。

4 测试及分析

图5是用测控系统对MTC.2M系统进行数控圆测试的结果。其中的测试进行了直径1~400之间密集测试,对于每一种直径的数控圆又进行了从低速(1 mnv~mln)到高速(5 000 mn~min)的较密集测试。图4显示了数控圆的形状误差,图中每相邻圆的半径相差1,从图中看出误差变化的幅值及所处的位置,通常在4个象限交界处误差较大。图中也显示了理论圆的位置,表明了在不同转速下实际数控圆偏离理论圆的情况。图5显示了在所有测试点的总数中不同误差值所占的百分比,从图中可看出误差值在±2脚之内的占90%左右,这样的结果是符合实际情况的。

5 结束语

本文设计一个基于CAN总线和CORBA中间件的分布式远程测控系统,实现了对数控现场数据的采集、分析、存储以及远程访问等功能。CAN总线的通信协议中支持的是基于报文的工作方式,加入或撤销节点设备都不会影响网络的工作,十分适用于要求快速、可靠的控制系统。CORBA技术能够屏蔽底层复杂的不同的操作平台和网络通信的细节问题,使网络化控制系统的设计与实现更为简单方便,与平台无关性特点使得系统易于升级易于扩张易于更改。此系统可用于对数控系统的分析研究,本设计方案可对远程分布式测控系统设计提供借鉴。

摘要：文章设计一个基于CAN总线和CORBA中间件的分布式远程测控系统,实现了对数控现场数据的采集、分析、存储以及远程访问等功能。首先介绍了数控测控系统的结构模型,然后介绍基于CAN总线的底层测控系统设计以及利用CORBA技术实现分布式测控系统的各子系统之间的通讯。最后对系统进行测试分析,验证了本系统的有效性。

关键词：数控机床,测控系统,现场总线,中间件

参考文献

[1]饶运涛.现场总线CAN原理与应用技术[M].北京.北京航空航天大学出版社,2003.

[2]朱其亮,郑斌.CORBA原理及应用[M].北京:北京邮电大学出版社,2001.

分布系统 篇8

热力站分布式回水加压泵供热系统 (以下简称分布式系统) 是指在资用压差不足的热力站内换热器一次侧回水管上设置回水加压泵完成流量调节的供热系统, 这种系统不仅可以有效地降低整个供热系统的工作压力, 同时可以实现系统的变频调节, 减小由调节阀造成的能量损失, 避免了供热系统在大流量小温差下运行的可能, 是一种较为节能的供热系统。

中继泵站回水加压泵供热系统 (以下简称中继泵系统) 是指在供热系统的输配干线上设置中继泵站, 根据系统的运行需求及中继泵站的位置, 安装一台或多台回水加压泵以降低管网的工作压力, 这是传统的降压方式。

本文以某城市集中供热项目为例, 分析比较了分布式系统与中继泵系统的优劣。

1 工程概况

某城市集中供热项目, 热源为热电厂。供热系统设计压力为1.6 MPa, 设计供回水温度分别为130 ℃和70 ℃。热源位于离城市约9.6 km的山顶上, 热源与最低点热力站高差约为108.39 m, 为典型的长距离大高差输送管线。现以该供热系统的最不利环路为研究对象, 从技术经济的角度比较采用分布式系统和中继泵系统的优劣。

最不利环路长约为14.52 km, 最不利环路上共有22个热力站, 供热面积为170万m2, 其水力计算见表1。

根据以上水力计算, 取热源主循环泵入口为系统定压点, 考虑130 ℃水的汽化压力为176 kPa, 定压压力取为200 kPa。

热源位于系统的最高处, 随着水流的方向, 地势越来越低, 由于高差的影响, 热网的工作压力越来越大, 压力均>1.6 MPa。因此, 整个系统管网的设计压力需定为2.5 MPa。为了使管网的运行压力<1.6 MPa, 现有两种方案可供选择, 即采用分布式系统或中继泵系统。

