能量计量论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇能量计量论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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1）装置结构较为笨重。孔板节流装置的质量平均在100kg左右，对于装置中的管道需要进行整体安装，需用吊装机械和其他机械设备配合使用，安装要求较高、施工量较大、维护检修难度较大。

2）流体通过节流装置后产生了较大的永久压损，相关的实验数据显示，永久压损ppl=(0.5~0.6)ΔP，约为20~50kPa（节能型节流装置永久压损ppl=0.3ΔP）。在检测流量计量过程中，被测流体通过孔板节流装置时会产生漩涡，在行进的过程中流体和装置不断摩擦，流体自身存在的机械能转换为热能，在流体中以水蒸气的形式消失，所以，节流后流体的静压力不等于节流前的静压力。

2流量计中节能技术的应用

为解决传统流量计存在的不足，研发人员开发了节能高效的流量计量系统，以下2种流量计被广泛应用。

2.1毕托巴流量计

毕托巴流量计具有测量介质范围广（风、烟、水、汽、气、油）、耐高温高压、防堵、耐磨、耐腐蚀、压力损失小、安装简便、无需维护、节能环保等优质性能，前景非常广阔。

2.1.1毕托巴流量计的特点

1）毕托巴流量计的设计采用高精度探头在风洞或水洞上全量程标定，探针直径选择为20mm的不锈钢材料，在截面积很小的管道中压力的损失也可降到最小甚至为零。

2）流量测量具有高准确度、高强度和大量程比等性能。

3）该装置构造简单、可靠性高。通过测量，该装置内部导压管中无介质流动，阻断了杂物和内部管道的接触，使测试具有高精度。

4）安装方便。无论是直管段或是弯管段都能安装，由传统的直管段改进为多种弯管段以及多倍管径。

5）该装置可以在线安装和检修，同时可直接显示和流量相关的数据，凭借其智能特性可进行远程集中管理，节省成本，准确度高。

2.2V型锥流量计

V型锥流量计和传统差压式流量计的组成部分基本相同，都是由三阀组、引压管、变压变送器组成质量流量测试系统。V型锥流量计是在管道的中心位置安装一个椎体来控制节流，由于椎体前后差压不同形成气压差，通过不同的气压测量流量。

2.2.1V型锥流量计的特点

1）V型锥流量计不仅可测量各种液体，而且对部分气体、蒸汽和气液两相介质也能较为准确地测量。

2）V型锥流量计准确度较高、量程宽、永久压损小、无直管段要求等，是新一代节流装置中的典型代表。

3）V型锥流量计对于气体和蒸汽等介质不仅能压缩，而且还能实现温度、压力补偿，组成质量流量测试系统。由于椎体在管线中心位置悬挂，同流体的高速冲击区域直接接触，使高速区的流体和近管壁低速区的流体强制性相混合从而使流速中和，达到均匀化。

2.2.2与传统孔板流量计的应用对比

篇（2）

2．节能降耗的电力计量技术的应用

在电力计量技术的运用过程中做好节能降耗工作是极为必要的，其成果也是较为明显的，具体来说，我们可以从以下几个方面采取措施加强节能降耗在电力计量技术运用中的效果。

2．1改进电力计量技术设备

对于电力计量技术而言，要想加强其节能降耗效果就必须注重对于电力计量技术设备的管理，尤其是对于当前我国常用的传统电力计量设备来说在很大程度上影响了电力计量过程的节能降耗效果。基于此，我们必须加强对于电力计量技术设备的研究，切实提高设备的技术水平，尤其是要加强电力计量技术设备对于当前一些先进技术的利用，比如对于智能化技术和信息化技术来说，如果能够很好地融入到电力计量技术设备中就能够很好地完善电力计量技术设备的缺点，提高电力计量技术设备的使用效率，减少一些不必要的电力能源损耗，这也是当前我国电力计量技术研究的一个主要方面，尤其是当前对于智能电表的研究和使用已经具备了一定的成效，这就更进一步验证了加强电力计量技术设备研究能够促进我国节能降耗工作效果的可行性。

2．2规范电力考核制度

加强电力计量过程中节能降耗效果的另一个办法就是规范当前的电力考核制度，完善电力考核方法，尤其是对于用电大户来说，更应该加强对其电力使用的考核和监管，对其节电效果进行综合的评测和审查，并且针对考核的结果采取相应的措施，进而规范用电企业的用电状况，当然这一考核和评测过程都离不开电力计量技术的参与。

2．3完善电力计量技术系统

做好电力计量工作中的节能降耗效果还必须完善当前的电力计量技术系统，当前我国电力计量技术系统因为其复杂性和综合性较强，所以存在着很多的漏洞和缺陷，只有针对这些问题进行必要的完善才能够确保节能降耗工作的顺利开展。

3．智能电表在电力计量节能降耗中的应用

在电力计量工作中进行节能降耗建设的一个突出代表就是智能电表的使用和普及，具体而言，智能电表在电力计量中的运用对于节能降耗来说起到的作用是极为明显的，其具体表现有以下几个方面:

(1)计费方式更加科学合理，智能电表的一个主要功能就是其能够进行不同费率和时段的切换，这也是智能电表有别于传统电表的一个主要方面，这种计费方式的一个好处就是能够有效提高用电者用电节能意识，避免一些不必要的电力能源消耗;

(2)对于整个的电力网络进行时时刻刻的检测和管理，进而提高了电力网络的完整性，确保电力网络的顺利运行，避免了一些电力能源的损耗，并且智能电表还能够根据整个电力网络的电力需求状况调整整个电力网络的电力配置，起到一定的管理作用，进而确保电力网络运行的有效性，最终达到节能降耗的目的;

(3)智能电表使用的一个最为突出的优势就是其提高了电力计量的节能效果，在具体的使用过程中，智能电表能够根据用电器的具体状况来自行分配电力能源到用电器上，加强了用电器的用电管理和监控，进而确保了电力能源的有效利用，达到了节能降耗的目的。

篇（3）

1.引言

随着Internet技术和网络业务的飞速发展，用户对网络资源的需求空前增长，网络也变得越来越复杂。不断增加的网络用户和应用，导致网络负担沉重，网络设备超负荷运转，从而引起网络性能下降。这就需要对网络的性能指标进行提取与分析，对网络性能进行改善和提高。因此网络性能测量便应运而生。发现网络瓶颈,优化网络配置,并进一步发现网络中可能存在的潜在危险，更加有效地进行网络性能管理，提供网络服务质量的验证和控制，对服务提供商的服务质量指标进行量化、比较和验证，是网络性能测量的主要目的。

2.网络性能测量的概念

2.1网络性能的概念

网络性能可以采用以下方式定义[1]:网络性能是对一系列对于运营商有意义的，并可用于系统设计、配置、操作和维护的参数进行测量所得到的结果。可见，网络性能是与终端性能以及用户的操作无关的，是网络本身特性的体现，可以由一系列的性能参数来测量和描述。

2.2网络性能参数的概念

对网络性能进行度量和描述的工具就是网络性能参数。IETF和ITU-T都各自定义了一套性能参数，并且还在不断的补充和修订之中。

2.2.1性能参数的制定原则

网络性能参数的制定必须遵循如下几个原则：

1)性能参数必须是具体的和有明确定义的；

2)性能参数的测量方法对于同一参数必须具有可重复性，即在相同条件下多次使用该方法所获得的测量结果应该相同；

3)性能参数必须具有公平性，即对同种网络的测量结果不应有差异而对不同网络的测量结果则应出现差异；

4)性能参数必须有助于用户和运营商了解他们所使用或提供的IP网络性能；

5)性能参数必须排除人为因素；

2.2.2ITU-T定义的IP网络性能参数

ITU-T对IP网络性能参数的定义[2]包括：

1)IP包传输延迟(PacketTransferDelay,IPTD)

2)IP包时延变化(IPPacketDelayVariation,IPDV)

3)IP包误差率(IPPacketErrorRateIPER)

4)IP包丢失率(IPPacketLassRate,IPLR)

5)虚假IP包率(SpuriousIPPacketRate)

6)流量参数(Flowrelatedparameters)

7)业务可用性(IPServiceAvailability)

2.2.3IETF定义的IP网络性能参数

IETF将性能参数[3]称为“度量(Metric)。由IPPM(IPPerformanceMetrics)工作组来负责网络性能方面的研究及性能参数的制定。IETF对IP网络性能参数的定义包括：

1)IP连接性

2)IP包传送时延

3)IP包丢失率

4)IP包时延变化

5)流量参数

2.3网络性能结构模型

从空间的角度来看，网络整体性能可以分为两种结构：立体结构模型和水平结构模型。

2.3.1立体结构模型

IP网络就其协议栈来说是一个层次化的网络，因此，对IP网络性能的研究也可以按照一种自上而下的方法进行。可以以IP层的性能为基础，来研究IP层不同性能与上层不同应用性能之间的映射关系。

