动力系统分析汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇动力系统分析范例，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。

篇（1）

二、城市空间地域结构演变的动力系统

城市空间结构在自组织力作用下经历集聚―拥挤―分散―新的集聚的过程。在这一过程中，经济结构及产业内部结构的变化，交通及通讯技术的发展，重大投资项目的推动，自然生态因素等具有最为显著的影响。另一方面。城市建设中一直存在有意识的人为干预，即政府加以规划调控及政策引导。通过法律、经济、技术、规划决策及实施等方面的作用，使城市空间结构演化尽可能符合人类发展愿望和要求，这就是空间的被组织机制。城市空间结构的成型和演变正是通过城市空间内部组织过程和空间被组织过程相互交替逐步朝着理性的方向发展。这种组织与被组织机制发挥作用的过程，不仅受城市自身要素规模和组织结构的影响，而且受所处城市体系内部各城市之间相互作用机制和强度的影响，是经济、社会、公共政策和自然生态基础等内外力产生合力的大小和方向综合作用的结果，也是城市按照复杂巨系统运动规律发展在一定时期内呈现出的结构图形。

(一)自组织机制申的经济动力

1　自组织力是城市空间结构演变的源动力

城市空间结构演变中存在着自组织过程，其根本的原因就是空间中存在着类似于自然界的不同生态位势差。这种生态位势差在城市发展的早期可能是由于具体的地理环境、区位条件的差异而造成在城市发展的过程中，各种社会经济要素在不同场所以不同的方式集聚、扩散，这种聚集和扩散产生磁场和场强，导致生态位势的改变。城市空间结构增长的自组织机制实质是对系统平衡与恒定的否定，并能在一个新的层次上达到相对稳定有序的结构，以实现空间的发展进化，即“涨落有序”过程。

2　经济发展是城市空间结构演变的最主要动力

经济发展对城市空间结构演变的影响，主要是通过三种方式：一是城市经济发展所必然带来的经济规模的扩张、人口的集中和生产要素的聚集。由此城市经历土地利用规模的扩大、城市空间的外向扩张以及土地利用集约化，极大地改变了城市景观。二是城市经济发展过程中伴随的经济结构的调整。城市经济结构的调整，将引起生产要素流向新的战略支撑产业和先到产业，这些产业的聚集区就成为新的要素聚集地，要素聚集地的位移，特别是人口的集中地和资金的投向区位的改变。将对城市要素空间整体布局造成影响，进而导致城市空间结构的调整和变化。同时，城市要素空间布局的优化还能相应地提高城市空间的利用效率。三是城市经济发展中呈现出的周期性特征。城市经济和国民经济增长周期相似。都是一个不稳定的波动性过程，其经济增长速度在不同时期会起伏变化。一般说来，伴随着城市经济的周期性波动，城市空间结构表现出“分散―集中―再分散―再集中的螺旋式循环上升”和“高速―低速―再高速―再低速的外向型用地扩展”的运动特点。

3　技术进步是城市空间结构演变的基础条件

城市空间结构的发展演变是在技术进步的推动下进行的。技术创新对城市空间结构演变的影响，不仅影响城市内部空间结构的垂直扩展和水平扩展，改造了城市景观：而且使得城市体系中各城市之间的作用通道更加通畅，作用强度逐渐增强。其中，建筑技术创新推动了城市空间结构的垂直扩展，交通通信技术的发展和普及推动了城市空间结构的水平扩展。聚集效应较高的地区，土地的供给有限，只能依靠现代的建筑技术，拔高其立体空间，也就逐渐形成了目前CBD高楼林立的局面。交通通讯技术的扩展改变着城市扩展的方向，也改变着城市的空间形态。随着知识经济的到来，网上办公、网上购物将成为现实，人们面对面的接触将大大减少，有利于人们向郊区迁移，城市空间形态更加分散化。

4　大型项目建设是城市空间结构演变的偶然性动力

大型工程的建设不仅占据大量的空间，也产生巨大的经济效应和环境效应。大型项目建设的完成，引起处于同一产业链条的企业和生产要素的集聚，从而产生众多的经济地域综合体，使得城市空间结构根据专业化部门与综合发展部门的关系，以专业化部门的企业布局为中心，结合区域的资源分布、人口分布、城镇分布等情况，合力布局综合发展部门而形成的圈层空间结构模式，城市内部空间结构也相应地呈现出若干的人口和产业集聚核心区域。此外，大型项目建设所产生的经济效应和环境效应超过城市本身的承载力时，也会改变原有的城市空间结构或者城市的整体搬迁。

(二)行政因素所引致的催化效用

1　城市规划的引导和预测作用

第一，城市规划应体现城市的整体利益，是对城市社会经济发展的空间布局做出合理安排的一种法规调控手段或措施，也是城市发展战略在空间上的展开。其本质是基于当地自然和人文资源、对一定时期内人类追求财富和生活质量改善的过程进行空间部署的过程，城市规划对城市空间结构的扩展具有重要的导向功能。政府部门担负的公共职能，正是通过城市规划，对城市空间和土地的分配和使用进行引导、产业活动空间在不同区位的配置，引导着城市空间结构的发展方向。第二，城市规划也是一种科学的预测，是按照城市的性质、规模和条件，确定各个功能区的布局和城市各要素的布置，为城市建设的各个方面制定措施服务。从这种意义上讲，公共政策是城市规划的重要组成部分。作为预测，城市规划不仅和国民经济总体发展规划相衔接，而且要体现政府部门发展和管理城市的意图，这就是城市规划在导向过程中出现了偶然性和非连贯性。不同阶段不同政府部门发展的思路不同，使得城市空间结构的演变会在一定时期、一定程度上背离诸多因子作用下的城市发展规律，空间结构的演变偏离人们的预测，人口集中和要素集聚没有完全依据城市空间结构演变的趋势进行。其次，发展思路的不同，通过调整大项目布局和基础设施建设，对城市土地利用结构、经济结构、交通网络结构、社会空间结构、生活空间结构等产生影响，从而使得城市空间结构的调整出现不规则的断点和断面，呈现出明显的非连贯性特征。

2　城市新区功能定位的影响

经济是城市的命脉，产业是城市发展的基础，也是城市新区开发与建设的首要问题。城市新区是城市产业发展战略的重要载体，也是城市空间发展战略的体现者，其空间格局很大程度上决定了城市将来的产业布局，可以说，新区的产业一方面要实现城市整体的产业发展目标，另一方面要实现城市的空间发展目标，城市新区成为了二者的共同归结点。城市新区的产业功能定位要求城市

空间发展战略与之相呼应。产业的发展意味着产业布局的演变，它将导致土地利用方式的转换；由此影响城市的空间形态。

(三)社会因素长期稳定的侵蚀作用

1　居民居住综合体产生的聚集作用

在城市空间结构演变的过程中，居民居住综合体的出现极大地改变着城市景观，以往简单功能分区导致的树形城市结构，其根源在于对城市事实上应当存在的复杂结构难以处理和理解，从而不自觉地通过简单化加以逃避。亚历山大指出：半网络形结构城市比树形结构更合理之处在于更多地考虑了人作为社会人对城市空间结构的影响。因为人不同于机械，不可能总是按部就班，城市生活中无时无刻没有偶然性、随机性的存在。受现代城市功能分区规划思想的影响和我国长期计划经济体制所限，我国各大系统、单位对城市用地的条块分割、封闭管理所造成的城市空间的不连续、不流动，城市空间无法形成有机的整体。进入市场经济以后，对城市空间结构影响较大的则是如今如火如荼的小区建设。小区建设过程中，注重于微观的调整，以消除严格功能分区带来的弊病，形成“大尺度分区、小尺度综合”的居民居住综合体，从而改变着城市空间微观结构。

2　经济社会空间分异产生的社会影响

此外，近年来经济体制改革和社会主义市场经济制度运行对城市社会结构的影响日益加强，经济一社会系统“中间状态或阶层(相对)缩减削弱、而强弱富贫等性质对立的两极状态或阶层(相对)扩大增强”的结构演化趋势越来越明显。城市地理学所关注的是经济一社会极化在不同空间层面的映射一“空间极化”主要体现为经济社会资源在空间不平衡分配、流动组合所带来的不同区域之间差异强烈化、差距扩大化，在资源辐合汇流中心往往伴有经济一社会系统极核的形成或强化，这种变革的社会结构正在重建城市的空间结构。一方面，制造业向廉价的劳动力和土地区位转移，尤其是城市边缘地带；另一方面，大规模的服务业在中心集中导致内城区城市更新速度加快。

