电机设计论文范文

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第1篇

随着电力电子技术的发展，用电设备对电源的要求不断提高，开关电源正逐步向着高效率、大功率密度、高可靠性、低电磁抗干扰、无噪声、维修方便等方向发展。瞬时同步整流技术由于实现简单，响应速度快和具有自然限流等优点而得到广泛地应用。

本文在分析DC-DC技术发展的基础之上，用Buck电路，运用MAX767系列芯片研究一条简洁的途径实现DC-DC直流变换，即应用同步整流技术控制方法，来实现变换器高效工作。该变换器主电路结构简单可靠，可以实现输入：DC4.5～5.5V，输出DC5V/3.3A的设计。

分析其系统工作原理的过程，为该变换方法和应用提供了理论基础，通过同步整流技术的方法和应用MOSFET管的设计，较理想的实现了DC-DC变换器的设计要求。

最后，运用这些设计成功的设计出DC-DC直流变换器。

本文主要介绍Buck电路和MAX767系列DC设计，工作原理和主要参数的设计，并对系统的外特性和稳定性作了分析。

关键词：DC-DC直流变换;同步整流技术;MOSFET管

Abstract

Withthedevelopmentoftheelectronictechnology,thehigherrequirementofPowerSupplyareraisedincludinghighefficiency,highpowerdensity,lowEMI,andrapiddynamicresponse.Ahysterics-bandinstantaneouscurrentcontrolPWMTechniqueispopularlyusedbecauseofitssimplicityofimplementation,fastcurrentcontrolresponse,andinherentpeakcurrentlimitingcapability.

Thedesignofthefoundationofupper，withbuckcircuit，handlemax767serieschiplookintoaslipofcompactavenuerealizedc-dcdirectcurrenttransform，namelyapplicationsynchronousrectificationtechnicalcontrolmeans，camerealizeconvectorhighlyactivewroughtofthetextatanalysesdc-dctechnologicaldevelopment.beone''''sturnconvectortrunkfeederstructuresimplicitycredibility，couldrealizeimport：DC4.5～5.5v，outputdc5V/3.3A

Boththatofanalyseshissystemprincipleofoperationcourse，forbeone''''sturntransformmethodandapplicationsupplyknowclearlyrationale，throughthemediumofsynchronousrectificationtechnicalmeansandapplicationMOSFETtabledesign，compareidealrealizeknowclearlydc-dcconvector''''designrequirement.

Atthelast，handlethesebedesignedforwrought''''thoughtoutdc-dcdcconverterto.

Thedesign，combineversussystemicexternalcharacteristicandstabilitydidknowclearlyanalysesofthebothtextmostlyintroducebuckcircuitandmax767seriesDCdesign，principleofoperationandmajorparameter.

keyword：dc-dcdirectcurrenttransformsynchronousrectificationtechnologymosfettube。

主电路的设计

电力电子技术是以电力为对象的电子技术，它在主要任务是对电能进行控制和交换。现在电力电子技术已成为信息产业和传统产业之间的重要接口、弱电与被控强电之间的桥梁。

从SCR、IGBT、SITH；从相控整流电路及周波变换电路到脉宽调制和高频斩波电路，现代电力电子技术正逐渐向集成化、高频化、全控化、电路弱电化、控制数字化和多功能化发展，本文所讨论的充电机系统就是现代电子技术的产物。

2.1整流滤波电路

整流电路由三相整流桥、充电电阻R、短路开关S和滤波电容C1构成。

当电路加电时，开关S处于断开状态，电网通过整流桥和充电电阻R向电容C1充电。电阻限流作用，防止加电时产生冲击电流。

当电容充电结束后，开关S闭合，将限流电阻R短路，电路进入正常工作状态。开关S的动作是由控制电路中的软启动电路实现的。

由于整流滤波电路所使用的是不控制元件，对电网影响较少，同时，以软启动过程所实现可防止潮涌电流的产生。

2.2主电路的选型

开关电源的电路拓扑结构众多，其中正激式、反激式和半桥型适合小功率电源使用，全桥型适合大功率电源使用，其中正激电路又可以分单管正激和双管正激等多种。电路形式的最终确定，需要根据设计任务书和实际应用场合的具体情况来确定。

一般来说，功率很小的电源（1-100W），采用电路简单、成本低的反激型电路较好；当电源功率在100W以上且工作环境干扰很大、输入电压质量恶劣、输出短路频繁时，则应采用正激型电路；对于功率大于500W、工作条件较好的电源，则应采用半桥或全桥电路较合理；如果对成本要求比较严，可以采用半桥电路；如果功率很大，则应采用全桥电路；推挽电路通常用于输入电压比较低、功率较大的场合。充电机的核心部分是DC/DC功率变换电路。DC/DC变换器一般可分为自激式和他激式两种。自激式变换电路输出功率较小，频率不易控制，只用于较小故在此只介绍他激式变换电路，在他激式变换电路中，开关管的控制信号是由可调频率的震荡器给出的。下面对它激式变换电路的组成部分分别加以说明。

目录

摘要I

AbstractII

第一章绪论1

1.1PWM技术历史和现状1

1.2高频软开关逆变式充电机2

第二章主电路的设计3

2.1整流滤波电路3

2.2主电路的选型4

2.3软开关技术的基本概念6

2.4软开关技术的提出与发展7

2.5工作过程分析9

2.6全桥型电路的主电路元气件参数的确定12

2.7输出滤波电路的设计16

第三章滤波电路和主电路的计算18

3.1滤波电感18

3.2滤波电容19

3.3开关器件的设计20

3.4主电路设计的具体计算22

3.5驱动电路的设计27

第四章控制电路的设计及保护电路的实现31

4.1控制方案的确定31

4.2PWM信号的产生33

4.3移相及互锁电路36

4.4开关信号的产生38

4.5恒流控制电路的设计39

4.6调节器电路的设计41

4.7保护电路设计42

第2篇

1.1电机型号规格。电机型号：ZC493/440；功率：500/350kW(发电机规格、轴输入功率)；额定电压：660V额定电流：758/530A；额定转速：1100/2500r/min；励磁电压：220V(他励)；过载倍数1.5；功率：470/329kW(电动机规格、轴输出功率)；额定电压：660V；额定电流：758/530A；额定转速：1020~2500/1040~2500r/min；励磁电压：220V(他励)；过载倍数1.5。

1.2电磁设计。由于该电机主要用于发电运行，因此应参照发电机相关设计规格进行电磁计算。同时由于电机热参数通常很高，相应的轴向散热要求很验证达标，要想解决这一难题，从而改善通风散热情况，优先选择相应的通风沟结构为9段分形式的通风沟，且每段为8厘米长。

2结构设计

2.1外形与总体。本文高速直流电机的设计主要是针对其要用于拖动立式水轮机进行高水头水力性能实验，因此设计为立式结构。

2.2定子设计。通常情况下高速直流电机的供电电源采取静止整流供电，要想适应运转负荷的高变化频率等要求，相应的定子机座会采用叠片机座的形式。做为重要零部件的主换向极冲片的厚度应为1毫米的Q235钢板冲制而成，而主极线圈的选择应为聚酯亚胺漆包线QZYB-2/155，从而达到加大主极线圈与换向极线圈之间间隔的效果，这更有利于电机的散热。

2.3电枢设计。将0.5毫米厚的厚DW310-50无取向冷轧硅钢片进行冲制，制得电枢冲片。同时，电枢铁心为无纬带绑扎固定绕组结构，这种结构可以有效的降低电枢槽高。采取径向通风方式进行电枢通风。电枢线圈的结构采用用单叠异槽和均压线形式，同时由于在电机进行高速转动时，换向片在较大离心力的作用下十分容易发生变形，故换向器采用绑式结构。换向片及整体升高片所使用的制造材料均为银铜梯排。

2.4轴承。上轴承采用7022A单列向心推力球轴承(其脂极限转速为3600r/min)，由定子机座承担转子全部重量。下轴承采用6024C3单列向心球轴承，起导轴承作用及卧式试验时承受双向轴向力。因电机为立式安装，为防止轴承漏油，油脂粘到换向器护环使碳粉堆积。轴承采用三层毛毡密封，有效防止漏油。

2.5通风。要想解决电机通风散热问题，提高电机相应的运行质量及测试准确度，在对电机进行通风设计时，在电机的上部置有4个出风品，且每个通风口都安装有径向出风防破损装置。同时使用两台LKW355S-4低噪音音风机鼓风，共同构成风冷相应的电机风冷系统。鼓风机拖动电机中心到电机中心距离约950毫米。风机出风口装一风筒，风筒与电机进风口距离为3到5毫米。

3结束语

第3篇

关键词：直流电源后备系统多微控制器充电机

直流电源后备系统是各类电厂、变电站、电站等必备的。其主要功能是作为主电源的替代电源，当主电源突然中断后，给关键主控设备、故障监测系统、故障保护系统等提供动力电。它可以包括多个蓄电池组，每组可有多达一百多只铅酸或其它种类的蓄电池，容量可达2000安时以上。

成套的无人值守、免维护直流电源系统由蓄电池组、充电浮充电装置、电池监测(容量及电压)装置、绝缘监测装置、交流监测装置、硅链调压装置、一系列遥控开关、保护子系统以及将这些装置连接成一个整体的工业通信网络和中央控制器组成。上述装置(除中央控制器之外)均可有多套。通信网络采用RS485接口，为了提高现场抗干扰的能力，RS485接口应采用带光隔离型的，也可采用工业现场总线如CAN总线、LonWorks等。中央控制器具有带汉字液晶显示的人机接口，一方面能通过通信网络与各子系统(装置)进行双向通信，取得其运行的实时数据，并对这些设备进行遥控、遥调；另一方面还与电站综合自动化系统相连，将整个直流系统的信息传递至这些更高层的系统。系统结构图如图1所示。

在这些装置中，充电浮充电装置(即智能充电机)无疑占据极其重要的地位，其作用在于提供智能充放电流程控制，自动补充蓄电池因事故放电和合闸操作而损耗的电能，从而使蓄电池组始终处于最佳的蓄能状态，保证直流后备电源系统的可靠性。