2.3.2水平结构模型

对于网络的性能，用户主要关心的是端到端的性能，因此从用户的角度来看，可以利用水平结构模型来对IP网络的端到端性能进行分析。

3.网络性能测量的方法

网络性能测量涉及到许多内容，如采用主动方式还是被动方式进行测量；发送测量包的类型；发送与截取测量包的采样方式；所采用的测量体系结构是集中式还是分布式等等。

3.1测量包

网络性能测量中，影响测量结果的一个重要因素就是测量数据包的类型。

3.1.1P类型包

类型P是对IP包类型的一种通用的声明。只要一个性能参数的值取决于对测量中采用的包的类型，那么参数的名称一定要包含一个具体的类型声明。

3.1.2标准形式的测量包

在定义一个网络性能参数时，应默认测量中使用的是标准类型的包。比如可以定义一个IP连通性度量为：“IP某字段为0的标准形式的P类型IP连通性”。在实际测量中，很多情况下包长会影响绝大多数性能参数的测量结果，包长的变化对于不同目的的测量来说影响也会不一样。3.2主动测量与被动测量方式

最常见的IP网络性能测量方法有两类:主动测量和被动测量。这两种方法的作用和特点不同，可以相互作为补充。

3.2.1主动测量

主动测量是在选定的测量点上利用测量工具有目的地主动产生测量流量，注入网络，并根据测量数据流的传送情况来分析网络的性能。主动测量的优点是对测量过程的可控性比较高，灵活、机动，易于进行端到端的性能测量；缺点是注入的测量流量会改变网络本身的运行情况，使得测量的结果与实际情况存在一定的偏差，而且测量流量还会增加网络负担。主动测量在性能参数的测量中应用十分广泛，目前大多数测量系统都涉及到主动测量。

要对一个网络进行主动测量，需要一个测量系统，这种主动测量系统一般包括以下四个部分:测量节点（探针）、中心服务器、中心数据库和分析服务器。有中心服务器对测量节点进行控制，由测量节点执行测量任务，测量数据由中心数据库保存，数据分析则由分析服务器完成。

3.2.2被动测量

被动测量是指在链路或设备(如路由器，交换机等)上利用测量设备对网络进行监测，而不需要产生多余流量的测量方法。被动测量的优点在于理论上它不产生多余流量，不会增加网络负担；其缺点在于被动测量基本上是基于对单个设备的监测，很难对网络端到端的性能进行分析，并且可能实时采集的数据量过大，另外还存在用户数据泄漏等安全性和隐私问题。

被动测量非常适合用来进行流量测量。

3.2.3主动测量与被动测量的结合

主动测量与被动测量各有其优、缺点，而且对于不同的性能参数来说，主动测量和被动测量也都有其各自的用途。因此，将主动测量与被动测量相结合将会给网络性能测量带来新的发展。

3.3测量中的抽样

3.3.1抽样概念

抽样，也叫采样，抽样的特性是由抽样过程所服从的分布函数所决定的。研究抽样，主要就是研究其分布函数。对于主动测量，其抽样是指发送测量数据包的过程；对于被动测量来说，抽样则是指从业务流量中采集测量数据的过程。

3.3.2抽样方法

依据抽样时间间隔所服从的分布，抽样方法可分为很多种，目前比较常用的抽样方法是周期抽样、随机附加抽样和泊松抽样[4]。周期抽样是一种最简单的抽样方式，每隔固定时间产生一次抽样。因为简单，所以应用的很多。但它存在以下一些缺点:测量容易具有周期性、具有很强的可预测性、会使被测网络陷入一种同步状态。随机附加抽样的抽样间隔的产生是相互独立的，并服从某种分布函数，这种抽样方法的优劣取决于分布函数：当时间间隔以概率1取某个常数，那么该抽样就退化为周期抽样。随机附加抽样的主要优点在于其抽样间隔是随机产生的，因此可以避免对网络产生同步效应，它的主要缺点是由于抽样不是以固定间隔进行，从而导致频域分析复杂化。

在RFC2330中，推荐泊松抽样，它的时间间隔符合泊松分布，它的优点是：能够实现对测量结果的无偏估计、测量结果不可预测、不会产生同步现象。但是，由于指数函数是无界的，因此泊松抽样有可能产生很长的抽样间隔，因此，实际应用中可以限定一个最大间隔值，以加速抽样过程的收敛。

4.性能指标的测量与分析

4.1连接性

连接性[5]也称可用性、连通性或者可达性，严格说应该是网络的基本能力或属性，不能称为性能，但ITU-T建议可以用一些方法进行定量的测量。目前还提出了连通率的概念，根据连通率的分布状况建立拟合模型。

4.2延迟

延迟的定义是[6]：IP包穿越一个或多个网段所经历的时间。延迟由固定延迟和可变延迟两部分组成[7][8]。固定延迟基本不变，由传播延迟和传输延迟构成；可变延迟由中间路由器处理延迟和排队等待延迟两部分构成。对于单向延迟测量要求时钟严格同步，这在实际的测量中很难做到，许多测量方案都采用往返延迟，以避开时钟同步问题。

往返延迟的测量方法是：入口路由器将测量包打上时戳后，发送到出口路由器。出口路由器一接收到测量包便打上时戳，随后立即使该数据包原路返回。入口路由器接收到返回的数据包之后就可以评估路径的端到端时延。4.3丢包率

丢包率的定义是[9]：丢失的IP包与所有的IP包的比值。许多因素会导致数据包在网络上传输时被丢弃，例如数据包的大小以及数据发送时链路的拥塞状况等。

为了评估网络的丢包率，一般采用直接发送测量包来进行测量。对丢包率进行准确的评估与预测则需要一定的数学模型。目前评估网络丢包率的模型主要有贝努利模型、马尔可夫模型和隐马尔可夫模型等等[10]。贝努利模型是基于独立同分布的，即假定每个数据包在网络上传输时被丢弃的概率是不相关的，因此它比较简单但预测的准确度以及可靠性都不太理想。但是，由于先进先出的排队方式的采用，使得包丢失之间有很强的相关性，即在传输过程中，包被丢失受上一个包丢失的影响相当大。假定用随机变量Xi代表包的丢失事件，Xi=0表示包丢失，而Xi=1表

示包未丢失。则第i个包丢失的概率为P[Xi|Xi-1,Xi-2,…Xi-n],Xi-1,Xi-2,...Xi-n取所有的组合情况。当N=2时，该Markov链退化为著名的Gilbert模型。隐马尔可夫模型是对马尔可夫模型的改进。

MayaYajnik等人所作的172小时的测量试验[11]结果表明，在不同的数据采样间隔下（20ms,40ms,80ms,160ms）采用三种不同的丢包率分析模型进行分析得到的结果完全不同，在不同的估计精确度的要求下实验结果也各有不同。因此，目前需要能够精确描述丢包率的数学模型。

4.4带宽

带宽一般分为瓶颈带宽和可用带宽。瓶颈带宽是指当一条路径（通路）中没有其它背景流量时，网络能够提供的最大的吞吐量。对瓶颈带宽的测量一般采用包对(packetpair)技术，但是由于交叉流量的存在会出现“时间压缩”或“时间延伸”现象，从而会引起瓶颈带宽的高估或低估。另外，还有包列等其它测量技术。

可用带宽是指在网络路径（通路）存在背景流量的情况下，能够提供给某个业务的最大吞吐量。因为背景流量的出现与否及其占用的带宽都是随机的，所以可用带宽的测量比较困难。一般采用根据单向延迟变化情况可用带宽进行逼近。其基本思想是：当以大于可用带宽的速率发送测量包时，单向延迟会呈现增大趋势，而以小于可用带宽的速率发送测量包时，单向延迟不会变化。所以，发送端可以根据上一次发送测量包时单向延迟的变化情况动态调整此次发送测量包的速率，直到单向延迟不再发生增大趋势为止，然后用最近两次发送测量包速率的平均值来估计可用带宽

瓶颈带宽反映了路径的静态特征，而可用带宽真正反映了在某一段时间内链路的实际通信能力，所以可用带宽的测量具有更重要的意义。

4.5流量参数

ITU-T提出两种流量参数作为参考：一种是以一段时间间隔内在测量点上观测到的所有传输成功的IP包数量除以时间间隔，即包吞吐量；另一种是基于字节吞吐量：用传输成功的IP包中总字节数除以时间间隔。

Internet业务量的高突发性以及网络的异构性，使得网络呈现复杂的非线性，建立流量模型越发变得重要。早期的网络流量模型，是经典流量模型，也即借鉴PSTN的流量模型，用poisson模型描述数据网络的流量,以及后来的分组火车模型，Markov模型等等。随着网络流量子相似性的发现，基于自相似模型的流量建模研究也取得了不少进展和得到了广泛的应用,譬如分形布朗运动模型和分形高斯噪声模型以及小波理论分析等等。高速网络技术的发展使得对巨大的网络流量进行直接测量几乎不可能，同时，大量的流量日志也使流量分析变得相当困难。为了解决这一问题，近几年，流量抽样测量研究已成为高速网络流量测量的研究重点。