(四)自然基础通过城市生态系统产生的传导动力

1　自然基础的制约性影响

城市空间结构所依托的城市地质构造条件的差异，导致城市在开发时要充分考虑地质条件对大规模建设的承载能力。结合主体功能区划，适宜规划为重点开发的可以进行大规模开发，适宜优化开发的则需要控制人口和产业集聚规模，不合适开发的则需要避免人口和产业的进一步集中。地质构造不仅影响城市空间结构的布局，而且一旦地质构造剧烈变化，还将导致城市的衰退或毁灭，从而引起城市空间结构的重构或变迁。同时，由于城市大规模开发和建设超过城市地质构造的承载能力，或者过度使用地下水导致地下漏斗的出现以及矿产资源开采引起的地表塌陷，都会诱导地质构造被动地对城市空间结构影响作用。

篇（2）

中图分类号：U46 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）03（b）-0059-04

现代社会对汽车节能、环保的要求日益增高，研发节能、环保的新型汽车，成为汽车行业的一种发展趋势。但因当前电池技术和工艺瓶颈的限制，纯电动汽车暂时还无法完全取代燃油发动机的汽车[1]。拥有内燃机和电动机两种动力的混合动力汽车，很好地兼顾了电动汽车和传统汽车的优点，从而成为更加务实的选择。混合动力汽车除发动机、电动机、蓄电池、变速器等主要部件外，更重要的是实现能量在各部件间合理分配以提升整车效率的电控系统，所以研究混合动力汽车的电控系统对推动混合动力汽车的发展具有重要的现实意义。

1 混合动力汽车结构概述

混合动力汽车继承和沿用了大部分内燃机汽车的装置和系统，将内燃机、电动机、能量存储装置（蓄电池）有机地组合在一起，驱动系统一般有串联型、并联型和混联型三种布置形式[2]，分别如图1、2、3所示。串联型混合动力汽车的发动机可始终在最佳的工作区域内稳定运行，具有良好的经济性和排放性。特别是在汽车低速运行工况时可关闭发动机，只利用蓄电池向外输出功率，降低汽车的排放污染；并联型混合动力汽车的发动机运行工况受汽车行驶工况的影响比较大，适合于在中、高速稳定工况下行驶。而在其他工况下发动机不在最佳工作区域内运行，发动机的燃油经济性和排污指标不如串联型。混联型的布置形式综合了串联型和并联型的共同优点，在汽车低速行驶时，动系统主要以串联方式工作；当汽车在中、高速稳定行驶时，则以并联方式工作。

2 混合动力汽车电控系统类型及结构

随着电控系统的广泛应用，汽车的电控系统已由传统的集中控制系统向现场总线构成的智能化网络系统转化，特别是采用CAN总线网络控制系统的电控技术已成为当今汽车业界的先进技术。混合动力汽车同时拥有内燃机和电动机两种动力，电子控制装置复杂，检测及交换的数据量较大，只有应用高效的电控系统才能实现两种动力的最佳匹配，发挥混合动力的优势[3]。因此，CAN总线构成的电控系统是实现混合动力汽车两种动力合理有效匹配的可靠手段。

为解决能源的协调问题，一种基于CAN总线结构的电控系统在混合动力汽车上得到了广泛应用，其主要由中央控制器、发动机控制系统、电机控制系统及信号反馈和检测装置等几部分组成，具体为整车控制器、发动机电控单元、变速器控制单元、电机控制单元、电池管理系统、高压管理系统、ABS控制单元、仪表及显示系统、监控/标定系统等[4]。整车控制器与各电控子单元、驾驶员及整车共同构成一个闭环控制系统，该系统通过CAN总线从各类传感器上获取驾驶员的操作指令和车辆的运行状态，再通过CAN总线实现各控制单元间信息的共享、交换和传输，最终完成整车动力系统的能量分配。整个控制系统的结构示意图如图4所示，其中驾驶员的各项操作指令位于顶层，整车控制器在中间层，底层为各子控制单元[5]。

3 电控系统各单元控制功能

3.1 整车控制器（VSC）

整车控制器（VSC，Vehicle System Controller），是整个电控系统的核心，具有管理和控制整个车辆的重要功能。主要完成车辆信息采集和驾驶员意图的判别，对采集到的点火、踏板及档位信号、车速、发动机和电动机扭矩和转速、电池电荷状态（SOC）、故障码等主要信息进行迅速处理，并通过内部相应的控制策略，分析计算出发动机、电动机等当前的状态参数，得出满足最佳需求的功率或扭力矩分配、最佳的充电功率、自动变速器的最佳档位控制等，控制车辆的实际运行[6]。当电控系统出现故障时，它会及时对故障进行处理，保证系统的安全运行。

3.2 发动机电控单元（ECU）

汽车发动机电子控制单元（ECU）是发动机控制系统的核心，它根据从各种传感器接受到的信息来控制各种工况下的燃油喷射时刻、喷射量和点火时刻（汽油机），向发动机提供最佳空燃比的混合气，使发动机始终处在最佳工作状态，提高发动机的动力性、经济性和排放性。它通过CAN总线接收整车控制器发出的对发动机的命令，经判断处理后对发动机进行控制，同时也可以通过通讯接口与车内其他电子控制单元进行数据通讯。

3.3 电机控制单元（MCU）

电机控制单元由微处理器、程序和数据存储器、驱动和接口电路及电机调速控制等几部分组成。它不仅能够通过CAN总线接收整车控制器发出的对电动机的控制指令并及时执行，以控制电机的发电与电动状态的切换、电机转速的快慢及输出力矩的正负，还可以向CAN总线发送电机的运转状态，比如实际扭矩、转速、充放电电流、故障码等。同时该控制单元的故障自诊断功能还可保证当电机出现故障时能够自行处理，以保障车辆的行驶安全。

3.4 电池管理系统（BMS）

电池管理系统（BMS）实时监测电池的电压、容量、充放电电流、电池的SOC值，并将这些信息通过CAN总线发送到整车控制器进行处理，以提升电池性能和寿命[7]。同时，BMS还要对电池系统内单体电池的电荷均衡进行监测和控制，以保证电池组正常工作，也会将电池组的SOC值传送到显示系统进行显示。

3.5 高压管理系统

高压管理系统主要负责高压用电设备的上、下电管理，监测高压设备的工作状态，并通过CAN总线向整车控制器报告。遇到故障或紧急情况时采取保护措施，减小电流冲击，防止设备损坏[8]。

3.6 仪表及显示系统

混合动力汽车的仪表及显示系统除动态显示车速、发动机转速、里程、水温、油量等传统信息外，还能接收CAN总线上的讯号，额外显示工作模式、电池SOC值、充放电电流、电机转速等必要信息。驾驶员能够通过仪表及车载显示系统实时了解车辆的运行状态，因而该系统是整个电控系统的眼睛。

3.7 监控与标定系统

该系统最初用来完成整车控制系统开发、调试与检验。在实现其基本功能后，监控与标定系统一方面可以准确及时地检测发动机转速、车速、节气门负荷、真空度、冷却水温、档位、空调状态等车辆参数，并通过CAN总线送往整车控制器进行决策，送往显示系统进行显示；另一方面又可以通过标定系统的接口来优化各个参数，使车辆运行达到最佳效果。

3.8 电动助力转向（ESP）及防抱死制动系统（ABS）

电动助力转向系统（ESP）通过传感器监测驾驶员施加在方向盘上的力矩和车速，然后根据控制单元内置的算法来控制转向助力电机的运行，向驾驶员提供合适的转向助力力矩；防抱死制动系统（ABS）在车辆制动时，监测车轮的滑移率来自动控制制动器制动力的大小，防止车轮抱死，以保证车轮与地面间的最大附着力。当ABS作用时会通过CAN总线网络向其他控制单元告知其状态，从而触发VSC相应的管理模块，终止制动能量回馈功能，以保证车辆安全。

