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篇1

現(xiàn)代電源技術(shù)是應(yīng)用電力電子半導(dǎo)體器件,綜合自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)(微處理器)技術(shù)和電磁技術(shù)的多學(xué)科邊緣交又技術(shù)。在各種高質(zhì)量、高效、高可靠性的電源中起關(guān)鍵作用,是現(xiàn)代電力電子技術(shù)的具體應(yīng)用。

當(dāng)前,電力電子作為節(jié)能、節(jié)才、自動(dòng)化、智能化、機(jī)電一體化的基礎(chǔ),正朝著應(yīng)用技術(shù)高頻化、硬件結(jié)構(gòu)模塊化、產(chǎn)品性能綠色化的方向發(fā)展。在不遠(yuǎn)的將來(lái),電力電子技術(shù)將使電源技術(shù)更加成熟、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用,實(shí)現(xiàn)高效率和高品質(zhì)用電相結(jié)合。

1.電力電子技術(shù)的發(fā)展

現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展方向,是從以低頻技術(shù)處理問(wèn)題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué),向以高頻技術(shù)處理問(wèn)題為主的現(xiàn)代電力電子學(xué)方向轉(zhuǎn)變。電力電子技術(shù)起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流器時(shí)代、逆變器時(shí)代和變頻器時(shí)代,并促進(jìn)了電力電子技術(shù)在許多新領(lǐng)域的應(yīng)用。八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來(lái)的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導(dǎo)體復(fù)合器件,表明傳統(tǒng)電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代電力電子時(shí)代。

1.1整流器時(shí)代

大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機(jī)提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費(fèi)的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機(jī)車(chē)、電傳動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)車(chē)、地鐵機(jī)車(chē)、城市無(wú)軌電車(chē)等)和直流傳動(dòng)(軋鋼、造紙等)三大領(lǐng)域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用得以很大發(fā)展。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)曾經(jīng)掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國(guó)大大小小的制造硅整流器的半導(dǎo)體廠家就是那時(shí)的產(chǎn)物。

1.2逆變器時(shí)代

七十年代出現(xiàn)了世界范圍的能源危機(jī),交流電機(jī)變頻惆速因節(jié)能效果顯著而迅速發(fā)展。變頻調(diào)速的關(guān)鍵技術(shù)是將直流電逆變?yōu)?~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調(diào)速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門(mén)極可關(guān)斷晶閘管(GT0)成為當(dāng)時(shí)電力電子器件的主角。類似的應(yīng)用還包括高壓直流輸出,靜止式無(wú)功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)?。這時(shí)的電力電子技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內(nèi)。

1.3變頻器時(shí)代

進(jìn)入八十年代,大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展,為現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。將集成電路技術(shù)的精細(xì)加工技術(shù)和高壓大電流技術(shù)有機(jī)結(jié)合,出現(xiàn)了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問(wèn)世,導(dǎo)致了中小功率電源向高頻化發(fā)展,而后絕緣門(mén)極雙極晶體管(IGBT)的出現(xiàn),又為大中型功率電源向高頻發(fā)展帶來(lái)機(jī)遇。MOSFET和IGBT的相繼問(wèn)世,是傳統(tǒng)的電力電子向現(xiàn)代電力電子轉(zhuǎn)化的標(biāo)志。據(jù)統(tǒng)計(jì),到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導(dǎo)體器件市場(chǎng)上已達(dá)到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領(lǐng)域巳成定論。新型器件的發(fā)展不僅為交流電機(jī)變頻調(diào)速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現(xiàn)代電子技術(shù)不斷向高頻化發(fā)展,為用電設(shè)備的高效節(jié)材節(jié)能,實(shí)現(xiàn)小型輕量化,機(jī)電一體化和智能化提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。

2.現(xiàn)代電力電子的應(yīng)用領(lǐng)域

2.1計(jì)算機(jī)高效率綠色電源

高速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)帶領(lǐng)人類進(jìn)入了信息社會(huì),同時(shí)也促進(jìn)了電源技術(shù)的迅速發(fā)展。八十年代,計(jì)算機(jī)全面采用了開(kāi)關(guān)電源,率先完成計(jì)算機(jī)電源換代。接著開(kāi)關(guān)電源技術(shù)相繼進(jìn)人了電子、電器設(shè)備領(lǐng)域。

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,提出綠色電腦和綠色電源。綠色電腦泛指對(duì)環(huán)境無(wú)害的個(gè)人電腦和相關(guān)產(chǎn)品，綠色電源系指與綠色電腦相關(guān)的高效省電電源,根據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)署l992年6月17日"能源之星"計(jì)劃規(guī)定,桌上型個(gè)人電腦或相關(guān)的設(shè)備,在睡眠狀態(tài)下的耗電量若小于30瓦,就符合綠色電腦的要求,提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就目前效率為75%的200瓦開(kāi)關(guān)電源而言,電源自身要消耗50瓦的能源。

2.2通信用高頻開(kāi)關(guān)電源

通信業(yè)的迅速發(fā)展極大的推動(dòng)了通信電源的發(fā)展。高頻小型化的開(kāi)關(guān)電源及其技術(shù)已成為現(xiàn)代通信供電系統(tǒng)的主流。在通信領(lǐng)域中,通常將整流器稱為一次電源,而將直流-直流(DC/DC)變換器稱為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網(wǎng)變換成標(biāo)稱值為48V的直流電源。目前在程控交換機(jī)用的一次電源中,傳統(tǒng)的相控式穩(wěn)壓電源己被高頻開(kāi)關(guān)電源取代,高頻開(kāi)關(guān)電源(也稱為開(kāi)關(guān)型整流器SMR)通過(guò)MOSFET或IGBT的高頻工作,開(kāi)關(guān)頻率一般控制在50-100kHz范圍內(nèi),實(shí)現(xiàn)高效率和小型化。近幾年,開(kāi)關(guān)整流器的功率容量不斷擴(kuò)大,單機(jī)容量己從48V/12.5A、48V/20A擴(kuò)大到48V/200A、48V/400A。

因通信設(shè)備中所用集成電路的種類繁多,其電源電壓也各不相同,在通信供電系統(tǒng)中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊,從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓,這樣可大大減小損耗、方便維護(hù),且安裝、增加非常方便。一般都可直接裝在標(biāo)準(zhǔn)控制板上,對(duì)二次電源的要求是高功率密度。因通信容量的不斷增加,通信電源容量也將不斷增加。

2.3直流-直流(DC/DC)變換器

DC/DC變換器將一個(gè)固定的直流電壓變換為可變的直流電壓,這種技術(shù)被廣泛應(yīng)用于無(wú)軌電車(chē)、地鐵列車(chē)、電動(dòng)車(chē)的無(wú)級(jí)變速和控制,同時(shí)使上述控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)的性能,并同時(shí)收到節(jié)約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節(jié)約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調(diào)壓的作用(開(kāi)關(guān)電源),同時(shí)還能起到有效地抑制電網(wǎng)側(cè)諧波電流噪聲的作用。

通信電源的二次電源DC/DC變換器已商品化,模塊采用高頻PWM技術(shù),開(kāi)關(guān)頻率在500kHz左右,功率密度為5W~20W/in3。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展,要求電源模塊實(shí)現(xiàn)小型化,因此就要不斷提高開(kāi)關(guān)頻率和采用新的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),目前已有一些公司研制生產(chǎn)了采用零電流開(kāi)關(guān)和零電壓開(kāi)關(guān)技術(shù)的二次電源模塊,功率密度有較大幅度的提高。

2.4不間斷電源(UPS)

不間斷電源(UPS)是計(jì)算機(jī)、通信系統(tǒng)以及要求提供不能中斷場(chǎng)合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經(jīng)整流器變成直流,一部分能量給蓄電池組充電,另一部分能量經(jīng)逆變器變成交流,經(jīng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)送到負(fù)載。為了在逆變器故障時(shí)仍能向負(fù)載提供能量,另一路備用電源通過(guò)電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

現(xiàn)代UPS普遍了采用脈寬調(diào)制技術(shù)和功率M0SFET、IGBT等現(xiàn)代電力電子器件,電源的噪聲得以降低,而效率和可靠性得以提高。微處理器軟硬件技術(shù)的引入,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)UPS的智能化管理,進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)和遠(yuǎn)程診斷。目前在線式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS發(fā)展也很迅速,已經(jīng)有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多種規(guī)格的產(chǎn)品。

2.5變頻器電源

變頻器電源主要用于交流電機(jī)的變頻調(diào)速,其在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中占據(jù)的地位日趨重要,已獲得巨大的節(jié)能效果。變頻器電源主電路均采用交流-直流-交流方案。工頻電源通過(guò)整流器變成固定的直流電壓,然后由大功率晶體管或IGBT組成的PWM高頻變換器,將直流電壓逆變成電壓、頻率可變的交流輸出,電源輸出波形近似于正弦波,用于驅(qū)動(dòng)交流異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。

國(guó)際上400kVA以下的變頻器電源系列產(chǎn)品已經(jīng)問(wèn)世。八十年代初期,日本東芝公司最先將交流變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)器中。至1997年,其占有率已達(dá)到日本家用空調(diào)的70%以上。變頻空調(diào)具有舒適、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。國(guó)內(nèi)于90年代初期開(kāi)始研究變頻空調(diào),96年引進(jìn)生產(chǎn)線生產(chǎn)變頻空調(diào)器,逐漸形成變頻空調(diào)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)熱點(diǎn)。預(yù)計(jì)到2000年左右將形成。變頻空調(diào)除了變頻電源外,還要求有適合于變頻調(diào)速的壓縮機(jī)電機(jī)。優(yōu)化控制策略,精選功能組件,是空調(diào)變頻電源研制的進(jìn)一步發(fā)展方向。

2.6高頻逆變式整流焊機(jī)電源

高頻逆變式整流焊機(jī)電源是一種高性能、高效、省材的新型焊機(jī)電源,代表了當(dāng)今焊機(jī)電源的發(fā)展方向。由于IGBT大容量模塊的商用化,這種電源更有著廣闊的應(yīng)用前景。

逆變焊機(jī)電源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)變換的方法。50Hz交流電經(jīng)全橋整流變成直流,IGBT組成的PWM高頻變換部分將直流電逆變成20kHz的高頻矩形波,經(jīng)高頻變壓器耦合,整流濾波后成為穩(wěn)定的直流,供電弧使用。

由于焊機(jī)電源的工作條件惡劣,頻繁的處于短路、燃弧、開(kāi)路交替變化之中,因此高頻逆變式整流焊機(jī)電源的工作可靠性問(wèn)題成為最關(guān)鍵的問(wèn)題,也是用戶最關(guān)心的問(wèn)題。采用微處理器做為脈沖寬度調(diào)制(PWM)的相關(guān)控制器,通過(guò)對(duì)多參數(shù)、多信息的提取與分析,達(dá)到預(yù)知系統(tǒng)各種工作狀態(tài)的目的,進(jìn)而提前對(duì)系統(tǒng)做出調(diào)整和處理,解決了目前大功率IGBT逆變電源可靠性。

國(guó)外逆變焊機(jī)已可做到額定焊接電流300A,負(fù)載持續(xù)率60%,全載電壓60~75V,電流調(diào)節(jié)范圍5~300A,重量29kg。

2.7大功率開(kāi)關(guān)型高壓直流電源

大功率開(kāi)關(guān)型高壓直流電源廣泛應(yīng)用于靜電除塵、水質(zhì)改良、醫(yī)用X光機(jī)和CT機(jī)等大型設(shè)備。電壓高達(dá)50~l59kV,電流達(dá)到0.5A以上,功率可達(dá)100kW。

自從70年代開(kāi)始,日本的一些公司開(kāi)始采用逆變技術(shù),將市電整流后逆變?yōu)?kHz左右的中頻,然后升壓。進(jìn)入80年代,高頻開(kāi)關(guān)電源技術(shù)迅速發(fā)展。德國(guó)西門(mén)子公司采用功率晶體管做主開(kāi)關(guān)元件,將電源的開(kāi)關(guān)頻率提高到20kHz以上。并將干式變壓器技術(shù)成功的應(yīng)用于高頻高壓電源,取消了高壓變壓器油箱,使變壓器系統(tǒng)的體積進(jìn)一步減小。

國(guó)內(nèi)對(duì)靜電除塵高壓直流電源進(jìn)行了研制,市電經(jīng)整流變?yōu)橹绷?采用全橋零電流開(kāi)關(guān)串聯(lián)諧振逆變電路將直流電壓逆變?yōu)楦哳l電壓,然后由高頻變壓器升壓,最后整流為直流高壓。在電阻負(fù)載條件下,輸出直流電壓達(dá)到55kV,電流達(dá)到15mA,工作頻率為25.6kHz。

2.8電力有源濾波器

傳統(tǒng)的交流-直流(AC-DC)變換器在投運(yùn)時(shí),將向電網(wǎng)注入大量的諧波電流,引起諧波損耗和干擾,同時(shí)還出現(xiàn)裝置網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)惡化的現(xiàn)象,即所謂"電力公害",例如,不可控整流加電容濾波時(shí),網(wǎng)側(cè)三次諧波含量可達(dá)(70~80)%,網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)僅有0.5~0.6。

電力有源濾波器是一種能夠動(dòng)態(tài)抑制諧波的新型電力電子裝置,能克服傳統(tǒng)LC濾波器的不足,是一種很有發(fā)展前途的諧波抑制手段。濾波器由橋式開(kāi)關(guān)功率變換器和具體控制電路構(gòu)成。與傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)電源的區(qū)別是:(l)不僅反饋輸出電壓,還反饋輸入平均電流;(2)電流環(huán)基準(zhǔn)信號(hào)為電壓環(huán)誤差信號(hào)與全波整流電壓取樣信號(hào)之乘積。

2.9分布式開(kāi)關(guān)電源供電系統(tǒng)

分布式電源供電系統(tǒng)采用小功率模塊和大規(guī)模控制集成電路作基本部件,利用最新理論和技術(shù)成果,組成積木式、智能化的大功率供電電源,從而使強(qiáng)電與弱電緊密結(jié)合,降低大功率元器件、大功率裝置(集中式)的研制壓力,提高生產(chǎn)效率。

八十年代初期,對(duì)分布式高頻開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)的研究基本集中在變換器并聯(lián)技術(shù)的研究上。八十年代中后期,隨著高頻功率變換技術(shù)的迅述發(fā)展，各種變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相繼出現(xiàn),結(jié)合大規(guī)模集成電路和功率元器件技術(shù),使中小功率裝置的集成成為可能,從而迅速地推動(dòng)了分布式高頻開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)研究的展開(kāi)。自八十年代后期開(kāi)始,這一方向已成為國(guó)際電力電子學(xué)界的研究熱點(diǎn),論文數(shù)量逐年增加，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。

分布供電方式具有節(jié)能、可靠、高效、經(jīng)濟(jì)和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。已被大型計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、航空航天、工業(yè)控制等系統(tǒng)逐漸采納,也是超高速型集成電路的低電壓電源(3.3V)的最為理想的供電方式。在大功率場(chǎng)合,如電鍍、電解電源、電力機(jī)車(chē)牽引電源、中頻感應(yīng)加熱電源、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源等領(lǐng)域也有廣闊的應(yīng)用前景。

3.高頻開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì)

在電力電子技術(shù)的應(yīng)用及各種電源系統(tǒng)中，開(kāi)關(guān)電源技術(shù)均處于核心地位。對(duì)于大型電解電鍍電源,傳統(tǒng)的電路非常龐大而笨重,如果采用高頓開(kāi)關(guān)電源技術(shù),其體積和重量都會(huì)大幅度下降,而且可極大提高電源利用效率、節(jié)省材料、降低成本。在電動(dòng)汽車(chē)和變頻傳動(dòng)中,更是離不開(kāi)開(kāi)關(guān)電源技術(shù)，通過(guò)開(kāi)關(guān)電源改變用電頻率,從而達(dá)到近于理想的負(fù)載匹配和驅(qū)動(dòng)控制。高頻開(kāi)關(guān)電源技術(shù),更是各種大功率開(kāi)關(guān)電源(逆變焊機(jī)、通訊電源、高頻加熱電源、激光器電源、電力操作電源等)的核心技術(shù)。

3.1高頻化

理論分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,電氣產(chǎn)品的變壓器、電感和電容的體積重量與供電頻率的平方根成反比。所以當(dāng)我們把頻率從工頻50Hz提高到20kHz,提高400倍的話,用電設(shè)備的體積重量大體下降至工頻設(shè)計(jì)的5~l0%。無(wú)論是逆變式整流焊機(jī),還是通訊電源用的開(kāi)關(guān)式整流器,都是基于這一原理。同樣,傳統(tǒng)"整流行業(yè)"的電鍍、電解、電加工、充電、浮充電、電力合閘用等各種直流電源也可以根據(jù)這一原理進(jìn)行改造,成為"開(kāi)關(guān)變換類電源",其主要材料可以節(jié)約90%或更高,還可節(jié)電30%或更多。由于功率電子器件工作頻率上限的逐步提高,促使許多原來(lái)采用電子管的傳統(tǒng)高頻設(shè)備固態(tài)化,帶來(lái)顯著節(jié)能、節(jié)水、節(jié)約材料的經(jīng)濟(jì)效益,更可體現(xiàn)技術(shù)含量的價(jià)值。

3.2模塊化

模塊化有兩方面的含義,其一是指功率器件的模塊化,其二是指電源單元的模塊化。我們常見(jiàn)的器件模塊,含有一單元、兩單元、六單元直至七單元,包括開(kāi)關(guān)器件和與之反并聯(lián)的續(xù)流二極管,實(shí)質(zhì)上都屬于"標(biāo)準(zhǔn)"功率模塊(SPM)。近年,有些公司把開(kāi)關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路也裝到功率模塊中去,構(gòu)成了"智能化"功率模塊(IPM),不但縮小了整機(jī)的體積,更方便了整機(jī)的設(shè)計(jì)制造。實(shí)際上,由于頻率的不斷提高,致使引線寄生電感、寄生電容的影響愈加嚴(yán)重,對(duì)器件造成更大的電應(yīng)力(表現(xiàn)為過(guò)電壓、過(guò)電流毛刺)。為了提高系統(tǒng)的可靠性,有些制造商開(kāi)發(fā)了"用戶專用"功率模塊(ASPM),它把一臺(tái)整機(jī)的幾乎所有硬件都以芯片的形式安裝到一個(gè)模塊中,使元器件之間不再有傳統(tǒng)的引線連接,這樣的模塊經(jīng)過(guò)嚴(yán)格、合理的熱、電、機(jī)械方面的設(shè)計(jì),達(dá)到優(yōu)化完美的境地。它類似于微電子中的用戶專用集成電路(ASIC)。只要把控制軟件寫(xiě)入該模塊中的微處理器芯片,再把整個(gè)模塊固定在相應(yīng)的散熱器上,就構(gòu)成一臺(tái)新型的開(kāi)關(guān)電源裝置。由此可見(jiàn),模塊化的目的不僅在于使用方便,縮小整機(jī)體積,更重要的是取消傳統(tǒng)連線,把寄生參數(shù)降到最小,從而把器件承受的電應(yīng)力降至最低,提高系統(tǒng)的可靠性。這樣,不但提高了功率容量,在有限的器件容量的情況下滿足了大電流輸出的要求,而且通過(guò)增加相對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)功率很小的冗余電源模塊,極大的提高系統(tǒng)可靠性,即使萬(wàn)一出現(xiàn)單模塊故障,也不會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作,而且為修復(fù)提供充分的時(shí)間。3.3數(shù)字化

