开环方案论文（精选7篇）
开环方案论文 篇1
0 前言
高低压电磁环网, 是指两组不同电压等级运行的线路, 通过两端变压器磁回路的联系而并联运行。对于电磁环网的产生背景、特点及优缺点已有大量书籍文献做了详细阐述。[1,2]。
基于电网电压等级的不断发展, 在电网网架的形成过程中, 必然会出现高低压电网并联运行的特殊形式, 以满足电网在一定期间的安全稳定运行, 增强供电能力及可靠性。随着高一级电压电网的发展, 过渡阶段的电磁环网已不能满足电网运行的要求, 适时解环, 使下级电压电网逐步实现分区运行, 避免和消除影响电网安全稳定的隐患。
当前, 我国最为常见的电磁环网形式是750k V /330 k V、500 k V /220 k V并联运行的结构, 规划中对存在的220 k V/110 k V环网结构已要求考虑系统断环方案。打开电磁环网前, 需要对潮流、短路电流、暂态稳定、网损等计算, 根据计算结果分析判断, 综合考虑电网的安全可靠性、系统稳定性、运行经济性等内容, 以确定最优的运行方式。实现各方案的综合评价是一个多目标、非结构性优化问题, 难以建立相应的数学模型并求解。本文基于评价电磁环网开环的各因素建立了500 k V /220 k V高低压电磁环网开环方案的模糊综合评价模型[3~5]。并把该评价体系用于解环实例, 说明了本文方法的有效性和可行性。
1 模糊综合评价
建立在模糊数学基础上的模糊综合评价, 基于模糊线性变换原理, 综合考虑与被评价事物相关的各种因素, 对被评价事物做出全面综合的评价[6]。通过模糊集对模糊性信息进行描述, 以数学模型的形式把不确定信息进行模糊规划计算。基于综合评价的数学模型实现对不确定事物进行分级评判。
1. 1 建立评判集
评判集为各评价指标的集合, 可表示为如下形式:
式中vk= ( k = 1, 2, . . . , m) 为各级评价指标。如果对评判集中的各指标赋于相应的分数值, 就把评判集转化为与之对应的分数集: E = ( e1, e2, . . . , em) 。
1. 2 确定因素集
因素集U为评价事物的指标体系。可以分为n类, 每一类均有一个因素子集, 因素集可以看似评判指标。
1. 3 构造模糊矩阵
确定模糊矩阵前, 需要对被评价事物从每个因素ui (i = 1, 2, ……, p) 上逐一进行量化, 即确定从单因素来看被评价事物对等级模糊子集的隶属度 (R | ui) , 最终得到模糊关系矩阵:
矩阵R中第i行第j列元素rij, 表示某个被评事物从因素ui来看对vj等级模糊子集的隶属度。一个被评事物在某个因素ui方面的表现, 是通过模糊向量 (R | ui) = (ri1, ri2, ……, rim) 来刻画的。
1. 4 确定评价因素的权向量
各评价因素对应的权向量可表示为:A=（a1, a2, ……, ap) 。A中的元素ai表征评价指标因素ui对模糊子集的隶属度。本文利用层次分析法来确定权向量A中各元素的值, 并进行归一化处理。即。
1. 5 模糊综合评价
模糊综合评价的结果向量B是由权向量A与各被评事物的模糊矩阵R合成得到。即:
其中bi是由A与R的第j列运算得到的, 它表示被评事物从整体上看对vj等级模糊子集的隶属程度。
为使计算结果更清晰合理, 通过加权平均M (●, ) 模糊合成算子把A与R进行合成, 从而得到模糊综合评价结果向量B。加权平均型模糊合成算子的计算公式为:
式中j = 1, 2, …, m , bi为隶属度, ai为权重值, rij为第i个评价指标隶属于第j等级的隶属度。
1. 6 模糊综合评价的优先度
以模糊综合评价集S的元素Sk为权重, 对分数集E中第k个元素进行加权平均, 作为模糊综合评价的优先V。
2 层次分析法
电磁环网的开环方案是一个多指标、非结构、多因素决策的过程。层次分析法 ( AHP) 把较复杂、模糊的问题进行分解, 并将分解形成的各因素按支配关系构成递阶层次, 通过相互比较确定各因素间的相对较重要的因素, 是一种确定权系数行之有效的方法[7]。把原本复杂的各因素转化为条理清晰且互相联系的有序层, 根据对客观实际的模糊判断, 定量表示出每一层次的相对重要性, 再通过数学方法计算出全部元素的相对重要性权系数。
2. 1 确定目标和评价因素
若评价指标个数为P, 得到指标集:
2. 2 构造判断矩阵
判断矩阵中各元素值的大小代表各元素的重要性程度, 通常以1 ~ 9 及其倒数作为标度方法。但当能以实际比值来表示项目中比较因素的重要性时, 则判断矩阵各元素值即为实际的比值。从而形成判断矩阵:
2. 3 一致性检验
判断矩阵的一致性检验, 需计算出一致性指标CI及平均随机一致性指标RI 。当随机一致性比率满足下式:
满足式 ( 9) 认为层次分析排序的结果有满意的一致性, 即权系数的分配是合理的; 否则, 要调整判断矩阵元素的取值, 以达到满意的一致性。
3 电磁环网开环方案模糊综合评价
3. 1 评价指标体系
潮流计算。主要确定线路、变压器负荷值及母线电压值的范围。
暂态稳定性。系统暂态稳定性的变化可以通过功角稳定、频率稳定及电压稳定进行确定。
N - 1 计算。电网实现负荷转供能力的校验。
短路电流计算。确定各运行方式下母线三相短路电流值, 以确定断路器的遮断容量是否满足电网运行要求。