2 中继泵系统

综合考虑征地、城市发展及配电便捷等因素, 在城市边上距热源9.4 km处新建中继泵站。同样取热源主循环泵入口为系统定压点, 定压压力为200 kPa, 采取中继泵系统, 热源处循环泵扬程由原来的1 952.3 kPa降为1 085.4 kPa, 中继泵的扬程为867.9 kPa。由于热源循环泵与中继泵是串联连接, 且中继泵前没有支线, 因此二者的流量相等, 均为1 559.47 t/h。

3 分布式系统

分布式变频泵供热系统中存在供水压力与回水压力相等的现象, 即在水压图中供、回水动水压线的交点, 该点的资用水头为0, 称为零压差点。零压差点的位置与各热力站的流量分配、热网总流量及循环泵提供的热网总供回水压差等因素相关, 恰当选取零压差点的位置对于分布式变频泵的扬程有重要的影响。

采用分布式变频泵系统, 主循环泵只需提供系统循环的部分动力, 其余动力由各支线的回水加压泵进行调节, 这使得主循环泵的扬程从1 952.3 kPa降为1 240.4 kPa。整个管线随水流流动方向的地势越来越低, 供水压力也不断升高, 但由于管网总供水压力的起点低, 直到管网最不利点, 供水压力仍≯1.6 MPa。但在回水管网上, 由于部分末端热力站回水加压泵的扬程高, 从支线Ⅲ以后的回水压力>1.6 MPa, 这部分管网仍需采用公称压力为2.5 MPa的管道。

支线所加变频加压泵的流量和扬程见表2。

4 总功率计算

根据特兰根定律, 上述两种方案的理论总功率可按以下公式计算:

N0=∑GiΔHi (1)

undefined (2)

式中:N0——由特兰根定律计算的循环水泵总功率, kW;N——循环水泵总功率, kW;Gi——供热系统各管段的流量, t/h;ΔHi——供热系统各管段的压降损失, kPa;η——水泵效率, 取70%。

计算结果见表3。

5 结语

(1) 采用分布式系统与中继泵系统均可以有效地降低供热系统的运行压力, 但是, 采用分布式系统对压力的降低是平滑无极的, 而采用中继泵系统对压力的降低则是骤降的。在长距离大高差供热系统中, 一旦发生停电, 则极容易产生水击现象。以本工程为例, 由水击产生的压力波将达到2.97 MPa, 一旦发生水击, 将对中继泵站及整个管网系统造成破坏性的影响。

(2) 在能耗方面, 采用中继泵系统对于节约能耗没有任何作用, 但是采用分布式系统则可以降低约30%的电耗, 因此, 从经济运行的角度来讲, 采用分布式变频泵系统不失为最优选择。

(3) 采用分布式变频系统加压泵只需增设在热力站内, 而采取中继泵系统则需新增中继泵站。以本工程为例, 需新建约1 000 m2的中继泵站, 其投资额远高于增设分布式系统。

摘要：通过分析比较分布式系统与中继泵系统的优劣, 以某工程实例为研究对象, 得出了采用分布式回水加压泵供热系统比采用中继泵站回水加压泵供热系统节能约30%的结论。

关键词：分布式,中继泵,节能,降压

参考文献

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[2]狄洪发, 袁涛.分布式变频调节系统在供热中的节能分析[J].暖通空调, 2003, 33 (2) :90-93.

室内分布系统的共建共享策略 篇9

室内覆盖系统作为解决深度覆盖、提升用户感受和分流业务量的有效手段, 近年在国内开展了大规模建设。由于目前各运营商的移动通信业务重点领域相似, 室内覆盖系统的建设目标大多重复, 如果由各运营商独立建设, 不但建设协调工作量大, 而且重复建设带来资源浪费也非常严重。在满足运营商网络性能指标的前提下, 通过对室内分布系统进行共建共享, 可有效节约建设资源和时间, 降低对环境的影响, 有助于解决站址资源稀缺场所进入难等问题。

技术可行性

1.工作频率

室内分布系统综合接入多系统频率涵盖CDMA、GSM9 0 0、GSM180 0、WCDMA、T D-S C D M A、W L A N等工作频段, 通常范围800～2500MHz。目前市场上大部分厂家都能提供满足工作频带为800MHz～2500MHz要求的无源器件。