在傳統(tǒng)功率電子技術(shù)中,控制部分是按模擬信號(hào)來(lái)設(shè)計(jì)和工作的。在六、七十年代,電力電子技術(shù)擬電路基礎(chǔ)上的。但是,現(xiàn)在數(shù)字式信號(hào)、數(shù)字電路顯得越來(lái)越重要,數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)日趨完善成熟,顯示出越來(lái)越多的優(yōu)點(diǎn):便于計(jì)算機(jī)處理控制、避免模擬信號(hào)的畸變失真、減小雜散信號(hào)的干擾(提高抗干擾能力)、便于軟件包調(diào)試和遙感遙測(cè)遙調(diào),也便于自診斷、容錯(cuò)等技術(shù)的植入。所以,在八、九十年代,對(duì)于各類電路和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),模擬技術(shù)還是有用的,特別是:諸如印制版的布圖、電磁兼容(EMC)問(wèn)題以及功率因數(shù)修正(PFC)等問(wèn)題的解決,離不開(kāi)模擬技術(shù)的知識(shí),但是對(duì)于智能化的開(kāi)關(guān)電源,需要用計(jì)算機(jī)控制時(shí),數(shù)字化技術(shù)就離不開(kāi)了。

3.4綠色化

電源系統(tǒng)的綠色化有兩層含義:首先是顯著節(jié)電,這意味著發(fā)電容量的節(jié)約,而發(fā)電是造成環(huán)境污染的重要原因,所以節(jié)電就可以減少對(duì)環(huán)境的污染;其次這些電源不能(或少)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生污染,國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)對(duì)此制定了一系列標(biāo)準(zhǔn),如IEC555、IEC917、IECl000等。事實(shí)上,許多功率電子節(jié)電設(shè)備,往往會(huì)變成對(duì)電網(wǎng)的污染源:向電網(wǎng)注入嚴(yán)重的高次諧波電流,使總功率因數(shù)下降,使電網(wǎng)電壓耦合許多毛刺尖峰,甚至出現(xiàn)缺角和畸變。20世紀(jì)末,各種有源濾波器和有源補(bǔ)償器的方案誕生,有了多種修正功率因數(shù)的方法。

總而言之,電力電子及開(kāi)關(guān)電源技術(shù)因應(yīng)用需求不斷向前發(fā)展,新技術(shù)的出現(xiàn)又會(huì)使許多應(yīng)用產(chǎn)品更新?lián)Q代,還會(huì)開(kāi)拓更多更新的應(yīng)用領(lǐng)域。開(kāi)關(guān)電源高頻化、模塊化、數(shù)字化、綠色化等的實(shí)現(xiàn),將標(biāo)志著這些技術(shù)的成熟,實(shí)現(xiàn)高效率用電和高品質(zhì)用電相結(jié)合。這幾年,隨著通信行業(yè)的發(fā)展,以開(kāi)關(guān)電源技術(shù)為核心的通信用開(kāi)關(guān)電源,僅國(guó)內(nèi)有20多億人民幣的市場(chǎng)需求,吸引了國(guó)內(nèi)外一大批科技人員對(duì)其進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究。開(kāi)關(guān)電源代替線性電源和相控電源是大勢(shì)所趨,因此,同樣具有幾十億產(chǎn)值需求的電力操作電源系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)正在啟動(dòng),并將很快發(fā)展起來(lái)。還有其它許多以開(kāi)關(guān)電源技術(shù)為核心的專用電源、工業(yè)電源正在等待著人們?nèi)ラ_(kāi)發(fā)。

參考文獻(xiàn)：

篇2

以往的整定計(jì)算軟件在開(kāi)發(fā)的時(shí)候，我國(guó)的大多數(shù)110kV電網(wǎng)還是環(huán)網(wǎng)運(yùn)行，這些軟件充分考慮了220kV電網(wǎng)同110kV環(huán)網(wǎng)之間電磁環(huán)的存在對(duì)保護(hù)整定的影響，并因此增加了軟件的復(fù)雜程度，降低了其靈活性。這些軟件對(duì)于110kV電網(wǎng)保護(hù)的整定不規(guī)范、失配點(diǎn)多、非常規(guī)整定多的問(wèn)題沒(méi)有重視，大大降低了計(jì)算出的結(jié)果的實(shí)用價(jià)值。另外受軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)的限制，開(kāi)發(fā)者在人機(jī)界面的方便程度考慮較少，使得人工干預(yù)非常煩瑣，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不得不棄而不用。

準(zhǔn)專家系統(tǒng)模式的計(jì)算機(jī)整定計(jì)算能夠解決以往的軟件應(yīng)用到110kV電網(wǎng)時(shí)所遇到的問(wèn)題，其主要依據(jù)有兩點(diǎn)：110kV電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。

1.1、110kV電網(wǎng)形成單電源的輻射結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化了整定計(jì)算

隨著220kV的主輸電網(wǎng)絡(luò)的形成，原來(lái)的110kV環(huán)網(wǎng)得以解環(huán)運(yùn)行，從而形成了以220kV變電站為中心電源的輻射型結(jié)構(gòu)的分區(qū)網(wǎng)絡(luò)，使得110kV的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)大大地簡(jiǎn)化。由于不再考慮電磁環(huán)，也使得110kV電網(wǎng)的整定計(jì)算軟件的開(kāi)發(fā)思路發(fā)生了重大改變。解環(huán)運(yùn)行之后，分區(qū)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模較以前減少了許多，各電力元件之間的保護(hù)配合關(guān)系變得非常簡(jiǎn)單，如果仍沿用節(jié)點(diǎn)方程的方法進(jìn)行整定計(jì)算，一方面將簡(jiǎn)單問(wèn)題復(fù)雜化，另一方面仍不能解決短線群、T接線、小電源的問(wèn)題。準(zhǔn)專家模式是將電力元件的所有的整定配合關(guān)系歸納為相應(yīng)的用計(jì)算公式表示的規(guī)則（由于不存在電磁環(huán)，這些規(guī)則的數(shù)目及復(fù)雜程度都大大降低），然后由整定人選擇所整定的電力元件的整定規(guī)則。這種模式簡(jiǎn)單、直觀，對(duì)整定計(jì)算全過(guò)程可進(jìn)行有效的控制。

1.2、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為新模式提供強(qiáng)大的技術(shù)支持

最早進(jìn)行整定計(jì)算軟件的開(kāi)發(fā)大約是在七八十年代，現(xiàn)在計(jì)算機(jī)軟硬件的技術(shù)水平同當(dāng)時(shí)相比不可同日而語(yǔ)。當(dāng)時(shí)編制軟件最先要考慮的是軟件的運(yùn)行速度以及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)容量，其次才是用戶界面，而以目前的計(jì)算機(jī)技術(shù)水平，對(duì)于編制這種規(guī)模的軟件，其運(yùn)算速度及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量可以不予考慮，因此其重點(diǎn)應(yīng)該是良好的用戶界面。準(zhǔn)專家系統(tǒng)模式完全在系統(tǒng)一次圖形界面上完成參數(shù)數(shù)據(jù)的輸入、計(jì)算過(guò)程的控制、計(jì)算結(jié)果的輸出，大大降低了使用者掌握軟件的難度，不經(jīng)培訓(xùn)就可以方便地使用。

2、整定計(jì)算的實(shí)施方案

2.1、方案總體設(shè)計(jì)

該方案由以下幾個(gè)模塊組成：電網(wǎng)拓?fù)淅L圖模塊、參數(shù)數(shù)據(jù)輸入模塊、短路電流計(jì)算模塊、整定計(jì)算規(guī)則模塊、整定計(jì)算模塊、ODBC接口模塊。

由圖1可以看出，整定計(jì)算的全過(guò)程都是在系統(tǒng)一次圖形的界面下完成，不需要使用者對(duì)底層進(jìn)行操作。在專用的電網(wǎng)拓?fù)淅L圖模塊下，一次圖一旦繪好，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就建成，結(jié)構(gòu)中各單元同系統(tǒng)各元件一一對(duì)應(yīng)，這種對(duì)應(yīng)是由軟件完成，毋需人工干預(yù)；參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)、短路電流數(shù)據(jù)庫(kù)、規(guī)則庫(kù)都是整定計(jì)算的數(shù)據(jù)源，其中參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)、短路電流數(shù)據(jù)庫(kù)與系統(tǒng)一次結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)，當(dāng)系統(tǒng)一次結(jié)構(gòu)變化后，這兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容相應(yīng)修改。整定規(guī)則庫(kù)則完全獨(dú)立，其修改、補(bǔ)充等操作單獨(dú)進(jìn)行。

2.2、功能模塊介紹

2.2.1、電網(wǎng)拓?fù)淅L圖模塊

電網(wǎng)拓?fù)淅L圖模塊是一個(gè)面向?qū)ο蟮碾娋W(wǎng)繪圖工具，能夠支持全屏幕動(dòng)態(tài)縮放、屏幕漫游，以基本圖元（如線路、斷路器、變壓器等）為繪圖單位，進(jìn)行系統(tǒng)一次網(wǎng)絡(luò)圖的繪制，各圖元通過(guò)定義形成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，性能優(yōu)良且操作方便。除了具有圖形編輯軟件的一般功能外，它的最大特點(diǎn)在于可以無(wú)隙地嵌入數(shù)據(jù)庫(kù)和保護(hù)整定計(jì)算模塊。因此，該模塊實(shí)際上充當(dāng)了本系統(tǒng)的用戶交互界面，用戶在圖上即可進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)操作并可啟動(dòng)線路或變壓器的保護(hù)整定計(jì)算。

2.2.2、參數(shù)數(shù)據(jù)輸入模塊

在系統(tǒng)一次圖上，在定義好的圖元上輸入?yún)?shù)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理后形成參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，并同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一一對(duì)應(yīng)。參數(shù)數(shù)據(jù)能夠在系統(tǒng)一次圖上打印出來(lái)。

2.2.3、短路電流計(jì)算模塊

利用已形成的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)果及參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，以各母線為故障點(diǎn)，計(jì)算大小運(yùn)行方式下三相短路、兩相短路、單相接地、兩相短路接地的故障電流，形成短路電流數(shù)據(jù)庫(kù)，并能夠以一定格式輸出打印。

2.2.4、整定計(jì)算規(guī)則模塊

以單電源輻射型網(wǎng)絡(luò)為主要整定對(duì)象，充分考慮短線群、T接線、小電源對(duì)整定計(jì)算的影響，將各種保護(hù)的整定方法總結(jié)、歸納，形成標(biāo)準(zhǔn)化、公式化的規(guī)則庫(kù)。

2.2.5、整定計(jì)算模塊

模塊分為整定設(shè)置、線路保護(hù)整定及元件保護(hù)整定三部分。整定計(jì)算所需的有關(guān)系數(shù)要求，例如靈敏系數(shù)、可靠系數(shù)、配合系數(shù)、整定原則等，整定前在整定設(shè)置菜單下填入。

線路保護(hù)整定計(jì)算分三種方式：

1）全自動(dòng)方式：所有整定步驟由計(jì)算機(jī)完成，沒(méi)有人工干預(yù)；

2）半自動(dòng)方式：由人工指定失配點(diǎn)及失配參數(shù)，計(jì)算機(jī)完成后面的工作；

3）全人工方式：全部整定步驟采用問(wèn)答式，由整定人逐步完成，每一步的計(jì)算結(jié)果均在屏幕顯示。

保護(hù)整定均在系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)界面上進(jìn)行，根據(jù)用戶在系統(tǒng)一次圖上選定的電力元件，直接啟動(dòng)相應(yīng)保護(hù)的整定計(jì)算模塊，通過(guò)調(diào)用參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)、短路電流數(shù)據(jù)庫(kù)、規(guī)則庫(kù)的內(nèi)容進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算過(guò)程可人工干預(yù)。

所有的計(jì)算結(jié)果均以整定計(jì)算書(shū)的形式輸出。

2.2.6、ODBC接口模塊

整定計(jì)算是在一次圖形界面上完成的，要通過(guò)ODBC（OpenDataBaseConnectivity，開(kāi)放數(shù)據(jù)庫(kù)互聯(lián)）將參數(shù)數(shù)據(jù)、短路電流數(shù)據(jù)以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)參數(shù)結(jié)合起來(lái)，完成相應(yīng)的計(jì)算。

2.3、方案的特點(diǎn)

該方案具有以下特點(diǎn)：

1）數(shù)學(xué)模型簡(jiǎn)單

由于以單電源輻射型網(wǎng)絡(luò)作為整定計(jì)算的對(duì)象，大大簡(jiǎn)化了整定計(jì)算的數(shù)學(xué)模型，從而使整定計(jì)算的復(fù)雜程度大大降低。

2）人機(jī)界面友好

數(shù)學(xué)模型簡(jiǎn)單使開(kāi)發(fā)者在開(kāi)發(fā)平臺(tái)的選擇上有很大的余地，不用對(duì)平臺(tái)的數(shù)學(xué)計(jì)算能力有太高要求，因此可以充分利用近年來(lái)推出的優(yōu)秀商業(yè)軟件，從用戶角度開(kāi)發(fā)出具有直觀、簡(jiǎn)單、靈活的人機(jī)界面的軟件。

3）輸入輸出設(shè)計(jì)靈活

參數(shù)的輸入完全在系統(tǒng)一次圖形界面上完成，徹底擯棄了過(guò)去需要用戶做節(jié)點(diǎn)編號(hào)、做數(shù)據(jù)文件的方法，大大降低了工作量。計(jì)算結(jié)果的輸出有兩種方式，一是在屏幕輸出，這樣可以讓整定人監(jiān)視整定計(jì)算的每一個(gè)步驟，這對(duì)于整定計(jì)算的審核十分有利；第二種方式是以整定計(jì)算書(shū)的形式輸出，可以文本格式進(jìn)行編輯，由于目前微機(jī)保護(hù)的許多小定值不是計(jì)算的結(jié)果，而是運(yùn)行方式的一些具體要求，因此對(duì)整定計(jì)算書(shū)進(jìn)行必要的編輯，一方面使計(jì)算書(shū)更加完整，另一方面對(duì)無(wú)紙化辦公也有一定的意義。

3、開(kāi)發(fā)軟件的選擇

3.1、軟件運(yùn)行平臺(tái)：中文Windows95

中文Windows95是一個(gè)32位的操作系統(tǒng)，它是專門(mén)為中國(guó)大陸的用戶而設(shè)計(jì)的，因此它具有內(nèi)置的雙字節(jié)漢字內(nèi)核，無(wú)需再外掛中文平臺(tái)即可顯示漢字，極大地方便了國(guó)內(nèi)用戶。Windows95與Windows3.X以及DOS相比較，有操作容易、支持搶先式多任務(wù)、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。

3.2、數(shù)據(jù)庫(kù)接口工具：MicrosoftODBC2.0

MicrosoftODBC2.0是一個(gè)由微軟公司在90年代初提出的開(kāi)放式數(shù)據(jù)庫(kù)互連的標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)展到現(xiàn)在在技術(shù)上已相當(dāng)成熟，幾乎所有主要的數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)商都提供了相應(yīng)的ODBC驅(qū)動(dòng)程序。ODBC的優(yōu)點(diǎn)在于它使程序員無(wú)須關(guān)心他所要存取的數(shù)據(jù)源的類型、位置和格式等。他只需調(diào)用相同的API函數(shù)來(lái)和ODBC接口打交道即可，直接和某個(gè)特定的數(shù)據(jù)庫(kù)交互則由ODBC來(lái)完成。這樣，一方面使程序員的工作量大為減輕，另一方面使得程序更加靈活，因?yàn)楫?dāng)?shù)蛯訑?shù)據(jù)庫(kù)發(fā)生變化（如數(shù)據(jù)庫(kù)由DBASE變?yōu)锳CCESS）時(shí)，慶用程序不須做較大的改動(dòng)可適應(yīng)新的數(shù)據(jù)源。

3.3、數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)軟件：MicrosoftAccess97中文版

MicrosoftAccess97中文版是微軟公司在1997年推出的最新的數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)及管理軟件，它在小型的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用中具有許多優(yōu)點(diǎn)。它是一個(gè)臺(tái)式的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，但同時(shí)又可被應(yīng)用到客戶／服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)前端機(jī)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用中。它生成的數(shù)據(jù)庫(kù)僅由一個(gè)文件組成，極易管理。而且，它的開(kāi)發(fā)平臺(tái)是基于Windows95的，能充分利用其穩(wěn)定、多任務(wù)的優(yōu)勢(shì)，并給開(kāi)發(fā)人員一個(gè)良好的開(kāi)發(fā)界面，操作相當(dāng)容易。它具有以下特點(diǎn)：

（1）Access支持多種數(shù)據(jù)形式，可以從FoxPro，Paradox3.X，Lotus1-2-3.X，Dbase，Lotus1-2-3，MicrosoftExcel和Betrieve中引入數(shù)據(jù)。

（2）提供一整套極富特色的集成窗口式菜單開(kāi)發(fā)環(huán)境，所有對(duì)象的屬性采用窗口式表達(dá)，大大減少了編程語(yǔ)言，使得建立、編輯和調(diào)試一個(gè)應(yīng)用程序既輕松又快速。

（3）Access本身并不是一個(gè)面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（OODBMS），但它是一個(gè)面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)環(huán)境。超級(jí)秘書(shū)網(wǎng)

（4）Access引入了SQL數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)查詢語(yǔ)言，用戶可能直接在程序中嵌入SQL語(yǔ)言，從而使Access成為比較完善的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。

（5）在Access中，可使用WindowsAPI函數(shù)，支持OLE和DDE.

（6）Access中的數(shù)據(jù)庫(kù)安全控制機(jī)制也是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)法比擬的。

3.4、編程語(yǔ)言：MicrosoftVisualC++5.0

篇3

當(dāng)今，全球無(wú)線通信產(chǎn)業(yè)的兩個(gè)突出特點(diǎn)體現(xiàn)在：一是公眾移動(dòng)通信保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，一些國(guó)家和地區(qū)增勢(shì)強(qiáng)勁，但存在發(fā)展不均衡的現(xiàn)象；二是寬帶無(wú)線通信技術(shù)熱點(diǎn)不斷，研究和應(yīng)用十分活躍。

資料顯示，在全球電信市場(chǎng)普遍低調(diào)的背景下，移動(dòng)通信依然保持了較好的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。統(tǒng)計(jì)顯示，2003年全球移動(dòng)用戶數(shù)增長(zhǎng)率在17％以上，總計(jì)達(dá)到13.54億戶。在市場(chǎng)值方面，全球移動(dòng)業(yè)務(wù)市場(chǎng)在2003年已達(dá)到4680億歐元，比上年增長(zhǎng)了11.3％以上。

盡管全球移動(dòng)市場(chǎng)在增長(zhǎng)，但這種增長(zhǎng)也呈現(xiàn)出很大的不均衡性。從用戶數(shù)來(lái)看，在北美、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，由于移動(dòng)用戶普及率已經(jīng)很高，因此新增用戶數(shù)日益減少；而在亞洲、非洲等地區(qū)，特別是像中國(guó)這樣的發(fā)展中國(guó)家，移動(dòng)用戶數(shù)增長(zhǎng)迅猛。從用戶創(chuàng)造的價(jià)值來(lái)看，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的ARPU值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了新興的發(fā)展中國(guó)家。從數(shù)據(jù)新業(yè)務(wù)市場(chǎng)的增長(zhǎng)來(lái)看，韓國(guó)、日本呈現(xiàn)爆發(fā)態(tài)勢(shì)，已成為全球移動(dòng)通信發(fā)展的新熱點(diǎn)。

目前，我國(guó)的移動(dòng)通信市場(chǎng)呈現(xiàn)持續(xù)快速增長(zhǎng)的局面，截至4月底，移動(dòng)用戶總數(shù)達(dá)到2.96億，用戶普及率達(dá)到20.9％?？紤]閑置的充值卡和一人雙機(jī)的情況，我國(guó)移動(dòng)通信由于用戶普及率相對(duì)還比較低，仍有相當(dāng)巨大和持久的增長(zhǎng)空間。但我國(guó)的移動(dòng)通信領(lǐng)域已進(jìn)入了全面競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)代，GSM、CDMA乃至小靈通等網(wǎng)絡(luò)激烈爭(zhēng)奪用戶，這已導(dǎo)致了資費(fèi)下降，用戶ARPU值下降的情況。目前我國(guó)的GPRS、CDMA1X等2.5G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展態(tài)勢(shì)不錯(cuò)，并已逐步培育了用戶群。而3G還處在技術(shù)試驗(yàn)階段，政府依然保持謹(jǐn)慎態(tài)度。