5．网络性能测量的展望

网络性能测量中还有许多关键技术值得研究。例如：单向测量中的时钟同步问题；主动测量与被动测量的抽样算法研究；多种测量工具之间的协同工作；网络测量体系结构的搭建；性能指标的量化问题；性能指标的模型化分析[12]～[16]；对网络未来状况进行趋势预测；对海量测量数据进行数据挖掘或者利用已有的模型(Petri网、自相似性、排队论)研究其自相似性特征[17]~[19]；测量与分析结果的可视化，以及由测量所引起的安全性问题等等都是目前和今后所要研究的重要内容。随着网络性能相关理论、测量方法、分析模型研究的逐渐深入、各种测量工具的不断出现以及大型测量项目的不断开展，人们对网络的认识会越来越深刻，从而不断地推动网络技术向前发展。6．结束语：

本文对目前网络性能测量技术的主要方面进行了介绍和分析并对未来网络性能测量的研究重点进行了展望。

参考文献

[1]ITU-T建议1.350

[2]ITU-T，建议Y1540

[3]IETF,RFC2330,"FrameworkforIPPerformanceMetrics"TableofContents6

[4]IETF,RFC2330,"FrameworkforIPPerformanceMetrics"TableofContents11

[5]IETF,RFC2678,"IPPMMetricsMeasuringConnectivity"

[5]IETF,RFC2679,"AOne-wayDelayMetricforIPPM"

[6]IETF,RFC2681,"ARound-tripDelayMetricforIPPM"

[7]IETF.RFC3393,"IPPacketDelayVariationMetricforIPPM"

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[8]IETF,RFC2680,"AOne-wayPacketLossMetricforIPPM"

[9]H.SanneckandG.CarleGMDFokus,Kaiserin-Augusta-Allee31,D-10589Berlin,Germany,"AFramework

ModelforPacketLossMetricsBasedonLossRunlengths"

[10]MayaYajnik,SueMoon,JimKuroseandDonTowsley,"MeasurementandModellingoftheTemporal

DependenceinPacketLoss",DepartmentofComputerScienceUniversityofMassachusettsAmherst,MA01003

USA

[11]JacobsonV,"PathcharATooltoInferCharacteristicsofInternetPaths."

[12]LOPRESTIF,DUFFIELDNG,HOROWITZJ,etal.“Multicast-basedInferenceofNetworkInternet-Delay

Distributions”.UniversityofMassachusetts,Amherst,ComputerScience,TechnicalReportUM-CS-1999-055,

1999.

[13]DUFFIELDNG,LOPRESTIF.“Multicastinferenceofpacketdelayvarianceatinteriornetworklinks”.

IEEEINFOCOM2000[C].TelAvivIsrael,2000.

[14]HUANGL,SEZAKIK.“End-to-endInternetDelayDynamics”.IEICETechnicalReportofCQWG,May

2000.

[15]OHSAKIH,MURATAM,MIYAHARAH,“Modelingend-to-endpacketdelaydynamicsoftheInternet”

usingsystemidentification[A].InternationalTeletrafficCongress17[C].SalvadordaBahia,Brazil,2001.

[16]SueB.Moon,"MeasurementandAnalysisofEnd-to-EndDelayandLossinTheInternet"

[17]J.-C.Bolot.“End-to-endpacketdelayandlossbehaviorintheInternet”.InProceedingsofACMSIGCOMM,

SanFrancisco,August1993.

篇（4）

能源计量信息管理系统，是把分布在不同地点的多台计量仪表进行联网，实现计量仪表的在线实时数据采集和管理[1]。系统的组成通常由计量检测设备、数据集中器(分站)、用户终端、管理服务器(主站)、管理软件和网络器件等构成，具有能源数据采集、数据传输、数据处理、数据存储等能源计量功能，其输出数据可用于能源统计与能源审计。

一、能源计量信息管理系统的现状分析

目前，中国各行业开发和使用的能源计量信息管理系统无统一规范标准。因为缺乏国家规范性的指导文件，企业按照自行需求进行设计和开发，能源计量管理系统模式较混乱。许多企业因为没有相关标准或规范的指导而茫然。据浙江省医药化工行业能源计量信息管理系统调查显示，现阶段企业在能源计量系统由于系统结构、功能模块、数据结构与输入输出报表等多方面的不规范，使得企业在计量器具选择、计量数据采集点设置的规范导致企业能计量与源平衡的不确定性。因为缺乏相关标准或规范，很多企业的能源计量管理系统输出政府能源监管部门的需要的各类申报报表(企业耗能设备一览表、企业能源计量器具一览表、能源工业企业能源购销存表、能源消耗统计及分析报表、生产信息报表)，误报和漏报的情况时有发生。这种政企不一致的状况，使得政府能源监管部门较难统一管理企业的能源统计与审计工作。本文就结合当前中国用能行业能源计量信息管理系统的特点，对系统的设计规范做一些浅层次的探讨与研究。

二、能源计量信息管理系统建设的一般要求和设计原则

1.系统的软硬件环境设计要求

在设计能源计量信息管理系统时，对设计硬件上要考虑企业的经济承受能力，逐步完善。同时，配备的计量器具必须要能在线检定或校准;软件设计要考虑全面，给予必要的完善及升级的空间。

2.确定现场能源计量检测点设置与计量器具配置要求

(1)现场能源检测点确定。用能单位能源计量信息管理系统，应能采集行业不同种类能源的数据。所称能源数据，指煤炭、原油、电力、天然气、焦炭、水、蒸汽等和其他直接或者通过加工、转换、回收而取得有用能的各种资源[2]。

能源计量信息管理系统采集点的设置原则是以能够准确和实时采集数据的作为计量检测点，并且要考虑能满足能源平衡、能源统计与审计要求[3]。具体数据采集范围包括:

a)输入用能单位、次级用能单位和用能设备的能源及载能工质;b)输出用能单位、次级用能单位和用能设备的能源及载能工质;c)用能单位、次级用能单位和用能设备使用(消耗)的能源及载能工质;d)用能单位、次级用能单位和用能设备自产的能源及载能工质;e)用能单位、次级用能单位和用能设备科回收利用的余能资源。

(2)计量器具配备率要求。根据GB/T17167—2006标准要求，能源计量信息系统数据采集点的能源计量器具配备率不低于表1的规定(见下页表1)。

3.合理选用现场能源计量器具

根据GB/T17167—2006标准要求，能源计量信息管理系统所选用的能源计量器具，要依据不同用能设备所耗的能源类型不同，而选用相应的计量器具。所选用的计量器具必须要能提供数计量据输出接口。选用的计量器具除了保证精度要求，也要根据生产工艺、使用环境等条件的要求，进行选择相适应的计量器具。

能源计量信息系统数据采集的计量器具准确度不低于表2的规定(见下页表2)。

4.能源管理信息系统主要功能模块设计原则

(1)计量器具系统模块。计量器具系统模块的功能是能源计量管理系统与能源供应部门收费端计量数据联网，实时监控一级计量和二级计量能源数据偏差，并将所采集计量数据形成对比图，出现不合理偏差系统立即报警。系统对电能供应质量进行实时监控，并有报警提示和报警记录。

(2)能源数据采集系统模块。能源数据采集系统模块的功能是自动采集各类能源计量点的实时瞬时量和累计量，采集周期在1分～24小时范围内可调。采集数据项目完全符合能源统计和能源计量管理部门的要求。

(3)采集数据传输、存储、查询系统模块。采集数据传输、存储、查询系统模块应满足实时传输的要求，考虑到数据传送速度，有线传输200米以内可采用双绞线串口传送，超过200米宜采用光纤以太网传送，也可采用无线传输;各采集点数据传输到人机交互界面的时间不应超过1秒。数据输出应满足集中化管理的需要，可通过人机交互界面查询到所有的能源计量数据输出。能源数据中心服务器实时监控历史数据一般要求保存不少于60天。

(4)数据汇总和计算分析系统模块。数据汇总和计算分析系统模的功能是对能源消耗计量数据进行汇总，并按照系统设定各种能耗定额指标和节能量化指标计算分析，并自动形成对比分析图表。超过指标系统立即报警提示。通过报警提示，企业能够及时发现能源浪费现象和能源消耗异常情况，及时进行纠正与改进，及时有效控制能源消耗和能源成本开支。能耗定额指标和节能量化指标主要包括企业单位产值综合能耗、单位产品综合能耗、企业工业增加值综合能耗、企业和车间能源消耗定额及用能设备单耗等。数据汇总和计算分析系统模块功能能够对每个产品能源成本、每个车间能源成本和企业能源成本进行监控和分析，并自动形成对比分析图表，用能成本超过预定费用，系统立即报警提示。

(5)报表统计系统模块。报表统计系统模块功能是能够根据政府、各级公司及分公司需要，自动导出所有的各类满足政府能源统计与审计要求的用源申报报表(企业耗能设备一览表、企业能源计量器具一览表、能源工业企业能源购销存表、能源消耗统计及分析报表、生产信息报表等)，能源统计报表数据均能追溯到系统计量检测记录。

(6)企业、车间、设备能源管理系统模块。企业、车间、设备能源管理系统模块功能是实时监控企业、车间、设备能源实时消耗量，监控各项用能指标不超过定额指标。超过定额指标经报警提示查找原因，及时进行改进。设备管理系统功能能对重点用能设备能耗状况、负荷率、有效利用时间、开启、停止时间等影响能源消耗的各项参数进行实时监控，确保设备的高效、经济运行，减少设备的空载时间和能源浪费的地方。