4 电控系统的控制流程与特点

整车控制器（VSC）根据汽车当前的实际运行状态及驾驶员的操作意图确立合理的运行模式（即发动机驱动与电机驱动模式的选择），以保证车辆的驾驶性能。在选定的运行模式下，VSC可通过CAN总线与各子控制单元或系统进行通讯。整个工作过程中，各子控制单元或系统分别采集各自控制对象的信号和动态参数，通过现场总线发给VSC，VSC利用这些信息，通过控制策略的运算来进行信号流和能量流的处理和分配工作，并通过现场总线向各子控制单元或系统发出执行指令。各子控制单元或系统接受执行指令，并根据控制对象的当前动态参数，再发出对控制对象的控制命令。例如，VSC根据采集到的参数和运算策略计算出目标挡位后，会向变速器控制单元（TCU）发送换挡命令，TCU根据指令将控制变速器的执行部件完成挡位变换。

电控系统由主控制单元和子控制单元组成，整体是一个高度集成的控制网络。整车控制器（VSC）作为主控单元，负责管理各个子控制单元的能量分配和子部件系统执行元件的工作，显现了很强的集成性能[9]。而子控制单元将控制任务模块化，每个模块都有一个控制单元来接管，降低了系统的故障率，提高了系统的运行可靠性。不仅如此，这种面向对象设计的分布式系统还提高了系统的可扩展性，便于建设、运行和维护。

5 结语

混合动力汽车有效减轻了能源与环保问题，发展前景十分广阔。电控系统肩负着在不同运行工况和驾驶习惯下提升混合动力汽车动力性、燃油经济性和排放性的责任，同时还要兼顾电池寿命、整车部件的安全可靠性及成本，可谓任道而重远。混合动力汽车的电控系统还需在当前的框架之下不断完善其控制过程，来推动汽车工业的发展，这是我们要为之努力奋斗的方向。

参考文献

[1] 刘春娜.混合动力汽车用电池的市场前景[J].电源技术，2013，37（9）：1506.

[2] 于秀敏，曹珊，李君，等.混合动力汽车控制策略的研究现状及其发展趋势[J].机械工程学报，2006，42（11）：10-16.

[3] 田江学，屈卫东.CAN总线在混合动力汽车中的应用[J].计算机工程，2003，29（19）：174.

[4] 何晶.混合动力汽车电控系统的设计[D].大连：大连理工大学，2005.

[5] 李胜利.混合动力汽车动力总成系统分析与控制策略制定[D].沈阳：东北大学，2008.

[6] 陈素梅，王智晶，龚军.混合动力汽车整车控制系统分析研究[C]//河南省汽车工程科学技术研讨会.2013：289.

篇（3）

涡轮增压柴油机是一个复杂的系统,当柴油机突然加负荷或突然加速时,由于增压器和柴油机之间是靠可压缩的废气来传递能量以及增压器本身的动力惯性,增压器转速不可能很快增加,那么压气机所能提供的空气量在短期内就不能满足突然增加的燃油完全燃烧的需要,这就是增压器的惯性滞后对柴油机系统运动过程的影响。在建立这个系统的数学模型时,要得到一个精确的描述是很困难的。本文采用“准稳态”建模方法建立柴油机仿真的数学模型。柴油机的准稳态模型是把柴油机的动态过程看成一系列的稳态过程组成,忽略进排气管的存储容积对动态过程的影响。

本文对“准稳态”模型作以下几个假设:柴油机系统中任何存储容积对动态过程影响忽略不计;柴油机的输出扭矩和排气温度(涡轮前温度)仅与柴油机燃烧过程中的空燃比和转速有关。它们可以用经验公式表示,不进行缸内过程计算。

该柴油机准稳态模型包括压气机、中冷器、涡轮、流量函数、柴油机本体诸环节。其基本模型如图1所示。

2仿真结果及分析

12VPA6柴油机按标准螺旋桨特性工作的6个稳态工况点的计算结果和试验数据的对比见表1。

比较结果表明:在高负荷时计算误差比较小,而在低负荷时,计算误差比较大。这种情况出现的主要原因是低负荷时候试验数据比较少,而且试验数据的离散程度比较大,经验公式在低负荷的某些工况有一定的偏差,但是在整个功率范围内计算误差一般都在5％以内。另外从仿真结果中我们还发现12VPA6柴油机在700rpm～800rpm转速范围内空气流量偏小,这样对柴油机的动态过程有一定的影响。

可以看出,仿真得出的稳态航速和实际航行结果基本相同,稳态误差在6％以内。因此,稳态仿真的计算结果有较好的精度。在相同的转速下,计算值一般比实际航行值略偏大,一方面是由于本文仿真计算的条件是标准海况,实际航行条件是三级海况;另一方面是由于仿真计算时候排水量是按515t计算的,而实际航行的排水量是533t～540t。

3结语

篇（4）

中图分类号：U469文献标识码： A

引言

汽车工业发展带来的石油资源短缺、环境污染等问题日益突出，而电动汽车在节能、环保和性能方面具有传统汽车无法比拟的优势，故研发电动汽车是解决上述问题的有效途径。但是，动力电池和电驱动等关键技术的不成熟使电动汽车的续驶里程比较短，严重制约了电动汽车的普及与发展。在这些关键技术取得有效突破之前，对动力系统的参数进行更为合理的匹配，最大限度地挖掘现有电动汽车技术的潜能，是提高电动汽车性能的重要手段之一。

1、中国纯电动汽车的发展现状

目前我国纯电动汽车的研发主要集中在整车总布置、系统集成控制、电机及其控制器，电池及其管理等方面。纯电动客车的研发首推北京理工大学科研团队，其开发的动力系统在国内行业处于领先地位；纯电动乘用车有多家企业单位进行了研发工作，如比亚迪、东风、时风等。通过国内整车和电池相关厂商、高校和研究单位的共同努力，纯电动客车使用的锂离子蓄电池的技术日趋成熟，基本可以媲美国际先进水平；而纯电动乘用车方面，随着磷酸铁锂电池等技术的改进，使得纯电动汽车产业向着市场化、产业化的方向迅速发展。

2、中国纯电动汽车基础设施现状

根据某调查部门得出的结果显示，影响电动汽车发展的诸多因素中，购买价格因素居首，第二位则是充电基础设施的建设。分析汽车工业发达国家的发展情况可知，国外的充电设施建设虽处于初步阶段，但是政府对该建设非常关注，正在加大支持力度。而从国内近几年发展情况来看，我国已经投产了一定数量的充电站与充电桩，国家电网公司也开展了电动汽车充电站测试与研究工作，充电站建设开始呈现加速发展的势头。但充电站的运行管理机制相比国外仍然较为落后，自动化水平程度有待提高，另外基础设施建设标准体系亟待建立。

3、纯电动汽车动力参数匹配计算

3.1、纯电动汽车基本参数和设计指标合理的动力系统参数匹配和良好的零部件性能（包括驱动电机、动力电池、变速器和其他部件性能）造就电动汽车良好的动力性能。某A级纯电动汽车的基本参数如表1所示，动力性和经济性设计指标如表2所示

表1某A级纯电动汽车整车基本参数

3.2、驱动电机参数匹配

驱动电机的基础参数主要包括电机的三大参数，即功率、转速和扭矩。

3.3、电机的峰值功率和额定功率

通常电机的功率参数选择视具体性能指标而定，峰值功率与额定功率之间并不存在一定的比例关系。就具体情况而言，当电机转速稳定在最高车速或90%最高车速对应的转速时，电机基本工作在额定功率阶段；当电机在爬坡或全力加速时，电机大多短时（1～5min）维持在最大功率阶段。即最高车速需求功率对应电机的额定功率，最大爬坡度和全力加速时间内对应电机的峰值功率。所以主要依据最高车速umax、最大爬坡度αmax和加速时间t选择驱动电机的功率。计算公式如下：

