研究生暑期學(xué)校(電氣工程)總結(jié)

22)物聯(lián)網(wǎng)的要素與特征2012年研究生暑期學(xué)校（電氣工程）總結(jié)寇水潮 --2012年7月21日本周學(xué)習(xí)內(nèi)容：參加西南交通大學(xué)承辦的以“電氣工程前沿技術(shù)”為專題、為期一周的全國(guó)大三本科生一起上課交92小時(shí)的學(xué)術(shù)討論。大三本科生一起上課交92小時(shí)的學(xué)術(shù)討論。流，給我們上課的是不同高校的教授或者研究所的院士。每天培訓(xùn)時(shí)間大概為小時(shí)，上午和下午分別是 3.5小時(shí)的上課時(shí)間，晚上1、教授作報(bào)告時(shí)涉及到的研究課題令 《智能電網(wǎng)能量管理與運(yùn)行控制》清華大學(xué)張伯明教授1）EMS及其面對(duì)的挑戰(zhàn),為什么需要EMSEMS口EnergyManagementSystem）三大目標(biāo)：安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)。EMS是電網(wǎng)調(diào)度控制中心的自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)施對(duì)電網(wǎng)的能量管理和運(yùn)行控制，保證電力發(fā)用平衡，實(shí)現(xiàn)不同電源之間的協(xié)調(diào)運(yùn)行。EMS統(tǒng)領(lǐng)信息流、調(diào)控能量流。EMS統(tǒng)領(lǐng)信息流、調(diào)控能量流。/EMS發(fā)展歷史第一階段： 1969年以前，初期EMS：數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控為主（SCADA）為主;沒有實(shí)時(shí)MISOMISO控制中心的EMS中的狀態(tài)估計(jì)器和實(shí)使得MISO在事故發(fā)生時(shí)不能快速進(jìn)行電EMS的問題是， 缺少自動(dòng)預(yù)警機(jī)網(wǎng)絡(luò)分析；網(wǎng)絡(luò)分析主要依靠離線計(jì)算。第二階段： 1970年至今，傳統(tǒng) EMS/傳統(tǒng)EMS存在的問題國(guó)際上EMS已相當(dāng)成熟，是否還需發(fā)展？814美加大停電給人們敲響了警鐘，結(jié)論：時(shí)事故分析工具在事故發(fā)生時(shí)間實(shí)際上退出運(yùn)行，力系統(tǒng)事故前的可靠性預(yù)警評(píng)估。該停電事故暴露出傳統(tǒng)制、全局協(xié)調(diào)和相繼開斷的控制 。電網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)大， “量變”引起“質(zhì)變”；電網(wǎng)變化規(guī)律復(fù)雜；對(duì)全局電網(wǎng)的知曉困難；對(duì)全局電網(wǎng)的評(píng)估困難；對(duì)全局電網(wǎng)的調(diào)度控制更困難……,能源清潔化變革帶來的挑戰(zhàn)如何消納大規(guī)模間隙式可再生能源發(fā)電？如何支撐未來電動(dòng)汽車的廣泛隨機(jī)接入？如何保障智能電網(wǎng)運(yùn)行的安全可靠性？2)智能電網(wǎng)EMS需要解決的科學(xué)問題,共性基礎(chǔ)問題顯著多樣性：接入電源多樣性、接入負(fù)荷多樣性、電網(wǎng)形態(tài)多樣性、信息環(huán)節(jié)多樣性新電源和新負(fù)荷接入電網(wǎng)，引入了間歇性和不確定性，如何從空間和時(shí)間上協(xié)調(diào)？/EMS研究的關(guān)鍵科學(xué)問題源——網(wǎng)——荷的自律協(xié)同性，包括“源——荷”自律、“源——網(wǎng)——荷”的協(xié)同、EMS的適應(yīng)。新EMS的新形態(tài)為“分布自治、集中協(xié)調(diào)”，目標(biāo)是使傳統(tǒng)能源、新能源和負(fù)荷協(xié)調(diào)互動(dòng)，并增強(qiáng)電網(wǎng)抵抗能力。3)研究?jī)?nèi)容和方法4)新EMS的效果結(jié)論,“能量管理和運(yùn)行控制”是智能電網(wǎng)研究中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),“源—一網(wǎng)—一荷自律協(xié)同性”是研究中的關(guān)鍵科學(xué)問題/源荷自律、源網(wǎng)荷協(xié)同、EMS適應(yīng)是需要研究的三個(gè)層面,新一代EMS的形態(tài)是“分布自治一一集中協(xié)調(diào)”令《輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)》重慶大學(xué)廖瑞金教授智能電網(wǎng)發(fā)展對(duì)電力物聯(lián)網(wǎng)的需求,智慧的地球=物聯(lián)網(wǎng)+互聯(lián)網(wǎng)/物聯(lián)網(wǎng)概念：(InternetofThings)技術(shù)層面上，物體通過智能感應(yīng)裝置，經(jīng)過傳輸網(wǎng)絡(luò)，到達(dá)指定的信息處理中心，最終實(shí)現(xiàn)物與物、物與人，所有的物品與網(wǎng)絡(luò)的連接，方便識(shí)別、管理和控制。