1蓄电池充放电控制流程及智能充电机的功能设计

直流电源系统中的蓄电池在系统运行过程中可能会遇到各种运行状态，如交流中断导致的放电，以及长时间运行过程中由于内部化学反应而造成的自放电损失等。为了保证电池的容量，必须以一定的控制流程对蓄电池进行充电控制。

图2是原电力部负责组织制定的微机控制直流电源系统运行程序的示波图。从图中可知，铅酸蓄电池的充电流程由以下几个部分组成：

(1)启动阶段

为了避免电压突变对电池造成冲击，上电时，充电电压必须平滑地上升，在十几秒钟以后达到给定值。此阶段称为软启动阶段，充电机应该实现恒流控制。

图2

(2)0.1C10A恒流充电

软启动结束后，充电机以0.1C10A的电流对电池进行恒流充电。此时，电池的端压将逐渐上升。当端压上升至2.35×n(n为电池个数)时，恒流充电结束，转为下一阶段。

(3)均充阶段

此阶段为恒压控制，给定值为2.35×n。此时充电电流将逐渐减小，当电流减小到0.01Cl0A时，计时系统开始计时，当计完“均转浮设定时间”后(此时间可调，范围为0～72小时)，系统进入下一阶段——浮充阶段。

(4)浮充阶段

此阶段也为恒压控制，但其电压给定值为2.25×n。浮充阶段经过一个可设定的“活化时间”后(1～3个月)，系统重新回到上述第(2)阶段。

(5)交流中断与恢复供电

当电网的交流中断以后，蓄电池放电给系统以提供后备电源。当交流系统恢复供电以后，充电机自动对电池进行恒流充电，也回到上述第(2)个阶段。

综上所述，智能充电机实现的功能如下：

(1)对蓄电池进行完整的充放电控制。

(2)所有的控制参数均可由用户设定，包括均充、浮充电压给定、恒流充电电流给定、均充转浮充时间、活化时间等。

(3)完善的报警保护功能，包括交流中断、缺相、过压、过流、短路等。

(4)RS485通信接口及相应的通信协议，包括提供上位机远控功能。

(5)恒压恒流精度可达±1%，纹波系数在1%以下，功率因数及效率也可达到用户给定的指标。

(6)温度对蓄电池充电特性有一定影响，因此需具备温度补偿功能。

2智能充电机的硬件设计

本充电机采用可控硅三相全控桥的相控整流主电路型式。

本系统的特点是控制精度要求较高、任务较多，为了提高硬件可靠性，系统采用了多微控制器(单片机)的设计。

系统整个运行任务按功能独立性及负荷均匀的原则大致可分为以下四个大的子任务：同步脉冲产生、移相触发脉冲生成、流程控制及恒压恒流算法实现、接口及串行通信等。这些任务由一两块单片机完成是不可能的，为此使用四块单片机，每块单片机完成上述的一个子任务，各单片机之间通过硬件握手信号及共享RAM存储器来通信。图3是这些单片机的联系逻辑图。

同步单片机完成同步脉冲的产生，包括相序的判定、缺相的判定等，从而使系统达到不认相序无需调整的要求。

触发单片机完成6个触发脉冲的产生与分配(根据相序信号及来自于控制单片机的单相导通信号来判定)。

图5

人机接口单片机所扩展的功能电路单元较多，其原理框图如图4所示。

首先是温度采样。由于电池柜与控制器相距可达百米，因此采用温度电流传感芯片AD590。AD590输出一个与绝对温度值成正比的电流信号。由于其具有高阻抗的恒流源输出特性，因此对长线阻抗不敏感，同时也能抗现场干扰。温度采样电路如图5所示，图中的两个电位器可以对零点和满刻度进行校正。

由于蓄电池数目较多，所占面积也较大，因此使用三只均匀放置的AD590，将它们并联，所得测量结果为三点温度的平均值。

显示接口采用两片串行的7219LED显示驱动芯片，并扩展4x4位的LED数码管显示及若干LED发光指示灯。7219可自动完成LED数码管动态扫描的显示控制。

日历时钟芯片12C887提供充电流程控制所需要的日期时间标尺，同时其片内近128Byte的不掉电内存单元还可用于不掉电存储控制参数。

DSl609是一个双口RAM，共256Byte。在本系统中，它作为人机接口单片机与控制单片机的共享内存，传递公用信息。防止两个单片机同一瞬间对1609同一单元进行读写而造成冲突是应用的关键，系统采用信号邮箱的方式解决这一问题，如后所述。

控制单片机的接线较为简单，主要是为触发单片机输出单同步移相触发信号。

3软件设计

限于篇幅，仅讨论接口单片机与控制单片机的软件设计。接口单片机的软件较为复杂，整个软件运行受两个中断源驱动：一是主同步信号外中断，另一个是串行口中断。整体软件是一个多任务后台切换的结构，任务包括电压电流采样、键盘扫描、与1609通信、采样值的标度变换、采样值的显示、报警处理、温度的采样与显示、判断是否接收到完整的串行通信数据与命令帧、串行通信命令帧解释等。在每个主同步信号外中断发生后，接口单片机必须完成前四个任务，其它不太急切的任务则由主控程序轮流挑选一个激活执行，激活的唯一依据就是次序。

对共享内存的读写使用了几个信号量标志，如表1所示。

表1对共享内存的读写所使用的信号量标志

符号意义逻辑

Leftmsgchg左单片机写入新的信息左置右清

Fetchingleftmsg右单片机正读取1609信息右置右清

Rightmsgchg右单片机写更新了的信息右置左清

Fetchingrightmsg左单片机正读取1609信息左置左清

上表中，左单片机指的是接口单片机，右单片机指的是控制单片机，所谓“左置右清”指的是标志是由接口单片机置位，由控制单片机复位。

左单片机读1609共享信息的流程图如图6所示。

可以证明通过对以上四个标志的运用，可完全避免对共享内存单元的读写冲突。

控制单片机的主要任务是完成控制算法并输出控制量，其软件的运行是受每20ms一次的同步脉冲带来的外中断驱动的。恒压恒流算法采用抗微分饱和的PID算法。由于控制量输出的是一个移相角，此角度是由片内定时器D(t0)的定时时间决定的。根据89C52定时器的定时时间常数与主频(11.059MHz)的关系可以推算得:定时常数=216-921.6×1/18×α(度)=216-51.2×α(度)。

第4篇

设备安装

1)总配电柜挂墙安装底边距地1．2m，配电箱为嵌墙暗装，安装高度为底边距地面1．4m。2)除注明外，开关底边距地1．3m、插座底边距地0．3m暗装。开关选用跷板开关，插座均采用安全型插座。

导线选择及敷设

1)室外电源进线由上一级配电开关确定校验后再行最终确定。2)进线选用YJV22-1kV铠装铜芯电力电缆，应急照明支线选用ZR-BV-500V铜芯阻燃导线;照明支线选用BV-500V聚氯乙烯绝缘铜芯导线。干线、分干线沿桥架或穿SC钢管暗敷设;支线均穿SC管沿墙及楼板暗敷设，保护层厚度不小于15mm。3)消防配电线路敷设具体要求可参见《建筑设计防火规范》相关条文。

照明系统

1)光源:一般场所选用T8三基色荧光灯管配节能型电子镇流器或紧凑型三基色节能灯。2)在走廊、主要出入口等处设置疏散照明。安全出口灯、疏散指示灯，以及应急照明灯采用带蓄电池的灯具，应急照明供电时间应保证不低于30min。应急照明灯具应带不燃型保护罩。应符合GB13495和GB17945国家标准。3)照明配电装置的线路，增设一根PE保护接地线。4)开关、插座和照明灯具靠近可燃物时，应采取防火保护措施。其他类型灯具防火保护措施可参见《建筑设计防火规范》相关条文。

节能措施

1)光源:灯具均选用三基色灯具高效节能型，荧光灯灯管为节能型三基色T8灯管。采用电子镇流器或节能型电感镇流器，灯头补偿功率因数应大于0．9。荧光灯灯具效率应满足GB50034-20043．3．2-1表要求。照明灯具选择镇流器应符合GB50034-20043．3．5表要求。2)照度要求:门厅100lx，走道50lx，宿舍100lx，图书阅览室300lx，活动室100lx。3)照明功率密度最大值要求:门厅6W/m2，走道4W/m2，宿舍7W/m2。图书阅览室11W/m2，活动室7W/m2。

避雷、接地系统及安全防范措施

1公寓楼避雷

1)此项公寓楼工程避雷级别按三类设计。公寓楼的避雷设施应能满足阻止直击雷和雷电波的侵入，在地下1层总配电箱旁设总等电位箱。2)接闪器:在公寓楼屋顶避雷接闪器为10的镀锌圆钢;避雷带在檐口顶板明敷或在屋面明敷;网格公寓楼应小于20m×20m或者24m×16m，采用镀锌圆钢作避雷带支架，支架间距为1m，高为0．1m。避雷带与做引下线的柱内主筋应可靠焊接，所有外露焊接部分应做防腐。3)接地极与引下线的施工做法按相关图集及规范要求设计，这里不再详述。

2接地系统及安全措施

1)本公寓楼的各接地系统的接地共同采用同一的接地极，接地电阻要求应小于1Ω，实测电阻不满足要求时，要增加人工接地极。2)在公寓楼的地下室设总等电位联结，要求MEB箱应与各类金属管道及强，弱电进线管以及避雷引下线和基础接地极等做必要联结。3)公寓楼的接地形式为TN-C-S系统，电源线在入楼处做重复接地。4)引至进线柜PE母排的MEB线采用BV-1×16铜线，穿PC25管沿墙、地板暗敷设，其余MEB线采用40×4镀锌扁钢沿地下室底板暗敷设，预埋件与基础钢筋网连接，做法参见国标02D501-2。5)水平与竖向敷设的金属管道及桥架两端就近与接地干线相连。6)过电压保护:在总电源配电柜内设置第一级电涌保护器(SPD)。7)综合布线引入端等处设过电压保护装置。8)接地支线必须独立和接地干线相互联结。9)带有淋浴设施的厕所应设局部等电位联结，并在厕所内引两根大于16钢筋到LEB箱，应将厕所的金属管件做联结，局部等电位箱暗装底距地0．3m。