式中：ηt为传动系统的机械效率，取为0．9；uα为爬坡速度，这里取为15km／h；δ为汽车旋转质量换算系数，δ＝1＋δ1＋δ2，一般取1．08；vm为加速最后阶段的速度（m／s）；dt为迭代步长，通常取为0．1s；tm为汽车的加速时间（s）；x取0．5。进行计算可以得：Pmax1＝18．9kW，Pmax2＝14．3kW，Pmax3＝36．3kW，从而得最高功率Pmax＝｛Pmax1，Pmax2，Pmax3｝＝36．3kW。考虑到实际运行中的损耗和效率问题，电机的峰值功率取为45kW。而电机的额定功率应满足前述90％最高车速匀速行驶要求，即有Pr＝90％×Pmax1＝17kW。考虑实际运行中的损耗和效率问题，这里额定功率取为18．5kW。此时算得过载系数λ＝45／18．5＝2．43，满足一般的取值范围（λ＝2～3）要求。

3.4、电机的最高转速和额定转速

汽车用电机大多数情况下是高速电机，综合考虑功率密度、综合效率、电机质量、可靠性等因素，并根据实际产品的市场情况，选取电机的最高转速nmax为9000r／min。电机的扩大恒功率区系数β的取值范围为2～4，这里取β＝3，则额定转速nr＝nmax／3＝3000r／min。

3.5、动力系统部件参数匹配

整车功率需求根据车辆动力学理论，整车功率需求满足如下关系：

式中：Pv―整车需求功率，kW；g―重力加速度，9.8m/s2；m―车辆满载质量，kg；i―道路坡度；δ―旋转质量换算系数；dua/dt―车辆加速度，m/s2；ua―车速，km/h。设分别由上式计算得到的最高车速总需求功率、最大爬坡度总需求功率和车辆起动加速总需求功率分别为Pv1、Pv2和Pv3，则动力系统总功率由下式来确定

式中：P―动力系统总需求功率；Paux―整车附件功率需求。

3.6、电机参数选择

混合动力汽车发动机提供稳态功率需求，而电机向电驱动系统提供所需的峰值功率。理论上，发动机与电机最大功率之和大于整车总功率需求即可满足驱动要求。实际上，发动机最大功率在最高转速下得到，而实际车辆峰值驱动功率需求的工作点却不一定在发动机最高转速下。即要求电机峰值功率满足：

初步选取电机额定功率为10kW，峰值功率为20kW，过载系数β=2。

3.7、动力电池组参数

选择动力电池组参数匹配主要是满足车辆行驶的功率需求和能量需求，满足如下条件：（1）动力电池组的输出功率不小于所选电机的峰值功率；（2）动力电池组在其正常应用范围内所提供的总能量不小于爬坡或加速时所需要的最少能量，同时能满足一定要求的平路纯电动行驶里程。

3.8、驱动系统和电池管理的控制策略

在驱动控制时，以电机电流为控制对象，采用电机电流闭环控制。控制电机的电流即控制其转矩，驱动电机在不同转速下的转矩受其相应转速下的最大转矩的限定，使得电机的最大输出转矩和峰值输出功率符合图1所示的机械特性要求。当电流超过电机允许的最大电流时，通过电机控制器关闭电机。此外，电机电压还受到最小电压的限定，当电压低于最小电压时，驱动电机不能运行。蓄电池模块根据电力总线的功率需求，通过电池组电压/内阻模块、功率限制模块和电流值计算模块计算电力总线实际得到的功率，并通过SOC（荷电状态）算法模块计算得到SOC值变化曲线。电池组的电压受电池组所能提供的最大电压和电机控制器要求的最小电压的限定，最大输出功率受等效电路和电机允许功率的限定，充放电电流的最大值也均受到一定限制。

4、结语

根据动力传动系统的设计原则和设计目标，设计的增程式电动汽车的动力传动系统的参数匹配方法对于指导增程式电动汽车的开发、提高汽车性能和安全性，以及对于电动汽车底盘集成控制系统的开发都具有重要的工程应用意义。

参考文献

[1]黄万友.纯电动汽车动力总成系统匹配技术研究[D].山东大学,2012.

篇（5）

Abstract： In the sdudy， the geometrical model of toothed chain transmission system was set up by the software of Solidworks and the geometrical model was imported into the ADAMS software to establish the dynamics simulation model of this system. The change of contact force between the outer meshing silent chain and chain wheels was studied， and frequency distribution of the meshing contact force was analysised. The results showed that the contact force was biggest when chain link engaged the tight side of the driving chain wheel. The amplitude of the contact force was biggest when pumping frequency was fundamentalfrequency， which was the The dominant frequency to make vibration noise of toothed chain transmission.

Keywords： toothed chain system； involute sprocket； the meshing contact force； frequency domain analysis

引言：

齿形链传动是各种机械和机械设备中应用较为广泛的动力和运动传递装置，与滚子链相比，齿形链具有噪声低、可靠性高、运动精度高、传动效率高、耐磨性高、结构紧凑、以及负载能力高等显著优势，能够胜任高速、重载、变速变载的复杂工况[1，2]。但是，齿形链与链轮啮合过程中，由于啮合接触力过大，引起周期性振动从而产生噪声和磨损问题，在一定程度上限制了齿形链的推广和应用[3，4，5]。

随着齿形链传动向着高速、重载的方向发展，要求传动系统传递的功率不断增大，链轮转速不断增加，这使得齿形链传动系统啮合冲击问题更加突出，同时也影响了整个系统的可靠性和稳定性。本文利用Solidworks建立了齿形链传动系统的几何模型，然后将其带入Adams中，建立了齿形链传动系统的啮合接触力动力学仿真模型，研究了齿形链与链轮的接触力变化规律，以及啮合接触力的频率分布情况。

1、接触动力学模型

齿形链系统传动过程中，主动链轮带动链条紧边运动，由于链轮与链条啮合点处速度不等，导致啮合冲击，啮合冲击力的大小，是影响传动系统运行稳定性的重要因素[6]。本文基于Solidworks三维建模软件建立了齿形链传动系统的几何模型（图1）。该模型主要由主动链轮、从动链轮和齿形链组成。其中齿形链节距P=15.875，结构形式为4×5型，链条节数LP=50，主动轮齿数Z1=19，从动轮齿数Z2=30。链轮中心距C=200.463 mm。

将齿形链传动系统的几何模型导入Adams软件中。在Adams软件中，通过添加运动副和约束建立齿形链传动系统的约束条件，然后模拟实际工况施加边界载荷条件，来仿真求解齿形链传动系统运动过程中的动态接触力。

2、边界条件与仿真参数

将齿形链传动系统模型导入 Adams 软件中后，对模型添加运动副和约束：在主动链轮输入轴端添加驱动（Motion），同时在从动链轮输出轴端定义负载转矩（Torque）。在主从动链轮与大地、链板与销轴、导板与销轴之间添加旋转副（Revolute），在旋转副上定义摩擦，以模拟相对转动和摩擦阻力，保证虚拟样机模型能够准确的揭示系统的动力学特征。定义主从动链轮与链板、链板与销轴之间的接触力（Contact），采用基于impact函数的实体碰撞接触类型，在接触类型中选择 Solid to Solid 选项，即定义为体与体的接触力[7]。施加的边界条件如图2所示。

仿真时，为了还原真实工况条件，在主动链轮上添加1000rpm的转速；从动链轮上添加阻力矩45 kN，用来模拟负载并保持齿形链处于张紧状态。齿形链系统接触力参数设置如表1所示。

3、仿真结果分析

图3表示的是紧边链条任意链节在从啮入主动链轮到啮出主动链轮的过程中接触力的变化曲线。由该曲线可以看出：当链节啮入主动链轮时，啮合冲击很大，为1217.68 N这是由于在链节与链轮啮合时，作直线运动的链节铰链和以一定角速度作圆周运动的链轮相互接触，二者在压力角方向上的运动速度不等，导致链节和链轮受到较大的啮合冲击力。当链节与主动链轮定位时，随着链轮的继续转动，链节与链轮理论上不发生相对运动，使得啮合接触力减小，且越靠近松边接触力越小。当链节与链轮脱离啮合时，虽然不发生链节与链轮的啮合冲击，但当链节由圆周运动变为直线运动时，松边链节数增大，从而影响齿形链传动动力学和运动学特性，产生了较大的接触力，该阶段啮合接触力最大为465.73 N，由该图可以看出在链节与链轮的紧边啮入点处得啮合接触力大于松边啮出点。