,智能電網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)重要的應(yīng)用領(lǐng)域。,電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)：通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)、傳感技術(shù),三要素：全面感知(RFID、二維碼、傳感器等)；可靠傳遞；智能處理,特征：泛在化、智能化電力物聯(lián)網(wǎng)的主要內(nèi)容/電網(wǎng)廣域信息的測(cè)量“五遙”：遙測(cè)、遙信、遙控、遙視、遙調(diào)35KV以上電網(wǎng)測(cè)量：光纖網(wǎng)絡(luò)；10kv配網(wǎng)及農(nóng)網(wǎng)測(cè)量：無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)。,多元發(fā)電系統(tǒng)信息監(jiān)測(cè)與優(yōu)化控制常規(guī)機(jī)組：快速調(diào)節(jié)、深度調(diào)峰新能源發(fā)電系統(tǒng)：氣象數(shù)據(jù),輸變電設(shè)備安全監(jiān)測(cè)與智能評(píng)估,電力資產(chǎn)全壽命周期管理,智能用電系統(tǒng)與優(yōu)化管理e.g：智能電表輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù),輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)及全景信息模型存在的技術(shù)問題：多源異構(gòu)輸變電設(shè)備信息的規(guī)范與擴(kuò)展問題,輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)的通信模型與接口體系架構(gòu),輸變電設(shè)備一體化智能監(jiān)測(cè)裝置輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)分布自治監(jiān)測(cè)與一體化標(biāo)準(zhǔn)問題如何獲得特征量和感知？監(jiān)測(cè)的特征參量及傳感技術(shù)？,輸變電設(shè)備全景信息合成輸變電設(shè)備多源異構(gòu)全景信息的融合及無(wú)縫集成問題,輸變電設(shè)備全壽命周期管理系統(tǒng),輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范輸變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)方案/EPC代碼/異構(gòu)通信網(wǎng)：光纖、載波、無(wú)線網(wǎng)令《廣域同步相量測(cè)量（ ）技術(shù)及其在保護(hù)控制中的應(yīng)用》華北電力大學(xué)畢天姝教授廣域測(cè)量系統(tǒng)基本組成PWU的主要技術(shù)問題/WAMS的組成：數(shù)據(jù)采集單元、時(shí)間同步裝置、數(shù)據(jù)集中處理單元,同步采集同步測(cè)量定義：使異地信號(hào)相差1微秒，對(duì)50HZ信號(hào)，則1微秒/20毫秒*360度=0.018度，而實(shí)際中相鄰幾百公里的兩變電站相角差不超過2度。,相量計(jì)算：過零點(diǎn)計(jì)算、DFT算法/PMU性能檢測(cè)及軌跡精度提升令《風(fēng)電發(fā)展及并網(wǎng)技術(shù)》中國(guó)電力科學(xué)研究院姚良忠博士發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀/背景：能源需求加倍、節(jié)能減排、提高效率/海上風(fēng)電&陸上風(fēng)電,中國(guó)有6個(gè)陸上風(fēng)電基地，每個(gè)容量10GW。技術(shù)問題和挑戰(zhàn)/風(fēng)功率波動(dòng)/頻率控制、無(wú)功/電壓控制,風(fēng)功率的反調(diào)峰特性,恒速風(fēng)機(jī)：發(fā)有功、消耗無(wú)功雙饋風(fēng)機(jī)：發(fā)有功、可發(fā)可耗無(wú)功直驅(qū)風(fēng)機(jī)：無(wú)功調(diào)節(jié)能力較強(qiáng)（優(yōu)選）并網(wǎng)技術(shù)方案,有功調(diào)節(jié)、故障穿越（低電壓穿越、高電壓穿越）、無(wú)功調(diào)節(jié)、電壓頻率運(yùn)行范圍,并網(wǎng)技術(shù)方案：風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)交流輸電并網(wǎng)；風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)交流輸電并網(wǎng)并加并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償；風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)高壓直流輸電技術(shù)并網(wǎng),無(wú)功補(bǔ)償及控制：SVC、STATCOM,直流輸電基礎(chǔ)：電壓源型（63丁損耗大，但無(wú)需附加無(wú)功控制回路，容量?。?