除傳統(tǒng)的公眾移動(dòng)通信外，全球的寬帶無(wú)線接入領(lǐng)域近期研究和應(yīng)用十分活躍，熱點(diǎn)不斷出現(xiàn)，給無(wú)線通信業(yè)界帶來(lái)了清新的空氣。這包括寬帶固定無(wú)線接入技術(shù)、WLAN技術(shù)、WiMAX技術(shù)、UWB技術(shù)等等，呈現(xiàn)百花齊放的局面。這些技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，給整個(gè)無(wú)線通信產(chǎn)業(yè)注入了勃勃生機(jī)。

二、熱點(diǎn)解析：五大技術(shù)引領(lǐng)應(yīng)用模式各展所長(zhǎng)

前文對(duì)全球無(wú)線通信領(lǐng)域的發(fā)展情況作了概要性介紹，以下將重點(diǎn)就當(dāng)前無(wú)線通信領(lǐng)域的焦點(diǎn)問(wèn)題和熱點(diǎn)技術(shù)展開(kāi)較深入的介紹和分析。主要包括3G、3.5GHzMMDS、WLAN、WiMax、UWB等五大熱點(diǎn)。

1.舉世矚目的3G

今天，第三代移動(dòng)通信3G格外引人矚目，成為無(wú)線通信產(chǎn)業(yè)的最大熱點(diǎn)。

首先，從技術(shù)角度來(lái)看，3G主流技術(shù)已經(jīng)基本成熟。cdma2000由于技術(shù)本身的平滑演進(jìn)特性，進(jìn)入3G的障礙不大。WCDMA以前受版本不斷更新的影響，阻礙了商用進(jìn)程，但目前主體標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)定型，具備了規(guī)模商用的基礎(chǔ)。TD－SCDMA技術(shù)要相對(duì)滯后一些。

總的說(shuō)來(lái)，當(dāng)前的3G技術(shù)已經(jīng)能夠支持規(guī)模化的商用網(wǎng)絡(luò)部署。

其次，目前歐美等運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)進(jìn)入了3G網(wǎng)絡(luò)部署階段。3G網(wǎng)絡(luò)的商用部署正在全球一步步地鋪展開(kāi)來(lái)。截至2004年3月底，就WCDMA而言，全球已經(jīng)發(fā)放了120份牌照，簽署了91份商業(yè)部署合同，目前已有二十多家網(wǎng)絡(luò)投入商用，預(yù)計(jì)到2004年年底總數(shù)將超過(guò)40家。目前兩家韓國(guó)運(yùn)營(yíng)商STK和KTF在使用cdma20001xEV－DO，日本KDDI也開(kāi)始了EV－DO網(wǎng)絡(luò)的商用，而Verizon也即將參與該制式下3G網(wǎng)絡(luò)的部署。

應(yīng)該說(shuō)，2004年已經(jīng)進(jìn)入了全球3G的商用部署年。

第三，部分運(yùn)營(yíng)商的3G用戶數(shù)量開(kāi)始呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的局面。最早推出3G商用業(yè)務(wù)的NTTDoCoMo近期宣布，在距離突破200萬(wàn)用戶僅僅兩個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，他們的3G用戶總數(shù)就增長(zhǎng)至300萬(wàn)大關(guān)。5月中下旬，和記黃埔表示，在過(guò)去兩個(gè)月中，3G用戶數(shù)出現(xiàn)了快速增加，目前在全球范圍內(nèi)已經(jīng)達(dá)到了173萬(wàn)。截至2004年1月1日，全球使用cdma2000（包括CDMA1X）系列和WCDMA標(biāo)準(zhǔn)制式的3G用戶數(shù)已經(jīng)達(dá)到了7300萬(wàn)。

從全球來(lái)看，3G商用在部分地區(qū)已取得了初步成功。

第四，我國(guó)3G處在黎明的前夕。我國(guó)對(duì)3G一直采取積極穩(wěn)健的態(tài)度，目前，我國(guó)正在進(jìn)行第二階段的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)試驗(yàn)，或稱外場(chǎng)測(cè)試。自今年3月起，開(kāi)始啟動(dòng)WCDMA、cdma2000和TD－SCDMA的測(cè)試工作，由6大運(yùn)營(yíng)商分別在北京、上海、廣州三地進(jìn)行。測(cè)試的重點(diǎn)包括：3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋、容量等性能試驗(yàn)；不同3G技術(shù)之間、3G和2G技術(shù)之間的干擾、共存；各種3G業(yè)務(wù)及業(yè)務(wù)兼容性試驗(yàn)；3G終端和系統(tǒng)之間互操作試驗(yàn)；3G和2G之間的互操作試驗(yàn)。

預(yù)計(jì)此階段試驗(yàn)將在今年10月份完成，試驗(yàn)將對(duì)我國(guó)對(duì)3G的決策工作起到重要的參考作用。由于此次試驗(yàn)由運(yùn)營(yíng)商參與，且屬于網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)。因此，預(yù)計(jì)若此次試驗(yàn)結(jié)果令人滿意的話，我國(guó)的3G牌照發(fā)放工作有可能順勢(shì)展開(kāi)。

趨勢(shì)分析3G一波三折，曾經(jīng)有一段時(shí)間，人們對(duì)3G的前途失去了信心，并在今天留下了心理陰影。對(duì)3G問(wèn)題，我國(guó)應(yīng)如何把握呢？筆者認(rèn)為，目前，3G已處在商用的爆發(fā)階段，由于3G技術(shù)和產(chǎn)品的成熟，3G的商用已不容置疑地?cái)[在了我們面前。歐美等國(guó)運(yùn)營(yíng)商加緊部署3G網(wǎng)絡(luò)以及日韓等國(guó)3G用戶的快速增長(zhǎng)，表明3G已經(jīng)成為全球移動(dòng)通信領(lǐng)域新的成長(zhǎng)點(diǎn)，我國(guó)需要當(dāng)機(jī)立斷，盡快開(kāi)展3G牌照的發(fā)放工作和商用部署工作。這樣才不至于坐失機(jī)遇，在本來(lái)領(lǐng)先的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中落后。同時(shí)，3G也為國(guó)內(nèi)的電信制造商提供了絕佳的機(jī)遇，這也是我國(guó)移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)的一次發(fā)展良機(jī)。

應(yīng)該說(shuō)，目前3G還存在一些問(wèn)題，主要表現(xiàn)在市場(chǎng)還處在啟蒙階段，殺手級(jí)的業(yè)務(wù)還沒(méi)有呈現(xiàn)，終端還不夠多。在我國(guó)，政府將考慮對(duì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)度的把握，涉及3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)放幾張牌照的問(wèn)題，同時(shí)，還將考慮設(shè)備國(guó)產(chǎn)化問(wèn)題。這些問(wèn)題已經(jīng)屬于次要矛盾，目前最重要的是要選擇恰當(dāng)時(shí)機(jī)盡快推動(dòng)3G網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的建設(shè)，這才是解決以上矛盾的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和引導(dǎo)環(huán)節(jié)。

這主要是因?yàn)槲覈?guó)3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不同于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)移動(dòng)話音用戶市場(chǎng)還有很大的成長(zhǎng)空間，這就能夠避免出現(xiàn)因?yàn)榘l(fā)展初期新應(yīng)用新業(yè)務(wù)不足無(wú)法支撐網(wǎng)絡(luò)生存的狀況。同時(shí)，我國(guó)有迫切需要進(jìn)入移動(dòng)市場(chǎng)的“新”運(yùn)營(yíng)商，中國(guó)電信和中國(guó)網(wǎng)通如果被允許經(jīng)營(yíng)移動(dòng)通信業(yè)務(wù)，其網(wǎng)絡(luò)建設(shè)必然會(huì)選擇3G，這從中遠(yuǎn)期的網(wǎng)絡(luò)成本上要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于2G技術(shù)。此外，盡快發(fā)放3G牌照，對(duì)解決現(xiàn)有的小靈通（PHS）的矛盾，也有重要的戰(zhàn)略意義。目前，日本都已經(jīng)棄PHS而轉(zhuǎn)攻3G，其目的十分明顯，即要糾正自己早期大上帶有強(qiáng)烈本土化特征的PHS導(dǎo)致失去移動(dòng)領(lǐng)域國(guó)際領(lǐng)先地位的失誤，重新用全球性的先進(jìn)技術(shù)武裝自己的移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)在該領(lǐng)域的戰(zhàn)略性崛起。如果我國(guó)反其道而行之，將是不明智的，這關(guān)鍵還是政府的決策引導(dǎo)問(wèn)題，而不能抱怨運(yùn)營(yíng)商?？傊?，3G不是一蹴而就的，如果遲遲不進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，其他的矛盾將繼續(xù)積聚，難以得到根本性的解決。

2.3.5GHz寬帶固定無(wú)線接入的推廣應(yīng)用

3.5GHz寬帶固定無(wú)線接入技術(shù)MMDS，是工作于3.5GHz無(wú)線頻段上的中寬帶無(wú)線接入技術(shù)。今年4月份，第三批3.5GHz寬帶固定無(wú)線接入頻率評(píng)選（招標(biāo)）工作在我國(guó)進(jìn)行，使MMDS技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用進(jìn)一步擴(kuò)大，這也使3.5GHz固定無(wú)線接入技術(shù)成為今年業(yè)界的熱點(diǎn)之一。

在此次評(píng)選（招標(biāo)）工作中，中國(guó)電信、中國(guó)網(wǎng)通、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)鐵通五大運(yùn)營(yíng)商分別獲得河北、山西、內(nèi)蒙古等27個(gè)省（區(qū)）的3.5GHz頻段2×30MHz頻率使用權(quán)，并將獲準(zhǔn)經(jīng)營(yíng)相應(yīng)電信業(yè)務(wù)。加上此前的兩次3.5GHz頻率使用權(quán)分配，我國(guó)3.5GHz頻段已在絕大部分地區(qū)分配完畢。這表明，我國(guó)的3.5GHz寬帶固定無(wú)線接入進(jìn)入了規(guī)模商用。

前一段時(shí)間，無(wú)線電管理局副局長(zhǎng)劉巖率領(lǐng)由無(wú)線電管理局、電信管理局、電信研究院共同組成的調(diào)研組，對(duì)第二批3.5GHz中標(biāo)企業(yè)的工作情況進(jìn)行了調(diào)研。通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在第二批中標(biāo)的9家企業(yè)中有7家建設(shè)開(kāi)通了網(wǎng)絡(luò)，這7家企業(yè)在一半以上的中標(biāo)城市建設(shè)了自己的網(wǎng)絡(luò)。目前運(yùn)營(yíng)商傾向于提供的業(yè)務(wù)包括：語(yǔ)音接入業(yè)務(wù)（本地和IP電話），數(shù)據(jù)專線業(yè)務(wù)，Internet接入業(yè)務(wù)等。調(diào)研中還發(fā)現(xiàn)，如果將3.5GHz網(wǎng)絡(luò)作為單一網(wǎng)絡(luò)來(lái)經(jīng)營(yíng)，盈利困難比較大，特別是對(duì)于大型企業(yè)。調(diào)研中，運(yùn)營(yíng)企業(yè)對(duì)進(jìn)一步獲得3.5GHz頻率資源表現(xiàn)出了很大熱情。

趨勢(shì)分析寬帶固定無(wú)線接入技術(shù)因?yàn)槠涓邘?、建設(shè)速度快、接入方式靈活等特點(diǎn)，受到了業(yè)界的關(guān)注。但這項(xiàng)技術(shù)也有其局限性，比如高頻段26GHz的LMDS技術(shù)受天氣影響較大，而3.5GHzMMDS技術(shù)在我國(guó)又受到了帶寬不足等因素的限制。因此，對(duì)于寬帶固定無(wú)線接入技術(shù)，我們應(yīng)該回歸理性的認(rèn)識(shí)。它具有自身的優(yōu)勢(shì)，但也有其固有的缺陷，因此在應(yīng)用中要實(shí)事求是。

就目前重點(diǎn)推廣的3.5GHz技術(shù)來(lái)看，運(yùn)營(yíng)商的經(jīng)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)表明，若單獨(dú)把MMDS技術(shù)作為一個(gè)獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)來(lái)運(yùn)作，由于其技術(shù)、用戶規(guī)模和頻率帶寬的限制，較難實(shí)現(xiàn)盈利。因此，我們應(yīng)該進(jìn)一步放寬眼光，把它推廣至更大的應(yīng)用領(lǐng)域。比如可以考慮像現(xiàn)在某些運(yùn)營(yíng)商所采用的，將之作為移動(dòng)基站的回路。

對(duì)于3.5GHzMMDS技術(shù)，我們一方面要積極推動(dòng)其綜合業(yè)務(wù)的應(yīng)用，比如數(shù)據(jù)增值業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)和經(jīng)營(yíng)。同時(shí)也要從全局的角度考慮，使之成為移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的有效補(bǔ)充手段。這樣才能充分發(fā)揮3.5GHz頻段的效率。未來(lái)，隨著3G技術(shù)的商用，3.5GHz將有望成為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)重要的接入補(bǔ)充手段，并對(duì)3G網(wǎng)絡(luò)的搭建起到支撐作用。

3.沸沸揚(yáng)揚(yáng)的WLAN標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)

無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)WLAN（Wi－Fi），其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為802.11，可實(shí)現(xiàn)十幾兆至幾十兆的無(wú)線接入。我國(guó)目前發(fā)展的主要是802.11b標(biāo)準(zhǔn)的WLAN網(wǎng)絡(luò)，支持11Mbps的無(wú)線接入。作為近年來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，WLAN在歐美等國(guó)快速發(fā)展，在我國(guó)近兩年也得到了幾大運(yùn)營(yíng)商的追捧。而自去年開(kāi)始的WAPI標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)，吸引了全球的關(guān)注目光。

2003年5月12日，由中國(guó)寬帶無(wú)線IP標(biāo)準(zhǔn)工作組負(fù)責(zé)起草的無(wú)線局域網(wǎng)兩項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（即WAPI標(biāo)準(zhǔn)），由國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)部報(bào)送國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)正式頒布。2003年12月1日，國(guó)家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會(huì)2003年第113號(hào)公告，宣布對(duì)無(wú)線局域網(wǎng)產(chǎn)品實(shí)施強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證，要求所有產(chǎn)品都要加載我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的安全保密協(xié)議WAPI，從2004年6月1日起，不符合WAPI標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線局域網(wǎng)產(chǎn)品不得出廠、進(jìn)口、銷售或者在其他經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中使用。但2004年4月22日，國(guó)務(wù)院副總理吳儀表示中國(guó)已經(jīng)同意美方提出的要求，不在2004年6月1日最后期限到來(lái)之時(shí)強(qiáng)制實(shí)施WAPI標(biāo)準(zhǔn)。2004年4月29日，國(guó)家質(zhì)檢總局、認(rèn)監(jiān)委、國(guó)標(biāo)委聯(lián)合了2004年第44號(hào)公告。公告強(qiáng)調(diào)：WAPI標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施時(shí)間只是推遲，并沒(méi)有取消，也沒(méi)有取消標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)制性屬性。

筆者認(rèn)為，之所以出現(xiàn)WAPI標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)，除了國(guó)家出于自身信息安全的考慮外，我國(guó)無(wú)線通信設(shè)備廠商希望成長(zhǎng)壯大，占領(lǐng)新興技術(shù)市場(chǎng)的渴望也是重要因素。但該標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)限期推遲，也暴露出一些問(wèn)題。那就是，我國(guó)的無(wú)線技術(shù)的核心能力，與國(guó)際水平相比還有一定差距，還難以撼動(dòng)國(guó)際主流的技術(shù)集團(tuán)。同時(shí)，我國(guó)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制訂策略，還存在封閉性的問(wèn)題，這也是其受到國(guó)際社會(huì)普遍攻擊的重要原因。當(dāng)然，WAPI標(biāo)準(zhǔn)的推遲執(zhí)行，也是出于更大的國(guó)家利益的考慮。

趨勢(shì)分析WAPI標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)，表明WLAN技術(shù)在全球的重要戰(zhàn)略地位。其戰(zhàn)略意義不只在于網(wǎng)絡(luò)的部署、用戶的發(fā)展、業(yè)務(wù)的經(jīng)營(yíng)范疇，更在于其對(duì)IT通信產(chǎn)品領(lǐng)域的巨大拉動(dòng)力量，特別是對(duì)計(jì)算機(jī)芯片的突出貢獻(xiàn)。因此，我國(guó)應(yīng)該積極推進(jìn)WLAN核心技術(shù)的研究工作，這不僅涉及通信產(chǎn)業(yè)，而且涉及IT領(lǐng)域的巨大利益。

拋開(kāi)WAPI標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)，我們?nèi)绾伟盐誛LAN技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)呢？應(yīng)該說(shuō)，WLAN在我國(guó)目前的工作，陷入了低潮階段。這主要是受制于WLAN技術(shù)自身的限制，比如其漫游性、安全性、如何計(jì)費(fèi)等等，還沒(méi)有得到妥善的解決。另外，高端商業(yè)用戶的不足，使網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投資收益比較低，因此也影響了運(yùn)營(yíng)商的積極性。未來(lái)，隨著技術(shù)的進(jìn)一步成熟，WLAN技術(shù)將在特定的區(qū)域和范圍，特別是熱點(diǎn)區(qū)域和高速信息接入領(lǐng)域，發(fā)揮對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的重要補(bǔ)充作用。3G網(wǎng)絡(luò)商用后，WLAN將成為彌補(bǔ)3G固定區(qū)域高速覆蓋的不足。總體來(lái)看，WLAN具有很強(qiáng)的生命力，但其在運(yùn)營(yíng)領(lǐng)域的發(fā)展速度估計(jì)會(huì)低于過(guò)去的預(yù)期。

4.寬帶無(wú)線技術(shù)新寵WiMAX

有資料顯示，“WiMAX”已經(jīng)成為近期互聯(lián)網(wǎng)上搜索量最大的通信關(guān)鍵詞，該項(xiàng)技術(shù)以其遠(yuǎn)覆蓋和高帶寬特性，成為無(wú)線業(yè)界的新寵。

WiMAX全稱為WorldInteroperabilityforMicrowaveAccess，即全球微波接入互操作系統(tǒng)，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為IEEE802.16。WiMAX也組織了自己的聯(lián)盟。目前這個(gè)聯(lián)盟已經(jīng)發(fā)展了數(shù)十家會(huì)員，該聯(lián)盟由Intel牽頭，我國(guó)中興通訊也名列其中。WiMAX的目標(biāo)是促進(jìn)IEEE802.16的應(yīng)用。

WiMAX相對(duì)于Wi－Fi的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在Wi－Fi解決的是無(wú)線局域網(wǎng)的接入問(wèn)題，而WiMAX解決的是無(wú)線城域網(wǎng)的問(wèn)題。Wi－Fi只能把互聯(lián)網(wǎng)的連接信號(hào)傳送到300英尺遠(yuǎn)的地方，WiMAX則能把信號(hào)傳送31英里之遠(yuǎn)。Wi－Fi網(wǎng)絡(luò)連接速度為每秒54兆，而WiMAX為每秒70兆。有專家認(rèn)為，WiMAX的覆蓋范圍和傳輸速度將對(duì)3G構(gòu)成威脅。在成本等各個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)使得業(yè)內(nèi)人士將WiMAX技術(shù)看作是一項(xiàng)打破產(chǎn)業(yè)格局的技術(shù)。

近期，英國(guó)電信（BT）、法國(guó)電信、Qwest通信公司、Reliance電信和XO通信加入了WiMAX論壇，目前WiMAX論壇已經(jīng)擁有98個(gè)成員，運(yùn)營(yíng)商占25％。今年初，Intel也宣布，下半年開(kāi)始將會(huì)在其生產(chǎn)的芯片中部分采用WiMAX標(biāo)準(zhǔn)。