图4表示的是任意链节与主从链轮啮合冲击的整个过程啮合接触力曲线，该过程为从紧边啮入松边啮出松边啮入紧边啮出的周期性过程。图中红色曲线表示链节与主动轮接触力，蓝色曲线为同一链节与从动链轮的接触力。由该图可知：在每一个啮合周期内，链节与链轮在四个接触点处啮合接触力的大小关系为：紧边啮入>紧边啮出>>松边啮入>松边啮出。尽管链轮与链条的啮合接触力曲线变化较为复杂，但在啮合周期内依然呈现规律性的变化趋势。

图5为对仿真计算得到的对链节与链轮啮合接触力变化时间历程结果，进行FFT快速傅里叶变换后得到的啮合接触力在频域的分布情况。

由图5可见，啮合接触力的频谱主要是由啮合频率316.67Hz及其谐波振动频率组成的，并且每个谐波频率成分均为基本激励频率的整数倍。各频率分量不同程度的分布了一定的能量。显然，基频的幅值是最大的，它是产生齿形链传动振动的优势频率；其它谐波频率上的啮合接触力随着频率的升高逐渐降低。

4、结论

篇（6）

2传输网络资源管理系统的原理及模式

此次研究主要对传输网络进行系统的管理，把以往分散到各个系统中的传输网络进行统一的管理，为管理各个系统间的传输网络，将通过webservice的方式进行数据的传递，把不同系统间的传输网络数据整合到一个系统中，从而完成对所有有传输网中的资源点管理的要求。本系统完成后，将有效地解决移动公司对传输网中的资源点管理不够透明的问题，为移动公司提高管理水平、减少工作量提供支撑。本系统具有J2EE的MVC的三层架构模式：即数据展示层-请求控制层-业务处理层。MVC架构是“Model-View-Con-troller”的缩写，中文翻译为“模型-视图-控制器”。MVC应用程序总是由这三个部分组成。Event(事件)导致Controller改变Model或View，或者同时改变两者。只要Controller改变Models的数据或者属性，所有依赖的View都会自动更新。类似的，只要Controller改变View，View会从潜在的Model中获取数据来刷新自己。

3移动通信传输网络管理系统的设计及试验方案的可行性分析

篇（7）

0 引言

动力电池热管理（Battery Thermal Management System， BTMS）是汽车动力电池系统的重要组成部分，它不仅对电池性能、寿命、安全等有重要影响，而且它是电动汽车整车热管理的重要组成部分，与整车热管理有着密不可分的关系。随着电动汽车市场推广程度的逐渐深入，对电池系统热管理的要求也越来越高。目前已有不少学者对动力电池热管理系统进行研究。电池生热理论是电池热管理首先需要解决的问题，这个领域研究较早。有关研究系统分析了电池散热能力的影响因素[1]。有研究提出了BTMS的设计方法，并详细论述了各种散热系统，包括空冷系统、液冷系统、相变冷却、热管冷却和复合冷却等[2]。但是，该研究仅仅讨论了各种冷却系统，并没有全面分析与探讨完善的热管理系统。同样地，有些研究把问题焦点集中在电池散热上，包括散热结构设计、仿真分析等等[3-4]，很少有研究从总体上较全面的讨论动力电池热管理系统设计。鉴于此，本论文对动力电池热管理进行系统分析，并对总体设计做一论述。

1 动力电池热管理系统结构与功能的分析

从宏观上讲，动力电池热管理是对电池系统内部热环境进行控制、调节和利用。其目的是为了使动力电池工作在一个最佳的热环境，充分发挥电池的性能。同时，提供一个能量平衡的环境，实现整车能量的综合利用。具体而言，热管理就是在电池系统中温度过高时，对系统进行降温；在温度过低时，对系统进行升温；在特殊情况下，譬如停车等待过程中，要对系统进行保温。根据热管理的不同应用场合和功能，分为冷却系统、加热系统和保温系统。

1.1 冷却系统的基本构成与功能

冷却系统是动力电池热管理系统中最重要的组成部分。受制于目前技术瓶颈的限制，动力电池工作的温度环境要满足特定的要求。譬如磷酸铁锂电池的一般环境温度为-20℃～60℃。电池在充放电过程中会不断地产生热量，电池系统内部温度很容易超过这一范围，因此一般的电池系统都需要引入冷却系统。

根据冷却介质的不同，冷却系统通常可分为空气冷却、液体风冷和相变液冷三种冷却方式。这三种冷却方式的散热能力是依次增强的。同时，冷却系统的结构复杂度也依次增加。由于相变冷却成本比较高，考虑到降低成本的因素，目前工程技术上常采用空气冷却和液体冷却两种方式。

除了根据冷却介质区分冷却系统以外，冷却系统也常常分为主动冷却和被动冷却两种形式。通常被动冷却系统直接将电池内部的热空气排出车体，而主动冷却系统通常具有一个内循环系统，并且根据电池系统内部的温度进行主动调节，以达到最大散热能力。一般而言，被动冷却形式具有结构简单、零部件数量少、成本低等优点，被广泛用于电池冷却系统设计中。

无论是空冷系统，还是液冷系统，一个完整的冷却系统应包含以下组成部分：①冷却动力部件，风冷系统主要是风机或风扇；液冷系统是水泵；②传递路径，是指冷却系统介质流经的路径，风冷系统由风管组成，液冷系统由水管组成；③接头件，由于传递路径不可避免的存在分叉，这些分叉部位需要接头件进行连接；④密封件，通常在进出风口或液置进行安装；⑤其它附件，主要是组成冷却系统的一些必备连接件、防尘件、卡环等等。

1.2 加热系统的基本构成与功能

一般而言，加热系统是为了满足在低温环境下能够使电池能正常充电。加热系统主要由加热元件和电路组成，其中加热元件是最重要的部分。常见的加热元件有可变电阻加热元件和恒定电阻加热元件，前者通常称为PTC（Positive Temperature Coefficient），后者则是通常由金属加热丝组成的加热膜，譬如硅胶加热膜、挠性电加热膜等。由于汽车地域适用性较为广泛，在寒冷地区要使电动汽车能正常使用，必须对电池加入额外的加热系统以满足要求。

PTC由于使用安全、热转换效率高、升温迅速、无明火、自动恒温等特点而被广泛使用。其中陶瓷PTC元件较为常用，其成本较低，对于目前价格较高的动力电池来说，是一个有利的因素。陶瓷PTC元件通常不能直接用于加热，而需要设计金属外壳体，陶瓷PTC通过加热外壳体而将热量传导给其他结构。

然而，使用陶瓷PTC作为加热元件的缺点也很明显。首先，包含PTC的加热件体积较大，会占据电池系统内部较大的空间。其次，PTC的外壳是金属件，会存在绝缘问题。除了常规的陶瓷PTC这类相对硬度较高的材质，还存在一类柔性PTC。柔性PTC是指其PTC的组织结构柔软、重量轻、厚度小（通常可做到0.5mm以下），它可以根据需要作成任何形状。这类PTC广泛的用于汽车坐垫加热，目前也正逐步在电池加热中使用。但是，这类PTC加热器的成本会相对较高。

绝缘挠性电加热膜是另一种加热器，它可以根据工件的任意形状弯曲，确保与工件紧密接触，保证最大的热能传递，并且其厚度可以达到0.25mm左右。硅胶加热器是传统金属加热器无以伦比的具有柔软性的薄形面发热体。它在玻璃纤维布上下二片中夹入硅胶后适压而成的二片薄片构成，具有良好的传热性（标准1.5mm）。由于柔性，它可以与被加热物体完全密切接触。这两种加热器都属于恒定电阻加热器，其安全性要比PTC差些

1.3 保温系统的基本构成与功能

保温系统与加热系统的功能有点类似，但是严格地讲又有区别。保温系统更多的情况下是为了满足短期内电池系统内部温度热环境在正常区间内。例如，在冬天低温下，电动汽车临时停车2个小时后再工作，那么在2个小时时间内，必须要有保温系统的作用，以防止电池系统内部温度过快的下降造成的影响。保温系统设计通常采用保温材料或者保温漆等，起到隔绝的作用，防止电池系统内部温度过快的散发。