2.系统间干扰

多系统共享天馈系统后, 各系统间存在边带杂散噪声、交调噪声等因素, 引起系统间干扰。

3.系统间功率匹配

多网合一系统由于系统制式、设备以及不同频率无线信号传播损耗上的差异, 会产生多系统功率匹配问题。小型室内覆盖系统往往只有一两个信源接入点, 一般采用1:1的信源配置方式, 低频段系统容易存在功率冗余的情况。中大型室内覆盖系统往往有多个信源接入点, 可以采用低频段系统信源分路后再与高频段信源合路等方式, 充分利用各系统信源功率, 但会增加系统的设计和工程实施难度。

4.有源器件使用

不同系统的工作频率和带宽不同, 并且存在相互干扰可能, 通常有源器件独立使用。

5.合路器插损

多系统合路时需在天馈系统中插入双频或多频合路器, 将造成一定信号功率损耗, 可以通过加大信源功率或增加干放等来弥补。

多系统综合接入解决方案

工程中对合路系统较少的中小规模场景, 可采取宽频合路器进行综合接入, 对于规模较大的复杂多系统合路场景, 一般采用POI进行综合接入, 以更好地抑制多系统间干扰, 同时可提供监控功能, 但采用POI成本较高, 需要使用一定机房资源。

1.集中合路方式

对于合路的系统数量较少的中小规模场景, 可以采取宽带合路器的集中合路方式, 各系统间干扰抑制主要依靠合路器滤波器完成, 可扩展性相对较差, 干扰控制难度较大。

2.POI合路方式

当需要合路的系统数量较多且规模较大时, 可以采用POI合路方式, 具有干扰抑制能力强和可扩展性强的优点。对于特别复杂的多系统合路, 可采用收发分缆方式, 充分削弱杂散、交调等干扰, 控制多系统交调干扰对系统的影响。

应用案例

某省通信大厦地面楼高13层, 地下2层为停车场, 1F为大厅及配电房等, 2F-13F为办公室、通信机房及会议室等, 需实现室内覆盖工程总面积15000m2。要求实现三个运营商多个系统 (中国电信CDMA 1x和EV-DO、WL AN, 中国移动GSM 900MHz、TD-SCDMA、WLAN, 中国联通GSM1800MHz、WCDMA、WLAN) 的综合接入。

综合考虑各运营商各个系统的网络性能要求, 选择POI系统进行综合接入。GSM、CDMA、TD-SCDMA等系统的BBU信源安装于底层电信机房, RRU或微蜂窝信源安装于大楼7/8层弱电间。WLAN部分采用共享AP、共用频点、平均分享空口带宽的方案, 有效克服多运营商WLAN共存时频率干扰问题。如图2所示。

通过干扰分析和杂散分析, 得出, 采用高隔离度POI系统可以将各系统干扰电平降至其他系统干扰门限以下, 确保实现安全共建共享。

工程完工后经过测试, 各系统各项网络性能指标均达到相关运营商建设验收要求。

结论

分布式协同设计系统研究 篇10

本文, 笔者提出并实现了一个基于Agent代理的分布式协同设计系统, Internet/Intranet提供了完成这种分布式异地协同设计的物质基础, Web技术和Multi-Agent技术构成了协同设计环境的底层技术支撑。系统充分利用了Web的优点, 实现了客户端的零安装, 访问和使用简便, 同时将设计中的协同控制交给Agent代理来完成。

一、系统的体系结构

分布式协同设计系统中的分布式是指用户可以分布在不同时间和空间上, 而协同设计中的协同即包括设计人员之间、设计人员同设计环境之间的通讯与交流, 还包括设计过程中各设计阶段、各设计小组之间的模型信息一致性要求进行产品开发的协同, 其最终目标是充分利用现有网络资源与技术, 实现协同作者之间的并行工作机制, 因此提出了如图1所示的协同设计结构。该系统对用户来说是纯B/S结构, 只需要使用浏览器, 协同用户间就可以通过系统进行协同工作和信息的沟通。