趨勢(shì)分析對(duì)于今天異?；馃岬腤iMAX技術(shù)，我們?cè)撊绾慰创?？它?huì)成為3G技術(shù)的終結(jié)者嗎？筆者認(rèn)為，這種觀點(diǎn)不盡正確。首先，從技術(shù)自身角度來(lái)看，WiMAX還不具備公眾移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的廣域漫游、安全特性、終端便攜等移動(dòng)特性。其次，WiMAX標(biāo)準(zhǔn)還不成熟，因此預(yù)計(jì)商用還需要至少兩年以上的時(shí)間，規(guī)模普及還要五年左右的時(shí)間。其三，WiMAX的特點(diǎn)是高速的數(shù)據(jù)傳輸能力，但其還沒(méi)有對(duì)實(shí)時(shí)話音業(yè)務(wù)的高效支持能力，這將限制其作為公眾移動(dòng)通信的應(yīng)用。其四，WiMAX的產(chǎn)業(yè)規(guī)模以及技術(shù)和設(shè)備成熟性還遠(yuǎn)遠(yuǎn)難以和3G相抗衡，其推廣期也將滯后于已經(jīng)開(kāi)始啟動(dòng)的3G技術(shù)。其五，WiMAX技術(shù)有可能受到傳統(tǒng)移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商或制造商的抵制，從而限制其發(fā)展。

對(duì)于WiMAX技術(shù)，筆者認(rèn)為它具有巨大的潛力，但尚處在襁褓階段，目前還難以對(duì)當(dāng)前的全球無(wú)線通信格局產(chǎn)生重大的影響。由于3G的實(shí)施，WiMAX將可能成為未來(lái)3G網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充手段，在高速信息接入領(lǐng)域發(fā)揮其特性。但受其自身移動(dòng)性和話音支持能力的限制，WiMAX不大可能殺死3G。

5.超寬帶無(wú)線接入技術(shù)UWB

無(wú)線技術(shù)領(lǐng)域的活躍除表現(xiàn)在新技術(shù)不斷涌現(xiàn)外，還表現(xiàn)在其傳輸能力的不斷拓展。近兩年，一項(xiàng)超高速的無(wú)線接入技術(shù)受到了大家的關(guān)注，那就是UWB。

UWB是一種時(shí)域通信技術(shù)，它采用超短周期脈沖進(jìn)行調(diào)制，把信號(hào)直接按照0或1發(fā)送出去，而不使用載波，這與此前的無(wú)線通信截然不同。脈沖調(diào)制產(chǎn)生的信號(hào)為超寬帶信號(hào)，譜密度極低，信號(hào)的中心頻率在650MHz～5GHz之間，平均功率為亞毫瓦量級(jí)，抗干擾和多徑的能力強(qiáng)，具有多個(gè)可利用信道。與CDMA系統(tǒng)相比，時(shí)域通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本相對(duì)較低。UWB技術(shù)具有高速率、低成本、低功耗的顯著特性。

UWB最引人注目的特點(diǎn)是具有很高的數(shù)據(jù)傳輸速率。XtremeSpectrum公司預(yù)測(cè)，他們即將開(kāi)發(fā)出的產(chǎn)品具有在10米內(nèi)傳輸約100Mbps的能力，Intel則把目標(biāo)定在了500Mbps。

趨勢(shì)分析對(duì)于UWB技術(shù)，我們應(yīng)該這樣看待，它以其獨(dú)特的速率鋒芒以及特殊的應(yīng)用范圍，也將在無(wú)線通信領(lǐng)域占據(jù)一席之地。由于其高速、窄覆蓋的特點(diǎn)，它很適合組建家庭的高速信息網(wǎng)絡(luò)。它對(duì)藍(lán)牙技術(shù)具有一定的沖擊，但對(duì)當(dāng)前的移動(dòng)技術(shù)、WLAN等技術(shù)的威脅不大，甚至可以成為其良好的能力補(bǔ)充。

三、走勢(shì)把握：接入多元網(wǎng)絡(luò)一體綜合布局代表方向

以上，就當(dāng)前無(wú)線通信領(lǐng)域的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行了敘述和討論。那么，我們?cè)撊绾伟盐罩衅谖磥?lái)無(wú)線領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)呢？

首先，無(wú)線通信領(lǐng)域各種技術(shù)的互補(bǔ)性日趨鮮明。這主要表現(xiàn)在不同的接入技術(shù)具有不同的覆蓋范圍，不同的適用區(qū)域，不同的技術(shù)特點(diǎn)，不同的接入速率。比如3G和WLAN、UWB等，都可實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)效應(yīng)。3G可解決廣域無(wú)縫覆蓋和強(qiáng)漫游的移動(dòng)性需求，WLAN可解決中距離的較高速數(shù)據(jù)接入，而UWB可實(shí)現(xiàn)近距離的超高速無(wú)線接入。因此，在政策上我們應(yīng)該綜合推進(jìn)各種無(wú)線接入的發(fā)展，推進(jìn)組網(wǎng)的一體化進(jìn)程，通過(guò)建網(wǎng)的接入手段多元化，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同用戶群體的需求覆蓋，達(dá)到市場(chǎng)細(xì)分和業(yè)務(wù)的多元化，解決移動(dòng)通信發(fā)展不均衡的狀況。

其次，我國(guó)政府應(yīng)該給企業(yè)配置更多的無(wú)線頻率資源，推進(jìn)不同技術(shù)相關(guān)頻譜的規(guī)劃和應(yīng)用工作。這樣才有利于不同的企業(yè)根據(jù)不同的發(fā)展策略和市場(chǎng)需求，綜合地規(guī)劃自己的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)資源的有效配置和利用。當(dāng)然，政府也需要加強(qiáng)對(duì)有限頻率資源的管理，對(duì)于企業(yè)閑置不用的頻率占用，考慮適當(dāng)?shù)氖侄斡枰允栈亍?/p>

其三，從公眾移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展來(lái)看，3G已經(jīng)成為全球包括中國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的主要進(jìn)程。從歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，由于其移動(dòng)話音用戶的普及率高，通過(guò)發(fā)展用戶實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)的模式已成為歷史。因此，他們期望通過(guò)3G搭建更大的業(yè)務(wù)平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)的新來(lái)源。由于3G技術(shù)的成熟，目前3G商用網(wǎng)絡(luò)部署已經(jīng)在全球范圍內(nèi)啟動(dòng)。就我國(guó)而言，也要借鑒歐美的經(jīng)驗(yàn)，在用戶數(shù)量增長(zhǎng)放緩之前，就應(yīng)提前培育新興移動(dòng)市場(chǎng)。目前，政府應(yīng)該開(kāi)始積極考慮3G牌照發(fā)放和商用問(wèn)題，把握住這個(gè)移動(dòng)業(yè)界的巨大歷史機(jī)遇。

其四，從寬帶無(wú)線接入技術(shù)來(lái)看，全球該領(lǐng)域發(fā)展十分火熱。該領(lǐng)域的發(fā)展呈現(xiàn)出向高帶寬快速躍進(jìn)、覆蓋范圍逐步擴(kuò)張的趨勢(shì)。未來(lái)，該領(lǐng)域還可能出現(xiàn)更強(qiáng)大的新技術(shù)，從另一個(gè)角度對(duì)整個(gè)無(wú)線通信產(chǎn)業(yè)起到推進(jìn)作用。但從近期來(lái)看，我們對(duì)寬帶無(wú)線接入技術(shù)發(fā)展應(yīng)該有一個(gè)理性的態(tài)度和科學(xué)的把握。目前的寬帶無(wú)線接入技術(shù)主要集中在固定環(huán)境下的高速接入，其移動(dòng)性和話音支持能力無(wú)法和公眾移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)抗衡。在發(fā)展中，我們應(yīng)該從全局的觀點(diǎn)來(lái)把握，使之成為與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)互補(bǔ)的重要技術(shù)手段，這樣既可以充分發(fā)揮其技術(shù)個(gè)性，又防止出現(xiàn)不必要的資源競(jìng)爭(zhēng)和浪費(fèi)。

其五，未來(lái)的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是怎樣的呢？專家認(rèn)為，未來(lái)的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)將是一個(gè)綜合的一體化的解決方案。各種無(wú)線技術(shù)都將在這個(gè)一體化的網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮自己的作用，找到自己的天地。從大范圍公眾移動(dòng)通信來(lái)看，3G或超3G技術(shù)將是主導(dǎo)，從而形成對(duì)全球的廣泛無(wú)縫覆蓋；而WLAN、WiMAX、UWB等寬帶接入技術(shù)，將因其自己不同的技術(shù)特點(diǎn)，在不同覆蓋范圍或應(yīng)用區(qū)域內(nèi)，與公眾移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)形成有效互補(bǔ)。

其六，更遠(yuǎn)的未來(lái)，按當(dāng)前專家們的預(yù)想，通信信息網(wǎng)絡(luò)將向下一代網(wǎng)絡(luò)NGN融合。在未來(lái)NGN概念中，固定網(wǎng)絡(luò)將形成一個(gè)高帶寬、IP化、具有強(qiáng)QoS保證的信息通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。在這一平臺(tái)上，各種接入手段將成為網(wǎng)絡(luò)的觸手，向各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域延伸。而3G、寬帶固定無(wú)線接入、各種無(wú)線局域網(wǎng)或城域網(wǎng)方案，都將成為大NGN平臺(tái)的延伸部分。從而形成集固定無(wú)線手段于一體，各種接入方式綜合發(fā)揮效用，各種業(yè)務(wù)形成全網(wǎng)絡(luò)配置的一體化綜合網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)然，這一進(jìn)程將是漫長(zhǎng)的，也必將遇到很多挫折。

篇4

下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）引發(fā)了許多的觀點(diǎn)和爭(zhēng)論。有的專家預(yù)言，不管下一代網(wǎng)絡(luò)如何發(fā)展，一定將要達(dá)到三個(gè)世界，即服務(wù)層面上的IP世界、傳送層面上的光的世界和接入層面上的無(wú)線世界。下一代傳送網(wǎng)要求更高的速率、更大的容量，這非光纖網(wǎng)莫屬，但高速骨干傳輸?shù)陌l(fā)展也對(duì)光纖提出了新的要求。

（1）擴(kuò)大單一波長(zhǎng)的傳輸容量

目前，單一波長(zhǎng)的傳輸容量已達(dá)到40Gbit/s，并已開(kāi)始進(jìn)行160Gbit/s的研究。40Gbit/s以上傳輸對(duì)光纖的PMD將提出一定的要求，2002年的ITU-TSG15會(huì)議上，美國(guó)已提出對(duì)40Gbit/s系統(tǒng)引入一個(gè)新的光纖類別（G.655.C）的提議，并建議對(duì)其PMD傳輸中的一些問(wèn)題進(jìn)行深入探討，也許不久的將來(lái)就會(huì)出現(xiàn)一種專門(mén)的40Gbit/s光纖類型。

（2）實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)距離傳輸

無(wú)中繼傳輸是骨干傳輸網(wǎng)的理想，目前有的公司已能夠采用色散齊理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)2000～5000km的無(wú)電中繼傳輸。有的公司正進(jìn)一步改善光纖指標(biāo)，采用拉曼光放大技術(shù)，可以更大地延長(zhǎng)光傳輸?shù)木嚯x。

（3）適應(yīng)DWDM技術(shù)的運(yùn)用

目前32×2.5Gbit/sDWDM系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)用，64×2.5Gbit/s及32×10Gbit/s系統(tǒng)已在開(kāi)發(fā)并取得很好的進(jìn)展。DWDM系統(tǒng)的大量使用，對(duì)光纖的非線性指標(biāo)提出了更高的要求。ITU-T對(duì)光纖的非線性屬性及測(cè)試方法的標(biāo)準(zhǔn)（G.650.2）最近也已完成，當(dāng)光纖的非線性測(cè)試指標(biāo)明確之后，對(duì)光纖的有效面積將會(huì)提出相應(yīng)指標(biāo)，特別是對(duì)G.655光纖的非線性特性會(huì)有進(jìn)一步改善的要求。

1.2光纖標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)分促進(jìn)了光纖的準(zhǔn)確應(yīng)用

2000年世界電信標(biāo)準(zhǔn)大會(huì)批準(zhǔn)將原G.652光纖重新分為G.652.A、G.652.8和G.652.C3類光纖；將G.655光纖重新分為G.655.A和G.655.B兩類光纖。這種光纖標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)分促進(jìn)了光纖的準(zhǔn)確使用，細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)也提高了一些光纖的指標(biāo)要求（如有些光纖幾何參數(shù)的容差變?。鞔_了對(duì)不同的網(wǎng)絡(luò)層次和不同的傳輸系統(tǒng)中使用的光纖的不同指標(biāo)要求（如PMD值的規(guī)定），并提出了一些新的指標(biāo)概念（如“色散縱向均勻性”等），對(duì)合理使用光纖取得了很好的作用。所有這些建議的修改、子建議的出現(xiàn)及新子建議的起草，都意味著光纖分類及指標(biāo)、測(cè)試方法有某些改進(jìn)，或有重要的提升；都標(biāo)志著要求光纖質(zhì)量的提高或運(yùn)用方向上的調(diào)整，是值得注意的光纖技術(shù)新動(dòng)向。

1.3新型光纖在不斷出現(xiàn)

為了適應(yīng)市場(chǎng)的需要，光纖的技術(shù)指標(biāo)在不斷改進(jìn)，各種新型光纖在不斷涌現(xiàn)，同時(shí)各大公司正加緊開(kāi)發(fā)新品種。

（1）用于長(zhǎng)途通信的新型大容量長(zhǎng)距離光纖

主要是一些大有效面積、低色散維護(hù)的新型G.655光纖，其PMD值極低，可以使現(xiàn)有傳輸系統(tǒng)的容量方便地升級(jí)至10～40Gbit/s，并便于在光纖上采用分布式拉曼效應(yīng)放大，使光信號(hào)的傳輸距離大大延長(zhǎng)。如康寧公司推出的PureModePM系列新型光纖利用了偏振傳輸和復(fù)合包層，用于10Gbit/s以上的DWDM系統(tǒng)中，據(jù)稱很適合于拉曼放大器的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。Alcatelcable推出的TeralightUltra光纖，據(jù)介紹已有傳輸100km長(zhǎng)度以上單信道40Gbit／s、總?cè)萘?0.2Tbit／s的記錄。還有一些公司開(kāi)發(fā)負(fù)色散大有效面積的光纖，提高了非線性指標(biāo)的要求，并簡(jiǎn)化了色散補(bǔ)償?shù)姆桨?，在長(zhǎng)距離無(wú)再生的傳輸中表現(xiàn)出很好的性能，在海底光纜的長(zhǎng)距離通信中效果也很好。

（2）用于城域網(wǎng)通信的新型低水峰光纖

城域網(wǎng)設(shè)計(jì)中需要考慮簡(jiǎn)化設(shè)備和降低成本，還需要考慮非波分復(fù)用技術(shù)（CWDM）應(yīng)用的可能性。低水峰光纖在1360～1460nm的延伸波段使帶寬被大大擴(kuò)展，使CWDM系統(tǒng)被極大地優(yōu)化，增大了傳輸信道、增長(zhǎng)了傳輸距離。一些城域網(wǎng)的設(shè)計(jì)可能不僅要求光纖的水峰低，還要求光纖具有負(fù)色散值，一方面可以抵消光源光器件的正色散，另一方面可以組合運(yùn)用這種負(fù)色散光纖與G.652光纖或G.655標(biāo)準(zhǔn)光纖，利用它來(lái)做色散補(bǔ)償，從而避免復(fù)雜的色散補(bǔ)償設(shè)計(jì)，節(jié)約成本。如果將來(lái)在城域網(wǎng)光纖中采用拉曼放大技術(shù)，這種網(wǎng)絡(luò)也將具有明顯的優(yōu)勢(shì)。但是畢竟城域網(wǎng)的規(guī)范還不是很成熟，所以城域網(wǎng)光纖的規(guī)格將會(huì)隨著城域網(wǎng)模式的變化而不斷變化。

（3）用于局域網(wǎng)的新型多模光纖

由于局域網(wǎng)和用戶駐地網(wǎng)的高速發(fā)展，大量的綜合布線系統(tǒng)也采用了多模光纖來(lái)代替數(shù)字電纜，因此多模光纖的市場(chǎng)份額會(huì)逐漸加大。之所以選用多模光纖，是因?yàn)榫钟蚓W(wǎng)傳輸距離較短，雖然多模光纖比單模光纖價(jià)格貴50％～100％，但是它所配套的光器件可選用發(fā)光二極管，價(jià)格則比激光管便宜很多，而且多模光纖有較大的芯徑與數(shù)值孔徑，容易連接與耦合，相應(yīng)的連接器、耦合器等元器件價(jià)格也低得多。ITU-T至今未接受62.5/125μm型多模光纖標(biāo)準(zhǔn)，但由于局域網(wǎng)發(fā)展的需要，它仍然得到了廣泛使用。而ITU-T推薦的G.651光纖，即50/125μm的標(biāo)準(zhǔn)型多模光纖，其芯徑較小、耦合與連接相應(yīng)困難一些，雖然在部分歐洲國(guó)家和日本有一些應(yīng)用，但在北美及歐洲大多數(shù)國(guó)家很少采用。針對(duì)這些問(wèn)題，目前有的公司已進(jìn)行了改進(jìn)，研制出新型的5O/125μm光纖漸變型（G1）光纖，區(qū)別于傳統(tǒng)的50/125μm光纖纖芯的梯度折射率分布，它將帶寬的正態(tài)分布進(jìn)行了調(diào)整，以配合850nm和1300nm兩個(gè)窗口的運(yùn)用，這種改進(jìn)可能會(huì)為50/125pm光纖在局域網(wǎng)運(yùn)用找到新的市場(chǎng)。

（4）前途未卜的空芯光纖

據(jù)報(bào)道，美國(guó)一些公司及大學(xué)研究所正在開(kāi)發(fā)一種新的空芯光纖，即光是在光纖的空氣夠傳輸。從理論上講，這種光纖沒(méi)有纖芯，減小了衰耗，增長(zhǎng)了通信距離，防止了色散導(dǎo)致的干擾現(xiàn)象，可以支持更多的波段，并且它允許較強(qiáng)的光功率注入，預(yù)計(jì)其通信能力可達(dá)到目前光纖的100倍。歐洲和日本的一些業(yè)界人士也十分關(guān)注這一技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的研究證明空芯光纖似有可能。如果真能實(shí)用，就能解決現(xiàn)有光纖系統(tǒng)長(zhǎng)距離傳輸?shù)膯?wèn)題，并大大降低光通信的成本。但是，這種光纖使用起來(lái)還會(huì)遇到許多棘手的問(wèn)題，比如光纖的穩(wěn)定性、側(cè)壓性能及彎曲損耗的增大等。因此，對(duì)于這種光纖的現(xiàn)場(chǎng)使用還需做進(jìn)一步的探討。

2光纜技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)

2.1光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展使得光纜的新結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)

光纜的結(jié)構(gòu)總是隨著光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展、使用環(huán)境的要求而發(fā)展的。新一代的全光網(wǎng)絡(luò)要求光纜提供更寬的帶寬、容納更多的波長(zhǎng)、傳送更高的速率、便于安裝維護(hù)、使用壽命更長(zhǎng)等。近年來(lái)，光纜結(jié)構(gòu)的發(fā)展可歸納為以下一些特點(diǎn)。

1）光纜結(jié)構(gòu)根據(jù)使用的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境有了明確的光纖類型的選擇，如干線網(wǎng)光纖、城域網(wǎng)光纖、接入網(wǎng)光纖、局域網(wǎng)光纖等，這決定了大范圍內(nèi)光纜光纖傳輸特性的要求，具體運(yùn)用的條件還有可依據(jù)的細(xì)分的標(biāo)準(zhǔn)及指標(biāo)；

2）光纜結(jié)構(gòu)除考慮光纜使用環(huán)境條件以外，越來(lái)越多的與其施工方法、維護(hù)方法有關(guān)，必須統(tǒng)一考慮，配套設(shè)計(jì)；

3）光纜新材料的出現(xiàn)，促進(jìn)了光纜結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，如干式阻水料、納米材料、阻燃材料等的采用，使光纜性能有明顯改進(jìn)。