网损。网络实际运行方式下的有功功率损耗值。
3. 2 模糊综合评价
设待评价电磁环网有N个开环方案, 对各方案评价步骤如下:
a. 确定因评价对象集
P=开环方案的优先度。
b.构造评价因子集
u = { u1, u2, u3, u4, u5}= { 潮流、网损、短路电流、N - 1 计算、暂态稳定} 。
c. 采用层次分析法计算评价因子集中各因素对应的权重W = ( w1, w2, w3, w4, w5) 。
d.确定评语集为V= (v1, v2, v3, v4, v5) = (可行性很好, 可行性好, 可行性一般, 可行性差, 可行性很差) , 相应的分数集为E= (e1, e2, e3, e4, e5) = (5, 4, 3, 2, 1) 。
e. 利用PSASP计算各方案的模糊行为指标, 并根据专家经验法得到各因素子集的模糊综合评价的隶属度矩阵R。
f. 模糊综合评价。计算得到各因素子集的模糊综合评价集S。
g. 计算方案模糊综合评价的优先度V。
根据各电磁环网开环方案V的大小, 即可对各被评价的电磁环网开环方案进行排序。
4 应用实例
以某区域电网结构为参考模型进行算例分析, 电网结构如图1 所示。
按照电网分区运行的原则, 根据结构提出以下五种开环方案。
方案1:断开C站与b站220 k V线路;
方案2:断开D站与g站220 k V线路;
方案3:断开B站与d站220 k V线路;
方案4:断开D站与d站220 k V线路;
方案5:断开E站与f站220 k V线路。
4. 1 方案计算分析
利用PSASP对五个方案行为指标进行计算, 对实际计算结果进行简要分析。
潮流计算: 各个方案下各段母线电压较为合理, 没有超出电压上下限值, 各元件功率也较为合理, 未出现过载现象。
暂态稳定分析: 计算采用的故障类型为输电线路三相接地短路, 500 k V故障切除时间为100ms, 220 k V故障切除时间为120 ms。经计算, 各个开环方案下电网运行均能保持稳定。
短路电流计算: 取500 k V及220 k V断路器开断电流上限值均为50 k A, 各方案短路电流计算值都在断路器上限值之内。
N - 1 计算: 在各开环方案下, 电网N - 1 过负荷情况如表1 所示:
系统网损: 在确定的五个开环方案下, 有功网损计算结果分别为: 131. 38、153. 57、174. 62、172. 27、169. 41 MW。
4. 2 模糊综合评价
指标权重的计算, 采用层次分析法求出指标权重, 构造判断矩阵S, 并根据式 ( 9) 判断矩阵S的一致性要求。得到潮流、网损、短路电流、N- 1 计算、暂态稳定五个评价因子的最终权重向量为:
通过专家经验法对PSASP计算五个方案结果评价得到的隶属度矩阵R, 并按公式 ( 4) 计算得到模糊综合评价结果向量如表2 所示。
最后, 通过式 ( 6) 计算得到五个开环方案的优先度值分别为: 3. 546 4、4. 370 1、3. 812 3、2. 997 7、3. 913 3。由结果可知, 开环方案2 的可行性最好, 其次为方案5、方案3、方案1, 方案4 的可行性最差。把以上各方案的模糊综合评价结果同技术专家的实际分析判断结果相一致。
5 结束语
本文以层次分析法及模糊综合评价确定开环方案的优先度。层次分析法的判断矩阵得到了各因素的权重值, 模糊综合评价则对方案的各项指标定量且全面的综合评价。把模糊性标准转换成定量指标, 为评价开环方案提供了合理的依据。
摘要：电磁环网作为电网发展形成过程中一种特殊的网架结构, 随着电网的发展及运行方式的调整, 适时对电磁环网进行解环具有重要意义。对各个解环方案进行定量评价将有助于选取最为合理、可靠的电网开环运行方案。本文用层次分析法建立模糊综合评价模型, 确定了各因素对应的权重, 综合考虑各相关因素, 对开环方案作了出定量、全面的评价, 为电磁环网解环方案的评价系统提出了一个实用的指标评价体系。
关键词：电磁环网,模糊综合评价,层次分析,解环方案,PSASP
参考文献
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开环方案论文 篇2
无功功率平衡是保证电力系统安全、经济运行的必备条件。由于电力系统的负荷是时时变化的,就需要平衡的无功功率亦随之时时变化,因此要做到真正意义上的无功平衡,技术上必须实现动态无功功率补偿[1]。实施动态无功功率补偿不仅能做到正常运行无功平衡,而且在系统事故或遭遇大的冲击后,枢纽点电压迅速下降,无功平衡突然破坏时还能够提供能快速反应的动态无功支撑,有利于维持暂态时系统电压的稳定。