该结构可以分为3层:协作应用层、协作通信层和应用服务器层。最上层为协作应用层包括各个不同的协同设计小组, 每个小组承担不同的任务, 每个小组及小组成员之间通过系统进行交流和协同设计。最下层为应用服务器层, 主要是提供智能体的Agent代理、产品数据管理、协同设计系统、视频会议、电子白板等多种协同交流工具。中间层的协作通信层作为应用层和应用服务器层的中介, 主要是Web服务器和Internet/Intranet网络环境等基本条件。

二、智能体Agent代理

基于Agent代理的分布式协同设计系统的智能体Agent代理由协同设计Agent和协同通信Agent这2部分组成。协同设计Agent主要是提供用户在对产品设计时产生并发控制及设计规则的控制。协同通信Agent的作用主要是用户使用协同工具交流时进行控制。

1.协同设计Agent。

协同设计Agent主要是提供多用户同时操作同一个零件和多用户对多个零件同时进行参数化设计时的控制机制。把用户提交申请对零件操作定义为任务, 记为R, 同时我们定义了一个5元组 (Ul、Up、Ua、Uf、Ut) 表示用户当前的状态, 记为U。Ul表示任务的执行状态是加锁还是没有加锁, Ul=0表示任务未锁死, Ul=1表示任务已经锁死。Up表示用户对任务的操作权限, Up=0表示没有权限, Up=1表示有权限。Ua表示任务是否完成, Ua=0表示没有完成, Ua=1表示已经完成。Uf表示任务的优先权, 它的数值越大表示优先权越高。Ut代表任务锁的实效性, Ut=0表示用户操作权限过期, Ut=1表示用户拥有操作权限。

(1) 多对一。用户Ui和用户Uj (i≠j) 在申请同一个任务时, 如果Ul=0 and Ua=0, 且Ui.Up=1, Uj.Up=0, 这时用户Ui将获得任务的操作权, 同时Ul=1, 若Ui.Up=1, Uj.Up=1, Ui.Uf>Uj.Uf则用户Ui获得任务的操作权, 否则相反, 同时Ul=1。当任务完成时, Ua=1, 这时Ul=0, 用户Ui释放任务锁后, Ua也置0, 其他用户可以提出新的任务申请。元素Ut是对用户操作任务时间作出限制, 防止死锁的发生, Ut=0时用户Ui被迫释放任务锁, Ul=0 and Ua=0进行初始化。

(2) 多对多。用户Ui在申请Ri和用户Uj在申请Rj (i≠j) 任务时, 如果Ri.Uf>Rj.Uf.Ri.Ul=0 and Ri.Ua=0, 且Ui.Ri.Up=1, 这时用户Ui将获得任务的操作权, 否则, 若Rj.Ul=0 and Rj.Ua=0, 且Uj.Rj.Up=1用户Uj将获得任务的操作权。其他元素的变换同多对一的规则一样。

2.协同通信Agent。

在协同设计过程中, 协同用户间的沟通交流是协同通信Agent同各个协同工具协调来完成的, 此部分的可靠性直接影响到整个系统的运行效率。在网络协同工作系统中, 各个协同用户所处的网络环境是不同的, 因此协同通信Agent主要协调各个用户之间的协同交流。当一个用户发起呼叫组织实时协同时, 若协同设计平台上没有要合作的伙伴, 协同通信Agent就会发布消息, 呼吁有关的设计小组成员响应其合作请求。

3.应用实例。

仪表是一种典型的多品种、小批量的产品, 其应用场合广泛, 用户需求也不尽相同。因此, 将基于Agent代理分布式协同设计原型系统应用于仪表中具有一定的现实意义。本文构建的仪表协同设计系统的流程图如图2所示。在不同地点的用户利用基于Agent的分布式协同设计系统, 申请设计任务, 智能体Agent及时协调任务设计过程中产生的各种冲突, 用户可以利用各种协同交流工具及时地进行设计思路和设计方法的沟通, 以达到最优化的设计。