不同的場(chǎng)合和不同的要求造成了光纜的多結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)，新的光纜結(jié)構(gòu)以及在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)上不斷改進(jìn)的各種結(jié)構(gòu)也在不斷涌現(xiàn)，出現(xiàn)了如下一些類型。

·“干纜芯”式光纜：所謂“干纜芯”即區(qū)別于常用的填充管型的光纜纜芯。這種纜的阻水功能主要靠阻水帶、阻水紗和涂層組合來(lái)完成，其防水性能、滲水性能都與傳統(tǒng)的光纜相同，但它具有生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工和維護(hù)上的一些優(yōu)點(diǎn)。首先是方便，因?yàn)樽杷牧喜缓承灾悾僮魇褂帽容^方便安全；其次，干式光纜重量輕、易接續(xù)、易搬運(yùn)，設(shè)備投資小、成本低，生產(chǎn)使用中也顯得干凈衛(wèi)生，在長(zhǎng)期使用中還可減少纜芯中各種元件之間的相對(duì)移動(dòng)。特別是在接入網(wǎng)室內(nèi)纜和用戶纜中，好處更加明顯。

·生態(tài)光纜：一些公司從環(huán)境保護(hù)及阻燃性能的要求出發(fā)，開(kāi)發(fā)了生態(tài)光纜，應(yīng)用于室內(nèi)、樓房及家庭。現(xiàn)有光纜中使用的一些材料已不符合環(huán)保的要求，如PVC燃燒時(shí)會(huì)放出有毒性氣體，光纜穩(wěn)定劑中有時(shí)含鉛，都是對(duì)人體及環(huán)境有害的。2001年ITU-T已通過(guò)了一項(xiàng)L45建議——“使電信網(wǎng)外部設(shè)備對(duì)環(huán)境的影響最小化”建議，通過(guò)對(duì)光纜、電纜光器件及電桿等基于壽命周期怦估（LifeCycleAnalysis，LCA）的方法來(lái)確定產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的影響。由于環(huán)境因素正日益受到重視，對(duì)通信外部設(shè)備，特別是光纜產(chǎn)品規(guī)定這樣的指標(biāo)已提到日程上來(lái)，如果不在材料和工藝上下功夫就難以達(dá)到環(huán)保的要求。因此已有不少公司針對(duì)此類問(wèn)題開(kāi)發(fā)了一些新材料，如對(duì)室內(nèi)用纜，開(kāi)發(fā)了含有阻燃添加劑的聚酞胺化合物，以及無(wú)鹵性阻燃塑料等。

·海底光纜：海底光纜近年來(lái)有根快的發(fā)展，它要求長(zhǎng)距離、低衰減的傳輸，而且要適應(yīng)海底的環(huán)境，對(duì)抗水壓、抗氣損、抗拉伸、抗沖擊的要求都特別嚴(yán)格。

·淺水光纜（MarinizedTerrestrailCable，MTC）：淺水光纜是區(qū)別于海底光纜而提出來(lái)的另一類結(jié)構(gòu)的水下光纜，適合于在海岸邊上、淺水中安裝，無(wú)需中繼、通信距離比較短的水下（如島嶼間、沿海岸邊上的城市）敷設(shè)使用。這種光纜區(qū)別于海底光纜的環(huán)境，需要的光纖數(shù)不多（中等），但要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低，易于安裝和運(yùn)輸，便于修復(fù)和維護(hù)。ITU-T在2001年提出了ITU-TG.972定義下的淺水光纜建議，為建設(shè)類似的水下光纜提供了一組規(guī)范，隨后也有可能形成相應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

·微型光纜：為了配合氣壓安裝（或水壓安裝）施工系統(tǒng)的運(yùn)用，各種微型的光纜結(jié)構(gòu)已在設(shè)計(jì)和使用中。對(duì)于氣壓安裝的微型光纜，要求光纜與管道之間有一定的系數(shù)，光纜重量要準(zhǔn)確，具有一定的硬度等。這種微型光纜和自動(dòng)安裝的方式是未來(lái)接入網(wǎng)，特別是用戶駐地網(wǎng)絡(luò)中綜合布線系統(tǒng)很有潛力的一種方式，如在智能建筑中運(yùn)用的智能管道中就非常適合這種安裝。

·采用了納米材料的光纜：近來(lái)，一些廠商已開(kāi)發(fā)出納米光纖涂料、納米光纖油膏、納米護(hù)套用聚乙烯（PE）及光纖護(hù)套管用納米PBT等材料。采用納米材料的光纜，利用了納米材料所具有的許多優(yōu)異性能，對(duì)光纜的抗機(jī)械沖擊性能、阻水、阻氣性都有一定的改善，并可延長(zhǎng)光纜的使用壽命。目前此類材料尚處于試用階段。

·全介質(zhì)自承式光纜（ADSS）：全介質(zhì)光纜對(duì)防止電磁影響及防雷電都有優(yōu)良的特性，而且重量輕、外徑小，架空使用非常方便，在電力通信網(wǎng)中已得到大量的應(yīng)用。預(yù)計(jì)2000～2005年，每年電力部門(mén)對(duì)ADSS光纜需求約15000km。ADSS同時(shí)也是電信部門(mén)在對(duì)抗電磁干擾及雷暴日高的敷設(shè)環(huán)境中一種很好的光纜類型的選擇。在今后一段時(shí)間內(nèi)，如何在滿足要求的前提下，盡量減小ADSS光纜的外徑，減輕光纜的重量，提高其耐電壓性能是ADSS光纜研究改進(jìn)的課題。

·架空地線光纜（OPGW）：OPGW已出現(xiàn)了很長(zhǎng)一段時(shí)間，近年來(lái)一直在改進(jìn)和提高之中。OPGW的光纖單元中采用PBT，于套管外面再加上一層不銹鋼管，有的還在塑料套管與不銹鋼管之間加上一層熱塑膠，不銹鋼管用激光焊接長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)十公里，光纖在這樣的多層保護(hù)管中得到了充分的機(jī)械保護(hù)。預(yù)計(jì)從現(xiàn)在到2005年，OPGW光纜的需求將會(huì)逐年上升，每年增加約2500km，到2005年預(yù)計(jì)可達(dá)到20000km。當(dāng)然對(duì)OPGW光纖的防雷問(wèn)題一直是業(yè)界十分關(guān)注的問(wèn)題，也應(yīng)配合具體環(huán)境和使用條件加以考慮，使之得到充分保護(hù)。

2.2光纜的自動(dòng)維護(hù)、適時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已逐漸完善，可保證大容量高速率的光纜不中斷傳輸

光纜的維護(hù)對(duì)于保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性是十分重要。在已開(kāi)通的光網(wǎng)絡(luò)中，光纜的維護(hù)和監(jiān)測(cè)應(yīng)該是在不中斷通信的前提下進(jìn)行的，一般通過(guò)監(jiān)測(cè)空閑光纖（暗光纖）的方式來(lái)檢測(cè)在用光纖的狀態(tài)，更有效的方式是直接監(jiān)測(cè)正在通信的光纖。雖然ITU-T長(zhǎng)時(shí)間收集和討論了國(guó)際上的最新資料，于1996年了L.25光纜網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的建議書(shū)，對(duì)光纜的預(yù)防性維護(hù)和故障后維護(hù)規(guī)定了詳細(xì)的維護(hù)范圍和功能，但已經(jīng)不能滿足當(dāng)前的需要，目前最新的建議是2001年12月IUT-TSG16會(huì)議通過(guò)的“光纜網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”（L.40建議）。為了進(jìn)一步縮短檢測(cè)及修復(fù)時(shí)間，美國(guó)朗訊公司曾提出了新一代光纖測(cè)試及監(jiān)控系統(tǒng)，能在1s內(nèi)發(fā)出故障告警，3min內(nèi)找到故障點(diǎn)，且工作人員可以遙控操作，據(jù)稱該系統(tǒng)還將開(kāi)發(fā)有故障預(yù)測(cè)及對(duì)斷纖（纜）的快速反應(yīng)能力。日本、意大利等國(guó)電信企業(yè)也提出了一些系統(tǒng)方案。

·日本NTT方案：在局內(nèi)運(yùn)用光纖選擇器與系統(tǒng)的測(cè)試設(shè)備和傳輸設(shè)備相連形成了一種可對(duì)光纖狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)，保證有用信號(hào)在通過(guò)光纖選擇器測(cè)試證明良好的光纖上傳輸，對(duì)有故障的光纖可以預(yù)選監(jiān)測(cè)出來(lái)及時(shí)傳送到維護(hù)中心進(jìn)行適當(dāng)處理，避免不良狀況進(jìn)入有用的光傳輸信道，從而起到在運(yùn)行中對(duì)整個(gè)光通信系統(tǒng)的支撐作用；在局外通過(guò)水敏傳感器裝置可監(jiān)測(cè)外部設(shè)備光纜線路接頭盒浸水的位置，水敏傳感器安裝在空閑的光纖上，水敏傳感器中裝有吸水性膨脹物，當(dāng)水滲人接頭盒時(shí)，吸水性物質(zhì)會(huì)膨脹使得接頭盒中的光纖受力，也就是使得這一空閑光纖彎曲，從而使光纖的損耗增加，在監(jiān)測(cè)中心的OTDR上就會(huì)反映出來(lái)。

·意大利的方案：此方案是一種綜合處理的新型連續(xù)光纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。主要特點(diǎn)是將光纜網(wǎng)絡(luò)、光纖及光纜護(hù)套的監(jiān)測(cè)綜合在一起，既利用了OTDR系統(tǒng)周期性地對(duì)光纖的衰減進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)有衰減變化即發(fā)出警報(bào)，并進(jìn)行故障定位，同時(shí)也能連續(xù)監(jiān)測(cè)光纜護(hù)套的完整性，包括護(hù)套對(duì)地絕緣電阻的監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題（如護(hù)套進(jìn)水等）即馬上告警，達(dá)到更全面地預(yù)告故障發(fā)生的目的。

比較日本和意大利電信部門(mén)提出的光纜維護(hù)支撐系統(tǒng)的方案可見(jiàn)：日本方案在OTDR自動(dòng)適時(shí)測(cè)試光纖的基礎(chǔ)上，加入了光纖選擇器，在外線上裝設(shè)水敏傳感器并進(jìn)行護(hù)套監(jiān)測(cè)，形成了一套較完整的自動(dòng)維護(hù)、支撐系統(tǒng)，真正做到不中斷光通信的維護(hù)。意大利的方案中除監(jiān)測(cè)光纖性能以外，還考慮了護(hù)套絕緣電阻的自動(dòng)監(jiān)測(cè)。由此兩例可以看出全自動(dòng)的光纜維護(hù)應(yīng)是一種發(fā)展方向。

3通信電纜的發(fā)展特點(diǎn)

3.1寬帶的HYA通信電纜需要更好地為數(shù)字通信新業(yè)務(wù)服務(wù)

原有的電纜網(wǎng)絡(luò)雖然可以支持一些數(shù)字新業(yè)務(wù)，但是在實(shí)際使用中并不是特別理想，在通信距離、速率及質(zhì)量上仍有一定的限制。對(duì)于新的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)然是以光纖為主，對(duì)于光纖所不能達(dá)到的地方或因各種原因仍然要新建電纜網(wǎng)絡(luò)的地區(qū)，應(yīng)該考慮新型寬帶結(jié)構(gòu)的HYA電纜（銅芯聚乙烯絕緣綜合護(hù)套市內(nèi)通信電纜），以便更能符合新業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。一些公司對(duì)現(xiàn)有的電纜高頻特性作了測(cè)試，他們得到的結(jié)論是所研究的電纜（即現(xiàn)有的HYA市話電纜）不能達(dá)到5類電纜的技術(shù)要求，戶外電纜要實(shí)現(xiàn)j類電纜的特性，必須通過(guò)特殊的設(shè)計(jì)和制造來(lái)達(dá)到。但在20MHz以下，所有電纜都顯示出充分適宜的傳輸性能。

美國(guó)已在1997年制定了用于寬帶的對(duì)絞通信電纜標(biāo)準(zhǔn)（ANSI/ICEAS-98-688-1997及S-99-689-1997），包括非填充和填充兩種型式。傳輸頻寬已擴(kuò)展到100MHz，可供數(shù)字網(wǎng)絡(luò)使用。IEC對(duì)此問(wèn)題也進(jìn)行過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的討論，2001年，IEC62255-1文件“用于高比特頻率數(shù)字接入電信網(wǎng)絡(luò)的多對(duì)數(shù)電纜”提出了0.4～個(gè)0.8mm線徑、1～150對(duì)、最高頻率30MHz等指標(biāo)的建議，此建議的提出也許會(huì)為這種電纜開(kāi)辟一個(gè)新的空間，我國(guó)也開(kāi)始了這方面的探討和研制，并正在建立相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

3.2超5類及6類電纜將替代5類電纜成為布線系統(tǒng)發(fā)展的超蟄

隨著智能化大樓、智能化建筑小區(qū)對(duì)寬帶布線的要求愈來(lái)愈高，超5類和6類電纜己逐漸成為布線系統(tǒng)中的主流。超5類電纜與5類電纜的頻帶都是100MHz，但其具有雙向通信的能力，用戶可以同時(shí)收發(fā)寬帶信息。因此超5類電纜比5類電纜在電阻不平衡性、絕緣電阻、對(duì)地電容不平衡性、傳輸速度等指標(biāo)上都有提高，并且增加了近端串音衰減功率和等電平遠(yuǎn)端串音功率等一些指標(biāo)，因此在工藝和結(jié)構(gòu)上要做一定的改進(jìn)才能達(dá)到。6類電纜在超5類的基礎(chǔ)上，又提高了傳輸頻帶，達(dá)到250MHz，其相應(yīng)的指標(biāo)也有較大的提高。同時(shí)，6類電纜要求不但有嚴(yán)格的工藝，而且不少?gòu)S商在結(jié)構(gòu)上也有一定的改進(jìn)和創(chuàng)新，如采用泡沫皮絕緣芯線或皮泡皮絕緣芯線、骨架式結(jié)構(gòu)隔離線對(duì)等都改善了電纜的高頻特性。

3.3物理發(fā)泡射頻同軸電纜及漏泄同軸電纜將具有較好的發(fā)展前景

由于移動(dòng)通信的高速發(fā)展，無(wú)線電基路用物理發(fā)泡射頻同軸電纜，特別是超柔形結(jié)構(gòu)的室內(nèi)電纜、路由連結(jié)電纜都有了較大的市場(chǎng)需求。同時(shí)，隨著移動(dòng)通信信號(hào)覆蓋面的不斷擴(kuò)大，基站站數(shù)的增多，以及邊緣地區(qū)（電梯、地鐵、地下建筑、高層建筑室內(nèi)等用戶）對(duì)移動(dòng)信號(hào)的要求不斷提高，預(yù)計(jì)這類電纜將會(huì)有較好的發(fā)展前景。但對(duì)電纜指標(biāo)的要求（如駐波比、屏蔽衰耗等要求）已明顯提高，要求電纜的工藝及結(jié)構(gòu)應(yīng)不斷改進(jìn)，以與之適應(yīng)。

4光纖光纜及通信電纜技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展中幾個(gè)值得思考的問(wèn)題

4.1積極創(chuàng)新開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)

雖然這幾年來(lái)，我國(guó)光纜電纜技術(shù)有很大發(fā)展，有一些具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)已在發(fā)揮作用，但是應(yīng)該看到這種比例仍是很小的，國(guó)內(nèi)有近200家光纖光纜廠，但大多產(chǎn)品單一，沒(méi)有自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，技術(shù)含量較低，競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。有資料統(tǒng)計(jì)，1997～1999年國(guó)內(nèi)企業(yè)申請(qǐng)光通信專利的有132件，其中光纖38件，光纜只有19件，而同期外國(guó)公司在中國(guó)申請(qǐng)光通信專利達(dá)550件，其中光纖光纜37件。還有資料報(bào)道：從1997年以來(lái)，國(guó)內(nèi)光通信核心技術(shù)專利是90件，我國(guó)自主申請(qǐng)的只有9件，僅占10％。實(shí)際上我國(guó)的光纖光纜技術(shù)應(yīng)該說(shuō)與國(guó)際水平己差距下大，因此我們作為世界第二的光纜大國(guó)，應(yīng)該把開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)作為我們工作的重中之重，爭(zhēng)取創(chuàng)造更多的光纖光纜專利。

4.2開(kāi)發(fā)具有先進(jìn)技術(shù)水平、與使用環(huán)境、施工技術(shù)相配套的新產(chǎn)品

電信網(wǎng)絡(luò)在不斷發(fā)展的同時(shí)也對(duì)光纜電纜產(chǎn)品不斷提出新的要求。不難發(fā)現(xiàn)，光纜的結(jié)構(gòu)越來(lái)越依賴于使用的環(huán)境條件及施工的具體要求，在海底光纜、淺水光纜、ADSS及OPGW光纜的開(kāi)發(fā)中，會(huì)對(duì)這一點(diǎn)有深刻的體會(huì)。而今后光纜建設(shè)的重點(diǎn)將會(huì)隨著接入網(wǎng)、用戶駐地網(wǎng)的建設(shè)不斷展開(kāi)，新一代的光纜結(jié)構(gòu)和施工技術(shù)也會(huì)基于如微型光纜、吹入或漂浮安裝及迷你型微管或小管系統(tǒng)的全套技術(shù)而有一系列新的變化，以便有限的敷設(shè)空間得到充分、靈活的利用。這當(dāng)中也包含了若干光纜設(shè)計(jì)、制造工藝、光纖光纜材料、施工安裝方面的新的技術(shù)課題。一些國(guó)家或公司已取得了一些經(jīng)驗(yàn)，正逐漸形成新的系統(tǒng)技術(shù)專利。我國(guó)的用戶眾多，接入網(wǎng)和用戶駐地網(wǎng)具有很多的特色，對(duì)接入光纜也會(huì)有更多的要求，為我們研究和創(chuàng)新接入網(wǎng)和用戶駐地網(wǎng)光纜結(jié)構(gòu)提供了很好的機(jī)會(huì)。應(yīng)該說(shuō)，多數(shù)光纜技術(shù)我們是跟在國(guó)外最新技術(shù)的后面，雖然緊跟了先進(jìn)技術(shù)，但自我創(chuàng)新的成份太少。今后應(yīng)當(dāng)在這方面下些功夫，走自己的創(chuàng)新之路。在有中國(guó)特色的接入網(wǎng)及用戶駐地網(wǎng)中多采用一些有中國(guó)特色的光電纜產(chǎn)品。

4.3利用已有設(shè)備與技術(shù),改善HYA市話電纜的相應(yīng)特性,為數(shù)字業(yè)務(wù)提供更好的服務(wù)

對(duì)于已經(jīng)敷設(shè)的銅電纜，我們只能在現(xiàn)有條件下盡量利用其特性開(kāi)通數(shù)字新業(yè)務(wù)。而現(xiàn)有的HYA電纜，雖然亦可開(kāi)通ADSL等一些新業(yè)務(wù)，但是容量有限，當(dāng)ADSL數(shù)量增大到一定限度后還是會(huì)出現(xiàn)干擾問(wèn)題，而且還會(huì)影響以前開(kāi)通的業(yè)務(wù)。因此，對(duì)新敷設(shè)的銅電纜，希望能提出一些新的寬帶指標(biāo)要求，為將來(lái)開(kāi)通更多更好的新業(yè)務(wù)作好準(zhǔn)備。現(xiàn)有的市話電纜生產(chǎn)廠商應(yīng)深入研究自身的生產(chǎn)工藝，在不改變（或不大改變）生產(chǎn)設(shè)備的情況下，認(rèn)真設(shè)計(jì)和精心制造，把現(xiàn)有電纜的技術(shù)水平提高一個(gè)檔次，以提供更寬頻帶的電纜，為更多更好地開(kāi)拓?cái)?shù)字新業(yè)務(wù)提供高質(zhì)量的通道。