综合布线系统

1)由室外引来的数据网线(大对数电缆)至1层的弱电总箱，再由配线柜配线给各层的用户。机房设备由电信部门设计，本设计仅负责总配线架以下的配线系统。2)本公寓楼网络和通讯设计为非屏蔽综合布线系统，出桥架后穿镀锌钢管暗敷。网络的垂直干线选择光纤，水平一般可以选用超5类电缆。3)语音与数据插座，可用RJ45超五类型插座。

第5篇

关键词：小水电控制电路二次设计

1变电站联络线路的油断路器控制回路改进

1.1典型合闸回路及缺陷

中小型变电站的联络线路两侧都装设油断路器。对于35KV、10KV油断路器的控制，典型设计是在电站側装设同期装置，在变电站側只设普通合闸回路，普通合闸回路的原理如图1所示：操作控制开

关SA，其②-④触点接通，经过防跳继电器的常闭触点KM2和断路器的常闭触点DL，接通合闸接触器线圈HO，使断路器合闸。这种设计简洁，常为工程设计人员所采用。在具体操作中，按先合变电站側断路器、再合对側断路器的操作顺序进行。但在小水电系统网络中，因受地形、容量等技术条件的限制，建设不甚规范，特别是有些联络线路上还接有负载，当出现某种故障造成变电站側油断路器跳闸，此时的对側断路器可能还在合闸位置，如要对联络线路进行合闸，因不知对侧是否有电，必须等到调度命令或接到汇报后才能进行操作，加至有些地段通讯不畅，经常耽误时间，影响工农业生产用电；由于典型回路本身不能检测线路是否有电压，又无防范不规范操作的技术措施，如果误操作SA发出合闸命令，就会造成非同期合闸事故，给人们生命财产带来重大损失。

1.2改正后的合闸回路

为了防止事故的发生，对原典型合闸回路进行了如下改进（见图1中虚线所示）：即在线路电压互感器二次側增设一只电压继电器KV，用以检测线路电压，并将其常闭触点KV1串入本站油开关合闸回路中。当线路有电压时，就是误操作SA发出了合闸命令，因KV1触点断开了合闸操作回路，无法启动合闸接触器，达到了防止非同期合闸的目的。同时，考虑到联络线路的可靠性，在KV1触点两端设计并联一连接片LP，以便该电压继电器检修或需该线路供给变电站负荷时好操作。正常情况下，连接片LP处在断开位置。

还将电压继电器的常开触点KV2与合闸位置继电器HWJ的常闭触点（或跳闸位置继电器TWJ的常开触点）串联，以接通“线路有电压”光字牌的信号回路，当断路器在断开位置，线路有电压，该光字牌亮，提醒运行人员不得进行合闸操作。在信号回路中，串联跳（合）闸位置继电器触点的作用是为了在该线路运行时断开光字牌，以免光字牌长期带电。电压继电器KV可选DJ—121型，继电器校验方法与其他电压继电器相同。

2水电站压力装置的控制回路改进

2.1典型油压装置自动回路及缺陷

调速器、高低压气机等是水电站中常见的压力设备，在油（气）装置的自动回路中，一般采用电接点压力表(如YX—150型)来反映油（气）罐中压力的变化，进而控制油（气）泵电机。压力表上可设置上、下两个值限，上限用红针指示，下限用黄针指示，实际压力值用黑针指示。油压装置自动投入的动作过程如图2所示：

当压力罐油压降到压力下限时，压力表黑针与黄针接触，即触点YLJ1

闭合，使中间继电器1KA动作并自保持，因转换开关SA在自动位置，其②-④触点接通，启动接触器KM，使电机接通电源，带动油泵向压力罐打油，压力逐渐上升，当到工作压力值上限时，压力表黑针与红针接触，即上限触点YLJ2接通，使中间继电器2KA动作，断开1KA的自保持回路，油泵电机自动停止工作。对于这种典型设计，压力表的上、下限触点一直串在控制回路中，并带有相应负载，特别是在启动和停止过程中，压力变化呈波动状态，使触头抖动不已，无法可靠接触，常常生火花，由于压力罐补压（气）是通过自动回路完成的经常性的工作，压力变化频繁，使压力表的触头接触也相应频繁，从开始的产生火花，到逐渐烧坏触头（或触头粘连），继而造成压力罐压力消失，严重影响了机组的安全运行。

2.2改进后的控制回路

为了克服上述设计中存在的问题,对典型电路进行了如下改动(见图2中虚线所示):即在压力下限回路中串联一个接触器KM的常闭辅助触点KM1,当压力罐压力下降到压力下限时,压力表下限触头YLJ1闭合,通过常闭辅助触头KM1起动1KA并自保持,使接触器动作,启动油泵打油;尽管在油泵电机启动之初,压力出现波动,YLJ1触头发生抖动,但由于在此回路中已串入了接触器常闭触头KM1,接触器动作后立即断开了此回路,此时的下限触头无需承担任何负载,避免了触头的烧坏;又在压力上限回路中串联了接触器的常开辅助触头KM2,当油压力达到上限值时,随着2KA的启动,使接触器失电返回,其常开辅助触点KM2立即断开压力上限回路。不管在这个过程中压力如何变化，压力表的上、下限触点YLJ1、YLJ2总在回路不带负载的情况下抖动，避免了负载过程中电火花对触头的损坏，提高了安全运行的可靠性，同时也减少了因油压装置失压而造成的运行成本。

第6篇

常见的线路故障问题是断路故障，即电气设备在运用的时候线路里的某个回路发生故障而断开，造成回路里电流不能流通，最终使得机电设备里有关电气元件的运作出现异常。现目前，常用的机电设备电气断路故障检测方法有三种，分别为电阻测量法、短接法和电压测量法。

1.1电阻测量法

1.1.1分段测量。分段测量是在机电设备电气线路故障中十分常用的测量方法，以线路里自然断开的点为分段点，把线路分成2段或是3段，先分别测出每段线路的阻值，倘若阻值无穷大，就说明该段存在断路故障，然后就可以逐级检查该段线路，直到准确找出故障点。

1.1.2分阶测量。这里的分阶测量同电压测量法里的分阶测量比较类似，主要不同就是电阻值的测量。在这里需要注意的是：测量时要断开电路电源，避免烧坏万用表；断开被测量电路和其他电路，避免其他电路尤其是同被测量电路并联的电路影响测量结果，误导后续工作；如果测量值和理论值相近或是相等，就表示线路接线没有故障，倘若测量值比理论值大很多，就表示线路里有接触不良的情况，如果测量线圈等负载，且电阻值为零，就说明线圈有短路情况；测量时要注意万用表的实际量程[1]。

1.2短接测量法

1.2.1局部短接。在电压正常的情况下逐一短接相邻的两个标号点，如点1-2、点2-3，如果短接到某两个点KM1出现吸合，就表示这两点间有断路情况。但这种方法只适用在一个故障或是线路元件少的时候。

1.2.2分段短接。通常将短接线一端固定在L1点，另一端逐段移动，减少短接次数，节省更多时间。如短接线一端固定在L1点，另一端移动到3号点，倘若KM1出现吸合，就表示故障范围在点3-L1之间；再将短接线移动到点1或是点2，直到确定故障具置，而点3-5就可以不用测量了。倘若KM1没有出现吸合，就表示故障在点3-5之间，这时就应将短接线移动到点4-5实施分段短接，直到确定故障位置。倘若断路点在点6-L1之间，那么短接的时候就要同时按下开关SB2[2]。这种方法通常用于测量次数多或是只有一个故障的线路。

1.3电压测量法

1.3.1分阶测量。分阶测量属于实用性较强的方法，主要是把万用表的一个表笔同被测量电气设备一端连接起来，另一端就分别连接电路里不同点位点，基于不同点万用表的实际读数确定电路的故障位置。如果万用表两个表笔间不存在故障，那么万用表的读数与电源的电压就应一样。点同被测量点间的电压为零，就表示这两点间有断路情况，这时就要借助万用表在两点间逐个测量，确定断路点。

1.3.2分段测量。分段测量基本原理同分阶测量基本原因一样，在分段测量里是逐段检测电气设备，这种检测方式适用于断路范围比较广的电路检测，可以节省很多检测时间。通常来说，逐段检测法常被运用到大型电气线路的断路检测。

2结束语

第7篇

前导0计数器电路实现的功能：从数据的高位往低位计算连续0的个数，若出现1，则停止计数．

1.1设计理论本文设计一个108位前导0计数器电路，采用2位分组的并行计数算法，电路设计原理如下：如图2所示，前导0计数电路将数据位宽平分为高半位和低半位两个部分，然后分别对两部分前导0个数进行计算，在下一级计数逻辑对上面两个计数器结果进行汇总．当n＝2时，相当于4位前导0计数电路；当n＞2时，相当于2n位前导0计数电路．

1.24位前导0电路设计如图3所示，Count［1：0］可以表示Data［3：0］不全为0时前导0个数；当Data［3：0］全为0时，前导0的个数为4，Count［1：0］最多也只能表示3，因此需要Z信号作为Count的拓展位［4］．当Data［3：0］全为0时，前导0个数是4，拓展位Z＝1，count［1：0］＝2′b00，Z与Count［1：0］组成3位二进制计数值，为3′b100，正好可以表示Data［3：0］全为0时前导0的个数4．

1.38位前导0电路设计8位前导0电路是在两个4位前导0得出的计数结果后再做一次选择，对前面两个4位前导0的计数结果进行汇总．8位前导0的电路结构如图4所示．图4中，左上方电路计算高4位前导0个数，右上方电路计算低4位前导0个数．当高4位全为0时，则需将高4位前导0个数与低4位前导0个数相加；当高4位不全为0，则只需输出高4位前导0个数即可．当Data［7：0］不全为0，Count［2：0］即可表示前导0的个数；当Data［7：0］全为0，则Count［2：0］＝3’b0，Z＝1，构成二进制1000可以表示成8个0．从8位前导0电路结构，再结合4位前导0电路结构，由此找出前导0电路设计规律，为108位前导0电路设计提供结构的拓展．将8位前导0电路结构进行模块层次化，如图5所示．图5所示，浅灰色模块（四端口模块）是1个NR2D和1个INVD，深灰色模块（三端口模块）是1个AN2D，上一级的白色模块是3个MUX2D，下一级白色模块（五端口模块）是5个MUX2D．在大位宽前导0电路设计中，每向下增加一级模块，模块的个数就会增加一倍，白色模块的MUX2D就会增加2个，浅灰色和深灰色模块的逻辑单元不变．