图给出了系统运行时的一个界面。可以看出, 系统把仪表整机设计分为前面板和后面板等多个子任务, 设计人员利用系统来申请子任务, 设计人员在设计初期便可以利用协同交流工具及时地进行设计思路的沟通和交流。进入设计后期, 设计人员可以一边利用协同工具交流, 一边进行任务设计, 实现实时的交流和设计。当设计完成后, 提交修改意见及修改设计请求。当修改设计完成后, 智能Agent升级子任务的数据库, 同时通知其他设计人员查看设计结果。当所有的子任务都完成后, 智能Agent升级整机的设计数据, 利用这种“集中升级, 分散设计”的思路可以减少网络通讯及数据传输的工作量。

三、结论

分布式发电及其对电力系统的影响 篇11

【关键词】分布式发电;电力系统;燃料电池;太阳能

前言

隨着经济和社会的发展，不但人们对电能的需求量有了较大幅度的提高，而且对电能质量、发电是否环保等也提出了更高的要求，而传统的集中式发电由于发电方式灵活度不足，使其无法兼顾每个用户的需求，同时无法可靠地根据电力负荷峰谷的变化进行调整，导致供电不平衡，尤其是在偏远地区，供电情况非常不理想，再加上集中式供电系统本身存在耦合性的缺点，使其一旦局部出现故障就会波及整个供电网络，从而造成较大的经济损失。为弥补这些缺点，分布式发电技术应运而生，其具有发电方式灵活、投资少、环境友好、安全性好等优势，常用来作为集中式发电的有力补充，近年来得到飞速的发展，对电力系统具有较为深远的影响。

1、分布式发电概述

1.1分布式发电的概念及其特点

分布式发电（Distributed Generation）是相对于集中式供电而言的，发电设施不是集中在大型发电站内，而是按照用电需求，将分布式发电电源直接安装在配电网或用户所在区域，其发电容量一般较小，约在几千瓦到几十兆瓦之间，仅供特定用户或一定区域用户的用电需求或者用于集中式发电电网的补充，因此可充分根据用户的用电特点进行灵活设计，使发电更加可靠和高效。分布式发电按照运行模式可以划分为孤网模式和并网模式两种，其中孤网模式就是分布式发电自治系统，不与其他电网相连，因此发电方式更加灵活，可充分根据自身需要调整，而并网模式是将其与现有电力系统并联运行，主要用来调节电网用电高峰负荷，从而达到稳定电网的目的。

1.2几种典型的分布式发电技术

1.2.1燃料电池发电技术

燃料电池是一种新型的储能装置，其原理是富氢燃料通过电化学反应将化学能转化为电能，工作原理与普通蓄电池类似，但具有更高的能量密度，其主要结构由阴极、阳极、电解质组成，通过在电极与电解质的界面电化学反应将电子转变为离子，阴阳两极通过得失电子而产生电流，燃料电池的发电需要不断向电池内添加燃料和催化剂，从而达到持续发电的目的。

1.2.2太阳能光伏电池发电技术

太阳能光伏电池发电技术是利用半导体材料（如单晶硅、多晶硅等）将太阳能转化为电能的装置，由于整个发电过程不需要消耗燃料，对地域要求也不严格，维护简单，且对环境无污染，因此是一种前景十分看好的发电技术，白天通过光伏电池不断将太阳能转化为电能，供用户用电需要，并同时将盈余的电能储存起来，用于夜晚供电。但太阳能光伏电池发电也有其缺点，即受日照强度等因素影响较大，并且由于当前光伏电池材料转化率还不够高，使得这种发电技术在实际应用中受到一定的限制。

1.2.3风力发电技术

风力发电技术是将风能直接转化为电能的技术，风力发电不消耗资源，发电成本低，环境效益显著，已经成为发展最快的一种新型发电技术。风力发电包括离网型和并网型两种，由于风力发电受到自然风力影响较大，很难做到等功率发电，因此并网型风力发电是当前的主要发展趋势，并网型风力发电站通常由多台大容量风力发电机组组成风电场，其发电机组由风力机和发电机构成，通过风力驱动桨叶转动产生动力，然后通过转换将动力势能转化为电能。风力发电虽然具有很多优势，但由于一般发电机高度距离地面较高，因此维护较为困难。