4.4改進(jìn)光纜電纜的施工和維護(hù)方法

目前，為了適應(yīng)城市施工的特點(diǎn)，國(guó)際上較重視不挖溝的方式施工光、電纜，采用小地溝或微地溝技術(shù)安裝光纜，同時(shí)對(duì)光纜網(wǎng)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)，保證光纜網(wǎng)絡(luò)不中斷通信維護(hù)。與此相適應(yīng)的是需要開(kāi)發(fā)相應(yīng)的元器件、工具和設(shè)備，并且要在體制上作一些改進(jìn)與之相適應(yīng)。ITU對(duì)NH開(kāi)發(fā)光纜用浸水傳感器、光纖自動(dòng)測(cè)試時(shí)的光纖選擇器以及美國(guó)提出的1s告警、3min內(nèi)定位的指標(biāo)及意大利提出的光纖纖芯與光纜護(hù)套指標(biāo)綜合監(jiān)測(cè)等方案都十分重視。在現(xiàn)代化的光網(wǎng)絡(luò)中，這些方式已經(jīng)起到明顯的作用。由此可見(jiàn)，為了保證光纜網(wǎng)絡(luò)工作的可靠性，在施工和維護(hù)中降低成本、節(jié)省勞力、節(jié)省時(shí)間，逐步推廣新的施工方法，逐步完善光纜網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)維護(hù)系統(tǒng)和提高光纜網(wǎng)絡(luò)的不中斷維護(hù)水平已勢(shì)在必行。

4.5冷靜地審視當(dāng)前電信市場(chǎng)的發(fā)展，促進(jìn)光纖光纜和通信電纜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

2001年下半年以來(lái)，光纖光纜需求下降，這當(dāng)然與世界電信行業(yè)的整體下滑以及寬帶網(wǎng)絡(luò)泡沫的破滅有很大關(guān)系，但更多的則是受到從1999年下半年起由于光纖緊缺而各大公司擴(kuò)產(chǎn)過(guò)多的影響。據(jù)資料介紹，在2000年，全球光纖廠商的投資額達(dá)到26億美元，為1999年的6倍，按推算到2002年全球光纖的產(chǎn)能將達(dá)到1.65～1.75億光纖公里，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了實(shí)際需求。加上當(dāng)前電信基礎(chǔ)建設(shè)的不景氣，光纖過(guò)剩的現(xiàn)象不可避免。

光纖光纜及通信電纜的市場(chǎng)走勢(shì)雖然受到國(guó)際經(jīng)濟(jì)大形勢(shì)發(fā)展的影響，特別是與整個(gè)電信行業(yè)的發(fā)展有密切的關(guān)系，但應(yīng)看到，在擠出了網(wǎng)絡(luò)泡沫的水份之后，隨著光纖網(wǎng)絡(luò)從骨干網(wǎng)的擴(kuò)建到接入網(wǎng)、城域網(wǎng)的擴(kuò)散以及向用戶駐地網(wǎng)的不斷延伸，光纖光纜及寬帶數(shù)字電纜的市場(chǎng)必將增長(zhǎng)。據(jù)KMI預(yù)計(jì)，2003年世界光纖市場(chǎng)將開(kāi)始有較大的增長(zhǎng)，而到2004年的市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)敷設(shè)量最高的2000年。

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隨著數(shù)字網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，無(wú)線傳播領(lǐng)域正在引發(fā)一場(chǎng)深刻的技術(shù)革命，就在這一兩年間，無(wú)線數(shù)字媒體的類型驟然豐富，除傳統(tǒng)媒體之外，手機(jī)電視、車(chē)載移動(dòng)電視，樓宇分類電視，多媒體信息亭、地鐵多媒體信息系統(tǒng)等新興媒體紛紛涌現(xiàn)，移動(dòng)接收是個(gè)熱點(diǎn)，尤其是廣播電視的移動(dòng)接收，成為發(fā)展方向之一?，F(xiàn)階段,廣播的移動(dòng)接收算是在一定程度上解決了。但是電視的移動(dòng)接收問(wèn)題要比廣播的移動(dòng)接收困難得多，所以至今還沒(méi)有得到很好解決。但我覺(jué)得，已經(jīng)快接近目標(biāo)。

一、數(shù)字電視地面廣播（DTTB）

在現(xiàn)代通信中，通信傳輸手段主要是光纖、衛(wèi)星、數(shù)字微波等，加上地面無(wú)線電視廣播電視發(fā)射構(gòu)成信息主體。目前在我國(guó)數(shù)字電視按信號(hào)傳輸方式可以分為地面無(wú)線傳輸數(shù)字電視、衛(wèi)星傳輸數(shù)字電視、有線傳輸數(shù)字電視三類。而移動(dòng)電視是數(shù)字電視地面廣播的重要應(yīng)用。數(shù)字電視地面廣播在應(yīng)用需求上要求實(shí)現(xiàn)移動(dòng)和便攜接收的功能，使整個(gè)技術(shù)系統(tǒng)的要求最高。它具備無(wú)線數(shù)字系統(tǒng)所共有的優(yōu)點(diǎn)，較之衛(wèi)星接收，有實(shí)現(xiàn)容易、價(jià)格低廉的特點(diǎn)；較之有線接收不易受城市施工建設(shè)、自然災(zāi)害戰(zhàn)爭(zhēng)等因素造成的斷網(wǎng)影響；數(shù)字電視地面廣播通過(guò)電視臺(tái)制高點(diǎn)天線發(fā)射無(wú)線電波，覆蓋電視用戶，用戶通過(guò)接收天線和電視機(jī)收看電視節(jié)目，主要的受眾也是針對(duì)本地區(qū)的。完善的數(shù)字電視地面廣播系統(tǒng)所具備的蜂窩單頻網(wǎng)功能，不僅提高了頻譜的利用率，而且可應(yīng)用與寬帶無(wú)線接入市場(chǎng)；而移動(dòng)和便攜的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)使該系統(tǒng)能滿足現(xiàn)代信息社會(huì)"信息到人"的要求，也就是無(wú)論何人何時(shí)在何地均能任意獲取他想得到的信息。

二、移動(dòng)接收所遇到的主要問(wèn)題

移動(dòng)接收采用的方式是無(wú)線數(shù)字信號(hào)發(fā)射、地面接收。因此，移動(dòng)接收所遇到的問(wèn)題之一就是衰落，這是所有無(wú)線通信系統(tǒng)都會(huì)遇到的問(wèn)題。對(duì)于固定接收可以采用分集接收等方法予以克服，但對(duì)于移動(dòng)接收而言分集接收的方法顯然不實(shí)用，因此衰落問(wèn)題尤為突出。電波在沿地表傳播中會(huì)受到各種阻礙物的反射、散射和吸收，實(shí)際到達(dá)收信天線處的電波除了來(lái)自發(fā)射天線的直接波外，還存在來(lái)自各種物體（包括地面）的反射波和散射波。反射波和散射波在收信天線處形成干涉場(chǎng)，此外，在移動(dòng)通信中，還存在因移動(dòng)臺(tái)（天線）的快速移動(dòng)而劃過(guò)顛簸的波節(jié)和波幅的駐播現(xiàn)象及由于多普勒效應(yīng)而造成的相移，凡此種種原因，就使得實(shí)際移動(dòng)臺(tái)接收到的場(chǎng)強(qiáng)在振幅和相位上均隨時(shí)隨地在急驟變化，使信號(hào)很不穩(wěn)定，這就是無(wú)線電波的衰落現(xiàn)象。衰落的嚴(yán)重程度通常隨頻率或路徑長(zhǎng)度的增加而增大。目前還無(wú)法對(duì)衰落進(jìn)行精確的預(yù)測(cè)，但區(qū)分繞射衰落和多徑衰落兩種不同類型的衰落是十分重要的。前者為慢衰落，短期信號(hào)中值電平在長(zhǎng)期中的起伏；后者為快衰落，即瞬時(shí)信號(hào)電平在短期中的起伏。這兩種衰落的表現(xiàn)和影響是不同的。另外，與其他無(wú)線通信系統(tǒng)不同的是，移動(dòng)接收的關(guān)鍵點(diǎn)是移動(dòng)。因此，移動(dòng)接收還存在一個(gè)其他無(wú)線通信不會(huì)遇到的問(wèn)題，這就是多普勒效應(yīng)。

在日常生活中，我們會(huì)注意到遠(yuǎn)處迎面駛來(lái)發(fā)出警報(bào)聲的警車(chē)在離你越近時(shí)，汽笛聲的音調(diào)越高。從警車(chē)到達(dá)你所在位置開(kāi)始，音調(diào)開(kāi)始降低，而當(dāng)警車(chē)離開(kāi)你后，聽(tīng)到的音調(diào)會(huì)越來(lái)越低，這種現(xiàn)象就稱為多普勒效應(yīng)。奧地利物理學(xué)家多普勒是這樣解釋這種現(xiàn)象的：朝你駛來(lái)的警車(chē)發(fā)出的聲波對(duì)你而言稍微壓縮從而相對(duì)集中，這時(shí)你聽(tīng)到的聲音波長(zhǎng)短于該聲源靜止時(shí)的波，而短波音調(diào)是高的。相反，離你而去的聲源的聲波稍微擴(kuò)散，這時(shí)你聽(tīng)到的波長(zhǎng)比該聲源靜止時(shí)的波長(zhǎng)長(zhǎng)，長(zhǎng)波音調(diào)是低的，這樣的效應(yīng)對(duì)電磁波同樣適用。比如一個(gè)趨近我們的天線發(fā)出的信號(hào)，它的頻率高于該天線相對(duì)于我們靜止時(shí)的頻率，波長(zhǎng)相對(duì)變短；相反，一個(gè)離我們遠(yuǎn)去的天線發(fā)出的信號(hào)，其頻率則會(huì)低于該天線在相對(duì)我們靜止時(shí)相對(duì)于我們的頻率，波長(zhǎng)相對(duì)變長(zhǎng)。同時(shí)波長(zhǎng)的位移量與天線的運(yùn)動(dòng)速度存在正比關(guān)系，即速度越快，則波長(zhǎng)移動(dòng)越大。以上現(xiàn)象就是多普勒效應(yīng)（Doppler）。系統(tǒng)方面，移動(dòng)接收還要考慮覆蓋網(wǎng)的建設(shè)，接收機(jī)（特別是便攜機(jī)）的耗電，接收天線的安裝等問(wèn)題。從基本原理考慮，模擬廣播電視信號(hào)是不宜實(shí)現(xiàn)移動(dòng)接收的。為了解決移動(dòng)接收中遇到的問(wèn)題，廣播電視信號(hào)必須首先實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。利用數(shù)字技術(shù)無(wú)線接收，可有效解決以上問(wèn)題。只要在信號(hào)有效覆蓋范圍內(nèi)，所有移動(dòng)交通工具，只要配有接收設(shè)備，都可以接收數(shù)字移動(dòng)電視信號(hào)。三、移動(dòng)接收中的關(guān)鍵技術(shù)--OFDM

OFDM是正交頻分復(fù)用（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）的縮寫(xiě)，是在嚴(yán)重電磁干擾的通信環(huán)境下保證數(shù)據(jù)穩(wěn)定完整傳輸?shù)募夹g(shù)措施。OFDM的基本原理是：高速信息數(shù)據(jù)流通過(guò)串/并變換，分配到速率相對(duì)較低的若干子信道中傳輸，每個(gè)子信道中的符號(hào)周期相對(duì)增加，這樣可減少因無(wú)線信道多徑時(shí)延擴(kuò)展所產(chǎn)生的時(shí)間彌散性對(duì)系統(tǒng)造成的碼間干擾。另外，由于引入保護(hù)間隔，在保護(hù)間隔大于最大多徑時(shí)延擴(kuò)展的情況下，可以最大限度地消除多徑帶來(lái)的符號(hào)間干擾。如果用循環(huán)前綴作為保護(hù)間隔，還可避免多徑帶來(lái)的信道間干擾。OFDM的特點(diǎn)是各子載波相互正交，擴(kuò)頻調(diào)制后的頻譜可相互重疊，不但減少了子載波間的相互干擾，還大大提高了頻譜利用率。主要技術(shù)特點(diǎn)如下：1）可有效對(duì)抗信號(hào)波形間的干擾，適用于多徑環(huán)境和衰落信道中的高速數(shù)據(jù)傳輸；2）通過(guò)各子載波的聯(lián)合編碼，具有很強(qiáng)的抗衰落能力；3）各子信道的正交調(diào)制和解調(diào)可通過(guò)離散傅利葉反變換和離散傅利葉變換實(shí)現(xiàn)；OFDM能夠有效地對(duì)抗衰落和多普勒現(xiàn)象帶來(lái)的負(fù)面影響，使受到干擾的信號(hào)能夠可靠地接收。OFDM碼率低，又加入了時(shí)間保護(hù)間隔，具有極強(qiáng)的抗干擾能力。其多徑時(shí)延小于保護(hù)間隔，所以系統(tǒng)不受碼間干擾的困擾。在有關(guān)移動(dòng)接收的幾種標(biāo)準(zhǔn)的制定過(guò)程中，都采用OFDM作為其核心技術(shù)。

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Abstract：This paper presents the elements and the characteristic of the Ocean Energy Generation Technology，and recommend the actuality of the Ocean Energy Generation Equipment.

Key word：Ocean Energy;Ocean Energy Generation Technology;reproducible Energy

1.引言

2008年全球一次能源消費(fèi)量為143851TWh，其中81.2%來(lái)自化石燃料。隨著礦物燃料的日趨枯竭，世界主要海洋國(guó)家紛紛將目標(biāo)轉(zhuǎn)向蘊(yùn)藏豐富能源的海洋，不斷加大科技和資金投入，以期在海洋可再生能源開(kāi)發(fā)利用的“爭(zhēng)奪戰(zhàn)”中搶得先機(jī)。海洋能主要指波浪能、潮流能（海流能）、潮汐能、溫差能和鹽差能等可再生能源。海洋能總量是巨大的，據(jù)估計(jì)與全球一次能源消費(fèi)能源的50%相當(dāng)，其中，全球海浪發(fā)電的理論儲(chǔ)量為29500TWh/年左右，全球潮汐（含潮流）發(fā)電的理論儲(chǔ)量為7800TWh/年左右，全球海洋熱發(fā)電轉(zhuǎn)換的理論儲(chǔ)量為44000TWh/年左右，全球鹽差能的理論儲(chǔ)量估計(jì)為1650TWh/年左右。雖然海洋能源分布不均勻，但在每一個(gè)海岸，往往不止一種形式可以供應(yīng)當(dāng)?shù)氐碾娏π枨?。我?guó)重視海洋可再生能源的開(kāi)發(fā)利用，將包括海洋能在內(nèi)的新能源產(chǎn)業(yè)視為引領(lǐng)我國(guó)未來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的七大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一。近年來(lái)，我國(guó)先后設(shè)立了“908專項(xiàng)（我國(guó)近海海洋可再生能源調(diào)查與研究項(xiàng)目）”和“海洋可再生能源專項(xiàng)資金”支持計(jì)劃等，支持海洋能的海島獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)與并網(wǎng)示范工程、關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化、新技術(shù)研究試驗(yàn)以及公共支撐服務(wù)體系建設(shè)等，并擬在海洋能資源豐富地區(qū)建設(shè)海洋能示范電站，開(kāi)展萬(wàn)千瓦級(jí)潮汐電站建設(shè)工作。

2.國(guó)外海洋能發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀

2.1 波浪能發(fā)電技術(shù)

現(xiàn)階段，波浪能發(fā)電技術(shù)的基本原理是：利用物體在波浪作用下的升沉和搖擺運(yùn)動(dòng)將波浪能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，或利用波浪的爬升將波浪能轉(zhuǎn)換成水的勢(shì)能。波浪能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)一般包括三級(jí)能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)：一級(jí)能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將波浪能轉(zhuǎn)換成某個(gè)載體的機(jī)械能;二級(jí)能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將一級(jí)能量轉(zhuǎn)換所得到的能量轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)機(jī)械的機(jī)械能;三級(jí)能量轉(zhuǎn)換通過(guò)發(fā)電機(jī)將旋轉(zhuǎn)機(jī)械的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。根據(jù)一級(jí)能源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的原理，波能發(fā)電技術(shù)可分為振蕩水柱技術(shù)、筏式技術(shù)、收縮波道技術(shù)、點(diǎn)吸收（振蕩浮子）技術(shù)和鴨式技術(shù)等。振蕩水柱技術(shù)是利用空氣作為轉(zhuǎn)換介質(zhì)的，其優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)不與海水接觸，防腐性能好，安全可靠，維護(hù)方便;其缺點(diǎn)是二級(jí)能量轉(zhuǎn)換效率較低。目前，國(guó)外建成的振蕩水柱發(fā)電裝置有英國(guó)的LIMPET電站（500kW固定式）、葡萄牙的400kW固定式電站和澳大利亞的500kW漂浮式裝置。應(yīng)用筏式技術(shù)的發(fā)電裝置主要由鉸接的筏體和液壓系統(tǒng)組成，其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備抗浪性能較好，缺點(diǎn)是設(shè)備成本高。目前，國(guó)外建成的筏式發(fā)電裝置有英國(guó)Cork大學(xué)和女王大學(xué)研究的McCabe波浪泵波力裝置和蘇格蘭Ocean Power Delivery公司的Pelamis（海蛇）波能裝置。

應(yīng)用收縮波道技術(shù)的發(fā)電裝置主要由收縮波道、高位水庫(kù)、水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)組成，其優(yōu)點(diǎn)是一級(jí)轉(zhuǎn)換沒(méi)有活動(dòng)部件，可靠性好，維護(hù)費(fèi)用低，在大浪時(shí)系統(tǒng)出力穩(wěn)定;不足之處是小浪下的系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率低。目前，國(guó)外建成的收縮波道發(fā)電裝置有挪威350kW的固定式收縮波道裝置以及丹麥的WaveDragon。

應(yīng)用點(diǎn)吸收技術(shù)的發(fā)電裝置主要由相對(duì)運(yùn)動(dòng)的浮體、錨鏈、液壓或發(fā)電裝置組成，其主要特點(diǎn)是點(diǎn)吸收式發(fā)電裝置的尺度與波浪尺度相比很小。目前建成的點(diǎn)吸收式發(fā)電裝置有英國(guó)的AquaBuOY裝置、阿基米德波浪擺、PowerBuoy以及波浪騎士裝置。

應(yīng)用鴨式發(fā)電技術(shù)的發(fā)電裝置的橫截面成鴨蛋形，發(fā)電效率很高，在短波時(shí)的一級(jí)轉(zhuǎn)換效率接近于100%，但抗風(fēng)浪能力有待提高。

2.2 潮流能（海流能）發(fā)電技術(shù)

潮汐是一種周期性海水自然漲落現(xiàn)象。在太陽(yáng)和月球引力作用下，海水作周期性的運(yùn)動(dòng)，它包括海面周期性的垂直升降和海水周期性的水平流動(dòng)。垂直升降部分為潮汐的位能，被稱為潮差能;水平流動(dòng)部分為潮汐的動(dòng)能，被稱為潮流能。潮流能的主要特點(diǎn)是：

①較強(qiáng)的規(guī)律性和可預(yù)測(cè)性;

②功率密度大，能量穩(wěn)定;

③潮流能的利用形式通常是開(kāi)放式的，不會(huì)對(duì)海洋環(huán)境造成大的影響。

一般說(shuō)來(lái)，最大流速在2m/s以上的水道，其潮流能均有實(shí)際開(kāi)發(fā)的價(jià)值。

新型潮流能發(fā)電裝置作為一種開(kāi)放式的海洋能量捕獲裝置，無(wú)需巨額的前期投資;利用該裝置發(fā)電時(shí)，由于葉輪轉(zhuǎn)速慢，不產(chǎn)生大的噪聲，不影響人們的視覺(jué)環(huán)境，各種海洋生物仍可以在葉輪附近流動(dòng)，因此可保持良好的地域生態(tài)環(huán)境。潮流能發(fā)電裝置根據(jù)其透平機(jī)械的軸線與水流方向的空間關(guān)系可分成水平軸式和垂直軸式2種結(jié)構(gòu)。垂直軸式發(fā)電裝置研究起步較早，目前國(guó)外主要的設(shè)備樣機(jī)有加拿大Blue Energy公司的Davis四葉片垂直軸渦輪機(jī)、意大利Ponte di Archimede International SpA公司和Naples大學(xué)航空工程系合作研發(fā)的Kobold渦輪垂直軸水輪機(jī)（130kW）、美國(guó)GCK Technology公司的螺旋形葉片的垂直軸水輪機(jī)和日本Nihon大學(xué)的垂直軸式Darrieus型水輪機(jī)。水平軸式發(fā)電裝置是近10多年才興起的，與垂直軸式結(jié)構(gòu)相比，水平軸式潮流能發(fā)電裝置具有效率高、自啟動(dòng)性能好的特點(diǎn)。目前國(guó)外主要的設(shè)備樣機(jī)有英國(guó)Marine Current Turbine公司的1.2MW雙葉輪結(jié)構(gòu)的“Seagen”樣機(jī)、挪威Hammerfest Strom公司的300 kW并網(wǎng)型潮流能發(fā)電原型樣機(jī)。