1.4108前导0电路设计将64位、32位和12位这三个前导0电路进行拼接，组成的108位前导0电路结构如图6所示．如图6所示，从上到下分别是第一级模块、第二级模块、第三级模块、第四级模块、第五级模块、第六级模块、第七级模块．各个模块的内部逻辑电路如图7所示，其中白色模块n（n≥2）是指模块的级数。

2电路优化

2.1Z信号树逻辑优化图6中深灰色模块（三端口模块）是Z信号树逻辑模块，Z信号树经过优化之后如图8所示．

2.2Count树逻辑优化图6中白色模块（五端口模块）构成Count树，Count树由MUX2D逻辑单元构成．由于MUX2D标准单元存在传输管，导致标准单元延时大，以及单元驱动能力弱的情况［5］．因此需要将传输管逻辑单元优化成速度快、稳定性好的CMOS互补逻辑单元。将MUX2D传输管逻辑单元通过逻辑换算，使之成为互补的CMOS逻辑单元，可以有效提高Count树的计算速度和稳定性．根据Count树中白色模块（五端口模块）所处的模块级数，分奇偶两种情况分别进行逻辑换算和重组，优化之后的逻辑结构如图9所示．从图9发现，优化后的逻辑电路中有反相器存在，并且随着模块级数增加，反相器个数也在增加．因此有必要将反相器提取出来，以一个大尺寸的反相器来代替这些分散的反相器，这样既可以满足驱动的需要，也可以用来减少面积．于是进一步优化之后的电路结构如图10所示．

2.3单元尺寸优化在同一级有关联的相邻两个模块，由于扇出不同造成负载不一样，因而不同模块内部单元尺寸的调整顺序也不一样．108位前导0电路逻辑单元尺寸调整的顺序如图11所示．从图11可以看出，首先优化第1条路径的尺寸，按照阿拉伯数字依次增大的顺序，依次进行不同路径的模块单元尺寸调整，最后优化第13条路径．每条路径都是顺着箭头的方向，对各个模块依次进行单元尺寸的调整．

3性能比较

在108位前导0电路设计完成过后，提取电路设计的网表进行PT分析，通过PT分析获得到时序和面积结果．然后分别与传统前导0计数器的RTL级代码［6］进行DC综合的结果，以及8位分组的RTL级代码进行DC综合的结果进行比较，如表1所示．通过比较发现，传统前导0的RTL级代码进行DC综合的时序和面积都太大，相对而言8位分组前导0的RTL级代码进行DC综合的时序却要比它要好得多，这也是当前一直使用8位分组前导0的RTL级代码的原因．然而本文设计的2位分组的108位前导0电路，进行PT分析的时序比8位分组DC综合的时序少了19％，但面积却比8位分组的差了20％．由于计数器的运算速度对浮点加法的运算是至关重要的，在面积相差不大的情况下这个电路设计仍然是非常成功的．

4结束语

第8篇

在新媒体时代的影响下，电子书籍的设计是科学技术与艺术语言相融合的产物，其在原有的文字、图像、色彩等视觉元素设计的基础上，融入了三维图像、交互设计、flas、音频、视频等动态立体图像表达形式，并通过音频播放功能，把文字信息以声音的形式有效、生动地传递给读者，使书籍真正营造出视、听、嗅、触、味五感于一体的阅读氛围。对于电子书籍教学与传统书籍相比较,对书籍设计如何体现“五感”有一个新的认识。“视”的体现：将传统书籍版式与动态技术结合，动静结合。“听”的体现：在电子书籍中融入听觉元素更好的传达信息的同时，提高了书籍听觉感染力。“触”的体现，从以往传统书籍对材料的触觉提升到以读者与书籍交互性设计和参与性，通过读者对屏幕的触摸或是鼠标的点击、拖动，运用动态图像使读者体会触觉的主动性。“嗅”与“味”的体现，电子书籍无法从食物的方面传达嗅觉，只有间接的从图像、色彩等视觉元素来刺激读者。总之，在电子书籍的教学中要强调书籍内涵艺术化、设计风格简约化、设计信息多元化、设计服务合理化的原则，贯穿到整个电子书籍设计的教学环节中去。

2对电子书籍设计课程教学模式的尝试

2.1培养模式的改革电子书籍的教学中以综合学科知识运用与新媒体技术结合的方式，改变单一教学模式，以开放式态度对待学生和教学。在电子书籍的内容采集阶段，提倡凸显个性化特征；在创意阶段，鼓励学生突破、创新；在电子书籍的制作阶段，以合理化运用新媒体技术为原则，将视听多媒体元素进行有效的编辑和安排。教师应把握学生在每一个阶段的学习，以不同阶段的要求对学生进行指导，不能一味追求新媒体技术带来的全新效果，而是要本着传统书籍技巧与电子书籍技术结合的方式，确立艺术与技术相结合的人才培养模式。

2.2电子书籍设计教学内容的设置优秀的电子书籍设计是以实用性、艺术性、文化性相结合的产物，教师在电子书籍设计的教学内容中需要注意以下几个方面：强调版式设计：在电子书籍教学中信息传达是电子书籍版面设计中的重点，虽然电子书籍不同于传统书籍的纸质媒介和形态，融合了音频视频以及图形图像为一体的心得表达形式，但是它的呈现，在读者阅读时，仍然以图形、文字、色彩为主要构成，所以将传统设计元素与视频、音频相结合的方式来传达信息。强调适量的设计元素，避免视觉混乱进行有序的设计，准确把握整体和部分的关系。提倡交互式设计：相较于传统书籍，电子书籍运用交互式技术使读者通过界面中的按钮、图标、菜单等交互式设置，来实现阅读的主动性，所以引导学生通过交互式设计来增加读者阅读的互动性、趣味性和主动性是电子书籍设计教学的重点，但在电子书籍中交互设计应当适度、合理，带动读者的参与，调动读者的阅读积极性。鼓励运用新技术：由于电子书籍中的媒体多元化，所以对于新技术（软硬件）的掌握与操作尤为重要，鼓励学生将新技术在电子书籍设计上进行运用，利用flas、视频音频、3D模拟虚拟空间等手法，使学生在电子书籍在个性风格和艺术表现上更为丰富，但这也是教学的难点与挑战，需要学生指导掌握综合知识与技术。在课题设置训练上：以网络上招标的电子书籍设计项目来作为学生训练项目，如：电子杂志、电子书刊、电子报纸等，而不是局限于虚拟课题设计，提升学生的设计能力和兴趣，引导学生结合市场的需求来创意，设计出优秀的电子书籍。

3教学中可能遇到的问题

第9篇

1.1立项

该院的科技项目大多属于自主立项。科技项目立项主要根据院中长期科技发展战略，结合院业务发展需要及解决勘测设计过程中需要解决的关键技术问题，一与国家的产业鼓励政策和发展方向保持一致，开展引领型科技研究；二立足专业前沿，了解相关技术在国际、国内和行业中的发展水平，体现目前市场特色和先进性，根据市场需求开展领先型科技研究；三解决生产实践和工程中的难点和问题开展，解决工程实际问题，改善工艺，提高效率；四在提高工效、设计质量等方面做标准化、模块化，结合工程实际和三维设计开展，做出自己的特色和品牌。每年末申报下一年度的科技项目。项目实行项目经理(即负责人)负责制，立项经过严格的程序审批，由项目负责人提出立项申请(包括项目内容、所用关键技术、预期目标、成果、进度计划、人员分工、经费概算等)，经其所在部门领导批准、院科技专责审核、分管部门的院领导批准。在所有项目中，经院科学技术委员会集体讨论选拔出一些有技术含量、有影响、有深度的项目作为院重点科技项目，形成一般项目和院级重点项目分级管理。项目立项时，要分析评估科研项目在技术、资金、人员配置、成本等方面存在的风险，使企业在较低的风险水平上以较低的成本实现创新收益；与外单位合作开发的项目，要对合作单位进行尽职调查，签订合同，明确双方投资、分工、权利义务和研究成果产权归属，同时分析评估项目在技术、资金、人员配置、成本等方面存在的风险，制定风险防范措施。委托外单位承担的科研项目要进行招标，签订外包合同，明确研究成果的产权归属、研究进度和质量标准。

1.2实施过程

科技项目的管理分院、室两级管理。项目在进展过程中，一般项目主要由部门领导负责协调、督促、检查项目计划实施情况。安全技术部(科技主管部门)每季度对一般项目、每月对院级项目的计划实施情况进行检查，必要时请专家对阶段性研究成果进行评审。

1.3结题评审

项目完成后，项目负责人将所有项目材料(如技术报告、图纸、软件编制说明书、软件测试报告、用户操作手册等)准备齐全、规范，报安全技术部科技主管，申请结题评审。(若因某些原因中途要取消所立项目,项目负责人应提出“科标业项目撤消申请”，说明其理由，经安全技术部科技专责审核、主管院领导批准后方可取消所立项目。)一般每年四季度集中进行结题评审。结题评审由安全技术部组织、院科学技术委员会、评审委员会对项目进行评审。评审先进行形式审查，然后再由相关专家仔细审阅，提出初步意见。最后开会讨论，由评审委员会给出最终评审意见。

1.4经费

科技项目的经费来源于上级补助的专项经费和院自筹科技经费。项目在实施过程中发生的费用暂时按项目计列。项目经费在评审委员会对项目进行评审时一并讨论确定。项目金为项目批准经费减去实耗成本,实耗成本指项目的直接耗用成本(不含人员的工资、“七金”)。项目金待项目完成、结题评审、项目所有材料完成归档后(评审结束一个月内)结算，由项目负责人负责分配到项目组每个成员。对于项目组中途取消的项目,其所发生的直接耗用成本即为该项目经费。