2、分布式发电对电力系统的影响

分布式发电的主要运行方式是与既有电网联合运行，因此肯定会给电力系统带来一定的影响，主要体现在以下几个方面：

2.1对电力系统电压的影响

当分布式发电接入配电网后，配电系统由先前的辐射状结构转变为多电源结构，导致电流的大小和方向均会发生变化，进而使配电网稳态电压发生变化，使得原有的电压调节方案不再满足系统的要求，因此需要充分评估新系统的电压特点，重新制定调压方案，防止分布式电源接入电网后对用户造成不良影响。具体来说，分布式发电对配电网电压的影响主要有以下几个方面：第一，由于分布式电源的接入使配电网馈线上的电压分布产生变化，变化情况与分布式电源接入位置和电源本身容量大小有关;第二，在稳态情况下，由于分布式电压的输出使得沿着馈线的各负荷节点处电压会升高。

2.2对电能质量的影响

分布式发电会用到很多电力电子转换器，从而增加很多非线性负载，因此易使电网产生电流、电压波形的畸变等现象，具体来说主要有以下两点：第一，分布式发电接入配电网后如果分布式电源本身功率较大，就会在电源启动后使电网内电压出现短时间的剧烈变化，即电压的闪变，从而给整个系统的电能质量带来负面影响;第二，转换器的使用会给系统带来谐波污染，而转换器数量越多则谐波的幅度受到的影响越大，从而降低电能的质量。除了以上两点之外，分布式发电对电能的质量也有正面的影响，尤其是在电网关联负载较大时，分布式发电可以降低电网的负荷，并降低系统的故障率，提高电网稳定性。

2.3对继电保护的影响

由于大多数的配电系统在接入分布式发电之前都呈现放射状，运行较简单，而且对过电流保护比较容易，而当接入分布式发电后就会改变电网网络结构，使潮流从简单的单向流入负荷变成多个方向，因此对原有继电保护会产生不利影响，主要有：第一，如果分布式发电产生故障电流，就可能减小流过馈电继电器的电流而使继电保护失效;第二，由于分布式电源分布不规则，使得如果有馈线发生故障却导致相邻无故障的馈线出现误动作跳闸的现象;第三，分布式发电接入会改变原配电网的故障水平，因此若要消除由此带来的问题就要对断路器等保护装置进行升级。

2.4分布式发电对电力市场的影响

分布式发电的发展使得发电方式向着多样化发展，因此有利于电力市场的良性竞争，用户可根据自身对电能的需求（如电能质量、价格等因素）选择最佳的供电方式，同时用户可通过自主发电、蓄电等方式降低用电成本，同时更加方便电力企业制定灵活的电力销售机制，有利于电力市场的发展。

结束语

综上所述，分布式发电是一种较新型且发展较快的发电技术，其在很多方面都会对电力系统会产生重大影响，因此应当尽量规避分布式发电带来的负面影响，而充分发挥其正面作用，为降低电网负荷、改善电能质量、降低发电成本以及环保事业做出应有的贡献。

参考文献

[1]雷金勇，李战鹰，卢泽汉.分布式发电技术及其对电力系统影响研究综述.《南方电网技术》，2011.