2.3 潮汐能發(fā)電技術(shù)

潮汐能發(fā)電與水力發(fā)電的原理、組成基本相同，也是利用水的能量使水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。潮汐能發(fā)電技術(shù)研究始于歐洲，早期的潮汐能電站有德國(guó)（1912年）的布蘇姆潮汐電站和法國(guó)（1966年）的朗斯河口潮汐電站，其中朗斯電站的建成及其近40年的成功運(yùn)行證實(shí)了潮汐電站技術(shù)的可行性，它使潮汐電站進(jìn)入了實(shí)用階段。目前，在英、加、俄、印、韓等13個(gè)國(guó)家運(yùn)行、在建及擬建的潮汐電站達(dá)139座，進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)的10余座潮汐電站均為100MW～1000MW級(jí)。據(jù)資料顯示，韓國(guó)正在建設(shè)世界上最大的潮汐電站――Shihwa湖大型潮汐電站。

2.4 溫差能發(fā)電技術(shù)

熱帶海洋表層與千米深處存在著基本恒定的20℃～25℃的溫差，這就提供了一個(gè)量大且穩(wěn)定的能源。海洋溫差能是利用海洋表面的溫海水（26℃～28℃）加熱某工作介質(zhì)并使之汽化，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)獲取動(dòng)力;同時(shí)，利用從海底提取的冷海水（4℃～6℃）將做功后的乏氣冷凝，使之重新變?yōu)橐后w。按照工作介質(zhì)及流程的不同可分為開(kāi)式循環(huán)、閉式循環(huán)、混合式循環(huán)。開(kāi)式循環(huán)的工作介質(zhì)是表層溫海水，其優(yōu)點(diǎn)在于產(chǎn)生電力的同時(shí)可進(jìn)行海水淡化，缺點(diǎn)是設(shè)備尺寸大，機(jī)械能損耗高，單位功率的材料占用大，施工困難。閉式循環(huán)的工作介質(zhì)是氨等低沸點(diǎn)物質(zhì)，其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備尺寸小、機(jī)械耗能低、系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率高，缺點(diǎn)是不能進(jìn)行海水淡化?；旌鲜窖h(huán)同時(shí)包括開(kāi)式循環(huán)和閉式循環(huán)，其特點(diǎn)是效率高、設(shè)備造價(jià)低，且可實(shí)現(xiàn)海水淡化。目前，溫差能發(fā)電技術(shù)和裝備尚處于示范試驗(yàn)階段，國(guó)外主要有美國(guó)奎爾哈公司的開(kāi)式循環(huán)OTEC溫差能電站、印度海洋技術(shù)國(guó)家研究所的陸基溫差能電站和日本佐賀大學(xué)的混合溫差能電站。

3.國(guó)內(nèi)海洋能發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀

3.1 波浪能發(fā)電技術(shù)

我國(guó)波浪能發(fā)電技術(shù)研究已有30多年的歷史，先后研建了100千瓦振蕩水柱式和30千瓦擺式波浪能發(fā)電試驗(yàn)電站，利用波浪能發(fā)電原理研制的海上導(dǎo)航燈標(biāo)已商業(yè)化并出口。目前，國(guó)內(nèi)處于試驗(yàn)階段的設(shè)備主要有：國(guó)家海洋技術(shù)中心開(kāi)發(fā)的浮力擺波浪能發(fā)電系統(tǒng)、廣州能源研究所開(kāi)發(fā)的鴨式波浪能發(fā)電裝置（10kW）和點(diǎn)吸收式波浪能發(fā)電裝置（10kW）、華南理工大學(xué)開(kāi)發(fā)的擺式振蕩浮子式波浪能發(fā)電系統(tǒng)和七一研究所開(kāi)發(fā)的筏式波浪能發(fā)電系統(tǒng)。

3.2 潮流能（海流能）發(fā)電技術(shù)

“八五”和“九五”期間，我國(guó)研建了70千瓦和40千瓦的潮流實(shí)驗(yàn)電站。在 “十一五”科技支撐計(jì)劃和海洋能專項(xiàng)資金支持下，我國(guó)啟動(dòng)了一項(xiàng)百千瓦級(jí)垂直軸潮流能示范試驗(yàn)電站、一項(xiàng)小型水平軸潮流能示范電站和多項(xiàng)潮流能示范工程建設(shè)。

目前，國(guó)內(nèi)處于試驗(yàn)階段的設(shè)備主要有：浙江大學(xué)的25kW水平軸潮流發(fā)電裝置、哈爾濱工程大學(xué)的萬(wàn)向系列垂直軸潮流發(fā)電裝置（70kW和40kW）和東北師范大學(xué)的5kW模塊化潮流能發(fā)電裝置。

3.3 潮汐能發(fā)電技術(shù)

我國(guó)大陸海岸線長(zhǎng)（達(dá)18000km），海灣、河口多（近200個(gè)），可開(kāi)發(fā)潮汐能年總發(fā)電量大（約60TW?h），裝機(jī)總?cè)萘靠蛇_(dá)20GW。近五十年來(lái)，中國(guó)在有關(guān)潮汐電站的研究、開(kāi)發(fā)方案及設(shè)計(jì)方面做了許多工作，但建成投運(yùn)的潮汐電站數(shù)量很少，目前正常運(yùn)行或具備恢復(fù)運(yùn)行條件的電站有8座，總裝機(jī)容量不及可開(kāi)發(fā)總量的1%，開(kāi)發(fā)潛力巨大。

3.4 溫差能發(fā)電技術(shù)

2004～2005年，天津大學(xué)完成了對(duì)混合式海洋溫差能利用系統(tǒng)的理論研究課題，并就小型化試驗(yàn)用200 W氨飽和蒸汽透平進(jìn)行了研究開(kāi)發(fā)。在“十一五”科技支撐計(jì)劃支持下，國(guó)家海洋局第一研究所和華電青島發(fā)電有限公司正開(kāi)展15千瓦閉式溫差能電站研建工作。

4.結(jié)束語(yǔ)

海洋溫能作為一種清潔、可再生的能源，具有很好的發(fā)展前景。其開(kāi)發(fā)、利用對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和人民生活水平的提高具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。對(duì)海洋能發(fā)電技術(shù)及其裝備的研究，是一項(xiàng)可持續(xù)能源需求的高技術(shù)投資項(xiàng)目，關(guān)系國(guó)家能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，經(jīng)濟(jì)前景廣闊，現(xiàn)實(shí)意義重大。

參考文獻(xiàn)

[1]游亞戈等.海洋能發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與前景[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2010，34（14）.

[2]夏登文.海洋能開(kāi)發(fā)利用國(guó)際現(xiàn)狀.國(guó)家海洋技術(shù)中心，2011.

[3]羅續(xù)頁(yè).我國(guó)海洋可再生能源開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀.國(guó)家海洋技術(shù)中心，2011.

[4]鄧隱北等.海洋能的開(kāi)發(fā)與利用[J].可再生能源，2014，3.

篇7

中圖分類號(hào)：P512.2+1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

前言

風(fēng)能是非常重要并儲(chǔ)量巨大的能源，它安全、清潔、充裕，能提供源源不絕，穩(wěn)定的能源。目前，利用風(fēng)力發(fā)電已成為風(fēng)能利用的主要形式，受到世界各國(guó)的高度重視，而且發(fā)展速度最快。我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)經(jīng)過(guò)幾個(gè)五年計(jì)劃的科技攻關(guān)，在風(fēng)電機(jī)組整機(jī)及零部件制造技術(shù)、風(fēng)電接入系統(tǒng)仿真技術(shù)、風(fēng)電場(chǎng)選擇及建設(shè)技術(shù)等方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。同時(shí)，我國(guó)已開(kāi)始發(fā)展近海風(fēng)能資源的近海風(fēng)電機(jī)組和風(fēng)電場(chǎng)技術(shù)?？梢灶A(yù)測(cè)，隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的快速發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電將成為我國(guó)可再生能源中極具規(guī)?；_(kāi)發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的一種新能源，是成本最低的溫室氣體減排方案之一。

一、風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)勢(shì)分析

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，電力的需求與目前的供應(yīng)有較大的缺口，再生能源中的風(fēng)力發(fā)電是當(dāng)前現(xiàn)實(shí)的選擇，其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：一是風(fēng)能是是可再生能源，風(fēng)力發(fā)電就是用風(fēng)來(lái)發(fā)電，不消耗像煤、石油或天然氣之類的資源。二是風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)周期短。例如，一個(gè)十萬(wàn)千瓦級(jí)的風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)期可以在一年內(nèi)建成。當(dāng)按照有關(guān)的軟件、或經(jīng)驗(yàn)、或調(diào)查研究選定風(fēng)電場(chǎng)的地址后，定好設(shè)備，修好路，就可安裝風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，這種建電廠的速度是其他電廠所不能相比的。三是風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行可以無(wú)人值守，維護(hù)簡(jiǎn)單。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和風(fēng)力發(fā)電機(jī)的不斷革新，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的自動(dòng)化程度越來(lái)越高，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制。四是造價(jià)低。從國(guó)外建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)積累的數(shù)據(jù)看，建造風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的費(fèi)用比建造水力發(fā)電廠、火力發(fā)電廠或核電站的建造費(fèi)用低。五是占用土地少。風(fēng)電場(chǎng)可以建在荒島上，沙漠中，甚至建在沿海的淺海中，能減少對(duì)耕地的占用。即使是建在可耕地上，只要設(shè)計(jì)合理，也不影響耕作。六是不污染環(huán)境。使用風(fēng)力發(fā)電，不會(huì)產(chǎn)生任何的廢氣或廢物，對(duì)人類以及環(huán)境都不致造成任何的損害。一臺(tái)600kW 的風(fēng)機(jī)，每年減少其它石化能源發(fā)電排放的1200 噸的二氧化碳。目前，利用風(fēng)力發(fā)電已成為風(fēng)能利用的主要形式，受到世界各國(guó)的高度重視。隨著國(guó)家發(fā)展規(guī)劃與相關(guān)激勵(lì)政策的不斷出臺(tái)，我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)必將進(jìn)入一個(gè)嶄新的大規(guī)模高速發(fā)展階段。

二、我國(guó)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展問(wèn)題分析與思考

風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是一種極具利用潛能的可再生能源發(fā)電技術(shù)，是目前成本最接近常規(guī)電力、發(fā)展前景最大的可再生能源發(fā)電。近年來(lái)，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電市場(chǎng)快速發(fā)展，迫切需求風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的同步發(fā)展。隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的日趨成熟，風(fēng)力發(fā)電優(yōu)勢(shì)也更加凸顯。近年來(lái)隨著可持續(xù)發(fā)展的需要、技術(shù)的進(jìn)步、環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)以及有關(guān)政策的制定，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。當(dāng)前，特大型風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)仍以丹麥型為主導(dǎo)，制造材料也更加多樣化，工藝水平也不斷提高，設(shè)計(jì)思想也不斷推陳出新，預(yù)計(jì)在以下幾個(gè)方面會(huì)有大的突破。

1、風(fēng)輪葉片設(shè)計(jì)與制造技術(shù)。風(fēng)輪葉片是風(fēng)力機(jī)的主要?jiǎng)恿Σ考~片設(shè)計(jì)與制造技術(shù)涉及葉片材料、葉片結(jié)構(gòu)與氣動(dòng)性能。傳統(tǒng)的葉片大多采用玻璃鋼制造，主要考慮玻璃鋼的重量輕、比強(qiáng)度和比剛度高、耐腐蝕、易成型、抗疲勞性能好等優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)在大型風(fēng)力機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是采用高強(qiáng)度輕質(zhì)大容量葉片，主流機(jī)組已普遍采用玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，優(yōu)點(diǎn)是可根據(jù)風(fēng)力機(jī)葉片的受力特點(diǎn)設(shè)計(jì)強(qiáng)度與剛度，翼型容易成型，可達(dá)到最大氣動(dòng)效率。對(duì)更大的5～10MW 風(fēng)力機(jī)來(lái)說(shuō)，由于強(qiáng)度與剛度要求更高、自重更大，葉片設(shè)計(jì)適宜采用價(jià)格昂貴的碳纖維材料。上述材料均為熱固性樹(shù)脂，目前推出的熱塑性樹(shù)脂即所謂“綠色葉片”，具有可回收利用等一系列優(yōu)點(diǎn)，解決了環(huán)保問(wèn)題，符合現(xiàn)代工業(yè)綠色設(shè)計(jì)要求。據(jù)報(bào)道，美國(guó)研發(fā)一種新型風(fēng)力渦輪機(jī)，利用一個(gè)遮蔽物包圍其風(fēng)力機(jī)葉片，引導(dǎo)空氣通過(guò)葉片并給空氣加速，產(chǎn)生的能量與2 倍直徑的傳統(tǒng)風(fēng)力機(jī)能量相當(dāng)，可將風(fēng)能變成電能的成本節(jié)省一半。風(fēng)輪葉片翼型性能影響著風(fēng)力機(jī)風(fēng)能轉(zhuǎn)換的效率，傳統(tǒng)的低速風(fēng)輪葉片采用薄而略凹的翼型，現(xiàn)代高速風(fēng)輪都采用流線型葉片。國(guó)際上還推出“未來(lái)葉片的概念”，要求更可靠、更耐久地捕獲更多的風(fēng)能，采用了智能材料和結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)葉片智能化。比如在葉片上埋入光導(dǎo)纖維系統(tǒng)，采用結(jié)構(gòu)健康監(jiān)控技術(shù)診斷結(jié)構(gòu)完整性和雷擊情況等，以此提高可靠性并降低風(fēng)電成本。再比如將復(fù)合材料氣動(dòng)彈性剪裁技術(shù)應(yīng)用于葉片設(shè)計(jì)上，利用復(fù)合材料的非對(duì)稱、非均衡鋪層產(chǎn)生的偶合效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)葉片有利的變形，增加氣動(dòng)效率。

2、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)。風(fēng)力機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括齒輪機(jī)構(gòu)、軸承、系統(tǒng)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，風(fēng)電機(jī)組齒輪箱故障約50%與軸承選型、制造、和工作狀態(tài)有關(guān)。目前，國(guó)內(nèi)兆瓦級(jí)以上機(jī)組的核心部件如電機(jī)、齒輪箱、葉片、電控設(shè)備和偏航系統(tǒng)等仍然依靠進(jìn)口，對(duì)基礎(chǔ)配件齒輪箱軸承、偏航軸承、變槳軸承及主軸軸承等研究不夠。齒輪箱作為風(fēng)電機(jī)組的重要組成部分，其振動(dòng)形態(tài)直接影響風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行性能，狀態(tài)檢測(cè)極為重要，目前國(guó)內(nèi)還處于探索階段。

3、磁懸浮技術(shù)。目前，國(guó)內(nèi)外有多個(gè)關(guān)于磁懸浮技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)力機(jī)的專利技術(shù)報(bào)道，特點(diǎn)是降低軸承摩擦阻力，提高了風(fēng)電效率與使用壽命。磁懸浮風(fēng)電機(jī)組可在微風(fēng)下運(yùn)行，工作風(fēng)速為1.5～36.9m/s，即 1～12 級(jí)風(fēng)，風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)抗湍流能力強(qiáng)。總之，對(duì)于風(fēng)力發(fā)電，磁懸浮技術(shù)展示了一個(gè)全新的發(fā)展方向。

4、海上風(fēng)電場(chǎng)技術(shù)。由于海上風(fēng)電場(chǎng)技術(shù)逐漸成熟，全球海上風(fēng)電裝機(jī)容量已經(jīng)超過(guò)1GM，促進(jìn)了單機(jī)容量的特大型兆瓦級(jí)風(fēng)力機(jī)的研發(fā)。而且海上風(fēng)速大且穩(wěn)定，年平均利用小時(shí)可達(dá)3000h 以上，年發(fā)電量可比陸上高出50%。21 世紀(jì)是世界風(fēng)電產(chǎn)業(yè)由陸地轉(zhuǎn)向海洋的世紀(jì)。中國(guó)東部沿海水深 2～15m 的海域面積遼闊，可利用的風(fēng)能資源約是陸上的3 倍，而且距離電力負(fù)荷中心也很近?？梢?jiàn)，隨著海上風(fēng)電場(chǎng)技術(shù)的發(fā)展成熟，必然成為未來(lái)的可持續(xù)能源。

三、結(jié)語(yǔ)

隨著科技的進(jìn)步，人類對(duì)風(fēng)能的認(rèn)識(shí)不斷深化，風(fēng)力發(fā)電具有極大的潛力，可部分滿足劇增的全球能源需求。并且風(fēng)電是目前成本最接近常規(guī)電力、發(fā)展前景最大的可再生能源發(fā)電品種，正逐漸受到世界各國(guó)的重視?？偠灾?，風(fēng)力發(fā)電在我國(guó)有著廣闊的發(fā)展前景，風(fēng)能的利用必將為我國(guó)的環(huán)保事業(yè)、能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整及對(duì)減少進(jìn)口能源的依賴等方面做出巨大貢獻(xiàn)。

［參考文獻(xiàn)］

[1] 陳永祥,方征.中國(guó)風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢(shì)及建議[J].科技綜述，2010

[2] 張明鋒, 鄧凱,陳波等.中國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展[J].機(jī)電工程，2010

[3] 黨福玲，朝克，賈永.我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀淺析[J].經(jīng)濟(jì)論壇，2010

[4] 韓永奇，韓晨曦.中國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與前景[J].新材料產(chǎn)業(yè)，2010

[5] 張勝利,席德科,陸森林等.我國(guó)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的現(xiàn)狀及與國(guó)外的差距[A].低碳陜西學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集,2010.

[6] 劉細(xì)平,于仲安,梁建偉.風(fēng)力發(fā)電技術(shù)研究及發(fā)展[J].微電機(jī),2007.