1.5奖励

评审时，评审委员会对所有项目根据创新性、应用性、效益性、推广性几个方面进行打分，评出优秀科技进步一、二、三等奖，并颁发奖金。科技进步奖每年评审一次，凡获院科学技术进步一、二等奖的成果可以推荐向院外申报更高级别的奖项。

1.6考核

科技项目纳入综合业绩考核，安全技术部每年对各部门科技项目的完成情况进行考核。对因主观因素未按期完成的，严格按照《全面考核管理办法》，扣部门考核分。

1.7保密

对于有创新、有突破的技术，及时确认是否申请专利或作为非专利技术、商业秘密进行管理。对于确认需要保护的技术及时申报专利、作为技术秘密保护的申请行业专利技术。为鼓励员工开展个人创新和知识产权创作活动，专利、专有技术的成果完成人均获得相应荣誉和奖励。

2科技项目管理经验

近几年，该院科技工作取得了显著成绩，实现了专利、软件著作权、专有技术多方面零的突破。思考近年来科技管理工作，取得的经验有：

(1)院领导高度重视科技创新工作，科技管理机构、机制健全，管理制度完善；配置有经验的科技专责管理人员。领导班子高度重视科技创新工作，各项管理工作规范有序，科技组织和管理机构、机制健全，配置有经验的科技专责管理人员。不断加强制度建设，强化管理，出台了《全面考核管理办法》、《目标管理办法》、《经营业绩考核管理办法》、《专利及专有技术管理办法》、《科标业及科技论文管理规定》等一系列较完善的管理制度。

(2)科技工作有目标、有计划、有考核、有落实、有措施，科技管理规范、扎实有效；滚动制定科技中长期发展规划，每年年初制定科技工作目标、指标和科技计划、完成措施，指标分解到部门，研发项目实行项目经理负责制，责任落实到人。对科研项目与生产任务同等重视，同步安排。在众多立项的项目中，选拔一些有深度、有影响的项目作为院管重点项目，在项目进行过程中，每月按项目进展计划检查实施情况，并在月度例会上公布，纳入综合业绩考核，确保按计划完成。

(3)科技交流和技术合作为科技创新铺路搭桥。近两年，随着我院科技管理力度加大，我们不定期邀请西安通大专利有限责任公司专利专家来我院指导专利申请、著作权等有关知识产权申报方面的工作。使科技人员的知识产权保护意识明显加强，申报技巧和能力有了很大提高。

(4)加大科技创新奖励力度，调动了科技人员创新的工作热情近几年，我院修编了《专利及专有技术管理办法》、《科标业及科技论文管理规定》，加大了科技创新奖励力度，进一步调动了科技人员创新的工作热情。

3存在问题

虽然我院在勘测设计、科技创新方面虽然取得了一些成绩，但与全国其他电力设计院相比，还存在较大差距。主要表现在：一是创新与综合能力不强，项目起点和研究平台低，缺少核心技术，在业务中起关键作用的专利很少；二是虽有大量工程技术人员，但研究型创新人才少，尤其缺乏专家型、大师级的复合型领军人才；三是科技创新动力不足，设计人员重生产、轻科技，没有形成生产、科研两条腿走路的有效机制。

4设想及建议

第10篇

建设集成电路设计相关课程的视频教学资源，包括集成电路设计基础理论课程讲授视频、典型案例设计讲解视频、集成电路制造工艺视频等；构建集教师、博士研究生、硕士研究生和本科生于一体的设计数据共享平台。集成电路设计是一项知识密集的复杂工作，随着该行业技术的不断进步，传统教学模式在内容上没法完全展示集成电路的设计过程和设计方法，尤其不能展示基于EDA软件进行的设计仿真分析，这势必会严重影响教学效果。另外，由于课时量有限，学生在课堂上只能形成对集成电路的初步了解，若在其业余时间能够通过视频教程系统地学习集成电路设计的相关知识，在进行设计时能够借鉴共享平台中的相关方案，将能很好地激发学生学习的积极性，显著提高教学效果。

二、优化课程教学方式方法

以多媒体教学为主，辅以必要的板书，力求给学生创造生动的课堂氛围；以充分调动学生学习积极性和提升学生设计能力的目标为导向[3]，重点探索启发式、探究式、讨论式、参与式、翻转课堂等教学模式，激励学生自主学习；在教学讲义的各章节中添加最新知识，期末开展前沿专题讨论，帮助学生掌握学科前沿动态。传统教学模式以板书为主，不能满足集成电路设计课程信息量大的需求，借助多媒体手段可将大量前沿资讯和设计实例等信息展现给学生。由于集成电路设计理论基础课程较为枯燥乏味，传统的“老师讲、学生听”的教学模式容易激起学生的厌学情绪，课堂教学中应注意结合生产和生活实际进行讲解，多列举一些生动的实例，充分调动学生的积极性。另外，关于集成电路设计的书籍虽然很多，但是在深度和广度方面都较适合作为本科生教材的却很少，即便有也是出版时间较为久远，跟不上集成电路行业的快速发展节奏，选择一些较新的设计作为案例讲解、鼓励学生浏览一些行业资讯网站和论坛、开展前沿专题讲座等可弥补教材和行业情况的脱节。

三、改革课程考核方式

改革课程考核、评价模式，一方面通过习题考核学生对基础知识和基本理论的掌握情况；另一方面，通过项目实践考核学生的基本技能，加大对学生的学习过程考核，突出对学生分析问题和解决问题能力、动手能力的考察；再者，在项目实践中鼓励学生勇于打破常规，充分发挥自己的主观能动性，培养学生的创新意识。传统“一张试卷”的考核方式太过死板、内容局限，不能充分体现学生的学习水平。集成电路设计牵涉到物理、数学、计算机、工程技术等多个学科的知识，要求学生既要有扎实的基础知识和理论基础，又要有很好的灵活性。因此，集成电路设计课程的考核应该是理论考试和项目实践考核相结合，另外，考核是评价学生学习情况的一种手段，也应该是帮助学生总结和完善课程学习内容的一个途径，课程考核不仅要看学生的学习成果，也要看学生应用所学知识的发散思维和创新能力。

四、加强实践教学

在理论课程讲解到集成电路的最小单元电路时就要求学生首先进行模拟仿真实验，然后随着课程的推进进行设计性实验，倡导自选性、协作性实验。理论课程讲授完后，在暑期学期集中进行综合性、更深层次的设计性实验。集成电路设计是一门实践性很强的课程，必须通过大量的项目实践夯实学生的基础知识水平、锻炼学生分析和解决问题的能力。另外，“设计”要求具备自主创新意识和团队协作能力，应在实践教学中鼓励学生打破常规、灵活运用基础知识、充分发挥自身特点并和团队成员形成优势互补，锻炼和提升创新能力和团队协作能力。

五、总结

第11篇

1）功能性原则。

机床配色设计时首先要以机床的功能为出发点，继而与产品的形态、结构、功能达到统一,利用色彩设计使工程机械发挥其功能作用并有更好的生产效果。数控机床体积较大时，配色应采用光泽度较低的浅色系色彩，从而使操作者减轻沉闷感，可采用饱和度较低而亮度较高的暖色作为装饰配色，但装饰面积不宜过多，避免造成操作者的情绪亢奋。

2）环境性原则。

机床的工作环境一般都在室内进行，机床的配色要比底面色彩明度高、色调浅，而比墙面色彩明度低、色调深。这里所指的工作环境，除了工作车间外，有时也指地域性的气候环境，这时就要强调机床配色与气候的相融性。例如炎热地区宜采用冷色系配色，寒冷地区则采用暖色系的配色。

3）人机关系协调原则。

机电产品的作业环境一般较为恶劣,需要作业人员长时间集中注意力,所以应在色彩上给他们提供一个和谐轻松的环境；合理的色彩设计能够避免操作人员产生紧张焦虑的情绪，使机床外部造型具有良好的可视性，根据操作人员的人机工程学要求来设计，可以使操作者在操作机床的过程中迅速做出反应，也确保工作效率和安全性。

4）工艺性原则。

配色方案采用的装饰工艺是否容易实现也是在色彩设计中不需考虑的问题。对于大型的铸件、锻件通常采用明度和纯度偏低的色调，表面平整光洁的型材冲压、折边、焊接等工艺制造的产品,可采用明亮、浅谈、纯净的色调,使产品显得干净利落。此外，采用材料本质的色彩,既能在产品的总体色彩中起到丰富色彩变化的目的,又可以显示出高超的加工工艺，使“形”“色”“质”达到统一。

5）美学原则。

在工程机械产品色彩设计中,要充分运用美学原则,如:对比与协调、变化与统一、比例与尺度、均衡与稳定、节奏与韵律、主从与重点、过渡与呼应等。把握好机械产品的造型,将色彩与造型完美地结合，在机床上部分配以饱和度较高、明度较大的色彩，在机床的下部分配以饱和度低、明度小的色彩，可以给人以安全、稳重的感觉。

6）流行性原则。

人们的审美标准不是一成不变的，会随着时代的发展而变化，在某一阶段会有某些色彩受到多数人的喜欢,这就是所谓的“流行色”。在机电产品的色彩设计中也应考虑“流行色”的因素。近年来,国外机电产品已呈现多彩化的趋势,而国内很多机械产品的色彩还是以往的惯用色,国内大众对工程机械色彩改变的需求越来越强烈。大多为重型机械更新周期比较长,其流行色的周期相对其他产品也比较长。但流行色不是一成不变的,要注意其审美观的发展趋势。

二、产品色彩设计原则在机床中的应用

现代机床类产品有一个共同点，多数工作环境都在室内，且与人的关系密切。以这些特点为依据，可以从以下几个方面来研究数控机床的色彩设计方法。

1）机床主色调设计。

在机床色彩设计面积最大的部位为床身、主轴箱、减速箱、底座、立柱等，这些部位是突出机床色彩风格特征的关键部位。大部件外形大多规则，且一般都有固定位置，不会任意搬动，所以这些部位在设计时要求体现出理智、沉稳、安静、厚重等的特征。在设计数控机床主色调时，总体要求采用亮度和饱和度适中的浅色调、暖色调或者冷色调为宜，并视情况为有所变化。