5.能源管理信息系统的安全设计和维护原则

信息系统应做好防电磁干扰，采集信号线应采用屏蔽线，并禁止与强电信号线混敷;与信息系统相连的外网系统应做好防火墙等病毒隔离措施。用能单位应设系统维护人员负责能源计量信息系统的整体维护;各车间也应有专人负责每天不少于一次的仪表值和信息系统反馈值的一致性检查，发现问题应及时通知系统维护人员。

三、能源计量信息管理系统规范化工作成效

在上述研究的基础上，2009年3月，浙江省标准化研究院联合上虞新和成生物化工有限公司、上虞市质量技术监督局，联合制定了《医药化工行业能源计量信息系统》联盟标准，建立了能源计量信息管理系统的统一的管理模式，实现能源计量管理标准化。通过近一年的标准实施表明，统一规范的能源计量管理系统进一步提高了工艺过程中的能源计量数据的分析和研究的正确必可靠性，为改进生产工艺，提高技改节能效益提供了科学的依据，真正发挥了能源计量数据的功效。其次应用能源管理的科学方法，结合计算机信息网络技术，通过精确计量，自动采集能源量值数据信息，对能耗数据进行计算汇总、图形对比、经济分析、量化评价，控制能源消耗，节约了能源成本开支，提升企业能源管理水平。例如，浙江省重点试点企业上虞新和成生物化工有限公司发酵车间经过对蒸汽消耗数据的分析，将灭菌工艺由原来的间歇消毒改为连续消毒，使车间每月蒸汽消耗量下降30%。精馏车间强化循环水温差管理，优化了操作参数，耗汽量从原来6吨/小时下降为4.5吨/小时，循环水用量从910吨/小时下降到450吨/小时，使该车间每吨产品能源成本下降15%。通过考核，公司万元增加值能耗同比下降14.6%。

为了扎实推进企业能源计量工作，将节能工作落到实处，我们对企业能源计量信息管理系统相关的设计规范和标准进行了初步的研究。规范、有效、科学的能源计量信息管理系统不仅能规范企业能源计量与管理，也将进一步推动国家依法实施节能减排监督管理。

参考文献:

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2智能化变电站的电能计量技术的应用

2.1电子式传感器在电能计量中的应用

随着供电量不断增加，配送电设备不断更新，配送电新技术不断推广，传统的传感器已经无法满足现阶段智能变电站计量系统技术需求了，需要改进。电子传感器能够应用通讯信号，将电子信号转化成数字信号，从而提高了供电效率。此外，它还具有电压及电流传感器，能够准确的接受用电信息，并且结构简单，覆盖范围广泛，在智能变电站中发挥着重要作用。另外，电子式传感器很够抵抗其它信号干扰，对采集到的信息通过光纤材料传输，能有效降低电流或电压信号在传输中出现误差，从而提高了供电稳定性。电子式传感器由于具有这些优点，在供电规模不断扩大的情况下，被广泛应用到智能变电站供电运行中。

2.2智能电能表在电能计量中的应用

和传统电能计量表不同之处在于，智能电能表能够支持两种信号，如IEC61850-9-1和IEC61850-9-2，在二者的基础上，再结合变电站运行方式，对电量计信息做及时调整，从而达到高效率供电目的。智能电表所采用的信息传输材料是光纤，极大提高了信息传输的准确性，这也是智能电表优于普通电表的指标之一。另外，智能变电站中之所以安装智能电表，在很大程度上出于其优越的性能，如它能够对各种类型的电能准确计算，如，分时正反向电能、四象限无功电能、功率、电网频率等组合运行参数。还能够对流失的电量自动记录，并储存在相应设备上。此外，该设备在接入端使用了数字接口，使搜集到的信息自动转换，并通过光纤传输，避免了用电信息在传输过程中受到屏蔽，进而影响供电稳定性。另外，智能电能表的优越之处还在于能够充分利用其它一些外在装置，如数据处理装置、数据分析装置等，所以应用范围相当广泛。但需要指出的是，在这些外在装置安装时，需要按照相关规定，使智能计量表按照规范化流程运行，才能实现智能变电站的计量系统稳定运行。

2.3合并单元在电能计量中的应用

在智能变电站中，除了智能电表和电子式传感器，还有合并单元，这三者缺一不可，在智能变电站中发挥着非常重要的作用。智能变电站之所以使用合并单元，是由于在该单元是变电站不可缺少的组成部分，能够对电气量进行有效合并，并对其中的数字信息进行初步处理，同时采用一定格式，传送给电量计量设备。该设备对接受到的信息作进一步细处理，再给予保存，该处理结果的准确与否，直接关系到变电站供电运行稳定性及安全性。合并单元采集用电信息的主要方式有两种，其一，利用IEC60044-8通讯技术，同时应用内插法及同步法将不同单元给予合并，再实施用电信息采集，从而得到需要的电流或者电压信息。其二，利用IEC61850-9-1通讯技术，该技术能够采用同步法，获取用电信息，进行一定处理，传送给智能表。由此可知，合并单元在用电信息采集中，对所需要的用电信息进行获取，不仅提高了供电效率，也提高了供电稳定性，对于满足变配电设备安全、平稳运行具有重要意义。

3智能化变电站的电能计量纠错设计

首先，电子式传感器的纠错设计。由于电子式传感器是智能变电站的重要组成部分，所以应加大监测力度，提高计量准确性。目前，对该装置的纠错方式为，将测量数据和绝对值相比较，得到检测误差，从而实现纠错效果。具体方式为，以传统的传感器作为标准器具，供电数据在二次传输中实现自动转换，形成标准通道，并和合并单元处理的数据相比较，得到电子式传感器的运行误差，从而实现了纠错效果。在实际操作中，标准传感器发送信号，由校验仪器接受，再传送给合并单元，合并单元安装在电子式传感器中，之后再通过光纤传输，将信号分析处理，从而完成误差检查。其次，智能电表纠错。智能电表通过光纤和电子式传感器连接，并在物理层面上连接到以太网上。所以，智能电表在检测时，通常和标准电表连接在一起，连接材料为光纤，当电量数据同时传输给这两个装置之后，分别计算，然后将智能电表中的信号和标准电表的相比较，从而完成误差检测，实现了智能表校验目的。

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二、结构

1.箱体盖板

箱体顶部为可开合的盖板，盖板四周有密封条，盖板与箱体上部沿口处安装活动密封扣链，以保证其盖板与箱体的密封性。盖板上开（2~3）mm宽、可开合的活动通气盖板，装有开合系统并保证盖合后密封。盖板面板安装气压安全阀。盖板面板留有放置温湿度传感头的专用孔，用于监测试验箱内的温湿度。

2.箱体

试验箱体积根据大纲要求为小于温湿度箱体积3倍，同时要大于试验仪器体积3倍的密封试验箱体。箱体正面为可清晰观察面，正下方设计安置两只硅橡胶手套，用于试验人员通过手套进入试验箱内对检测仪进行定标操作。箱体左侧上方和右侧下方安装小风扇，使箱体内气体均匀。箱体反面下方装有电源接线端。箱体右侧上方和左侧下方各安装一气流电磁阀，以使试验箱体外部温湿度箱内气体能流入箱体内。

3.气路

箱体反面下部装有可通入标气的6个不锈钢气阀，箱体左侧下方和右侧下方各装有可通入清洗用空气和可用排气气阀并可连接气管。

三、使用方法

1.将试验仪器安装在试验箱内的固定支架上，并连接与仪器配套的试验用扩散罩和标气管路。试验箱放置于温湿度箱内，连接电源及各气路，电源线、温湿度传感器连线、标气气路和空气气路等通至温湿度箱外。

2.打开试验箱盖板上的通气盖板，开启箱内风扇、空气泵和电磁阀，帮助温湿度箱内空气进入试验箱，各标气管路和清洗气路关闭。

3.关上温湿度箱门，设定试验温度和湿度。待温湿度条件满足要求时，通过电动系统关闭通气盖板（如没有电动系统关闭装置，可关闭空气泵和电磁阀，并通过打开温湿度箱人工关闭通气盖板。此时，温湿度箱内温湿度损失严重，而试验箱内温湿度损失较小，可以再关上温湿度箱升温和加湿，打开空气泵和电磁阀，直至满足要求）。

4.按大纲要求，试验仪器进行热稳定后，通气进行零点和示值的调整。对零点和示值的调整，可以关闭空气泵和电磁阀，打开温湿度箱门，试验人员通过试验箱面板手套操作（此时，温湿度箱内温湿度损失严重，而试验箱内温湿度损失较小）。