静止无功发生器(SVG)具有连续调节、调节范围大、响应速度快、控制精度高、运行可靠、谐波含量少、体积小等优点,是目前性能最好的动态无功补偿装置,近年来成为国内外研究的热点。它能动态补偿无功、稳定节点电压、阻尼系统振荡,比同步调相机、机械投切电容器、静止无功补偿器SVC等的补偿特性更好,响应速度更快,是电网动态无功补偿的理想装置,有广阔的研究开发与工程应用前景[2]。国内对SVG的研究与应用还处于起步阶段,研究领域主要集中在SVG的主电路结构、数学建模、控制方式与控制策略等方面。为实现电力系统无功功率的集中补偿与就地补偿相结合,SVG可按不同应用场合分为高电压大容量配电用SVG与中低电压中小容量配电用SVG[3]。随着集成门极换向晶闸管IGCT等新型电力电子器件的出现与实用化,出现了基于三相电压源PWM整流器(VSR)的SVG,它直接应用脉宽调制(PWM)控制技术,使用越来越广泛。面向低压电力用户,首先论述此种SVG的工作原理,然后把PWM整流器的矢量控制技术和常规的间接电流控制策略相结合,提出一种新的控制方案。最后利用MATLAB的SIMULINK工具对该系统进行建模与仿真,以验证其具有较好的动态连续补偿系统无功的能力。
1 基于PWM整流器的SVG工作原理和控制策略
图1为三相电压型桥式S V G电路结构图。由图可知,SVG实际上是将三相逆变桥电路通过电抗器并联在电网上,相当于一个三相电压源型PWM整流器,由交流电压源(即电网电压)、电抗器、三相功率模块逆变桥、直流储能电容组成。当只考虑基波频率时,SVG可以等效地被视为幅值和相位均可控制的一个与电网同频率的交流电压源。因此,SVG的工作原理可以用如图2所示的单相等效电路图来说明。
由图2可得等效电路的电势平衡方程:
式中:ea为a相交流电源电压(电网相电压);ia为a相交流电流;L为交流回路总电感,含进线滤波器;R为交流回路总电阻;upa为a相交流侧调制电压。
工作原理向量图如图3所示。在调节upa的幅值和相位时,改变ia的幅值和相位,使之超前或滞后ea90°,从而达到补偿电网无功(ia的无功分量可调)的目的。
显然,对SVG控制的实质是对其交流侧电流的控制。实现方案分为电流直接控制和间接控制两大类[4]。
直接电流控制对交流侧电流进行闭环控制,通过电流调节器的作用使交流电流实际值紧跟给定值,动态性能好。但需要两个高精度、价格昂贵的电流传感器,增加了成本。此外传统的电流滞环控制开关频率不固定,网侧滤波电感设计困难,功率模块应力及开关损耗增大,在大功率变流领域难以应用[5];而比较先进的电压电流双闭环矢量控制的算法比较复杂。
间接电流控制(幅相控制)没有引入电流闭环,而是根据电路阻抗特性,用数学方法代替电流闭环作用。尽管它动态响应较慢,还存在瞬态直流电流偏移,但稳态性能好、控制结构简单、开关特性良好,易于微机实现,另外可省去高精度电流传感器,节约了成本。如果采取适当的措施改善动态特性,仍具有良好的工程实用价值。
把矢量控制理论引用到间接电流控制中,提出一种电流开环的矢量控制方案。对补偿电流的有功和无功分量分别进行控制,动态性能比常规幅相控制有了很大提高,兼有间接电流控制和直接电流控制的优点。
2 矢量控制理论
借助于三相对称电源的空间电压矢量概念,由ea、eb、ec合成以同步速度ω旋转的空间电压矢量E。ω就是交流电源的角速度2πf。在以ω速度旋转的直角坐标系dq中,定义d轴与E重合。d轴相对于发电机a相绕组轴线的夹角为θ。E是空间电压矢量的幅值,与相电压幅值对应。显然,E在q轴上的分量Eq=0,Ed=E,如图4所示。
根据坐标变换原理,三相交流电源ea、eb、ec与电压空间矢量E的两个分量Ed、Eq之间的关系为:
式中:θ为E与a轴之间的夹角,θ=∫ωdt。
同理,PWM整流器被调制的三相交流电压upa、upb、upc与经坐标变换得到的调制电压空间矢量up的两个分量之间的关系为:
三相交流电流ia、ib、ic与经坐标变换得到的电流空间矢量i的两个分量id、iq之间的关系为:
由式(2)~式(4)求出ea、upa、ia,然后代入式(1),可得到
式(5)、式(6)表示在旋转坐标系中调制电压与交流电源的电压空间矢量幅值、电流有功分量与无功分量之间的关系。
3 电流开环的矢量控制系统
3.1 系统结构
根据式(5)、式(6)可建立直流电压闭环、电流开环的SVG的系统控制结构,如图5所示。为保证直流输出电压ud稳定,需采用ud闭环控制结构。电压调节器AUR采用PI调节器,调节器的输出量表示期望的PWM整流器的输入电流,亦即交流电源侧的电流有功分量。无功分量期望值iq'取决于电网的实际功率因数。控制器根据检测到的母线电压ea,b,c和电流iA,B,C,可计算出母线上的功率因数λ,将其与期望值λ'(一般为1)作比较,经过比例积分PI调节器,即可得到补偿电流的无功分量期望值iq'。具体来说,当实际功率因数低于给定功率因数时,应增加iq';当实际功率因数高于给定功率因数时,应减少iq'。
由式(5)、式(6)的运算可得到在旋转坐标系中的调制电压upd'、upq',经矢量运算得到三相调制电压期望值upa'、upb'、upc',再经正弦波脉宽调制电路,得到六相调制脉冲,去驱动六个桥臂的开关器件。
3.2 θ的物理概念及检测
在矢量运算中,需要用到电压空间矢量E相对于a相绕组轴线的空间位置角θ。根据电压空间矢量的概念,θ就是交流电源的相位角。由图4可知,θ与a相电源的相位角相同,若ea=Emcosωt,则θ=ωt。由式(3)可得:
显然,upa比ea滞后δ,这与幅相控制理论是吻合的。θ检测的起始点为a相电源的峰值处,据此,设计θ检测电路,uG的正跳为θ的起始点,见图6。由于ωt=θ,则E=23 Em=1.22Em=1.22×2πEav=1.91Eav,即Ed=1.91Eav式中:Em为电源相电压的幅值;Eav为电源相电压的平均值。只要根据测得的电源相电压瞬时值就可算出Eav,进而算出Ed。