2 动力电池热管理系统总体设计目标与流程

2.1 动力电池热管理系统设计的基本目标

BTMS设计首先要提出明确的设计指标，包括定性指标和定量指标两个方面。通常，定性指标根据实际情况与理论分析，相对比较容易提炼；而定量指标需要在反复设计、试验以及论证后才能得出比较科学的数据。同时，在获取各项指标的过程中，不仅包括要考虑与分析电池系统的结构与功能，还要充分考虑电动汽车整体系统的设计。

目前，常见的热管理的设计指标主要包括以下三类：

（1）电池系统热环境温度范围。这是热管理系统设计的基本指标和要求。不同类型的电池对温度范围界定并不相同。根据理论研究与设计经验，磷酸铁锂电池这个设计值的范围大多落在-30℃～60℃之间。

（2）热环境一致性。该设计指标非常关键，是评价冷却系统优劣的重要技术指标。目前，工程技术上大多取5度范围内，但由于pack的结构、空间等因素的限制，要满足5度的设计指标比较困难。

（3）低温加热温度控制。对于磷酸铁锂电池，低温充电的性能较弱，因此通常需要引入加热系统。低温加热的温度控制也是一个重要的热管理性能指标。

2.2 动力电池热管理系统设计的总体流程

（1）确定外部输入。这一部分通常是指考虑与分析整车使用要求和环境要求，比如功率、能量、放电倍率、行车工况、环境温度等因素。

（2）根据外部输入确定电池功率需求以及能量需求。

（3）计算电池生热量。通常，电池生热量可以根据电化学理论、热力学理论等计算。但在工程中，可以用简单的焦耳热去代替。

（4）根据车辆使用的环境要求，确定动力电池系统是否需要设计冷却系统、加热系统和保温系统。同时，在冷却系统设计中要确定是使用自然冷却方案、强制风冷方案还是强制液冷方案。

（5）根据1～4确定设计说明书，如果计算结果超过热管理设计目标，那么要重新考虑电池选型或者电池热使用环境。

（6）根据设计书进行详细设计，包括结构设计以及仿真分析。在这一阶段，CFD仿真和热仿真占用了大量时间，结构设计根据仿真结果进行调整与完善。

（7）动力电池的试制。

（8）动力电池热管理性能测试，包括冷却效果测试、加热效果测试和保温效果测试三个基本方面。

3 总结

针对目前动力电池热管理研究过于集中冷却系统上，本文从理论分析与工程技术的角度，完整地讨论与分析了动力电池热管理系统的各种组成部分与功能，包括冷却系统、加热系统和保温系统。同时，根据前人的有关研究与实际设计，对动力电池热管理系统的总体设计流程进行了分析与阐述，从整体上展现了汽车动力电池热管理系统设计的基本目标、基本流程与基本要求。

【参考文献】

[1]林成涛，田光宇，仇斌，等.MH-Ni动力电池散热能力影响因素分析[J].电源技术，2008，32（2）：115-119.

篇（8）

在电力工程中将自动化技术应用到电力系统中不仅能使电力系统的安全运行得到保障，还能让人们的日常用电需求得以满足，从而在根本上让电力系统的管理能力得到提高，保障系统能够供电安全。电力系统在基于科学技术的支持下结合自动化技术，这在很大程度上对电力系统的发展起到了保障作用。除此之外，电力系统与自动化技术的融合除了能够让电力系统自动化管理与监控能力得到提高，使电力系统得以安全运行以外，还能让相关工作人员的工作效率与需求同样得到提高。

1电力系统与自动化技术的概述

1．1电力系统

为了使人们日常用电需求得到满足，作为生产电能中最为重要组成部分的电力系统，其通过合理的传递将完成生产的电能传递给人们使用。另外，对于电力工程中的相关技术、设施及方案都可以总称为电力系统。其主要作用是生产、运输及运用电能。总所周知，电力属于一种能源，然而这种能源最大的缺陷就是在其运行过程中不能存储电能，如果不能在产生电能的过程中对其进行合理有效的利用，就会发生能源浪费的现象。正是为了解决这一问题便出现了电力系统自动化，从而使能源浪费减少，对电力行业的发展起到促进作用。

1．2自动化技术

所谓自动化，主要指的是一种特定的仪器，其在计算机的作用下成产并传递电能以供人们使用。对于计算机而言，其核心技术主要就是具有较高综合性的自动化技术，在对自动化技术进行操作使用时，可以将部分智能性质的硬件作为其基础，从而合理的控制整个电路系统，同时让电能生产工作的质量和效率得以保证。自动化控制系统在通常情况下主要控制和装置电力系统，同时还会组成二者间的监测和控制信息通道。

2电力工程中电力系统自动化技术的要求

对于电力系统自动化技术而言，其要求非常严格，它不仅对电力系统各元器件和元器件之间的协调有要求，同时还对电力设备的寿命提出了要求。首先，在电力运行方面要求能够实时采集和监测整个或电力系统局部运行参数;其次，在元器件方面要求各元器件都能经济实用，并且安全可靠，同时能够提供相关依据在电力系统的控制和调节上，使绝大多数自动化系统可以直接调控电力系统;最后，电力系统自动化还要让电力系统各部分、各级之间能够实现协调，使自动化系统成为电力系统经济、安全运行的保障。

3电力系统自动化技术在电力工程中的应用

3．1智能保护技术与综合自动化技术

我国信息化技术在社会不断发展的基础上其水平得到了不断提高，当然，这其中也包含了自动化技术。当前，我国智能保护技术已在发展过程中有了较大成就，在对其进行使用时可以通过综合自动化分层设施应用与各级电压电站中。为了使电力系统智能保护技术的安全与稳定性得以保证，可以在智能自动化保护设施的基础上，制定出一项包含人工智能技术、微机技术以及自动化技术在内的全新理论。配电网管理在通常的运行过程中可以通过结合自动化技术、通信技术以及计算机技术等，从而使电力系统运行的整体质量得以保证，这在很大程度上促进了电力企业的发展，对供电安全度及效率也起到了强化作用。

3．2仿真技术

仿真技术会对电力系统及其自动化技术在运行期间所产生的大量数据信息进行部分分析，并从其中将有价值的数据信息找出来，再合理的进行利用。同时，为了合理的对电力系统进行控制，可以在实际使用仿真技术时利用其对电力系统运行稳定性的保障作用，进行电能实验工作，并且可以通过分析电力系统的运行现状来对相应的监控设备与系统进行设置，通过这些操作才能建立起一个全新的实验环境。

3．3PCL技术

作为计算机技术与机电碰触控制技术重要组成部分的PCL技术，在其运行过程中可能会有电能生产出来并被存储，从而保证能够顺利进行编辑程序工作。首先，在实际运行PCL技术期间生产电能问题将得到有效解决，能够顺利进行电力系统自动化工作。其次，同传统的电力系统相比，PCL技术在灵活性、可靠性及稳定性方面都要高出一筹，并且PCL技术的应用还能使能源的损耗得以降低。

3．4计算机技术

在电力系统中处于非常重要的位置的计算机技术是其关键组成部分，计算机在电力系统的实际运行过程中可以扩大其运行范围，同时可以使电力系统输配电和发电量工作质量及效率得到保证。与此同时，在电力系统中应用计算机技术还能够对自动化技术的发展起到促进作用。

4电力工程中电力系统自动化的发展

4．1自动化水平更加的综合性发展

在未来电力系统自动化的发展过程中，其发展方向将不断向着集成化及智能化发展，这里所说的集成与智能化主要是指电力自动化的基本功能能够实现，而尤其关键的一点是能够使电力系统智能化实现及时掌握信息功能，对出现的大部分故障能够及时发现并采取相应解决措施，在最到程度上让损失减到最小。同时，能够将收集数据信息与信号处理技术结合起来，从而简化分布系统。另外，发展智能化可以让劳动量减少，解放人手，这在电力部门方面就能够让维修工人的就业减少，从而使资金得到节省。