5.零点和示值调整后，再关闭温湿度箱，打开空气泵和电磁阀，以确保试验箱内温湿度条件满足要求。条件符合后，可按大纲要求进行试验。

6.如希望试验箱内试验气体浓度降低或保持清洁，可通入空气进行清洗，试验箱内气体物质浓度可通过排出管路接入测量仪监测。

7.排放管路可接入通风柜通风管路，管路气流需形成负压。试验完成后，通入清洁空气清洗，待监测仪显示安全，打开试验箱内取物。

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中图分类号：F407文献标识码： A

引言

随着用电规模的增大与用电量的增加，电能计量表在电力工作中所起到的作用越来越关键，这是关系到群众与企业共同利益的重要环节。但是在利用电能表进行电能统计时，由于各方面的因素，总是会存在一定的计算误差，这些误差有可能影响到供电企业与用电用户的合作关系，所以电力工作者应该重视误差存在的问题。

一、电能计量现状分析

计量设备的准确性、抄表的科学性、反窃电技术等都会对电能计量的准确性造成影响，当前，我国电能计量中主要存在的问题有：首先，在高压出线侧，电能计量无法实现。过去，发电厂供电量的计算方式是发电机的出口电量减去厂用电量；当前，还有一些发电厂将电能计量点设置在发电机的出口处，在高压出线侧则没有设置相应的计量装置，无法准确计量关口电量。其次，当前采用的关口电能表通常是感应式电能表，属三相两元件，其结构和功能上有缺陷。再次，电压互感器的二次导线上存在压降，会引起计量误差。最后，互感器的准确度有待提高，它不符合规程要求。

二、电力系统中有功电能的计算与误差

（一）电力系统中有功电能的计算

在整个电力系统中，计算电能资源中的有功电能，主要根据一定时间内的电能资源的平均功率加上计量时间这两个因素。计算公式为：W=T×P，在这个公式中，T表示在进行有功电能计算的实践，P是相应的有功功率的功率值。在整个电力系统中，只要计算出在一个时间范围内的有功功率就能计算出这个范围内的有功电能的状况。比如，在一个三相四线制的系统运行的时候，根据这个电力系统运行的状况来计算有功电能。在三相四线制的电力系统中，其瞬时的功率加在一起等于这个电路中的平均有功功率的任何一个时刻。但也有例外，就是在三相四线制电力系统中出现谐波分量的状况的时候，要计算相关的有功电能，就要计算系统的瞬时功率，通过计算这个功率来计算出有功电能的状况。

（二）电力系统中的有功电能误差分析

电力系统运行中，一般通过利用电能表来统计电能的消耗与使用情况。随着科技的发展，一般都是采用全数字电能表。供电企业重视电能表的计量，且定期检查。全数字式电能表字在电力系统中有功电能的计量过程如下图：

在使用全数字化的电能表计量与监测电力系统有功电能的时候，为达到实时监测有功电能的目的，要通过电能表的前置低通滤波器进行监测。但在利用数字化电能表进行电力系统有功电能的监测中，会产生有功电能监测的误差。首先，在电力系统运行时，利用全数字化的电能表的前置低通滤波器监测有功电能。但不能全部监测电力系统中的相同频率电流或电压中有功电能，这样会造成高频率有功电能的损失，那么利用数字化电能表对有功电能监测会产生误差；其次，利用全数字化电能表监测有功电能过程中，全数字化电能表的前置低通滤波器在应用过程中产生的信号分量相互移动，这样也会造成丢电力系统有功电能检测的误差。

三、电能表计量误差存在的原因

1、电能表同一线路中电压不对等。电能表内部同一线路中电压的不对等是影响电能表计量精确度的次要原因。这里导致误差的情况有两种：第一种是当电能表内的附件很多存在差异时，由于附件在同一线路上，同一个电压与电流在通过时会使不一样的附件产生不均衡的影响，使转动滑轮改变而导致误差；第二种是当电能表中的附件一样时，同一个电压与电流在通过时不会对一样的附件产生不同影响，但在电压不对等时，转动滑轮还是会发生改变，依旧影响计量精度。

2、电流、电压、温度的变化。造成电能计量表在数据计量时产生误差的首要原因是电能表中电流、电压及温度的变化。电能表中的电流与外界线路上的电流量有差异，这使电能表所显示的用电度数与用户自身所消耗的用电度数不一样，造成电能表计量存在误差。同理，由于电能表中的所加载电压与外界线路上产生的电压不同，造成电压表中转动滑轮比例改变，导致电能表计量上出现偏差，最终造成电能表计量上的误差产生。此外，电能表内温度的变化也是主要影响因素，因为电能表内部是用一定温度的，但同时电能表内部又有电流通过，这样会使电能表内部温度改变，随着温度改变又会反作用于电能表中的电流与电压，最后产生计量误差。

四、电能计量与计费问题分析

在电能计量中，总有功功率包括基波有功功率及谐波有功功率，当前，对于谐波有功功率的计费，还没有统一的标准，因此，不同的电表厂家在有功电能计量上各有不同。当前，感应式电能表及电子式电能表是最常用的计量装置，其中，前者只有在电压和电流处于理想状态时才有较好的工作性能，这是由其工作原理和构造决定的。这种电能表的电气性能是非线性的，当电网中存在谐波时，其计量的电能量不是基波有功，同时也不是基波和谐波单独作用时的功率和。电子式电能表在计算电能时有很多种方法，因此市面上也存在各种类型的电子式电能表，但没有一种类型的电能表能准确反映出用户实际使用的电能情况。

电力系统本身在正常运转期间，其中的电能计量主要是针对电网输电期间利用有功功率的方式来对于谐波有功、基波有功等方面的具体情况进行统计，但以往在进行计量的过程中，有功功率无法对谐波进行精确计量，如此以来，也就无法真正精确的对于不同波段之下所存在的电能用电加以精确计量。就目前来说，相当一部分供电企业对于电网输电过程中所呈现出的谐波损耗现象并没有一个较为统一的标准，通常情况下都是直接利用电子式、感应式的电能计量表来达到计量的目的。感应式计量表本身在运行期间，只有较为理想的环境之下，才能够较为良好的发挥出工作性能;电子式计量表仅仅只能够对电力使用做一个粗略统计，再加上电能本身的计量标准没有完全统一，各个不同的标准较多，并且都无法完全客观的反映出用户的实际用电，因此以往的电能计量方式都无法充分的反映出用电量。而要真正切实有效的解决这方面问题，就需要不同情况下的用电用户用电，来采取不同的计量方式达到精确计量的目的，在这一过程中，务必要将计费、计量这两个方面进行区分，最终达到计量的目的，实现不同用电用户电能计量工作统一的唯一方式，就是要将现代化高精度的谐波探测技术在计量工作中进行应用。

利用研发电能计量信息采集自动系统，能够更加高智能的对计量工作进行控制，利用现代化的自动化系统能够是以往电量信息采集过程中所遭遇到的各方面问题得到良好的解决，此外，由于计量信息的自动化采集，使得人工劳动力强度大幅度降低，这也达到了降低供电企业运行成本的目的，务必要将电能计量信息的相应采集工作持续不断的向着自动化、高速化、轻量化的方向不断发展，只有通过高效率的自动化运行模式才能使电量系统本身的工作效率能够大幅度的提升。

结语

电能计量的误差和计费问题不仅对电力系统的正常运行有着严重的影响，还给人们的日常生活和生产带来了极大的不便，因此，要在全社会形成安全、科学、合理用电的共识，努力开发与应用新技术，真正实现公平公正的电能收费政策。

篇（8）

在现代化生产过程控制中，执行机构起着十分重要的作用，它是自动控制系统中不可缺少的组成部分。现有的国产大流量电动执行机构存在着控制手段落后、机械传动机构多、结构复杂、定位精度低、可靠性差等问题。而且执行机构的全程运行速度取决于其电机的输出轴转速和其内部减速齿轮的减速比，一旦出厂，这一速度固定不可调整，其通用性较弱。整个机构缺乏完善的保护和故障诊断措施以及必要的通信手段，系统的安全性较差，不便与计算机联网。鉴于以上原因，采用传统的大流量电动执行机构的控制系统，可靠性和稳定性较差。随着计算机网络、现场总线等技术在工业过程中的应用，这种执行机构已远远不能满足工业生产的要求。笔者设计的大流量电动执行机构，采用机电一体化技术，将阀门、伺服电机、控制器合为一体，利用异步电动机直接驱动阀门的开与关。通过内置变频器，采用模糊神经网络，实现阀门的动作速度、精确定位、柔性开关以及电机转矩等控制。该电动执行机构省去了用于控制电机正、反转的接触器和可控硅换向开关模件、机械传动装置和复杂、昂贵的控制柜和配电柜，具有动作快、保护较完善、便于和计算机联网等优点。实际运行表明，该执行机构工作稳定，性能可靠。

2电动执行机构的硬件设计及工作原理

电动执行机构控制系统原理框图如图2-1所示。智能执行机构从结构上主要分为控制部分和执行驱动部分。

控制部分主要由单片机、PWM波发生器、IPM逆变器、A/D、D/A转换模块、整流模块、输入输出通道、故障检测和报警电路等组成。执行驱动部分主要包括三相伺报电机和位置传感器。

系统工作原理：

霍尔电流、电压传感器及位置传感器检测到的逆变模块三相输出电流、电压及阀门的位置信号，经A/D转换后送入单片机。单片机通过8255控制PWM波发生器，产生的PWM波经光电耦合作用于逆变模块IPM，实现电机的变频调速以及阀位控制。逆变模块工作时所需要的直流电压信号由整流电路对380V电源进行全桥整流得到。