3.3 Ed的物理概念及检测
在矢量运算中需用到电压空间矢量的幅值Ed。由于d轴与矢量E重合,Ed=E,Eq=0。由式(2)可得:
由于ωt=θ,则,即Ed=1.91Eav式中:Em为电源相电压的幅值;Eav为电源相电压的平均值。只要根据测得的电源相电压瞬时值就可算出Eav,进而算出Ed。32π2
4 仿真分析
利用SIMULINK提供的基本模块建立如图5所示结构的S V G仿真模型见图7。仿真参数为:三相交流电源相电压(电网电压)有效值为120 V,三相感性负载为1 m H、1Ω。0.04 s后合并三相断路器1,接通SVG。SVG交流侧L=2 m H,R=0.1Ω,直流侧滤波电容为1 000μF,给定直流输出电压为400 V,空载。0.2 s后SVG运行稳定了再通过三相断路器2突加另一路三相感性负载,模拟电网负载的波动。观察整个过程中a相交流电源电压(电网电压)和相电流(电网电流)之间的相位关系,分析电网功率因数的变化,从稳态和动态性能两个方面来评价SVG的补偿效果。仿真结果如图8所示。
从图中可见:开始由于电网负载为感性,电网电压相位超前电网电流。0.04 s时接入SVG,电网电流发生变化,大约0.11 s(经过0.07 s)时与电网电压保持同相。
在0.2 s时由于电网负载突变,电网电流再次产生波动,但很快(仅0.03 s后)恢复与电网电压同相。
这说明前面分析的电流开环的矢量控制策略是可行的,SVG工作性能良好,不仅在稳态下成功地补偿了无功电流,实现单位功率因数,在启动时和电网负载扰动时均能快速、连续地调节功率因数,真正实现了动态无功补偿。
为了对比,对常规间接电流控制方案也做了仿真,仿真模型与图7相同,但只仿真0.04 s后SVG启动时的情况,仿真波形如图9所示。
从图中可见:虽然SVG达到稳态时电网电压与电流基本保持同相,实现了无功补偿。但是动态性能不够理想,电网电流幅值波动过大,经过0.21 s才使电网实现单位功率因数,比起图8中的0.07 s差了很多。这说明SVG运用电流开环矢量控制比用常规间接电流控制方案效果好,动态性能有了极大的改善。
5 结语
文章论述了静止无功补偿系统(SVG)的作用、工作原理,对其控制策略做了深入研究,具体做了如下工作:
(1)给出SVG交流电流开环的矢量控制系统的结构、原理、数学模型以及各矢量的物理概念和检测方法。
(2)通过仿真验证以上理论,仿真结果表明:使用该控制方案,SVG在稳态下完全补偿了电网无功功率,实现单位功率因数,动态补偿性能也比常规间接电流控制方案有了极大的改善。
参考文献
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缩短干线传输网业务开环时间 篇3
传输网业务的开环时间是指当传输网上一点发生故障时, 业务在无保护状态下的运行时间。虽然传输网业务的开环并不会造成业务中断, 但是, 当发生开环时, 如果环上再有一点发生故障, 业务就会受到全阻, 影响极大。
吉林移动传输网始建于1999年, 截至2014年底, 吉林省光缆线路长度合计超过8×104 km, 传输电路20 000多条。目前, 吉林移动光缆线路条件比较复杂, 地形、灾难性气候等因素给传输网络的光缆线路带来了严峻的挑战, 加之各种人为因素的破坏, 使因断纤而造成的传输网业务开环现象时常发生。
2013年, 移动集团公司重新定义了重大故障, 其中, 有一条对干线传输网全年业务开环时间进行了要求, 如果开环时间≥120 h, 即为重大故障。但吉林省2013年干线传输网全年的业务开环时间达到了167 h, 超过了限定要求。因此, 缩短干线传输网业务开环时间的任务迫在眉睫。
2 传输网现状调查和开环原因分析
2.1 现状调查
吉林移动2013年干线传输网每月业务开环时长与平均时长的对比情况如图1所示。经分析得出, 2013年每月传输网业务的开环时间平均为14 h;2013-01的开环时间为3.24 h, 是2013年内的最低值;2013年全年的开环时间超过了移动集团公司要求的120 h, 即平均每月10 h的指标。
2.2 原因分析
导致干线传输网业务开环的原因为干线传输环网的某一点出现了故障。通过分析和总结, 共找出以下7个造成开环的原因: (1) 自然灾害。自然灾害是不可抗拒的破坏因素, 经近5年的历史灾害天气统计, 吉林省平均每月因自然灾害造成的业务开环时间占总开环时间的1.2%. (2) 设备放大盘故障。平均每月因放大盘故障造成的业务开环时间占总开环时间的14.6%. (3) 业务接入的双路由出现单方向故障。统计发现, 因干线传输网业务接入双路由出现单方向故障造成的业务开环时间占总开环时间的13.3%. (4) 连接尾纤衰耗过大。平均每月因连接尾纤故障造成的业务开环时间占总开环时间的2.7%. (5) 人为破坏。平均每月因施工造成的业务开环时间占总开环时间的63.3%. (6) 设备合分波盘故障。平均每月因合分波盘故障造成的业务开环时间占总开环时间的2.3%. (7) 传输设备电源盘故障。平均每月因电源盘故障造成的业务开环时间占总开环时间的2.6%.