2）机床重点部位色彩设计。

机床重点部位配色，如操作控制面板、仪器、仪表、刀架、按钮操作面板等，工作时通常在这些部位操作频繁，对于这些部位的配色设计应该用柔和、舒适、轻快、随和的色彩。控制面板色调配合机床的总体色调，一般采用单色配色方式。面板元器件数量较少而面积又比较大时，采用多色配色方式，起到分割控制面板的作用，从而使面板更规整化；对于控制面板上的按键、显示器、指示灯等常装备元器件的配色设计，可选用清晰、爽朗的颜色与面板主色调搭配；仪器、仪表作为机床的重点部件，其配色可以根据机床的主色调进行再设计。仪器、仪表的配色包括面板和外壳两部分，外壳通常采用暖色调，以体现仪器、仪表的轻巧度，也可采用深以达到纯净、简单的视觉效果。而对于像仪表柜这类体积较大的部件，若采用单色可能会过于单调，这时可在壳体的配色设计上采用多色处理，在侧面采用与壳体色调相调和的近似色调，并在亮度上加以改变，最终获得统一又不乏味的视觉效果。最后，对机床危险性多发的部位进行色彩设计时，一般采用符合安全规定的警示色，达到醒目、紧张的感官效果。

三、结语

第12篇

EDA技术是机械电子工程设计当中重要的技术，其主要载体可以进行大规模编程的逻辑器件，在编程过程当中，使用的表达方式是硬件描述语言。EDA技术在应用的过程中要使用计算机、编程逻辑器件等科技工具，应用的最终目标是对特定的目标新平进行适配编译和逻辑映射，形成电子系统或是成为专用集成芯片。EDA技术是在电子电路技术之上发展起来的，EDA技术要编译器、综合器、下载器、适配器等部件共同构成。其中，综合器能够对设计者的设计文件进行转换，使其成为系统内门级电路描述。适配器可以生产最终的下载文件，并安排到制定的器件中。EDA技术是机械电子工程设计中的核心技术，EDA技术使用的HDL语言可以公开利用，其描述范围广泛，可以机械电子工程设计带来诸多的帮助。在后期进行交流、修改、保存等工序时也可以十分方便的进行。另外，EDA技术拥有较高的自动化，一些常规的纠错、调整等工作可以快速完成。

2电子工程中存在的问题

机械电子工程快速发展，但是到目前为止，世界各国对于机械电子工程都没有明确的定义和统一的认识，出现这种问题的原因，一方面是机械电子工程发展速度太快，所涉猎的领域越来越多，另一方面是因为设立明确的定义必定会对其发展产生一定的限制作用，不利于机械电子工程继续快速发展。电子工程在发展的过程中产生了一些难以解决的问题，电子产品的发展方向是具有更高集成和大容量，同时体积也越来越小，这就需要技术的不断升级来实现发展目标。电子工程设计方案需要获得科学的检验，要对其进行仿真分析。电子元件所处的工作环境是设计人员应该考虑的问题，要对设计方案进行有效优化，最后要对电路特性进行分析。另外电子工程在运行中要避免静电的危害。为了实现电子工程取得进步获得发展，需要在电子工程设计中采用EDA技术。

3电子工程设计要点

3.1仿真分析

机械电子工程设计方案需要通过科学的系统仿真或是结构模拟来说对其可行性、科学性进行验证和分析。通过仿真分析来确保设计方案在后续实践中能够顺利应用。在仿真分析过程中，使用EDA技术可以为仿真分析提供良好的支持。EDA技术能够通过各个环节当中的传递函数来进行数学建模并对其进行仿真分析，这样构建和仿真系统能够准确验证设计方案的实践性，并能够对电子系统工最后程设计方案进行推广和使用。这种仿真分析对于提高我国电子工程设计的整体水平和产品质量有积极的指导意义。

3.2优化设计

对设计方案进行优化的目的是尽可能确保电子元件在应用过程中具备稳定性与可靠性，保证其拥有最佳的容差和工作环境。在实际工作条件下，使用传统的电子工程设计方法，难以对实际容差及电子工程元件工作环境进行全面的检查和分析。不能对电子元件环境进行全面勘测，就容易导致设计方案在此方面出现漏洞，这样一来电子元件的容差及其工作环境温度就很难得到有效的保障。利用EDA技术则能对设计方案进行良好的优化，因为EDA技术可以对电子方案环境进分析计算，获得电子元件在实际工作中所处的环境温度等相关数值。在分析获得的数值基础上，来对电子工程设计方案进行优化，保证方案在实施后，可以稳定工作，具有可靠安全保障。

3.3预防机械结构中的静电

机械结构是根据设计方案来工作并应用于事物成为满足功能需求的结构。在科技快速发展的大环境下，集成电路设计愈来愈复杂，这对静电的防治也提出了更高的要求。静电对电子元件的破坏巨大，静电电场能够对周边电荷有吸引力会破坏绝缘体，使电子元件敏感度降低，甚至是引发集成电路烧毁，使电子产品直接报废。这要求工作人员做好静电防护，对防静电工作区域进行划分，保持操作空间的清洁，降低静电发生的概率。在电子工程故障检测方面，要将传统的电子工程故障检测和智能故障检测方法结合，相互验证，在电子技术投入方面加强，提升电子工程检测技术的能力，增强电子元件、电路对环境的适应能力。

3.4电路特性的有效分析

对电特性进行有效分析是EDA技术中的重要内容，在电子工程设计的过程中，理论分析都是在数据分析和特性分析的基础之上进行。因此，数据分析和特性分析方面的数据必须准确及时，使用传统的电子工程设计方法会受到多方面的限制，难以保证数值的准确性，电力测试的实际精度会受到较大的影响，不利于后期稳定性的建立。EDA技术就能够对整个系统进行全面的测试，并保证测试的精确性与科学性，避免设计方案出现结构性的差异确保设计方案的整体性以及合理性。

4结论

第13篇

建筑机电节能工程设计原则

1为建筑机电设备提供基本的运行条件

为机电设备的运行提供足够的动力，是对建筑机电节能工程设计最基本的要求。保证机电设备的正常稳定运行，需要做好以下几个方面的工作：（1）保证机电线路的安全性；（2）控制方式科学合理；（3）防雷技术措施，如安装防雷装置；（4）特殊场所中，需要应用防静电技术、防浪涌技术、防火技术等。

2减少损耗

建筑物首先要满足使用功能与安全上的要求，在这个前提下，将建设投资降到最低，比如选用先进节能设备、优化线路设计、降低运行费用和维护成本等，从而节约电能以及其他能源的耗用。

3负荷科学化

在设计的时候，选用科学的设计系数，合理地调整负荷。在某些较为特殊的情况下，采用合理的用电节能措施，以达到负荷率、设备利用率最优化的效果，最终实现节约电能的效果。简而言之，在做建筑机电节能工程设计时，应该遵循以下原则：适用、安全可靠、经济实惠、技术先进等。

建筑机电节能工程设计实践操作

1机电设备的节能

1.1空调系统的节能

空调系统的能量消耗主要体现在2个方面：（1）为建筑制冷或制热所消耗的能量，如电、煤、油、汽等；（2）为房间提供空调循环水和暖热风时，水泵、风机所消耗的电能。针对空调这2个方面的能量消耗问题，可以采用如下方法进行控制：（1）合理控制室内温度参数；（2）合理利用和控制室外新风量；（3）利用自然资源（如地下水、室外空气）；（4）减少输送系统的动力消耗（如水泵耗电、风机耗电等）；（5）动态调整空调控制参数防止过冷或过热；（6）从排风中回收热量。空调能耗是建筑能耗的重要组成部分。据某城市的统计数据可以看出，空调的用电量在全市用电总量中的比例竟然高达30%，城市的供配电系统因而承受着空调系统带来的极大压力。所以，对空调系统进行优化节能，已经刻不容缓。

1.2照明系统的节能

建筑的照明主要包括3大方面：室内照明、公共区域照明、泛光照明。根据建筑照明区域和作用的不同，可以从以下几个方面进行照明系统的节能控制：（1）充分利用自然光；（2）划分区域确定照度标准；（3）采用高效光源；（4）选用合适灯具；（5）合理设置光源的控制方式。建筑照明和人们的生活、工作、学习密切相关，既要满足人们基本的照明需求，又要实现节能控制并不是一件容易的事情，还需要不断的探索与实践。

1.3给排水系统的节能控制

直接给水、恒压给水、高位水箱给水是3种常见的给水方式，高层建筑通常采用高位水箱、生活给水泵、低位蓄水池构成的给水系统。给排水系统的能耗集中体现在2个方面：（1）为水循环提供动力所消耗的电能；（2）水资源的消耗。

给排水系统的节能可以采取的措施有：（1）推广应用新型节水设备；（2）变频水泵的使用；（3）开发第二水资源，如中水；（4）给水管网爆管预防；（5）完善热水供应循环系统；（6）消防贮水池的设置及加压。水是万物之源，是人们赖以生存的基础，而我国的人均水资源占有量并不高，控制水资源的消耗意义重大且任重道远。

1.4电梯系统的节能控制

随着高层建筑日益增多，电梯愈发显得重要，其能耗也在逐年增加，在建筑能耗中的比例也在逐年提升。因而，很有必要对电梯系统进行节能控制。电梯系统的节能控制可以从以下几个方面着手：（1）电机拖动系统的节能控制，分为2种情况：1）提高电机拖动系统的运行效率；2）将运动中负载上的动能、机械能、位能转换成电能，即电能再生。（2）其他节能途径，如科学地并联建筑内所有电梯，并用智能系统进行控制。

2电压等级选择

选择电压等级时，可以参照以下情况：（1）城镇的低压配电电压适合选用220/380V，高压配电电压适合选用10kV。（2）向企业供电时，应该考虑用电设备特性、供电回路数量、供电距离等因素，还要结合该地区公共电网的现状以及规划，进而综合确定。（3）小负荷用电用户接当地的低压电网是较为适宜的。用户的负荷超过200kVA、单台设备功率超过250kW、供电距离超过250m且负荷超过100kVA，这3种情况采用高压供电是较为合适的。