室内分布系统的设计与研究 篇12

关键词：室内覆盖,信号源,信号分布方式

1 引言

随着城市里移动用户的飞速增加以及高层建筑越来越多, 话务密度和覆盖要求也不断上升。这些建筑物规模大、质量好, 对移动电话信号有很强的屏蔽作用。在大型建筑物的低层、地下商场等环境下, 移动通信信号弱, 手机无法正常使用, 形成了移动通信的盲区和阴影区;在中间楼层, 由于来自周围不同基站信号的重叠, 产生乒乓效应, 手机频繁切换, 甚至掉话, 严重影响了手机的正常使用;在建筑物的高层, 由于受基站天线的高度限制, 无法正常覆盖, 也是移动通信的盲区。另外, 在有些建筑物内, 虽然手机能够正常通话, 但是用户密度大, 基站信道拥挤, 手机上线困难。特别的是移动通信的网络覆盖、容量、质量是运营商获取竞争优势的关键因素。网络覆盖、网络容量、网络质量从根本上体现了移动网络的服务水平, 是所有移动网络优化工作的主题。室内覆盖系统正是在这种背景之下产生的。

2 实现室内覆盖的方法

室内覆盖是针对室内用户群、用于改善建筑物内移动通信环境的一种成功的方案。近几年在全国各地的移动通信运营商中得到了广泛应用。其原理是利用室内天线分布系统将移动基站的信号均匀分布在室内每个角落, 从而保证室内区域拥有理想的信号覆盖[2]。实现室内覆盖的技术方案可分为3种:宏蜂窝无线接入方式、微蜂窝有线接入方式和直放站 (Repeater) 。

2.1 宏蜂窝无线接入方式

随着运营商对成本和网络资源利用率的注重, 宏蜂窝方式在最近一年出现升温的势头。宏蜂窝无线接入方式是以室外宏蜂窝作为室内覆盖系统的信号源, 即无线接入方式。适用于低话务量和较小面积的室内覆盖盲区, 在市郊等偏远地区使用较多。

宏蜂窝方式的主要优势在于成本低、工程施工方便, 并且占地面积小;其弱点在于对宏蜂窝无线指标尤其是掉话率的影响比较明显。目前, 采用选频直放站并增加宏蜂窝的小区切换功能可以缓解这一矛盾, 当对应的宏蜂窝频率发生变化时, 直放站选频模块需要作相应调整。

2.2 微蜂窝有线接入方式

微蜂窝有线接入方式是以室内微蜂窝系统作为室内覆盖系统的信号源, 即有线接入方式。适用于覆盖范围较大且话务量相对较高的建筑物内, 在市区中心使用较多。

改善高话务量地区的室内信号覆盖, 微蜂窝是最佳解决方案。与宏蜂窝方式相比, 微蜂窝方式是更好的室内系统解决方案。微蜂窝方式的通话质量比宏蜂窝方式要高出许多, 对宏蜂窝无线指标的影响甚小, 并且具有增加网络容量的效果。但微蜂窝在室内使用时, 受建筑物结构的影响, 使其覆盖受到很大限制。对于大型写字楼等, 如何将信号最大限度、最均匀地分布到室内每一个地方, 是网络优化所要考虑的关键。且微蜂窝方式的弱点在于成本较为昂贵, 需要进行频率规划, 需要增建传输系统, 网络优化工作量大。因此, 对宏蜂窝方式亦或微蜂窝方式的选取, 需要综合权衡移动网络和运营商的多方面因素才能定夺。

2.3 直放站 (Repeater)

直放站 (Repeater) 就是在室外站存在富余容量的情况下, 通过直放站 (Repeater) 将室外信号引入室内覆盖盲区。直放站不需要基站设备和传输设备, 安装简便灵活, 设备型号也丰富多样, 在移动通信中正扮演越来越重要的角色。直放站的应用场合主要有以下几种:扩大服务范围, 消除覆盖盲区;在郊区增强场强, 扩大郊区站的覆盖;沿高速公路架设, 增强覆盖效率;解决室内覆盖;将空闲基站的信号引到繁忙基站的覆盖区内, 实现疏忙。使用微蜂窝和直放站的比较表1所示。

3 室内覆盖系统的组成

室内覆盖系统主要由信号源和信号分布系统两部分组成。信号源的产生主要是通过直放站、增加微蜂窝 (基站) 和增加微蜂窝 (基站) 加直放站3种方式产生的, 如图1所示。直放站做信号源时, 信号源的提去主要通过直放站的施主天线直接从附近基站提取信号;用耦合器从附近基站耦合部分信号通过光纤传送到盲区内的直放站。用耦合器从附近基站耦合部分信号通过电缆传送到盲区内的直放站[3]。