经过分析得出, 人为破坏、设备放大盘故障和业务接入双路由出现单方向故障为造成传输网业务开环的主要原因。
3 缩短开环时间的措施和应用效果分析
3.1 针对主要原因的对策
3.1.1 人为施工破坏
在出现人为施工破坏时, 应采用自动化手段 (光线路保护装置) 快速恢复业务。将光线路保护装置安设于主、备用光缆中, 当工作光缆出现故障时, 可自动切换到备用光缆, 从而使干线传输网的光缆线路在故障后可自动恢复业务。
3.1.2 传输设备放大盘故障
在出现传输设备放大盘故障时, 应运用第三方放大设备和光线路保护装置紧急替换故障单盘。目前, 新增了第三方放大盘的模拟替换实验, 可将第三方放大设备和光线路保护装置安设于原厂放大设备与传输设备之间。
3.1.3 业务接入双路由出现单方向故障
在业务接入至传输设备之前, 应将光开关安设于业务路由器与波分设备之间, 实现双路由的自动切换。
3.2 整体改进方案
3.2.1 采用自动化手段快速恢复业务
3.2.1. 1 一干传输网自动恢复业务的实现
一干传输网采用的光线路保护装置的线路切换时间<15 ms, 插损<3 d B, 能够做到掉电保持。
一干传输网的光线路保护覆盖了吉林省内的12个站点, 其中, OTM站点有5个, OA站点有7个。一干传输网包括两大区间, 一区间为白城管内的4个站点:镇赉—白城—洮南—通榆;二区间为京哈线吉林管内的8个站点:扶余—德惠—沃皮—长春苏州北街—长春普阳—长春枢纽—公主岭—四平, 相邻站点之间都设置了OLP主用路由和OLP备用路由, 且主、备用路由光缆的物理径路不重合。
对保护覆盖的15个段落进行了现场拔线模拟测试和网管手工切换测试。具体如表1所示。
3.2.1. 2 二干传输网自动恢复业务的实现
二干传输网采用的光线路保护装置能够基于现有的网管系统进行实时监控, 当线路故障发生时, 可根据现网传输设备的相关告警快速处理故障。
吉林移动二干传输网光线路保护覆盖了吉林省内的9个地市。目前, 二干一平面完成建设10段, 二平面完成建设11段。
3.2.2 紧急替换故障单盘
将光线路保护装置安设于原厂放大盘与第三方放大设备之间, 当原厂家放大盘出现故障时, 业务合路光信号会随之中断, 此时, 通过光线路保护装置的自动切换功能, 可将信号切换至第三方放大设备上, 以迅速恢复业务。
3.2.3 增加光开关实现双路由的自动切换
吉林省干线传输网承载着很多可靠性要求极高的业务, 如果这类业务的接入方式为客户侧路由器直接介入到波分设备的波道中, 且传输波分设备无环网保护机制, 那么当一个方向的光路发生故障时, 业务便会全阻。
根据光线路保护覆盖的经验, 在IP、CMMET、移动集团客户专线等大颗粒业务 (2.5 G、10 G速率) 中, 将光线路保护装置安设于业务侧路由器与波分设备之间, 可作为一种“光开关”来使用。当波分设备在一个方向上发生故障时, 业务信号会随之中断, 当“光开关”检测到工作路由无光时, 会自动切换至另一个方向的路由上, 使业务迅速恢复。
4 结束语
本文通过结合吉林移动干线传输骨干业务实际的应用要求, 对利用光线路保护系统缩短干线传输网业务的开环时间进行了深入研究和分析, 并设计了适用于实际系统的保护方案, 实现了光线路保护技术在传输网络中的应用, 大大缩短了干线传输网络业务的开环时间, 更好地保障了传输线路的安全性。通信服务的质量和通信网络的性能是移动公司的核心竞争力, 我们应在此方面不断努力, 争取更好地为用户服务。
参考文献
开环方案论文 篇4
反向负荷的衡量指标为ROT (Rise Over Thermal) , ROT的影响主要在反向覆盖和反向容量:ROT高, 反向覆盖收缩, RAB繁忙概率升高, 反向容量减少, 用户感知变差。由于智能机具有频繁接入特性, 而DO的接入过程中采用开环功控, 随着智能机用户的爆发式增长, 反向接入干扰与用户数的增加呈几何级增长, 成为ROT的主要来源之一。拟通过开环功控的实现过程分析, 研究其优化策略并在现网进行实验验证。
2 EVDO开环功控原理及其优化策略
2.1 EVDO开环功控原理
EVDO接入过程如下图所示, 为尽量降低对基站的干扰, AT的接入功率采用逐步增大功率的试探方式, 探针数量和功率增量根据AN广播的APM (Access Parameters) 进行设置。
与1x类似, DO的初始接入发射功率采用开环预估方式, 根据3GPP2协议定义, 其计算公式如下
2.2 开环功控优化策略
开环功控优化主要原则在于满足AN解调的最低门限的前提下尽量降低AT的接入发射功率, 从而降低ROT, 优化反向性能。从公式1看出, 要降低AT发射功率, 主要通过优化开环功控调整Open Loop Adjust和Probe Initial Adjust初始探针调整。现网中, OpenLoop Adjust设置为74d B, Probe Initial Adjust为0。
2.2.1 开环功控调整Open Loop Adjust优化
EVDO上下行频率间隔45MHz, 其前反向链路损耗基本一致, 令
RxAT:AT接收到AN发射的下行功率;
RxAN:AN接收到AT发射的上行功率;
TxAT:AT的上行发射功率;
TxAN:AN的下行发射功率;
LF:下行链路损耗;
LR:上行链路损耗。
根据链路预算则有
在LF=LR的假定下, 则有,
反向功控目的就是为了克服远近效应, 使得随机分布的终端的上行功率到达AN侧时 (即RAN) 满足反向解调门限, 产生的干扰最小, 从而最大化系统容量。因此在设备接收机灵敏度和下行发射功率固定的情况下, (RxAN+TxAN) 为固定值, 协议定义该值取反为参数Open Loop Adjust允许微调并在前向控制信道广播。
在理想的情况下, RxAN主要是在克服接收机噪声 (NFAN+NOWAN) 、负载因子 (10log (1-Lc) ) 、小区内和小区间干扰 (C1、C2) 的情况下, 满足接收机的期望解调门限 (Ecp/Nt) , 因此:
其中:Ecp/Nt取-26d B/接收天线
NFAN取5d B
NOWAN为-113d Bm/Hz
C1为Ior/Ioc, 取1
C2为No/Ior, 取1
代入上式计则有
根据公式6, 则对于常用的载波发射功率和反向负荷门限组合, 则Open Loop Adjust取值如下表所示。
2.2.2 初始探针调整Probe Initial Adjust优化
3GPP2协议进一步引入了初始探针调整 (Probe Initial Adjust) , 基于无线环境进行探针功率微调。
在DOR0中Probe Initial Adjust为固定值, 在DORA Probe Initial Adjust为计算值, 根据广播的Pilot Strength Correction Max (以下简化为Psmax) 、Pilot Strength Nominal (以下简化为Psnom) 、Pilot Strength Correction Min (以下简化为Psmin) 和AT实际测定的Pilot Strength (以下简化为Ps) 进行计算, 计算如下
根据公式7做出示意图如下, 其中Psmax决定校正补偿的最大值、Psmin决定校正补偿的最小值、Psnom决定补偿的起点和终点, 补偿与PS的斜率固定为1 (示例中Psmax、Psmin、Psnom分别设置为3、-2、-4d Bm)
Psmax、Psmin、Psnom系统设置值与实际对应值对应如下
2.2.3 优化策略
漳州现网的DO载波功率基本设置为10w, 按50%的反向负荷, 根据表1, 对应的Open Loop Adjust为-86, 而现网实际设置均为-75, 在该设置下, AT的实际接入功率将较理论计算的大11d B, 这对于日趋增多的接入, 将导致反向干扰加大。因此现网可以根据实际载波功率和接收天线情况进行配置, 并预留3d B预留。
对于DORA, 可以启动开环接入校正补偿设置, 使得AT根据实际的Ec/Io环境调整, 在Ec/Io足够好的情况进一步降低发射功率, 根据高通建议设置Psmax、Psmin、Psnom分别为0d B、-4d B、-4d B, 对应的补偿图如下所示, 但由于降低Open Loop Adjust参数, 进一步引入校正补偿, 容易在高负荷区域使得AT接入失败掉1x, 因此建议不开启。高通建议如下
综上, 对于开环接入功控的优化建议如下
3 优化实验
2013年6月14日凌晨, 漳州对BSC59604按表3规范进行修改, 由于参数的修改可以降低ROT、反向繁忙率, 同时也可能影响无线连接成功率、接入探针数、掉线率、RSSI等。因此需要关注相关指标。取9、10、11、15、16、17、20、21、22 (时间起始) 等9个时段, 修改前4天 (避开端午放假) 和修改后4天进行对比分析, 具体结果如下:
1) ROT均值&反向繁忙率
修改后反向繁忙率平均下降了45%, ROT均值平均下降了26%, 效果明显。
2) 平均接入探针数
修改后平均接入探针数量呈上升趋势, 但在合理范围内。
3) 无线连接成功率&掉线率
修改后无线连接成功率和掉线率在正常范围内波动。
4) RSSI均值
修改后RSSI没有出现恶化, 甚至呈改善趋势。
4 总结
通过实验验证, 根据研究的优化策略进行开环功控参数优化, 可以在不影响其他指标的前提下, 明显改善ROT和反向繁忙率, 功控参数Open Loop Adjust优化的依据主要由现网的功率 (TxAN) 配置和反向负载 (Lc) 取值, 根据下式计算得出,
而DORA的开环接入校正补偿设置可以根据高通建议值
参考文献
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开环方案论文 篇5
根据其高压组成方式,高压变频器可分为直接高压型和高-低-高型。高-低-高型高压变频器由于经过2 次电压转换,增加了额外的电能消耗,节能效果有所降低,并且体积大,还产生了大量的高次谐波,然而这种技术难度低,适用于功率较小的高压电机。直接高压型高压变频器直接输出高压,无需输出变压器、效率高、输出频率范围宽,应用更为广泛[1]。
永磁同步电机具有体积小、功率密度高、损耗小,效率高等优点。与直流电机比,它没有换向器和电刷等易损件,可靠性高;和异步电机相比,它不需要无功励磁电流,功率因数高,损耗减小,效率高,力矩惯量比大。而永磁同步电机的矢量控制一般通过编码器对电机转子的转速和角度进行检测。然而编码器的使用,不仅增加了系统成本、尺寸,更是增加了安装和布线的难度,安装不当会严重影响到电机的稳定运行。同时编码器对使用环境有较高要求,电磁干扰、湿度、振动、粉尘等对它的测量精度和寿命都有影响,降低系统的可靠性。永磁同步电机的无速度传感器矢量控制不仅降低了系统成本,在恶劣环境下也能稳定运行,提高了系统的可靠性[3]。
基于上述情况,本文将主要研究功率单元级联型高压变频器的拓扑结构,并对高压永磁同步电机的数学模型进行推导,基于其数学模型研究无速度传感器矢量控制方法。
1 高压变频器拓扑结构设计
以新时达公司的AS800 系列高压变频器为例介绍功率单元级联型高压变频器系统拓扑结构,如图1 所示。它主要包括有前端的移相变压器、系统的主控部分、输入输出侧电流电压采集模块、输入输出IO模块、模拟量输入输出模块、光纤通信模块、现场总线模块和人机界面等9 大模块[2]。其中,移相变压器通过降压和移相后通过二次绕组输出给功率单元供电,实现输入电压的多重化,提高了网侧输入功率因数,可达到0.96 以上,THD小于3%。功率单元部分为高压变频器的重要组成部分,它由多个互相独立的低压690 V输入的功率单元串联组成。每个功率单元硬件、拓扑完全一致,形成模块化,方便扩展,每相功率单元数可根据电压等级等需求进行扩展。高压变频器的每相电压由多个低压功率单元的输出电压相互串联叠加而成,串联各单元的载波之间互相错开一定电角度,实现多电平PWM,等效开关频率高,输出电压非常接近正弦波,每个电平幅值只有单元直流母线电压大小,du/dt很小,对电机绝缘没有影响。主控部分中,控制板通过通信接口、I/O接口以及人机界面等获得指令信号,并实时采集移相变压器输入侧和高压变频器逆变输出侧的电压和电流,输入到控制模块中,实现电机的各种控制算法的运算,并最终输出PWM占空比信号,经由光纤板给到各个功率单元中,控制H桥4 个IGBT模块的通断,从而实现对电机的驱动控制。