3供配电系统设计

在进行供配电系统设计时，应做到以下几点：（1）系统应该简单、实用，配电级数适宜，不可太多。（2）考虑电负荷的分布以及容量情况，将变压器置于负荷深处，尽可能地缩短低压供电半径，从而节约电能以及金属的用量。（3）10kV配电系统应该灵活方便，具备很强的适用性。可以采用的形式有环式、放射式、树干式等。（4）供电范围要明确，线路、变配电所交错重叠供电是不适宜的。

4变压器的选择

选择变压器时，应该考虑变压器的有功功率损耗，变压器的负载率以及负荷不平衡的状况。以三相电源供电为例，可采用如下方法平衡负荷：（1）把单相机电均匀地分别接在三相电源上，尽量保证以下关系：最大相负荷≤三相负荷平均值的115%，最小相负荷≥三相负荷平均值的85%。（2）220V照明负荷的线路电流不超过30A时，适合单相供电；超过30A时，适合三相四线制供电。（3）正确运用单相自动补偿设备。

5减少传输损耗

电路功率损耗一大主要原因就是电阻的存在。该损耗同电流大小、电阻大小成正比例关系。改变电流是不合适的，想要降低线路上的损耗，只能通过减小线路电阻的方法。以下3种方法可以有效地降低线路电阻：（1）导线材质的电导率要小。（2）布置导线时，尽量节省距离，缩短导线长度。（3）增大导线截面。线路比较长的情况下，根据载流量、热稳定、保护的配合及电压损失等条件确定理论截面后，再加大一级导线截面。

结语

第14篇

用于归档过程中自动产生标准化格式的元件表和可靠性数据表、电路图、印制板图、装配图等。标准化归档系统操作界面见图2。在实际应用中，设计师在EDA平台下完成电路设计后，使用归档系统自动生成符合标准要求的电路图、装配图、印制板零件图等设计文件。依据电路图，自动生成元件表和可靠性数据表，外购件明细表数据也通过归档系统从相应整件设计文件中自动提取。

2Mentor设计平台的优势

从运行模式以及实际的应用情况可以看出，Mentor设计平台通过使用库管理器和标准化归档系统，加强了对元器件符号库和设计文件归档等方面的标准化管理，主要表现在以下方面。

2.1元器件库建设和管理规范，从流程保证质量元器件的图形符号和封装符号库为设计电路图、印制板图等提供基础信息。特别是器件封装信息正确与否直接关系到印制板生产的成败。我们在构建Mentor设计平台过程中，规范化做在前面：首先，依据实际情况，建立了元器件“图形符号库建库规范”和“PCB封装库建库规范”，所有元器件库的建设和维护严格遵循规范进行。其次，在平台的运行过程中，使用库管理系统，实现了对库的和调用统一化、规范化管理。

2.2元器件库的统一管理，有利于信息资源共享通过库管理系统，实现元器件符号库的建立、、使用和维护。同时，在设计界面，设计师可以通过DataBook直接查阅、调用“企业级器材数据库”相应的器件，极大地提高了元器件的选用效率。元器件库的统一和管理，使得全所设计人员都可以实时调用中心库中的元器件符号库信息，在实现资源共享的同时，也保证了产品设计的质量。

2.3归档文件生成过程自动化，有利于提高设计文件的归档效率由于器材型号等关键属性都是自动来自于“企业级器材数据库”，元件表和外购件明细表实现自动标准化生成，解决了手工填写器材型号易出错的现象。通过元器件符号库的规范化管理，相关设计数据的自动生成，保证了设计过程中数据的一致性，规范了设计文件编制，这将为规范产品设计、保证产品技术状态提供极大保障。归档文件自动化生成功能的实现，将在规范化归档设计文件的同时，极大地提高设计文件的归档效率，这将为产品设计和生产节省出宝贵的时间。

2.4单兵作战的设计模式向整体应用的转变在原有的设计流程（见图3）中，每个设计师都维护自己的元器件库和数据，整个流程中存在大量手工操作。相关管理部门的系统和设计工具无集成，基本上靠设计师提交的数据被动地进行相关工作。如元器件清单等由于均为工程师手工填写，大量存在错误信息，物资部门需要花费相当的精力对其进行审核。而在Mentor设计平台(见图4)上，我们通过对物资系统元器件信息与设计工具的集成、PDM与设计工具的集成、标准化文档的自动产生等建设，完全改变了工程师原有的杂乱、无序的设计流程，使物资系统的信息、设计师的设计数据、PDM中存储的归档数据能实现同步和一致，增强现有平台的作用和意义。

3结论

第15篇

1.1不确定性分析

我国目前面临确定最优备用容量克服风电机组出力的间歇性和波动性影响，支持消纳大规模风电并网的问题。合理确定快速响应火电机组规模，过多火电机组备用容量会增加运行成本，因此需要考虑到系统的经济性。本文的研究基础是新建快速响应火电机组来解决面临的风电并网及消纳问题，不考虑对现有火电机组升级改造的情形。大规模风电并网背景下快速响应火电机组的规划面临2种不确定性：1）快速响应火电机组参数的不确定性，包括燃料可用性、碳排放成本、折现率、投资成本等；2）系统调度水平的不确定性，包括随机停运(机组、输电线路等)、负荷和风速预测误差等。本文假定发电商向调度机构提出快速响应火电机组建设申请，调度机构结合规划模型最终确定快速响应机组规划方案，因此，快速响应机组参数的不确定性可以不用考虑。同时，假定电力系统的随机性与系统元件停运相关，负荷和风速预测误差与发电备用容量最优水平相关。同时，本文采用蒙特卡罗模拟方法来仿真电力系统的随机特性。假定风速服从威布尔分布[17]，由于风速预测误差的存在，蒙特卡罗仿真将设定大量情景，并得到每个情景下每小时的风力发电量。考虑到发电机组和输电线路的随机性停运，在蒙特卡罗仿真中引入2个向量X和Y。其中，Xmht=1表示第m个发电机组在第t年时段h时运行，Xmht=0则表示停运；Ynht=1表示第n条输电线路在第t年时间段h时可用，Ynht=0则表示不可用。本文将年尖峰负荷预测表示为基本负荷与年增长率的乘积[18]。年增长率包括年平均增长率和随机增长率2部分，随机部分反映了不确定的经济增长或天气变化对负荷预测的影响。每个节点的每小时负荷是基于年系统尖峰负荷在使用既定负荷分布因素的情况下得出的。每个情景都有一定的发生概率，由生成的情景数目分布得到。情景总数对基于情景的优化模型的计算工作量影响很大。因此，对于大型计算系统，采用有效的情景精简方法对提高计算效率是十分重要的。精简技术要求在尽量与原始系统接近的情况下得到最少的情景。因此，本文设定情景子集采用基于该子集的概率测度方法，该方法在概率度量方面与初始概率分布最为接近。另外，本文利用通用代数建模系统(generalalgebraicmodelingsystem，GAMS)中的SCENRED工具提供的精简代数式设定情景子集，并对情景进行最优概率分配。

1.2基于Benders分解算法的规划模型

大规模风电并网时，系统调度机构的目标是在满足规划和运行约束条件的前提下实现规划总成本最小，如式(1)所示。式中：t为规划年，t=1,2,…,T；h为时段，h=1,2,…,H；m为发电机组序号，m=1,2,…,M；k为情景，k=1,2,…,K；Cmt()为第t年机组m的投资成本；Gmts为k情境下第t年机组m的安装状态，1为已完成安装，否则为0；d为贴现率；pk为情景k发生的概率；Omht为第t年的h时段发电机组m的运行成本；Sht为相应的运行小时数；Pmhtk为k情境下第t年h时段机组m的调度电量。根据大规模并网背景下系统的不确定性及目标函数的特点，本文利用Benders分解法将快速响应火电机组规划问题分解成1个主问题和2个子问题：主问题是不考虑可靠性的最优投资规划问题，2个子问题是可靠性和最优运行问题。其中，可靠性子问题的可行域受主问题影响，而最优运行子问题受可靠性子问题可行域的影响，也就是说可靠性子问题的约束中除含有自身决策变量还包括主问题的决策变量，同样，最优运行子问题约束中除含有自身决策变量还包括可靠性子问题决策变量。在图1中，发电商向系统调度机构提供快速响应机组的候选集，考虑规划限制情况下，调度机构以新机组投资总成本最小为目标，确定新机组的最优投资方案。其中，规划限制因素包括机组最大数量和候选机组的建设时间等。其中主问题同样确定了目标函数的下界，并用该下界检验规划的最优性。除了规划限制因素，子问题中产生的Benders割也作为主问题附加约束条件。主问题中包含所有的变量，而且所有的限制条件是线性的。主问题是一个混合整数线性规划问题。通过子问题提供的可靠性和最优运行对主问题的组合优化状态进行修正。可靠性检查子问题对主问题提出的规划中涉及到的系统可靠性限制因素的可行性进行检测。该子问题不仅保证每个节点是电力平衡的，而且满足输电安全和发电机组物理限制因素的要求。在可行性不允许的情况下，会形成可靠性割，用以分析主问题中规划问题的派生情况。直到确定可靠的规划后该派生过程才会停止。一旦满足了系统可靠性，最优运行的子问题将考虑规划方案的最优性，直到满足给定的收敛标准，该问题的派生过程才会停止。具体计算步骤如下：

1）系统调度机构

最初获得的信息包括投资候选快速响应火电机组的经济性和技术性数据、机组断电数据、输电线路数据以及负荷和风速预测误差数据。然后利用蒙特卡罗模拟法设定一系列情景。随机长期规划问题本质上很复杂。本文用代数建模系统(GAMS)对情景进行精简。

2）本文模型

包括1个混合整数线性规划主问题和2个线性规划子问题。主问题研究最优投资规划，子问题进行可靠性检查并确定最优市场运行状态。主问题确定最优投资规划，其目标是新确立的快速响应发电机组的投资成本最小，如式(2)所示。式中：Bm为快速响应机组m的建设时间；Mmht为第t年发电机组m启停状态，1为开机，0为停机。其中，式(3)—(5)分别为建设时间约束条件、装机情况约束条件、快速响应机组的组合优化状态约束条件。主问题的解包括最优投资规划、新机组的组合优化状态和规划目标函数的下界。在第1派生阶段，对机组的组合优化状态没有系统限制约束，因此变量赋有随机值。但是，在接下来的派生过程中，来自于可靠性检查和优化运行子问题中的Benders割为机组状态设定了限制因素。如果出现意外情况(如图1所示主问题求解环节出现无解的情况)，则调度机构需要采取一系列预防措施，如切负荷、激励市场参与者提供额外的容量作为快速响应备用等。