4．2在配电系统中使用载波通信技术

目前，对于配电系统来讲最常见的技术之一就是通信技术，而在现代通信技术发展过程中光纤技术又因其自身所具有较高稳定性及传输速率等特点成为关注行业内的焦点，对光纤技术的应用将会是未来电力系统中一种非常有效的措施，然而，对光纤技术的使用需要较高的成本，且只有很小的实施可能性，所以，最有可能实施引入的就是载波通信技术，在对载波通信技术的研究中发现其不仅作用与光纤通信相同，而且其具有更高的可靠性，更快的传输速率。

4．3电力技术更加贴近用户

经济的发展带动了电力行业的发展，现阶段的电力系统自动化技术也愈加完善，由于当前客户对于电能的需求量越来越大，为了尽可能满足客户，就必须对电力系统自动化服务进行改善。目前，有一种采用一系列高科技技术的用户电力技术能够满足有较大用电需求量的客户，并且其电压在供电时能够保持非常稳定，这样就使得因电压引起的巨大不稳定性得以减少，实现柔性配电。这样一方面使电源质量得到保证，另一方面也是对用户用电负责的一种方式。

4．4电力系统更加的集成化和综合化

对于电力系统自动化技术而言，至关重要的一点就是要在降低成本的同时使经济效益还能有所提高，对此必不可少的就是加强信息集成与系统功能的集成，所以在系统中的数据和功能可以被集成，使得功能可以统一化。

4．5更加智能化

在不断发展并趋于完善的电力自动化技术支持下，电力系统自动化水平将大大提高，逐步向智能化发展的方向发展，而智能化是电力系统自动化技术发展的必然趋势。随着智能电网研究的深入，电力系统将得到优化，故障容错性能将大大提高，使电力系统的运行更加稳定可靠。

5结束语

综上所述，电力系统自动化技术不仅能够对电力系统及自动化技术的发展起到促进作用，让电力系统运行质量得到保证，而且还能使电力系统供电的安全与可靠性也得以保证，是电力工程中一项全新的技术与重要措施，对我国电力行业的发展有着重要意义。通过本文简单的分析与探讨，电力系统自动化技术尚且还有一些不足之处，因此，还需要专业技术人员进一步对电力系统自动化技术加强研究。

参考文献

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中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

电力是现代社会使用最广泛的二次能源。电力的安全、稳定和充足供应是国民经济全面、协调、可持续发展的重要保障条件，事关经济发展、社会稳定和国家安全大局。自从1998年全国装机容量超过277GW，跃居世界第2位以来，我国电力仍以较高的速度和更大的规模在迅猛发展，预计到2011年底，我国电力装机总容量，全国全口径发电装机容量将超过10.4亿千瓦。电力自动化管理系统首先要有一个计算机平台。该计算机平台在操作系统、数据库、人机界面、通信规约上遵守现行的工业标准，应是一个开放系统，是一个可以不断集成和扩展的灵活的计算机系统。在这一点上，与调度自动化EMS系统的计算机平台是一样的。不同的是，它面对的是信息量特别大，而通信又较为薄弱的配电网。

1 电力自动化管理系统的特点

1.1电力自动化管理系统的终端设备多，数据库庞大，管理复杂。DMS的监控对象为电源进线及变电站、10kV开闭所、小区变电站、配电变电站、分段开关、补偿电容器、用户电能表和重要负荷等，因此站点非常多，通常要有成百上千甚至上万个。数量繁多的终端设备不但给系统组织带来较大的困难，而且在控制中心的计算机网络上，处理这么大量的信息并进行设备管理，比输电网更繁琐。特别是在图形工作站上，若要较清晰地展现配电网的运行方式，困难将更大。

1.2电力自动化管理系统的大量终端设备不在变电站内，要求设备可靠性更高。输电网自动化系统的终端设备一般可以安放在被测控的变电站内，行业标准中对这类设备按户内设备对待，只要求其在10℃―55℃环境温度下工作即可。而配电网自动化系统中的大量终端设备不能安置在室内，如测控馈线分段开关的馈线RTU，就必须安放在户外。其工作环境恶劣，通常要求在―25.75℃、湿度高达95℃的环境下工作，所以设备的关键部分就必须采用工业级的芯片，还要考虑防雨、散热、防雷等因素，这类设备不仅制造难度大，而且造价也较户内设备高。此外，因配电网的运行方式需要经常调整，对电力自动化管理系统的终端设备进行远方控制的频繁程度比输电网的高得多，这就更要求电力自动化管理系统的终端设备具有较高的可靠性。

1.3电力自动化管理系统的通信方式多样复杂。承担传送数据和通话任务的配电网通信系统，由于包含有各种类型侧控装置，因而常常具有多种通信方式。配电网终端设备的数量非常多又比较分散，也大大增加了配电自动化通信系统的复杂性。但其通信速率，由于配电网不必考虑系统的稳定性问题而不如输电系统要求得那么高。

2 电力自动化管理系统的功能

2.1配电网的SCADA功能

配电网的SCADA系统是通过监测装置来收集配电网的实时数据，进行数据处理以及对配电网进行监视和控制。监测装置除了变电站内的RTU和监测配电变压器运行状态的TTU之外，还包括沿馈线分布的FTU （馈线终端装置），用以实现馈线自动化的远动功能。配电网SCADA系统主要功能包括数据采集、四遥、状态监视、报普、事件顺序记录、统计计算、制表打印等功能。

由于配电SCADA系统的监控对象既包含大的开闭所和小区变电站，又包括数金极多但单位容量很小的户外分段开关，因此常将分散的户外分段开关监控集结在若干点（称做区域站或集控站）以后再上传至控制中心。若分散的点太多，还可以做多次集结。当配电网设备比较密集时，可按距离远近划分小区，将区域站设置在距小区中所有测控对象均比较近的位置，通信通道适合采用电缆或光纤。而当配电网比较狭长时，可将区域站设置在为该配电网供电的110kV变电站内，此时最好采用配电载波通信方式传输信息。

2.2配电变电站自动化

配电变电站自动化SA有以下基本功能：对配电所实施数据采集、监视和控制，与控制中心和调度自动化系统（SCADA）通信。

2.3馈线自动化

馈线自动化FA是指配电线路的自动化，在正常状态下，实时监视馈线分段开关与联络开关的状态和馈线电流、电压情况，实现线路开关的远方或就地合闸和分闸操作。在故降时获得故障记录，并能自动判别和隔离馈线故障区段，迅速对非故障区域恢复供电.

2.4用户自动化

用户自动化主要包括负荷管理和用电管理。负荷管理是根据需要来控制用户负荷，并能帮助控制中心操作员制定负荷控制策略和计划。用电管理主要包括自动计量计费系统等。

2.5配电网高级应用软件

高级应用软件（PAS）主要是指配电网络分析计算软件，包括负荷预测、网络拓扑分析、状态估计、潮流计算、线损计算分析、电压/无功优化等。高级应用软件是有力的调度工具，通过高级应用软件，可以更好地掌握当前运行状态。配电自动化中的这些软件与调度自动化的相类似，但配电网中不涉及系统稳定和调频之类的问题。当前电力自动化管理系统的高级应用件可以分成三个层次开发：①基本应用软件，即网络分析软件；②派生类软件，如变电站负荷分配、馈线负荷分配等；③专门应用软件，如小区负荷预报、投诉电话处理，变压器设备管理等。

3 电力自动化管理系统技术的发展

3.1变电站自动化的新进展

变电站自动化是将变电站的二次设备利用计算机技术和现代通信技术，经过功能组合和优化设计，对变电站实施自动监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。变电站自动化系统可以收集较为齐全的数据和信息，利用计算机的高速计算能力和判断功能，方便监视和控制变电站内各种设备的运行和操作。目前，我国的变电站自动化技术已经很成熟，并广泛地应用于高、中、低压变电站中，这大大提高了变电站的运行效率及可靠性。但与国外先进的变电站自动化系统相比，仍存在许多需要改进的地方。如国外无论是分层分布式的变电站自动化系统还是常规的RTU方式，均能可靠地实现变电站的无人值班监控，这对国内进行新、老变电站自动化系统的建设和改造很有启发。