功率单元是级联型高压变频器的重要组成部件,其拓扑结构如图2 所示。
图2中,输入端子In1~In3连接到移相变压器的二次绕组,然后通过二极管D1~D6进行整流,给后面的H桥以及功率单元供电,Q1~Q4构成H桥,Out1和Out2为功率单元的输出端子。单个功率单元通过移相变压器的二次绕组单独供电,由于采用多脉波二极管整流,大大降低了网侧电流的谐波含量,提高了输入功率因数。
2 高压永磁同步电机开环矢量控制系统设计
2.1 永磁同步电机数学模型
首先,假设永磁同步电机是三相对称的,铁心为线性非饱和,且不计涡流和磁滞损耗。根据以上假设在同步旋转d-q坐标轴系下,永磁同步电机电压方程为
式中:isd,isq,Vsd,Vsq分别为d,q轴的定子电流和电压;Rs为定子电阻;ωe为同步旋转角频率;Ψd,Ψq为d,q轴的定子磁链。Ψd,Ψq可表示为
式中:Ld,Lq分别为d,q轴电感;Ψm为永磁体磁链。
当电机凸极率为1,即隐极式电机时,有Ld= Lq。电机的转矩可表示为[4]
式中:pn为电机极对数。
2.2 转速与磁链观测器设计
根据永磁同步电机的数学模型式(1)~式(4)可知,电机定子磁链可根据下式进行观测:
式中:上标“^”表示观测值;k为电流误差反馈增益。
d,q轴电流的观测值可根据下式得到:
此时,电机转子角速度可根据下式得到[5]:
根据转子角频率的观测值积分可得到转子磁链角度,如下所示:
式中:θ0为转子磁链的初始角度。
高压永磁同步电机的开环矢量控制原理框图如图3所示。输出电压指令uα*和uβ*经过SVPWM调制后输出三相占空比SA~SC,然后在FPGA中通过载波移相处理输出每个单元的H桥驱动信号控制功率单元的输出,从而实现电机的控制。
3 实验验证
通过710 k W高压永磁同步电机能量互馈实验平台,对此方法的有效性进行验证。实验平台如图4所示。其中,电机1作为被试电机,工作在无速度传感器矢量控制模式下,采用本文提出的高压永磁同步电机开环矢量控制方法对转速进行观测,实现速度闭环控制。电机2 作为陪试电机,与电机1同轴连接,工作在速度开环的转矩控制模式下。通过改变陪试电机的转矩电流给定值调节其输出转矩,从而改变被试电机的负载转矩。实验所用异步电机1和电机2的额定参数为:Pe=710 k W,Ue=6 000 V,fe=50 Hz,Ie=80.8 A,Nr=1 500 r/min,pn=2。电机1 参数为:Rs=0.956 Ω,Ld=67.85 m H,Lq=91.44 m H。采用STM32F103 ARM芯片来实现控制算法,PWM调制频率为2 k Hz。
电机采用新时达的AS800 1 800 k W高压变频器驱动,如图5 所示,其分为移相变压器柜、控制柜和逆变器柜。其中1个H桥功率单元采用模块化设计,非常方便扩展和批量生产。
采用5 单元级联型高压变频器,其输出相电压波形如图6所示。图6中波形为在移相变压器输入侧接三相380 V时,高压变频器的输出电压波形,其中,uun和uvn分别为U相和V相的输出相电压。从图6 中可知,输出电压波形非常接近正弦波,电压谐波含量小。
加载实验波形如图7所示。图7中分别给出了转矩电流分量isq、电机转速nr以及定子电流is波形。电机从空载加到额定负载时间大约为0.67 s,在加载过程中,电机运行平稳。
图8中给出了在加载过程中电机的观测速度nr,est、采样速度nr,meas以及定子电流is。从波形可知,在稳态以及加载过程中,观测速度与电机实际速度吻合得非常好,观测误差在0.3%以内。
4 结论
本文对H桥级联型高压变频器的硬件拓扑结构进行了分析,同时对高压永磁同步电机的开环矢量控制方法进行了研究,并通过实验对文中的方法进行了验证。
参考文献
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开环方案论文 篇6
环氧化合物与胺的发生的开环反应,产物为β氨基醇是合成天然化学品和药物的重要中间体在有机合成中具有广阔的应用前景。但在开环反应过程中,因亲核反应位点的不同而区域选择性地产生不同的异构体产物,如果图1.化合物1为空间有利的产物,但也会有部分2作为副产物产生,化合物1和2为异构体,采用一般的分离手段较难分离[3]。
高速逆流色谱(high speed countercurrent chromatography,简称HSCCC)是一种基于液液分配为基础的新型分离技术,可以在短时间内实现高效分离和制备,可以达到几千个理论塔板数[4]它的突出特点是在用很长的软管(如聚四氟乙烯管)绕制成的色谱柱内不加入任何固态支撑体或填料。HSCCC利用的是螺旋管的方向性与高速行星式运动相结合产生的一种独特的流体动力学现象,使两相溶剂在螺旋管中实现高效的接触、混合、分配和传递。使用时根据被分离混合物的理化特征,选择某一种有机/有机两相溶剂体系或有机/水溶剂体系,此体系可以是二元的或多元的。用此体系的上层或下层作为色谱过程的固定相,首先将其注满管柱内,然后让此管柱作特定的旋转运动,用由此形成的离心力场来支撑住柱内的液态相。这时,若用溶剂体系中的另一层作为流动相,带着混合物样品由泵的压力推入分离管柱,样品就会穿过两个液相对流的整个管柱空间,各个组分也就会按其在两相中的分配系数分离开来。由于HSCCC不需固相载体作固定相,克服了固相载体带来的样品吸附、损失、污染和峰形拖尾等缺点,另外,逆流色谱不需填料,它的分离柱容易做的大一些,柱内空间全部是有效空间,因而样品的负载能力强,制备量较大。目前,高速逆流色谱技术主要应用于天然产物有效成分的提取分离[5],如苷类、生物碱类、黄酮类、香豆素类化合物、挥发油类等。