信号分布的基本方式主要是无源天馈分布方式、有源分布方式、光纤分布方式和泄漏电缆分布方式。无源天馈分布方式通过无源器件和天线、馈线, 将信号传送和分配到室内所需环境, 以得到良好的信号覆盖。有源分布方式通过有源器件和天馈线进行信号放大和分配。光纤分布方式主要利用光纤来进行信号分布。适合于大型和分散型室内环境的主路信号的传输。泄漏电缆分布方式信号源通过泄漏电缆传输信号, 并通过电缆外导体的一系列开口, 在外导体上产生表面电流, 从而在电缆开口处横截面上形成电磁场, 这些开口就相当于一系列的天线起到信号的发射和接收作用。它适用于隧道、地铁、长廊等地形。

总的来说, 信号分布系统根据覆盖区域的具体情况, 组合无源、有源、光纤、泄漏等方式, 进行综合性的分析。在实际使用中, 室内分布系统可使每个微蜂窝覆盖范围增至几十层楼左右;如果加装干线放大器, 覆盖范围还可大幅度增加。一个完备的室内分布系统应能够通过一个特定的接口, 取得基站的下行信号, 均匀地分布到指定场所的每一处。同时, 又将这场所的每一处的基站上行信号收集到后, 均匀地送达特定的接口。

4 室内覆盖系统的设计

构成室内分布系统的主要设备是:馈线、天线、干线放大器、延长放大器以及耦合、功分等无源器件。在系统设计上主要考虑的是能量分配的问题。室内覆盖系统的设计, 包括微蜂窝系统、传输系统、室内分布系统、电源系统共4部分内容。设计考虑的主要因素:信号源、场强分布、上行信噪比、互调干扰、上下行平衡、传输和分配损耗、施工难度、造价[4]。场强分布的一般设计标准如表2所示。

场强分布 (室内空间传输损耗模型) :L=PL+10*N*Lgd (米) +FAF

式中, P L为距天线1米处的路径衰渐典型值为30dB。N为同层衰减指数:办公楼中, N=3.25;一般建筑中, N=2.76;商场中, N=2.18。FAF为路径损耗附加值:玻璃的FAF为8dB;隔墙的FAF为10-15dB;预制板的FAF为20-30dB。

在上行信噪比的设计中, 如果基站的白噪声为-120dBm, 为了保证接收机的灵敏度, 需要设置上行增益, 使上行链路的总输入噪声小于-120dBm。如基站输出P=43dBm, 输入到直放站为-40dBm, 即有效路径损耗为83dB, 那么直放站的上行增益设置一定要小于83dB;如只有直放站是有源器件, 噪声系数为5dB, 增益应设为小于78dB。如增益设为80 dB, 直放站总的噪声-115dBm (白噪声+噪声系数) , 在输出口变为-35dBm, 经过83dB的有效路径损耗输入到基站为-118dBm, 大于源噪声-120dBm, 使基站接收机灵敏度降低2dB。室内覆盖所需设备及其参数如表3所示。

通过理论分析, 完成室内覆盖系统的设计, 如图2所示。

一个好的室内覆盖系统应该以最少的设备满足设计要求;不会因增加室内覆盖系统而影响整个网络的性能;应该兼容所有移动通信体制;使用寿命长, 具有远程监控能力, 管理维护方便。

5 结论

目前, 从移动通信运营商的战略眼光来看, 室内覆盖系统对于运营商提高服务水平、增强竞争实力、树立企业形象, 具有不可低估的作用。随着移动通信网络优化工作的深入展开, 室内覆盖系统已经成为一种重要的优化手段运用于网络优化工作中。

参考文献

[1]陈永欣, 谭立强.浅谈室内覆盖系统的测试.无线电技术与信息.2007年10期

[2]梁鹏.室内分布系统设计.电信工程技术与标准化, 2006年27卷1期

[3]张毅.室内无线覆盖系统浅析.山西通信科技.2006年27卷1期