控制系统各功能元件的选型与设计：

1)单片机选用INTEL公司生产的8031单片机，它主要通过并行8255口担负控制系统的信号处理：接收系统对转矩、阀门开启、关闭及阀门开度等设定信号，并提供三相PWM波发生器所需要的控制信号；处理IPM发出的故障信号和报警信号；处理通过模拟输入口接收的电流、电压、位置等检测信号；提供显示电动执行机构的工作状态信号；执行控制系统来的控制信号，向控制系统反馈信号；

2)三相PWM波发生器PWM波的产生通常有模拟和数字两种方法。模拟法电路复杂，有温漂现象，精度低，限制了系统的性能；数字法是按照不同的数字模型用计算机算出各切换点，并存入内存，然后通过查表及必要的计算产生PWM波，这种方法占用的内存较大，不能保证系统的精度。为了满足智能功率模块所需要的PWM波控制信号，保证微处理器有足够的时间进行整个系统的检测、保护、控制等功能，文中选用MITEL公司生产的SA8282作为三相PWM发生器。SA8282是专用大规模集成电路，具有独立的标准微处理器接口，芯片内部包含了波形、频率、幅值等控制信息。

3)智能逆变模块IPM为了满足执行机构体积小，可靠性高的要求，电机电源采用智能功率模块IPM。该执行机构主要适用功率小于5．5kW的三相异步电机，其额定电压为380V，功率因数为0．75。经计算可知，选用日本产的智能功率模块PM50RSA120可以满足系统要求。该功率模块集功率开关和驱动电路、制动电路于一体，并内置过电流、短路、欠电压和过热保护以及报警输出，是一种高性能的功率开关器件。

4)位置检测电路位置检测电路是执行机构的重要组成部分，它的功能是提供准确的位置信号。关键问题是位置传感器的选型。在传统的电动执行机构中多采用绕线电位器、差动变压器、导电塑料电位器等。绕线电位器寿命短被淘汰。差动变压器由于线性区太短和温度特性不理想而受到限制。导电塑料电位器目前较为流行，但它是有触点的，寿命也不可能很长，精度也不高。笔者采用的位置传感器为脉冲数字式传感器，这种传感器是无触点的，且具有精度高、无线性区限制、稳定性高、无温度限制等特点。

5)电压、电流及检测检测电压、电流主要是为了计算电机的力矩，以及变频器输出回路短路、断相保护和逆变模块故障诊断。由于变频器输出的电流和电压的频率范围为0～50Hz，采用常规的电流、电压互感器无法满足要求。为了快速反映出电流的大小，采用霍尔型电流互感器检测IPM输出的三相电流，对于IPM输出电压的检测采用分压电路。如图2-2所示。

6)通讯接口为了实现计算机联网和远程控制，选用MAX232作为系统的串行通讯接口，MAX232内部有两个完全相同的电平转换电路，可以把8031串行口输出的TTL电平转换为RS－232标准电平，把其它微机送来的RS－232标准电平转换成TTL电平给8031，实现单片机与其它微机间的通讯。

7)时钟电路时钟电路主要用来提供采样与控制周期、速度计算时所需要的时间以及日历。文中选用时钟电路DS12887。DS12887内部有114字节的用户非易失性RAM，可用来存入需长期保存的数据。

8)液晶显示单元为了实现人机对话功能，选用MGLS12832液晶显示模块组成显示电路。采用组态显示方式。通过菜单选择，可分别对阀门、力矩、限位、电机、通讯和参数等信号进行设置或调试。并采用文字和图形相结合的方式，显示直观、清晰。

9)程序出格自恢复电路为了保证在强干扰下程序出格时系统能够自动地恢复正常，选用MAX705组成程序出格自恢复电路，监视程序运行。如图2-3所示，该电路由MAX705、与非门及微分电路组成。

工作原理为：一旦程序出格，WDO由高变低，由于微分电路的作用，由“与非”门输入引脚2变为高电平，引脚2电平的这种变化使“与非”门输出一个正脉冲，使单片机产生一次复位，复位结束后，又由程序通过P1．0口向MAX705的WDI引脚发正脉冲，使WDO引脚回到高电平，程序出格自恢复电路继续监视程序运行。

3阀位及速度控制原理

阀位及速度控制原理框图如图3-1所示。

采用双环控制方案，其中内环为速度环，外环为位置环。速度环主要将当前速度与速度给定发生器送来的设定速度相比较，通过速度调节器改变PWM波发生器载波频率，实现电机的转速调节。速度调节器采用模糊神经网络控制算法(具体内容另文叙述)。

外环主要根据当前位置速度的设定，通过速度给定发生器向内环提供速度的设定值。由于大流量阀执行机构在运行过程中存在加速、匀速、减速等阶段。各阶段的时间长短、加速度的大小、在何位置开始匀速或减速均与给定位置、当前位置以及运行速度有关。速度给定发生器的工作原理为：通过比较实际阀位与给定阀位，当二者不相等时，以恒定加速度加速，减速点根据当前速度、阀位值、阀位给定值的大小计算得来。

执行机构各阶段运行速度的计算原理

图3-2为执行机构的典型运行速度图，它由若干段变化速率不同的折线组成。将曲线上速率开始发生改变的那一点称为起始段点，相应的时间称为段起始时间，如图3-2中的t(i)(i＝0，1，2，……)，相应的速度称为段起始速度，如图3-2所示v(i)(i＝0，1，2，…)。

设第i段速度的变化速率为ki，则有：

式中：Δv为两段点之间的速度变化值，Δv＝vi＋1－vi；

Δt为两段之间的时间，Δt＝ti＋1－ti。

显然，当ki＝0时为恒速段，ki＞0时为升速段，ki＜0时为减速段。任意时刻的速度给定值为：

Ts为采样周期。

变化速率ki的取值由给定位置、当前位置以及运行速度的大小确定。

4关键技术问题的解决

该电动执行机构采用了最新的变频调速技术，电机驱动功率小于5．5kW。用户可根据需要设定力矩特性，根据控制的阀设定速度，速度分多转式、直行程、角行程3种方式。控制系统由阀位给定和阀位反馈信号构成的闭环系统，控制特性视运行方式、速度而定，并具有自动过流保护、过载保护、超压、欠压、过热、缺相、堵转等保护功能。

该执行机构解决的关键性技术问题主要有：

1)阀门柔性开关柔性开关主要是为了当阀关闭或全开时，保证阀门不卡死与损伤。执行机构内部的微处理器根据测得的变频器输出电压和电流，通过精确计算，得出其输出力矩。一旦输出力矩达到或大于设定的力矩，自动降低速度，以避免阀门内部过度的撞击，从而达到最优关闭，实现过力矩保护。

2)阀位的极限位置判断阀位的极限位置是指全开和全关位置。在传统执行机构中，该位置的检测是通过机械式限位开关获得的。机械式限位开关精度低，在运行中易松动，可靠性差。在文中，电动执行机构极限位置通过检测位置信号的增量获得。其原理是，单片机将本次检测的位置信号与上次检测的信号相比较，如果未发生变化或变化较小，即认为己达到极限位置，立即切断异步电机的供电电源，保证阀门的安全关闭或全开。省去了机械式限位开关，无需在调试时对其进行复杂的调整。

3)电机保护的实现为了防止电机因过热而烧毁，单片机通过温度传感器连续检测电机的实际运行温度，如果温度传感器检测到电机温度过高，自动切断供电电源。温度传感器内置于电机内部。

4)准确定位传统的电动执行机构在异步电机通电后会很快达到其额定动作速度，当接近停止位置时，电机断电后，由于机械惯性，其阀门不可能立即停下来，会出现不同程度的超程，这一超程通常采用控制电机反向转动来校正。机电一体化的大流量电动执行机构根据当前位置与给定位置的差值以及运行速度的大小超前确定减速点的位置及减速段变化速率ki，使阀门在较低的速度下实现精确的微调和定位，从而将超程降到最低。

5)模拟信号的隔离。

对于变频器的直流电压以及输出的三相电压，它们之间的地址不一致，存在着较高的共模电压，为了保证系统的安全性，必须将它们彼此相互隔离。采用LM358和4N25组成了隔离线性放大电路。如图4-1所示，采用±15V和±12V两组独立的正负电源。若运放A的反相端电位由于扰动而正向偏离虚地，则运放A输出端的电位将降低，因而光电耦合器的发光强度将增强，则使其集射极电压减小，最后使运放A反相端的电位降低，回到正常状态。若A的反相端电位负向偏离虚地，也可以重回到正常状态。从而增强了系统的抗干扰性。

5结束语

该执行机构集微机技术和执行器技术于一体，是一种新型的终端控制单元，其电机是通过内部集成的一体化变频器来控制，因此，同一台智能执行机构可以在一定范围内具有不同的运行速度和关断力矩。该智能执行机构采用了液晶显示技术，它利用内置的液晶显示板，不仅可以显示阀门的开、关状态和正常运行时阀门的开度，还可以通过菜单选择运行参数设定，当系统出现故障时，能显示出故障信息。总之，该执行机构集测量、决断、执行3种功能于一体，顺应了电动执行机构的发展趋势，它的研制成功给电动执行机构的研究开发提供了新的思路。