本实验以环氧苯乙烷为底物在乙醇中与二正丁胺发生开环反应,反应经过初步处理后,应用高速逆流色谱,进行分离纯化得到了高纯度的β氨基醇的产物。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
HSCCC-TBE300型高速逆流色谱仪;LC-10AT高效液相色谱仪;Bruker AC 400核磁共振仪。环氧苯乙烷、二正丁胺、氯仿、甲醇、正丁醇、二氯甲烷等各种试剂均为国产分析纯试剂,水为重蒸水。
1.1 β氨基醇的合成
将1.2g环氧苯乙烷(10mmol)加入50ml无水乙醇中,加入6.47g二正丁胺(50mmol),回流反应,通过TLC检查反应是否反应完全,反应时间24小时。反应结束,减压除去乙醇,剩余物用二氯甲烷溶解,后用5%的亚硫酸氢钠洗至中性,水洗两次,无水硫酸锰干燥,脱去二氯甲烷得粘稠物1.5g,取部分样品,柱层析(石油醚/乙酸乙酯:3/1),得目标产物。
1.3 β氨基醇的纯化
溶剂系统组成为氯仿-正丁醇-水,下相为固定相,上相为流动相。启动HSCCC主机,螺旋管柱转速为750r/min,以2m L/min的流速泵入上相流动相。当上相流动相从主机出口流出,体系已经达到流体动力学平衡。取粗产物1g,溶于有机相50m L,然后泵入样品溶液。进样后用上相流动相洗脱,柱口流出物通过紫外检测器在254nm波长下连续检测,根据谱峰用自动部分收集器收集样品。最后分别将含有目标组分的进行HPLC测定纯度。
2 结果与讨论
2.1 环氧化合物的开环反应
为了使环氧苯乙烷的尽可能的完全反应,需要使用过量的二正丁胺并在回流的条件下进行。反应过程中用TLC检测原料环氧苯乙烷是否反应完全,以确定反应时间,实验证明反应在24小时左右。
2.2 分离条件的确定
经过实验确定HSCCC的溶剂体系为氯仿-正丁醇-水的体积比为(2:1:1)。经高速逆流色谱分离后显示有的两个峰分,并实现完全分离,用分部收集器对每个峰都进行了收集,间隔时间为4min每试管并用TLC进行监测,经HPLC检测组分210min开始的峰为目标产物。HPLC色谱条件为,柱温25o C,流动相为甲醇/水(体积比为30/70)流速1m L/min,检测波长254nm,进样量10μL水。
2.3 结构鉴定
2-(N,N-二丁基胺基)-1-苯乙醇:油状物,1HNMR(400HZ,CDCl3):δ0.89-1.02(m,6H),1.34-1.46(m,4H),1.7-1.84(m,4H),3.04(s,4H),3.36-3.52(m,2H),7.22-7.41(m,5H)。
3 结论
本文用高速逆流色谱对苯基环氧乙烷的与胺进行开反应的产物进行了分离和纯化,得到了高纯度的β氨基醇化合物,为高速逆流色谱在分离同类型化合物的研究奠定了基础。
参考文献
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开环方案论文 篇7
1 临床资料
1.1 一般资料
2011年1月—2011年12月我院采取开环式微创痔吻合术治疗痔病病人68 例, 男35例, 女33 例;年龄23岁～78 岁, 平均45.8 岁;均为Ⅲ期、Ⅳ期痔病病人, 且痔核≥3个。
1.2 手术方法
采取开环式微创痔吻合术。手术器械为苏州天臣国际医疗科技有限公司生产的开环式微创痔吻合器 (TST33- T80) 。病人术前清洁肠道, 鞍麻后取右侧卧位, 扩肛后置入肛门镜并固定, 使拟切闭的痔上黏膜位于开环式的窗口内, 用2/0薇乔缝线在齿线上3 cm～4 cm处做荷包缝合, 将TST吻合器张开至最大限度, 头端插入荷包缝线上方, 收紧缝线并打结, 用导出杆经吻合器侧孔将缝线拉出, 向手柄方向用力牵拉结扎线, 使被缝合结扎的黏膜和黏膜下组织置入TST吻合器头部的空腔中, 同时顺时针方向旋紧吻合器, 打开保险后击发, 固定开环式息创痔吻合器30 s左右, 反方向旋松尾翼半圈, 将吻合器轻轻拔出, 检查吻合口, 有活动性出血者用3/0薇乔缝线缝扎止血。
1.3 结果
术后1个月病人脱垂、出血显愈率分别为96.83%和100.00%, 术后3个月分别为99.47%、100.00%;术中牵拉反应 (腹痛) 小, 手术用时短, 术中出血少;术后1 d～7 d肛门疼痛积分低于PPH后;术后3个月无一例肛门狭窄发生。
2 巡回护士的手术配合
2.1 术前护理
术前1 d巡回护士到病房访视病人, 了解病人状况, 做好心理疏导;通过病历了解病人一般情况、各项检查结果、既往病史;观察病人外周血管情况, 了解病人性格特点、心理状态及文化程度;向病人介绍手术环境、手术体位、麻醉方法及手术的安全性、先进性、注意事项, 告知病人如何与医务人员配合, 以取得病人充分合作, 增强对手术的信心, 消除病人的紧张情绪, 缓解术前焦虑和惧怕心理。
2.2 术中护理
2.2.1 麻醉前准备
病人进入手术室后热情接待, 护士应进一步给予安慰, 并严格进行手术室查对制度, 认真填写手术安全核查表, 三方核对无误并签字后才能继续进行下一步操作。用20号静脉留置针建立静脉通路, 协助麻醉师摆好麻醉体位, 并站在病人腹侧保护好病人不致坠床。备好麻醉包, 配好局部麻醉药并两人核对无误, 麻醉师消毒后进行麻醉, 麻醉方式一般采用鞍麻。
2.2.2 手术体位
病人一般采取右侧卧位, 臀部紧贴手术床下缘, 便于手术医生操作, 同时做好固定, 嘱病人不要随意变动体
关键词：痔病,开环式微创痔吻合术,巡回护士,手术配合
参考文献
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