；電流源型(需STATCOM無(wú)功補(bǔ)償，容量大，但結(jié)構(gòu)擴(kuò)散，占地大)關(guān)鍵研發(fā)課題將來研發(fā)重點(diǎn),加快超高壓交流及直流輸電系統(tǒng)建設(shè),進(jìn)一步發(fā)展堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)技術(shù),儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展，主要以抽水蓄能為主/風(fēng)電同電網(wǎng)擴(kuò)建協(xié)調(diào)同步發(fā)展,風(fēng)電上網(wǎng)前的并網(wǎng)認(rèn)證,智能優(yōu)化調(diào)度,風(fēng)火打捆,海上風(fēng)電基地并網(wǎng)方案選項(xiàng)(空間、造價(jià)、性能)，AC還是DC？/超級(jí)海上電網(wǎng)(SuperGrid)O《風(fēng)力發(fā)電接入電力系統(tǒng)科學(xué)技術(shù)問題的研究》西安交通大學(xué)張保會(huì)分布式能源發(fā)電：潔凈煤發(fā)電；西南地區(qū)的水電；適度核電；可再生能源；燃?xì)獍l(fā)電分布式能源特點(diǎn)：地理特性、隨機(jī)性、不可儲(chǔ)存性、低密度性、不可運(yùn)輸性分布式能源電力的特點(diǎn)：電廠不在負(fù)荷中心、單機(jī)容量小、發(fā)電功率大小的隨機(jī)性電功率的實(shí)時(shí)平衡：,兩組相互獨(dú)立的隨機(jī)變量難以實(shí)時(shí)平衡方法：一組隨機(jī)變量疊加一組可控變量，形成跟蹤另一組變量變化的可控變量問題：隨機(jī)變量和疊加的可控變量的比例多大才可能與另一組獨(dú)立變量經(jīng)濟(jì)地平衡？可控變量在正常狀態(tài)下如何調(diào)用才能實(shí)時(shí)地與負(fù)荷變量經(jīng)濟(jì)平衡？事故狀態(tài)下如何控制隨機(jī)變量、可控變量？可控變量：可控電源包括水電、火電、抽水蓄能等；可控負(fù)荷包括熱水器、空調(diào)、可中斷負(fù)荷等。應(yīng)當(dāng)開展的研究,在盡可能多地利用新能源的前提下，研究隨機(jī)發(fā)電能力與可控發(fā)電能力隨負(fù)荷發(fā)展的優(yōu)化規(guī)劃。22)我國(guó)軌道交通發(fā)展22)我國(guó)軌道交通發(fā)展,在盡可能經(jīng)濟(jì)和安全的前提下，研究正常運(yùn)行時(shí)最大限度地利用隨機(jī)電能時(shí)的運(yùn)行控制和調(diào)度問題。,研究在電力系統(tǒng)遭受擾動(dòng)以后保護(hù)系統(tǒng)安全退出運(yùn)行的方法分散式能源發(fā)展的優(yōu)化規(guī)劃及其可靠性評(píng)估含有分散式能源的電力系統(tǒng)運(yùn)行分析以及控制策略含分散式電源的繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置令《分布式發(fā)電與微網(wǎng)發(fā)展及挑戰(zhàn)》天津大學(xué)王成山分布式能源：風(fēng)能、太陽(yáng)能、海洋能、生物質(zhì)能、天然氣、其他形式新能源光伏建筑并網(wǎng)的問題：/電源特性決定：不可調(diào)度；功率波動(dòng)(電源間歇性)；需要備用/雙向潮流導(dǎo)致：以分布式電源為單元的優(yōu)缺點(diǎn)：/優(yōu)點(diǎn)：接入方便，運(yùn)行簡(jiǎn)單,缺點(diǎn)：系統(tǒng)故障退出運(yùn)行，間歇性影響周邊用戶；能源綜合優(yōu)化困難，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度提出挑戰(zhàn)5)微網(wǎng)(MG)/微網(wǎng)運(yùn)行特性？/微網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)？/微網(wǎng)保護(hù)與控制？