参考文献

［1］邓兵，等．数字阀门电动执行机构［J］．自动化仪表，2001(1)．

［2］LiuJianhou．Theresearchonreliabilityandenvironmentadaptabilityofelectriccontrolvalveusedinunclearpowerstation［J］．MaintainabilityandSafety，vol．2，Dalian，China，28－31August2001．

篇（9）

（一）政府制定了相关政策，扶持河北农村“两后生”培训工作。河北省是个农业大省，人力资源比较丰富，其中农村劳动力有2，944万人，占乡村总人口的74.4%，但这些劳动力普遍文化偏低，平均受教育只有8.02年，很多只有小学文化，已经不能适应经济的发展。而中、高等职业教育满足了社会发展的人才需求，适应了当前工业化、城镇化和农业现代化的人才需要。因此，各级政府高度重视对劳动力后备资源“两后生”的培训工作，在相关政策中出台了一系列有助于提升他们素质的政策措施。如河北省政府出台了《人民政府办公厅关于进一步做好农民工培训工作的实施意见》、《河北省人力资源和社会保障厅、财政厅关于做好2014年城乡技能就业扶助计划实施工作的通知》（冀人社字［2014］133号），保定市政府出台了《大力发展职业教育决定》，邯郸市出台了《邯郸市人民政府关于加强职业培训促进就业的实施意见》（邯政［2013］98号），这些文件中都对农村“两后生”的培训工作提出了指导性意见，明确了培训机构、内容、形式和要求，并且规定了补贴标准为每年800～1，600元，邯郸则将土地流转后的农村“两后生”的补贴标准涨为2，300元，有效地解决了土地流转家庭的实际困难，促进了他们就业。目前，与农村“两后生”培训相关的主要项目有农业部组织的“阳光工程”、国务院扶贫办公室组织“雨露计划”、人力资源与社会保障部门牵头实施的“农村劳动力技能就业计划”、“农村劳动力就地就近转移计划”等，他们都为农村“两后生”的培训提供了保证。

（二）做好为农村“两后生”的服务工作。为做好“两后生”培训和就业工作，各级政府利用各种机构对农村两后生的相关情况进行调查，调查内容有个人基本资料、家庭经济状况、兴趣爱好以及培训意愿等，为进一步搞好工作打下相关基础。如河北临漳县通过各级公共就业和人才服务系统摸清了“两后生”情况，建立了实名制台账，以便统筹管理。同时，各地人力资源部门组织各种培训，增强农村“两后生”的专业技能和就业能力，在行政大厅窗口设立了技能培训、职业介绍、创业扶持、就业援助等窗口。

（三）强化监管。为使“两后生”培训工作取得实效，各地通过申报、评审建立了职业技能定点培训机构，并且建立了培训机构退出机制，对已认定的定点培训机构资质进行复核，达不到资质条件的予以注销，同时规范学校的学生、教学、教育等工作。

二、存在的问题及其原因

近年来，河北省在对农村“两后生”培训方面做了大量富有成效的工作，但还存在一些亟待解决的问题：

（一）农村“两后生”接受转移培训意识不强。农村“两后生”接受职业培训的主动性不强，很多一毕业就跟随父母外出打工。在调查中，选择愿意参加政府组织的相关培训只占48.9%，选择非常愿意参加培训的不到30%，持“无所谓”态度的高达21.3%。在原因调查时发现主要存在两个方面：一方面认为培训了也很难找到好工作；另一方面认为培训还要自己承担一些费用，部分贫困生承担不起。

（二）培训机构自身不足。对农村“两后生”培训的目的就是要提高他们就业和创业的能力及综合素质。目前，对农村“两后生”培训的主要是中等职业技术学校和就业培训中心，但他们的教师队伍，有的缺乏实践经验、有的学历偏低，难以满足培训的要求。在培训方式上也常常是文化基础课为主，实践教学课时安排不足，不能满足就业的要求。另外，有些培训机构设施简陋，缺乏实习设备和场地，用于教学的仪器往往是市场上早已淘汰的产品，教学方法也只是课堂讲授，这些都限制了培训质量的提高。

（三）缺少企业参与农村“两后生”培训。大多数企业出于利益考虑，只注重招募廉价劳动力，但不注重开发劳动力资源，企业对农村“两后生”培训工作的参与性还远远不够，造成企业招不到合适的技工，农村“两后生”培训后也不能很好的就业，而农村“两后生”是否接受培训关键就是能否就业。究其原因有：第一，由于没有和市场很好对接，造成一些专业重复设置，如美发、建筑、缝纫等，毕业的学生很难就业；第二，不少企业担心学生培训后不来单位或掌握技术后容易跳槽，不愿意参与相关培训；第三，很多地区的培训没有联系就业单位，造成培训后找不到合适工作。

（四）政府管理服务存在一定的问题。在对农村“两后生”培训中政府占据主导地位，他们的管理服务是否到位、高效，直接关系到培训工作能否成功。但是河北省政府部门在对农村“两后生”培训中还存在着一些问题。第一，参与部门多，缺乏合作。目前在对农村“两后生”培训中，涉及的部门主要有劳动部门、扶贫办、教育部门、农业部门，但各部门之间责任分工不明确，出现管理职能的交织，各部门之间缺乏合作交流；第二，培训经费不足、不能及时到位。河北省在对农村“两后生”培训中每年虽有相关费用，但由于物价的上涨、通货膨胀以及培训时间较长等因素的影响，现行的补助标准已不能满足需求，严重影响了培训机构和学员的参与积极性，从而导致培训效果一般；第三，农村劳动力市场供求信息缺乏。尽管各地都有劳动力市场，但信息不及时，造成企业招工难、农村“两后生”不好就业的局面。

（五）就业门路狭窄，多在传统一、三产业。目前，农村“两后生”的培训中虽有一些是订单培训，但很大部分还需靠自己去寻找出路，从而又和父辈一样，主要集中在技术含量比较低行业，主要靠时间和劳动强度决定工资收入，技术并没有带来较大增收。而且流动性比较大，往往也没有规范的劳动用工合同，更无三险一金，还随时面临着被“炒鱿鱼”的风险，就业前景不容乐观。

三、对策建议

（一）多种渠道宣传，营造关爱农村“两后生”的良好氛围。为使农村“两后生”培训政策家喻户晓，应建立多渠道的宣传平台，以扩大宣传覆盖面和知晓率。制作招生简章，包括的内容有培训的专业设置、招生条件、补贴政策和就业去向等。宣传渠道有：在中考或高考结束后在学校设置咨询台、“两后生”考试返乡后在村大队制作宣传专栏、在乡镇集市上散发宣传资料、当地报纸、电视台、广播电台上宣传等各种措施进行宣传动员。

（二）完善培训机构的工作。职业培训机构作为农村“两后生”的具体实施者，其成效如何直接决定了培训效果。因此，应从以下几方面来完善培训工作：第一，建立高素质的专兼职师资队伍。一方面加大对现有教师队伍的培训，提高他们的技能；另一方面聘请社会上有的相关经验的专家来做兼职教师，定期上课，提高学生的实际操作能力。同时，设立新教师准入门槛，要求学历本科以上，并有相应专业的资格证书。第二，把握就业市场行情。培训工作应和就业市场接轨，与产业发展方向相联系，加大和企业合作力度，开展“订单式”培训，根据专业技能要求，设置培训内容，开展菜单式教学。同时，也要加大对市场所需技术工种的预测，提早设置相关专业，走在市场前列。第三，多渠道筹集经费。改善实习基地、教学设备等硬件条件，需要有充足的办学经费，除了依靠政府拨款外，还应多渠道筹集经费，如和企业合作帮助对方培训新员工、和非营利组织建立良好关系，争取和他们有项目合作或者获得捐赠。第四，利用各种教学手段，提高培训的效果。多媒体教学，具有信息量大、生动直观的特点；互动参与式教学，可以加强师生交流，创造合作性的学习情境；案例教学法，可以提高学生分析问题解决问题的能力。

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在电力市场运营过程中，买卖双方交易的物理量是电能量，对发、供电量、联络线交换电量、网损（线损）电量及分时、分类电量的采集、监视、统计、分析、运算是电力市场运营的主要内容；建设电能量自动采集系统是实现电力市场运营的基础。对火力发电厂，主要对发、供电量进行统计，对机组平衡率、交接班电量等进行统计计算，以加强管理，并采取相应措施降低损耗，提高效率。