3）主问题确定

第t年发电机组m的最优安装状态mtG及其在h时段的启停状态mhtM后，可靠性检查子问题基于主问题的解将系统偏差降到最小。在电力平衡变量中引入松弛变量，目标函数(6)即是将松弛变量最小化。式中：Vitk为k情境下第t年的松弛变量；,1ijhtkL为第i次迭代k情境下第t年h时段j母线上的预期发电缺口；,2ijhtkL为第i次迭代k情境下第t年h时段j母线上的发电剩余；Phjtk为k情境下第t年h时段j母线上的调度电量；Dnjtk为k情境下第t年输电线路n上来自母线j的有功潮流；Qjhtk为k情境下第t年h时段母线j上的负荷；Mmhtk为k情境下第t年发电机组m在h时段的开停机状态；Pmhtk为k情境下第t年h时段机组m的调度电量；Pmin,m为机组m的最小出力限制；Mmht为第t年h时段机组m的启停状态；Xmthk为k情境下第t年h时段机组m的发电机可用状态，0为处于停机状态，否则为1；Pmax,m为机组m的最小出力限制；Dnhtk为k情境下第t年h时段输电线路n上的有功潮流；Ynhtk为k情境下第t年h时段输电线路n的输电可用状态；I为从线路n上某点注入的注入功率；θnchtkθndhtk为k情境下第t年h时段输电线路n两端电压的相角差；xn为输电线路n的电抗；Rm、Rm为机组m爬坡加速/减速极值。其中，式(7)为目标函数的节点电力平衡约束条件，式(8)为发电机组安装状态，式(9)为主问题确定的组合优化状态，式(10)为发电限制，式(11)为直流电力潮流，式(12)为输电线路限制，式(13)(14)为爬坡加速/减速限制。随机规划解将满足长期可靠性指数，如电量不足停电损失率η。当第t年第h小时的η值比其目标值大时，第r次迭代时产生Benders割，相应的可靠性信号会反馈给主问题。将η作为约束条件限制未供给的每小时负荷数。年度负荷总数满足年度η要求。但是，使用基于小时指标的优点在于能够阻止某些时段发生大规模甩负荷的情况。第t年h时段的η由式(6)中的预期发电缺口Lijhtk,1除以第t年第h小时的预测负荷所得。式(15)所示的可靠性限制会使发电剩余Lijhtk,2为0。如果式(15)中有任何一个式子不能满足，则会产生Benders割。式中：αits和βihts分别为优化过程中对应于各约束的拉格朗日乘子最优值，均为常量；Fhtk为k情景下第t年h时段的负荷；ηht为第t年h时段电量不足的概率。式(16)的Benders割表示现有机组组合优化状态和候选机组安装状态的耦合信息。割表示在t年通过调整投资规划无法减轻电网受到的扰乱程度。

4）最优运行

子问题的目标是基于提交的竞标发电量和用电需求使社会福利最大化。社会福利定义为基于竞标值的电力消费支付额和生产成本之间的差额。该子问题的构建基于安全约束的经济调度模型，并检查所求解的最优性。当电力需求没有弹性时，目标函数是基于给定的投资规划和机组组合优化状态使系统成本最小，如式(17)所示。在一些情景下，发电机组和输电线路断电会导致无可行解。为了计算此种情况下的价格，假设原发电机组由虚拟发电机组以更高的价格提供所需电量。利用电量不足期望值来表示虚拟发电机组提供的电能。(1)111(1)111min(1)(1)THKqhtmhtmhtkktthkTHJhtjhtjhtktthjSOPWdSCPd(17)s.t.111MJJmhjtkjhtkjhtkmjjPPQ(18)UPEQ+PAD(19)0,jhtkPj(20)式中：Wqk为系统运行成本；jhtkP为k情境下第t年h时段母线j上虚拟机组的可调度容量；jhtC为第t年h时段母线j上虚拟机组的成本；U为母线机组关联矩阵；E为母线负荷关联矩阵；P为虚拟机组可调度容量向量；A为母线支路关联矩阵；D为有功潮流矩阵；P为有功功率向量；Q为负荷向量。类似于可靠性检查子问题，最优运行的目标函数受到物理因素限制，如式(8)—(14)所示。该子问题的解为主问题目标函数提供了上界，用于检查解的最优性。如果提出的投资规划方案不是最优的，会产生如式(21)所示的Benders割现象，并会添加到下一迭代过程中的主问题中。(1)(1)1111111111()(1)()()KTMqmtmtkmtkkktktmKTMkmtkmtkmtktmKTHMkmhtkmhtkmhtkthmCGGZpWdpGGpMM(21)Benders分解法的重要特点是可以在每一迭代阶段为最优解提供上下界，从而提供了收敛标准。收敛标准如式(22)所示。YZYZ(22)式中是最小的正数，表示接受最优解的临界值。

2、算例分析

本文通过一个6节点系统的算例来分析集中式和分布式风电扩张情形，如图2所示。本文研究给定风电并网水平情况下快速响应火电机组的规划问题。基于风速预测数据，该系统分为3个区域，其风电容量参数分别为31%、38%和49%。风电容量参数是1a内实际风力发电量与装机容量全部投入使用时的发电量的比值。本文研究的快速响应火电机组安全经济规划期和年峰负荷预测期均为10a。表1列出了系统数据，图3给出了基准案例情况下年尖峰负荷预测情况。节点2、4和5的负荷比例分别为50%、30%和20%。假设负荷在该段时期内拥有相同的分布参数。年尖峰负荷预测值是基准负荷(如307MW)与年增长率(如2.5%)的乘积。假定尖峰负荷随机部分增长率和风速预测误差服从正态分布[19]，中值为0，标准差为0.01，每小时负荷参数和每小时风力发电系数借鉴伊利诺伊理工大学提供的6节点系统小时数据。表2所示为候选发电机组数据。风电每小时成本忽略不计。风电容量为150MW，在情形I中是集中式，情形II—IV分布式。5种情形如下：1）情形I，风电机组集中在节点3的规划问题。2）情形II，风电机组分布在节点2、3和6的规划问题。3）情形III，风电机组分布在节点2、3和6，但是在第8年线路4-5部分停运的规划问题。4）情形IV，风电机组分布在节点2、3和6，但是在第8年机组2停运的规划问题。5）情形V，风电机组分布在节点2、3和6，但是在第8年线路4-5部分和机组2同时停运的规划问题。情形I：在该情形下，风电机组全部安置在区域C的节点3处，因为此处风速预测最为理想。第1年该节点接入装机容量为150W、容量参数为49%的风电机组。但是，这样的规划导致无法用其他机组降低节点3较大风速误差带来的影响。表3列出了各机组投入使用的年份。机组3一直投入使用，机组1在尖峰投入时使用以满足负荷需求，将运行成本降到最小。总的投资和运行成本为1336元/MW，其中运行成本为553元/MW。起初，机组3在节点3，机组2在节点2(系统最大的负荷中心)。表3中的其他机组在以后年份风电容量和负荷增加时逐步投入使用。风电集中安装情况下没有足够多的输电通道。情形II：图2显示了风电机组在3个区域分布式安装的结果。风电机组装机容量50MW，区域A和B的容量参数小于区域C的容量参数。表4给出了候选机组的安装年份。与情形I类似，机组1在第5年安装，机组2在第1年安装。但是，在第7年机组3才在节点1安装。节点3处的风电机组WG3年发电容量为12.5MW(容量参数为25%)，线路2和3没有阻塞。低成本的WG3在某些时候低于其容量参数运行是因为系统慢加速限制因素。因此，在第7年接入快速响应机组后，WG3平均发电量上升到22.5MW，容量参数为45%，仍然低于WG3的容量参数49%，这是由于输电和运行条件限制(如火电机组最低发电量限制、系统慢加速限制、开关限制等)。与情形1相比，总投资和运行成本降低至1072元/MW，其中运行成本上升到了601元/MW。在情形II中，由于区域A和B较低的容量参数，总风电机组利用率与情形I相比降低了28%，这将导致更多的昂贵的火电机组的使用，并增加运行成本。如果区域A和B的容量参数与区域C相同(49%)，则运行成本将降低至540元/MW。图4把运行和总成本描述为风电容量参数的函数。初始值是现有的风电并网水平。图4显示随着快速响应机组投资额的增加，运行成本降低。由社会成本可以看出，容量参数的最优增长为20%，此时社会成本最低。尽管区域A和B的风电容量参数较低，但是风电在3个区域的分布降低了总成本，提高了机组使用率。这是因为一个区域的风力间歇可以由其他区域来补充，同时，快速响应机组投入减少。情形III：该情形考虑在第8年尖峰时段4-5线路停运的情况。与情形II类似，机组2在第1年投入使用，机组1在第5年投入使用，机组3在第7年投入使用，如表5所示。另外，作为预防措施，机组4在第8年投入使用，机组6在第10年投入使用。线路4-5的停运减少了区域A和区域B的输电通道，因此有必要在区域B接入机组4和6。与情形2相比，总成本增加至1227元/MW。情形IV：第8年尖峰时段机组1的停运将改变情形II中的规划方案。机组2在第1年投入使用，机组1在第5年投入使用，机组3在第7年投入使用，如表6所示。另外，机组6在第8年投入使用，作为机组2停运的补充。该预防措施使规划成本上升至1162元/MW，运行成本升至601元/MW。情形V：在第8年，线路4-5和机组2同时停运，如表7所示。此处考虑尖峰和非尖峰时段2种情况。同之前情形类似，机组3在第1年投入使用，机组4和6在第8年投入使用作为停运的补充。总成本升至1232元/MW，是所有情形中最高的，但是运行成本和情形4和5相比变化不大。

3、结论