3.2电网调度自动化的新进展

电网调度自动化是现代电力系统自动化的主要组成部分和核心内容，它是信息技术、计算机技术及自动控制技术在电力系统中的应用。经过近20年的发展，电网调度自动化系统在电力系统的安全经济运行中已经起着不可或缺的作用。电网调度自动化技术随着信息技术、计算机技术及自动控制技术的发展而日新月异，系统升级换代很快，当前电网调度自动化系统的发展面临着一些挑战。网络安全对于以实时运行为首要任务的电网调度自动化系统尤为重要，但随着互联网技术的发展和广泛使用，网络攻击和病毒侵害不断发生，对电网调度自动化系统的安全运行构成了威胁。一方面，从网络安全的角度出发，需要将调度自动化系统隔离运行；另一方面，随着自动化系统的规模日益扩大、应用复杂度的日益提高，各个控制中心之间以及各个自动化子系统之间的交互大大增强，需要进行信息的一体化整合与集成。因此，需要对调度自动化系统的安全集成技术进一步研究，使得系统的开放性、稳定性、可靠性、实用性，特别是安全性更强。

4 结束语

电力自动化管理系统可以是集中式的，即由一个配电管理自动化主站，实现对整个配电网的数据采集，并和馈线自动化、变电站自动化、用户管理等集成为一个系统；电力自动化管理系统也可以是分层、分布式结构的，如在变电站中设立二级主站，整个电力自动化管理系统由一个一级主站及若干个子系统（如负荷管理等子系统）集成。这样的信息收集和处理也是分层和分布的，适合采用计算机网络技术实现。

参考文献：

[1] 张丽英.电网调度系统安全性评价（网、省调部分）[M].中国电力出版社，2007.

篇（10）

    一、电力自动化系统的数据分析

    (一)数据分类

    一般在电力自动化系统中,可以根据数据来源的不同将其分为原始数据以及再生数据。原始数据指的就是在现场直接采集的数据,再生数据具体是指在原始数据的基础之上进行二次加工得到的数据。根据电力自动化系统的特点可以将数据进行更为细致的分类:

    首先就是现场的实时数据,指的就是在现场实时采集到的数据,其特点就是数据量特别大,因此对于此类数据的存储提出了更高的要求。第二就是基础数据,指的是电力设备数学的一些数据,其属于设备管理的基本范畴之内,例如线路或者发电机等。第三就是日常的运行数据,主要有电力自动化系统中记录的数据以及各种职能部门在工作中处理的数据。最后就是市场数据,因为电力行业的市场化改革正在逐步进行,所以将市场数据纳入数据分类中也是适应发展趋势的必然要求。

    (二)数据获取

    获取数据也可以被称为采集数据,指的是电力自动化的输入,分为数据的采集以及处理和转发等三个环节。与电力自动化系统相对应的就是数据的传输是采集的关键。目前来看针对数据的传输,主要有有线以及无线两种主要方式,有线传输的方式包括了光纤和电缆等,无线传输的方式有微波以及无线扩频等。目前我国电力系统发展中主要采用的传输方式是有线传输,但是无线传输在一些特殊区域发挥出重要作用,因为无线传输具有减少铺设线路的优点所以在一些偏远地区的电网数据采集来说就具有较大优势。但是无线传输中的一些技术问题还是有待解决的,比如数据的实时性以及可靠性等。如果解决了这些问题,无线传输可能成为电力自动化系统发展的新重点。

    二、电力自动化系统中数据的特点分析

    (一)唯一性的特点

    在电力自动化系统中存在着大量的数据,这些数据的特点就是具备一定的独立性,但是在子系统进行交流的过程中这些数据也会包含其他子系统中的大量数据,所以子系统之间的数据会存在交叉现象,如果不能对这些数据进行妥善处理的话就会出现数据冗余的问题。一旦出现了数据的冗余很可能导致系统在处理数据时能力降低湖或者更新速度较慢,严重的话还可能导致系统数据的可信度降低。所以说为了能有效的保证数据的唯一性,就需要对数据库进行统一的管理以及日常维护工作。通常来说对于离线数据库可以比较容易进行管理,实现其唯一性难度不高,但是针对实时数据库就需要将数据库的信息映射到不同工作站的内存中,就需要在线进行统一管理来确保不同子工作站的数据库进行更新来避免重复性。

    (二)数据共享性

    目前在数据的共享方面主要的方式有文件的共享、基于web的数据共享以及直接方位内存和网络通讯、内存数据库等。基于web的数据共享,是通过互联网的共享数据。目前随着我国信息化的进行以及网络的普及,互联网的影响已经深入到了社会的不同层面以及角落,网络带宽也越来越大,网速也逐步提高,这就使得web数据共享方式变得更为可行。跟其他的数据共享方式比起来,基于web的数据共享技术充分利用了互联网技术,具有高效率低成本的优势,但是其缺点也较为明显,实时性较差。近年来,因为基于内存数据库的数据共享方式具有结构简单同时灵活性和实时性较好、访问速度较快等优点所以得到了快速发展,这也是之后电力自动化系统发展的主要方向。基于内存的数据共享指的就是把数据放在内存中,其缺点就是开放性不够好。为了实现其开放性可以利用dcom技术来实现其访问接口。

    三、数据流的安全性

    目前伴随着计算机以及网络技术的快速发展,把数据流作为信息载体的系统内部数据管理方式开始成为主流,通常来说数据流的特点就是实时性以及连续性、顺序性,其过程中就是从数据进入系统开始,数据在系统内的各个环节进行流动,其运动的基本策略跟系统的功能有关。随着我国电力系统自动化水平的不断提升出现了越来越多的需要处理的数据流,数据的结构也更加复杂。所以只有进行合理的部署,数据流才可以逐步的提高其传输的效率来保证电力自动化系统的安全性以及可靠性。数据流在电力自动化系统中的关键,就是要解决系统的统一接口的问题以及实现子系统之间的互联。其未来发展的基本方向就是实现电力自动化系统的数据流优化策略。 随着电力系统中数据的存

    储了急剧增加,互联网中的病毒等也开始泛滥,但是碍于一些硬件设备的限制导致了电力系统中的数据备份等还是不够完善,这就大大的增加了数据丢失的风险。数据丢失很可能会导致电位运行的不稳定甚至是瘫痪。所以说数据的安全问题成为了现在电力自动化发展中十分重要的问题。可以从以下几个角度入手谈及提高数据安全性。

    第一就是制度完善来确保数据安全。要在企业内逐步制定以及完善有关计算机使用和数据安全维护的规章制度,通过加强对工作人员的思想教育来提高员工对于数据安全的重视晨读,并且在之后的日常工作中要按照操作规范等来进行数据的传输以及保存,形成良好的数据安全意识。

    第二就是硬件设施的安全性,针对控制室的设计等要符合建筑规范,水电的安装要符合技术要求,同时还需要安装防火以及防盗、防雷等措施。控制室要有必要的安全保卫措施。

    最后就是技术性的安全,系统要有完整性,要安装必备的防病毒软件,并且及时的对操作系统等进行升级,同时定式更新病毒库。有关数据要进行及时的备份。计算机来设置密码,重要的文件要加密。数据的删除要进行记录以便可以恢复误操作的数据。要坚持网络专用制度,把电力自动化的网络跟商业网络隔离开来。同级别部门之间进行互相访问是需要设置密码,下级对于上级网络的访问需要进认证,通过技术上的进步来确保数据的安全才是核心所在。

    结语:

    电力自动化系统是一个会涉及到多方面内容的系统,其核心就是数据的处理。正确有效的数据处理是保证电力自动化系统安全有效运转的必要手段。目前随着计算机技术以及网络技术的发展,在电力系统中的运用让数据的处理凸显出更高的价值。尤其是我国目前无线网络逐步兴起,无线网络数据传输的可靠性以及实时性等问题解决之后,必将成为数据处理的重要增长点,所以基于无线网络的数据处理等将是一个新的课题。

    参考文献:

    [1] 黎灿兵,刘晓光,赵弘俊,文燕,李大勇.中压配电网不良负载数据分析与处理方法[J].电力系统自动化,2008(20).