以我们江苏新海发电有限为例，每天分四班，传统的方式是每次交接班时抄表，人工录入进行统计计算；这种人工抄表、统计不能满足实时、分时及动态分析管理的要求，电能量采集方式的改变已势在必行。江苏新海发电有限公司电能量自动采集系统于2001年9月底基本建成。该系统已采集了所有机组的全部电能量数据，完成了电能量的自动采集、存储、总加计算、统计、报表打印等功能；系统代替了人工抄表，提高了数据的同步性、及时性、准确性和完整性；系统对全公司发电情况和各类平衡率进行自动统计，提高了统计计算速度和自动化水平；利用系统进行分班次考核，提高了企业的管理水平和效率；各部门可通过Web查看所有数据和报表，进行不同的二次开发，提高了电能数据的利用率。系统（如图1所示）分主站和采集终端（ERTU）两部分，主站与ERTU之间采用网络通信方式进行数据传输。主站采用南京华瑞杰自动化设备有限公司的COM-2000系统、厂站采用该公司的MPE-III电能量远方数据终端。

1、江苏新海发电有限公司电能量自动采集系统配置

1.1主站系统配置

该系统采用高性能的PC机作为硬件平台，系统的数据库服务器采用双机备份，互为热备用，并保持数据的一致性；前置机负责采集数据，连接GPS用于全网对时，后置机负责处理并保存数据，报表工作站负责所有报表的编辑和打印，Web服务器提供Web浏览，各MIS工作站通过Web可查看所有数据和报表；主网采用10/100M网，由交换机来连接服务器和所有计算机。

系统操作系统采用目前广泛使用的、安全性能较高的Windows2000Server，网络通信采用TCP/TP协议，数据库采用具有Client/Server模式的商用数据管理系统SQLServer2000，编程全部采用VC、VB、Delphi等，集成EXCEL作为报表工具生成图文并茂的图形报表。

1.2主站系统主要功能模块

（1）数据库管理系统

COM-2000数据库管理系统采用标准的商用数据管理系统。数据处理是整个系统的核心，它涉及到数据结构、数据存取、数据维护、数据共享等多方面的管理

数据库大致分四部分，即系统信息数据库(档案信息库)、原始数据库、二次统计数据库和公式统计库。系统数据库存放了有关系统的配置、参数等信息，原始数据库主要数据来源于各采集终端的电表数据，二次统计数据库主要存放来源于原始数据库，经过计算、统计的数据。公式统计数据库来源于二次统计数据库，存放了公式的计算结果。

（2）WEB服务管理系统

WEB服务管理系统响应来自Internet/Intranet的WEB服务请求，提供客户端请求的数据库数据和WEB页面格式。

（3）前置通讯及数据处理管理系统

此系统完成电能量自动采集系统对采集终端数据的采集和处理，数据采集采用大容量高速数据传输部件，保证准确性。全部操作均为在线完成，随输随用，响应性好。具体功能为：对所接收的报文完成规约转换、系数处理和合理性检查，将处理结果交给数据库。可即时查看通讯状况及具体通讯报文。

（4）数据统计及公式管理系统

该系统完成统计计算公式的设定和定时统计任务，如班次电量、日电量、月电量、年电量及电能量总加、平衡、线损、变损等数据的定时统计任务。

（5）报表图形设置显示打印系统

用户可根据实际需要设置报表和图形显示的格式，完成班次电量、日电量、月电量、年电量等报表数据的定时打印，并可根据用户要求对任意电表、任意采集终端或全厂的历史数据的显示及打印。

（6）终端、电表参数设置下装及召唤系统

该系统完成从主站对采集终端中各电表的基值、转比、时段方案、PT、CT等参数的在线设置和下装，并在线查看终端、电表状态和参数。

（7）内部网络通讯管理系统

该系统是整个系统中各个子系统之间的纽带，其功能为：在操作系统所提供的网络支持的基础上实现面向应用的高层网络通讯；根据应用所定义的数据流动模式确定数据流向，提高应用的通信效率。该系统采用完全的Client/Server模式，基于TCP/TP协议，保证了整个平台在不同网络通信协议之间的可移植性。

（8）告警管理系统

该系统根据用户的要求和数据处理的结果，以及设备状态的变化，对系统中发生的特定变化进行提示和告警。如电量值越界、设备异常等，可进行弹出提示框、语音等多种方式告警，对告警信息，可进行打印和保存，可分时段查询和检索。

（9）远程诊断管理系统

该系统用以完成对用户已投运的系统的诊断和维护。系统可通过拨号MODEM和用户系统连接，对其运行情况进行分析诊断；可远程更新系统程序，排除系统故障；并可远程系统更新消息，提高系统使用水平。

（10）安全机制管理系统

该系统完成安全性校核，防止非法操作。对使用用户进行分级管理，根据用户的类别赋予不同的操作权限；在进行关键操作时，对使用者身份的操作权限进行合法性检查；记录关键操作过程，提高系统管理水平。.3电能量采集装置

采用MPE-III电能量远方数据终端，装置采用交、直流双电源，同时对全厂的脉冲和数字电表进行采集。每时段的电能量均带时标，并保留1个月；采用Polling方式实现远程通信；具备接受当地或远方参数下装、自诊断、远方诊断、自恢复等功能；中文液晶显示；设置、查看、核对具有密码保护；具有输入、输出电压、电流保护、防雷保护、直流反极性输入保护。

1.4通信方式

主站系统与远方电能量采集终端之间的通信方式采用网络方式通讯，由于距离较小，各采集终端直接连接在主站系统网络交换机上。电能量采集终端与电能表之间直接通过RS-485口进行数据传输，对脉冲电表增加脉冲采集板。

2、火电厂电能量自动采集系统建设中的几个问题

2.1主站系统建设

（1）电能量自动采集系统有别于SCADA/EMS系统。当电力工业转向市场化运营后，电网的生产和经营工作将更加细化，电能量自动采集系统必将成为一个独立的系统。

（2）电能量自动采集系统的建设，必须符合相应的国家计量管理标准和技术规范。

（3）数据库的设计。在选用数据库时，一方面要考虑性能和功能；另一方面，还要考虑和现有调度自动化系统数据库的继承，以及开放平台和数据接口等问题。电能量自动采集系统数据库内容的设计，要涉及到今后兼容的问题。我国的电能量自动采集系统从无到有，市场规则一定会不断的修改和完善，应尽量减少和避免数据库结构和内容的变动。完善的数据库系统是研究和设计电能量自动采集系统的一项重要工作。

（4）系统的安全性。电能量自动采集系统实现的功能涉及到企业的切身利益，系统应当具备很强的抗干扰能力，系统运行必须稳定可靠。

（5）数据的完整性。由于电能消耗是前后连贯的，因此电能计量的是一系列随时间递增的电能量累加值，要求在计量、采集、传输、存储和处理的整个过程中，保证在任何环节出现故障时，都不允许丢失数据。特别是在进行分班次电能量统计和结算时，数据的完整性成为电能量自动采集系统的基础。系统数据处理应采用分层处理方式存储数据，确保电能量数据的安全性和完整性。

（6）数据的修改。系统必须保证采集的电能量原始数据完整准确。存入的原始电能量数据只能查看，不能修改；各电能量备份数据有权限才能修改，并保存修改记录档案。

（7）数据的可恢复性。对意外情况引起的系统故障，系统应具有恢复数据的能力，保证电能量数据的安全和完整。

（8）数据的及时性。电能量数据应以5min（或1min）为单位进行带时标采集、传送和存储，便于电能量的统计、分班次考核。

（9）系统的时间性，整个电力系统一直处于电能的发、变、输、配、用的动态平衡状态中，电力交易的产、售、购是同时进行的，电能量自动采集系统应以标准时钟（GPS）为基准，以保证各个计量点基于相同的时间基准完成对电能量的计量及电能量数据带时标的存储。主站系统连接GPS时钟，系统对采集终端对时，采集终端对电表对时（要求电表支持）。

（10）系统的容错性。电能量自动采集系统的软件和硬件设备应具有良好的容错能力。当各软件、硬件功能发生一般故障，以及运行人员或维护工程师在操作中发生一般性错误时，均不引起系统的主要功能丧失或影响系统的正常运行。

（11）系统的灵活性。目前我国的电力市场有其特殊性，电能量自动采集系统的应用功能应当具有很大的灵活性，能够适应政策和市场的变化，并符合不同用户的要求。

（12）系统的扩展性。系统设计必须采用标准化、模块化结构，功能扩展部分的安装要简单、方便，对系统不造成有害影响。

（13）系统的开放性。电能量自动采集系统在保证安全的情况下，要求系统的开放性强，保证电力市场运营的公平、公正、公开的原则，提高电力企业的信誉。

（14）系统的可维护性。电能量自动采集系统的软件和硬件设备应便于运行维护。系统应具有在线维护处理功能，电能量自动采集系统的维护处理必须在不中断和不干扰系统正常工作的情况下进行，确保系统安全。

（15）系统的接口。电能量自动采集主站系统要为SCADA、EMS以及MIS等系统提供标准接口，实现数据共享。

（16）系统的权限管理，系统的安全性、可靠性和数据的准确性，直接关系到企业的经济利益，电能量自动采集系统必须具有严格的权限管理功能。

2.2电能量采集终端

（1）采集终端要求有很高的稳定性和可靠性，主要部件应有备份。

（2）采集终端与电能表之间的通信宜采用RS-485数据通信。

2.3电能表

（1）电能表是电能量自动采集系统的基础，数量非常大。电能表要求运行稳定可靠、精度高、使用寿命长、通信可靠、易于安装维护等。