/微網(wǎng)仿真：模擬仿真、數(shù)字仿真、混合仿真,發(fā)展趨勢(shì)：結(jié)構(gòu)多樣化、控制智能化、概念擴(kuò)大化、功能復(fù)雜化令《高速鐵路現(xiàn)狀及交流電傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用》南車株洲電力機(jī)車研究所有限公司丁榮軍世界高速鐵路的發(fā)展/速度快，為減少空氣阻力，火車頭越來越尖/高鐵、城軌、地鐵、輕軌、磁懸浮高鐵的十大核心技術(shù) ：交流傳動(dòng)、高性能轉(zhuǎn)向架、復(fù)合制動(dòng)、自動(dòng)控制及故障診斷、密接式車鉤等交流傳動(dòng)技術(shù)：,發(fā)展基礎(chǔ)：電力電子、控制策略、計(jì)算機(jī)芯片,列車網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)：列車初運(yùn)行技術(shù)、診斷技術(shù)、 DTECS系統(tǒng)/電磁干擾三要素：發(fā)射源、傳播途徑、敏感源列車運(yùn)行控制系統(tǒng)新一代交流傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展傳動(dòng)技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用 ：風(fēng)力發(fā)電、電動(dòng)汽車、光伏發(fā)電令《開關(guān)電源控制技術(shù)回顧與展望》西南交通大學(xué)徐建平教授1)開關(guān)DC——DC變換器控制/本質(zhì)：時(shí)間比率控制/目標(biāo)：輸出電壓精度；瞬態(tài)響應(yīng)速度精度和速度往往是矛盾的PWM：脈沖寬度調(diào)制； PFM：脈沖頻率調(diào)制按占空比調(diào)制方式：后緣調(diào)制，前緣調(diào)制，雙緣調(diào)制令《電力信息集成與智能電網(wǎng)》湖南大學(xué)曹一家教授背景/典型大停電的原因： 調(diào)度控制中心之間信息共享不充分， 不能保證實(shí)時(shí)交互； 故障時(shí)信息量大，通訊效率低，信息不能及時(shí)處理；監(jiān)控方式單一，對(duì)多種信息源、控制中心仍為充分利用/電網(wǎng)安全的挑戰(zhàn)性：西電東送；全國(guó)聯(lián)網(wǎng)；特高壓輸電；風(fēng)電三峽電力信息集成,綜合能源及通信系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)： 更加強(qiáng)調(diào)電力、 信息和控制三者的集成與融合， 用信息流控制能量流，使電網(wǎng)具有自愈能力。/電力系統(tǒng)運(yùn)行控制：通信方式基于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)

,變電站內(nèi)信息獲取方式的變革：傳統(tǒng)電磁口感器□新型數(shù)字口感器,電力信息集成的發(fā)展： 變電站二次設(shè)備體系結(jié)構(gòu)改變； 變電站二次設(shè)備的功能調(diào)整； 基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換和信息集成令《磁浮技術(shù)與磁懸浮列車》西南交通大學(xué)張昆侖教授電磁懸浮原理永磁電動(dòng)斥力懸浮超導(dǎo)電動(dòng)斥力懸浮電磁吸力懸浮永磁混合吸力懸浮超導(dǎo)混合吸力懸浮軌道交通：,輪軌交通：城軌、地鐵、輕軌、單軌/磁浮交通：常導(dǎo)高速、超導(dǎo)高速、低速、高溫超導(dǎo)、永磁電動(dòng)、永磁口裁磁浮交通發(fā)展超導(dǎo)電動(dòng)懸浮磁浮列車2、本科生班學(xué)員交流令我的演講內(nèi)容：學(xué)生工作科研經(jīng)歷研究生生涯展望(西南交大在讀博士)給我提到：無(wú)&《基于IGBT(西南交大在讀博士)給我提到：無(wú)&《基于IGBT的Marx發(fā)生功優(yōu)化的NP難。令其他位學(xué)員的演講內(nèi)容:,重大吳越：《基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的諧波電流檢測(cè)研究》器》，班導(dǎo)師建議做ppt時(shí)圖比表好，表比文字好；讓我們認(rèn)真學(xué)習(xí)《線性系統(tǒng)和非線器》，班導(dǎo)師建議做性系統(tǒng)》這本書。華科李成敏：諧波問題，Labview編程，班導(dǎo)師建議可學(xué)習(xí)《電氣測(cè)量與傳感器》這本華科李成敏：諧波問題，書，學(xué)習(xí)如何使用Labview書，學(xué)習(xí)如何使用Labview制作虛擬儀器。/華科魯曉軍：口MPT與ERPT/華科魯曉軍：MPT是微波式，ERPT是電磁式，微波式傳輸距離可達(dá)幾公里，電磁式傳輸距離只有1-2m。提高傳輸效率的方法有：提高頻率、線圈的優(yōu)化設(shè)計(jì)（空心、形狀、材料、磁場(chǎng)分析）、加入中繼等等。,川大王海冰：繼電保護(hù)隱性故障,川大劉暢：《智能電網(wǎng)的PMU優(yōu)化配置方案》&《電力系統(tǒng)災(zāi)難性故障研究》，班導(dǎo)師舉了兩種智能優(yōu)化算法，包括粒子群算法和遺傳算法。,川大邱玉濤：《電壓暫降引起的電能質(zhì)量問題研究》總結(jié)：為期一周的暑期學(xué)校已過去了4天，每天聽著牛B的教授講課，雖然很多聽不明白的，但激發(fā)了我更強(qiáng)的求知欲和科研熱情。電氣學(xué)科尚有許多研究方向，