篇8

主辦：中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)

承辦：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)

中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)農(nóng)村能源工程專業(yè)委員會(huì)

河南省農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)

近年來(lái)，面對(duì)能源需求與資源環(huán)境保護(hù)的突出矛盾，發(fā)展可再生、清潔、環(huán)保的新能源已經(jīng)成為我國(guó)節(jié)能減排、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略任務(wù)。農(nóng)業(yè)和農(nóng)村作為我國(guó)清潔能源生產(chǎn)與消費(fèi)的重要領(lǐng)域，對(duì)國(guó)家節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)舉足輕重。開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、水能、風(fēng)能、地?zé)崮芤约暗吞脊?jié)能技術(shù)等，已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

為了加強(qiáng)學(xué)術(shù)交流，提升我國(guó)清潔能源及低碳節(jié)能技術(shù)的開(kāi)發(fā)和利用水平，展示相關(guān)科研成果，推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，由中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)主辦，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)農(nóng)村能源工程專業(yè)委員會(huì)、《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》編輯部和河南省農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)共同承辦的“全國(guó)農(nóng)村清潔能源與低碳技術(shù)學(xué)術(shù)研討會(huì)”，定于2010年4月22～24日在河南省鄭州市召開(kāi)。會(huì)期3天，會(huì)后組織技術(shù)參觀。

會(huì)議擬邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)各大專院校、科研院所、企業(yè)等單位從事清潔能源與低碳節(jié)能研究的專家、學(xué)者進(jìn)行深入交流、成果推廣，并為企業(yè)、廠商提供科技合作的平臺(tái)。

會(huì)議征集論文并出版論文集，通過(guò)評(píng)審優(yōu)秀的論文擬安排在《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》(正刊)發(fā)表，基本通過(guò)審核的將在《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》(增刊)上發(fā)表，正刊和增刊均送El收錄。歡迎相關(guān)專家、學(xué)者、企業(yè)家、研究生參加此次大會(huì)，并踴躍投稿、展示、交流。

一、會(huì)議內(nèi)容

會(huì)議主題：清潔能源與低碳技術(shù)研究新進(jìn)展

1)清潔能源政策；2)藻類能源利用技術(shù)；3)生物質(zhì)固體燃料技術(shù)；4)生物質(zhì)液體燃料(生物柴油、乙醇等)技術(shù)；5)生物氣化(CH4、H2)、生物質(zhì)熱解氣化工程技術(shù)；6)生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)；7)太陽(yáng)能光熱利用技術(shù)；8)小水電；9)小風(fēng)電；10)地?zé)衢_(kāi)發(fā)與熱泵利用技術(shù)；11)低碳節(jié)能新技術(shù)。

二、會(huì)務(wù)費(fèi)

1000元／人，在校研究生600元／人。

會(huì)議期間安排住宿，食宿費(fèi)用自理。

三、參會(huì)報(bào)名截止日期及匯款方式

參會(huì)回執(zhí)見(jiàn)附件，填好后發(fā)送至，報(bào)名截止2011年4月10日。收到報(bào)名信息后，將發(fā)邀請(qǐng)通知。

銀行匯款開(kāi)戶行：農(nóng)業(yè)銀行北京朝陽(yáng)路北支行戶名：農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院帳號(hào)：040101040009001。

郵局匯款北京市朝陽(yáng)區(qū)麥子店街41號(hào)501室《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》編輯部收，郵編100125。

匯款務(wù)請(qǐng)注明“學(xué)報(bào)會(huì)議費(fèi)”字樣，收款后統(tǒng)一開(kāi)具發(fā)票。

四、聯(lián)系方式

秦學(xué)敏電話：010-65929451，15110257104　簡(jiǎn)保權(quán)電話：010-65910066轉(zhuǎn)2503，15010386132

篇9

光伏并網(wǎng)發(fā)電是當(dāng)今世界光伏發(fā)電的主要發(fā)展方向，是光伏技術(shù)步入大規(guī)模發(fā)電階段，成為電力工業(yè)組成部分之一的重大技術(shù)步驟。許多統(tǒng)計(jì)資料表明，近幾年來(lái)世界光伏并網(wǎng)發(fā)電市場(chǎng)發(fā)展迅速，光伏并網(wǎng)發(fā)電的裝機(jī)容量從1 996年的7MWp上升到2000年的140MWp，光伏并網(wǎng)發(fā)電在光伏行業(yè)中的市場(chǎng)比例也從1 996年的10％上升到2000年的50％，2007年光伏并網(wǎng)發(fā)電的市場(chǎng)比例已達(dá)到80％。而在中國(guó)，光伏發(fā)電也將在未來(lái)的電力供應(yīng)中扮演重要的角色，其累計(jì)裝機(jī)容量預(yù)計(jì)至201 0年將達(dá)600MWp，2020年將達(dá)到30GWp，2050年將達(dá)到100GWp。根據(jù)電力科學(xué)院預(yù)測(cè)，到2050年，中國(guó)可再生能源發(fā)電將占到全國(guó)總電力裝機(jī)的25％，其中光伏發(fā)電則占到5％。顯而易見(jiàn)，光伏并網(wǎng)發(fā)電已經(jīng)是大規(guī)模光伏發(fā)電的主要趨勢(shì)。

早在上世紀(jì)80年代，合肥工業(yè)大學(xué)已經(jīng)開(kāi)展起太陽(yáng)能光伏與風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究，張興就是在那個(gè)時(shí)候走入合肥工業(yè)大學(xué)校門(mén)的。在這所留下他半生印記的學(xué)校里，不僅走過(guò)了從學(xué)士到博士的求學(xué)之路，而且也撇下了攻關(guān)，探索的辛勤汗水。他對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的研究，源于1 997年新疆新能源研究所原所長(zhǎng)王國(guó)華研究員在合肥工業(yè)大學(xué)的一次講學(xué)。在那次講學(xué)中，張興對(duì)歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家正在興起的光伏并網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)生了濃厚的興趣，當(dāng)時(shí)，我國(guó)的光伏發(fā)電技術(shù)與產(chǎn)業(yè)還是針對(duì)技術(shù)相對(duì)落后的光伏離網(wǎng)系統(tǒng)，很少有人關(guān)注技術(shù)新穎且有一定難度的光伏并網(wǎng)技術(shù)。盡管深知其中的挑戰(zhàn)，張興卻從未想過(guò)低頭，他抓住光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中的并網(wǎng)逆變器這一核心技術(shù)，開(kāi)始了潛心的研究。經(jīng)過(guò)一年多的努力，他終于成功研制了500W光伏并網(wǎng)樣機(jī)。在1 998年的全國(guó)光伏年會(huì)上，該樣機(jī)一經(jīng)展出即引起了同行的高度關(guān)注。在此基礎(chǔ)上，1999年，張興教授又與新疆新能源研究所開(kāi)展了技術(shù)合作，共同承擔(dān)起自治區(qū)的科技攻關(guān)項(xiàng)目。當(dāng)時(shí)，逆變電源專家曹仁賢創(chuàng)辦的合肥陽(yáng)光電源有限公司起步不久，雖然主打產(chǎn)品主要是離網(wǎng)型光伏逆變器，但他還是給予了這一項(xiàng)目充分的肯定和支持。在共同的努力下，該項(xiàng)目組于2000年成功開(kāi)發(fā)出3kW工程化樣機(jī)，并在新疆鄯善縣成功地進(jìn)行了應(yīng)用測(cè)試，取得了預(yù)期性能。隨之，在經(jīng)過(guò)一年多的試運(yùn)行之后，2001年，該項(xiàng)目順利通過(guò)了新疆維吾爾自治區(qū)組織的專家鑒定，得到了一致的好評(píng)。

而正是這個(gè)項(xiàng)目的成功，拉開(kāi)了張興教授與合肥陽(yáng)光電源有限公司產(chǎn)學(xué)研合作的帷幕。此后，國(guó)家“十五”科技攻關(guān)項(xiàng)目“并網(wǎng)光伏發(fā)電用系列逆變器的產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)”、科技部新能源行動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目等諸多科技攻關(guān)項(xiàng)目在他們的攜手并進(jìn)下，得以產(chǎn)業(yè)化實(shí)踐，同時(shí)建造了多個(gè)并網(wǎng)光伏示范電站，其中，科技部新能源行動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目“60kW光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用與研究”項(xiàng)目獲得新疆維吾爾自治區(qū)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

與“陽(yáng)光”同行

“陽(yáng)光”，一個(gè)聽(tīng)起來(lái)倍感明媚的詞語(yǔ)。而在電源領(lǐng)域，這一個(gè)詞語(yǔ)則讓人聯(lián)想起我國(guó)知名的新能源發(fā)電電源專業(yè)制造商――合肥陽(yáng)光電源有限公司(以下簡(jiǎn)稱“陽(yáng)光電源”)。

自1 997年成立以來(lái)，陽(yáng)光電源專注于可再生能源發(fā)電產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)，囊括了光伏發(fā)電電源、風(fēng)力發(fā)電電源、回饋式節(jié)能負(fù)載、電力系統(tǒng)電源等系列產(chǎn)品，曾成功參與北京奧運(yùn)鳥(niǎo)巢、上海世博會(huì)、三峽工程，全球環(huán)境基金可再生能源項(xiàng)目、西班牙MaIaga 5MW大型光伏電站，英國(guó)和法國(guó)小型風(fēng)力并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目、青藏鐵路等重大工程，獲得了國(guó)內(nèi)外業(yè)界的一致好評(píng)。多年來(lái)，陽(yáng)光電源先后獲得“安徽省優(yōu)秀民營(yíng)科技企業(yè)”、“安徽名牌產(chǎn)品”、“優(yōu)秀創(chuàng)新企業(yè)”，“安徽省‘115’產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”、國(guó)家發(fā)改委REDP項(xiàng)目“技術(shù)進(jìn)步優(yōu)秀項(xiàng)目獎(jiǎng)”，“太陽(yáng)能光伏產(chǎn)品金太陽(yáng)認(rèn)證”等榮譽(yù)，是安徽省可再生資源電源工程技術(shù)研究中心依托單位、安徽省研究生產(chǎn)學(xué)研示范基地。

同樣，經(jīng)過(guò)二十余年的努力，合肥工業(yè)大學(xué)在太陽(yáng)能光伏與風(fēng)力發(fā)電技術(shù)等可再生能源發(fā)電技術(shù)方面也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，如今，不僅擁有電力電子與電力傳動(dòng)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)學(xué)科、教育部光伏工程研究中心，還進(jìn)入了國(guó)家培育優(yōu)勢(shì)重點(diǎn)學(xué)科的“111計(jì)劃”，成為“可再生能源并網(wǎng)發(fā)電國(guó)家級(jí)創(chuàng)新引智基地”。而在可再生能源并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)的科學(xué)研究中，張興教授與陽(yáng)光電源的產(chǎn)學(xué)研合作尤其值得稱道。

從1 999年共同開(kāi)展新疆維吾爾自治區(qū)的科技攻關(guān)項(xiàng)目開(kāi)始，他們的產(chǎn)學(xué)研合作已經(jīng)整整十年。十年間，他們聯(lián)手創(chuàng)造了不少成績(jī)，近年來(lái)更是成果選出。

“上海電力局奉賢10kW光伏屋頂示范工程項(xiàng)目”屬于上海電力局新能源發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目，工程于2003年3月建成并投入運(yùn)行，2004年7月通過(guò)專家鑒定，是上海首個(gè)全部采用國(guó)產(chǎn)化技術(shù)的光伏屋頂并網(wǎng)示范系統(tǒng)，該系統(tǒng)所用的1臺(tái)10kW三相并網(wǎng)逆變器即由張興課題組與陽(yáng)光電源聯(lián)合研制。

他們合作的“并網(wǎng)光伏發(fā)電用系列逆變器的產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目是國(guó)家科技部“十五”科技攻關(guān)項(xiàng)目，該項(xiàng)目于2005年2月通過(guò)科技部的專家鑒定。其成功研發(fā)解決了并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的關(guān)鍵部件逆變器的產(chǎn)業(yè)化難點(diǎn)，推進(jìn)了我國(guó)并網(wǎng)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，如今，該項(xiàng)目系列產(chǎn)品已在陽(yáng)光電源實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，并定型了多種規(guī)格的并網(wǎng)逆變器產(chǎn)品。

隨即，在國(guó)家科技部新能源行動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目“新疆烏魯木齊大型光伏并網(wǎng)工程”研發(fā)中，張興課題組承擔(dān)起72臺(tái)60kW并網(wǎng)逆變器的系統(tǒng)及控制設(shè)計(jì)任務(wù)，而陽(yáng)光電源則對(duì)逆變系統(tǒng)的制造，現(xiàn)場(chǎng)安裝與調(diào)試工作進(jìn)行了全權(quán)負(fù)責(zé)。2004年12月，該工程完滿建成并投入運(yùn)行，2006年3月，通過(guò)科技部驗(yàn)收及專家鑒定。經(jīng)鑒定，該項(xiàng)目采用可調(diào)度型并網(wǎng)發(fā)電結(jié)構(gòu)，并具有并網(wǎng)發(fā)電、蓄電池充放電和獨(dú)立逆變?nèi)剡\(yùn)行功能，省略了常規(guī)的充電控制器，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，大大提高了光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的性價(jià)比，是當(dāng)時(shí)新疆地區(qū)最大且功能最為先進(jìn)的光伏并網(wǎng)示范工程，其成果被授予新疆維吾爾自治區(qū)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

此外，在“上海生態(tài)示范園光伏屋頂工程”、安徽省科技攻關(guān)項(xiàng)目“合肥陽(yáng)光電源30kW光伏屋頂示范工程項(xiàng)目”以及

科技部科技攻關(guān)推廣項(xiàng)目“上海崇明30kW光伏屋頂示范工程”研發(fā)中，他們的表現(xiàn)也不負(fù)眾望。

“非?！弊非?/p>

電力電子與新能源應(yīng)用技術(shù)的多年研發(fā)、與陽(yáng)光電源十年的產(chǎn)學(xué)研合作，點(diǎn)點(diǎn)滴滴的付出，張興教授用自己的智慧和汗水寫(xiě)出了一個(gè)不一般的科研生涯。

在風(fēng)力發(fā)電研究方面，其MW級(jí)變流器作為核心技術(shù)一直被外國(guó)壟斷，其國(guó)產(chǎn)化的路途極其艱辛和富有挑戰(zhàn)性，2004年，張興教授與陽(yáng)光電源再度聯(lián)手進(jìn)行科技攻關(guān)，他們首先完成了安徽省“十五”科技攻關(guān)項(xiàng)目“風(fēng)力發(fā)電用交直交并網(wǎng)變流器”，并獲得安徽省2006年度科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。接著，作為課題負(fù)責(zé)人之一，張興教授與陽(yáng)光電源聯(lián)合申報(bào)并獲得了“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃“大功率風(fēng)電機(jī)組研制與示范”的兩個(gè)重大項(xiàng)目的資助――“1 5MW以上直驅(qū)式風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)及變流器的研制與產(chǎn)業(yè)化”與“1，5MW以上雙饋式風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)及變流器的研制與產(chǎn)業(yè)化”。經(jīng)過(guò)大家不懈的努力，目前，MW級(jí)雙饋型與直驅(qū)型風(fēng)機(jī)變流器基本實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，部分機(jī)型已經(jīng)批量向整機(jī)廠商供貨。

在柔性直流輸電變流與控制研究方面，張興教授著眼于柔性直流輸電技術(shù)與風(fēng)力發(fā)電相結(jié)合，對(duì)安徽省自然基金項(xiàng)目“電網(wǎng)異常條件下風(fēng)場(chǎng)柔性直流輸電網(wǎng)側(cè)變流器控制策略研究”進(jìn)行了攻關(guān)研究。與此同時(shí)，在合肥工業(yè)大學(xué)本科評(píng)建項(xiàng)目的支持下，他自主研發(fā)成功了一套1 5kW柔性直流輸電變流及控制系統(tǒng)研究平臺(tái)。

在PWM整流器技術(shù)研究方面，張興教授完成了包括HT--7u超導(dǎo)托卡馬克等離子移快控電源、蓄電池雙向饋電電源、背靠背雙向變流器等多項(xiàng)研究成果，并在其博士學(xué)位論文基礎(chǔ)上，由“電氣自動(dòng)化新技術(shù)叢書(shū)”編委會(huì)資助并由機(jī)械工業(yè)出版社出版了《PWM整流器及控制》學(xué)術(shù)專著，該學(xué)術(shù)專著在新能源并網(wǎng)發(fā)電的逆變器研究與應(yīng)用領(lǐng)域得到了學(xué)術(shù)界專家學(xué)者的肯定并被廣泛引用。

在積極進(jìn)行科研攻關(guān)的同時(shí)，張興教授還將大量精力投入到特色實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中。2006年，他主持完成了“合肥工業(yè)大學(xué)風(fēng)力發(fā)電變流器及其控制實(shí)驗(yàn)室”的建設(shè)，其主要包括“250kW中低壓雙饋、交流異步全功率風(fēng)力發(fā)電驅(qū)動(dòng)平臺(tái)”、“永磁同步直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電驅(qū)動(dòng)平臺(tái)”，以及分布式發(fā)電系統(tǒng)中的“風(fēng)力發(fā)電模擬平臺(tái)”，“柔性直流輸電變流及控制系統(tǒng)研究平臺(tái)”等。而他與陽(yáng)光電源合作，還為該公司建成了“2MW雙饋型風(fēng)力發(fā)電變流器試驗(yàn)平臺(tái)”、“2MW同步直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電變流器試驗(yàn)平臺(tái)”。這些實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)基本上涵蓋了張興教授及其團(tuán)隊(duì)近年來(lái)的大部分成果，在這些成果的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)深入地自主研制，這些平臺(tái)已經(jīng)開(kāi)始發(fā)揮各自的功用，不僅大大促進(jìn)了合肥工業(yè)大學(xué)新能源應(yīng)用及其電力電子研究技術(shù)的發(fā)展，使其成為全國(guó)高校風(fēng)力發(fā)電變流器研究條件一流的單位，也為國(guó)家支撐項(xiàng)目的取得與完成提供了良好的研究條件與基礎(chǔ)。

篇10

中圖分類號(hào)：TM614 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

由于風(fēng)能具有蘊(yùn)藏量巨大、分布廣泛、清潔無(wú)污染和可再生，成本低、占地面積小、建設(shè)周期短等優(yōu)點(diǎn)，使得風(fēng)力發(fā)電從諸多新能源發(fā)電技術(shù)中脫穎而出。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是高度時(shí)變的、非線性的復(fù)雜系統(tǒng)，其電氣控制系統(tǒng)的有效性和可靠性是風(fēng)電機(jī)組安全運(yùn)行的關(guān)鍵。并網(wǎng)技術(shù)是風(fēng)力發(fā)電技術(shù)中很重要的一部分，它關(guān)系到電網(wǎng)接入的電能質(zhì)量及風(fēng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性。因此研究風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)有著極其重要的經(jīng)濟(jì)意義和重大民生意義。

本文以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性價(jià)比高、成本低且廣泛使用的定槳距失速型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中異步發(fā)電機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)其并網(wǎng)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究。

1異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)方式

異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)投入運(yùn)行時(shí)，靠滑差來(lái)調(diào)整負(fù)荷，機(jī)組的調(diào)速精度要求不高，不需要同步設(shè)備和整步操作，只要轉(zhuǎn)速接近同步速時(shí)就可并網(wǎng)，控制簡(jiǎn)單，且并網(wǎng)后不會(huì)產(chǎn)生振蕩和失步，運(yùn)行穩(wěn)定，要求不高。但異步發(fā)電機(jī)直接并入電網(wǎng)時(shí)，其沖擊電流會(huì)達(dá)到其額定電流的6～7倍，甚至10倍以上，該沖擊電流會(huì)對(duì)電網(wǎng)、風(fēng)機(jī)以及發(fā)電機(jī)本身造成嚴(yán)重的沖擊，甚至?xí)绊懫渌?lián)網(wǎng)機(jī)組的正常運(yùn)行。因此，應(yīng)對(duì)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)時(shí)的電流加以限制。

目前，異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)的主要方法有直接并網(wǎng)法、準(zhǔn)同期并網(wǎng)法、降壓并網(wǎng)法和軟并網(wǎng)法。

直接并網(wǎng)法是在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)直接并網(wǎng)，這樣并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)沖擊大，有較大的瞬間沖擊電流，電網(wǎng)電壓下降嚴(yán)重。適用于電網(wǎng)容量大、風(fēng)電機(jī)組容量較小的場(chǎng)合。

準(zhǔn)同期并網(wǎng)法是在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)，先用電容產(chǎn)生勵(lì)磁，使其建立額定電壓，然后調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的相位與電網(wǎng)同步后并入電網(wǎng)運(yùn)行。其優(yōu)點(diǎn)是并網(wǎng)沖擊電流較小，電網(wǎng)電壓下降幅度??；缺點(diǎn)是并網(wǎng)所需的整步同期設(shè)備增加了機(jī)組的造價(jià)，且從整步到準(zhǔn)同步并網(wǎng)所需的時(shí)間長(zhǎng)。適用于電網(wǎng)容量比風(fēng)電機(jī)組大不了幾倍的場(chǎng)合。

降壓并網(wǎng)是在發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)之間串電抗器，以減少合閘瞬間沖擊電流的幅值與電網(wǎng)電壓的下降幅度，待達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)將電抗器切除。這種并網(wǎng)方式要增加大功率的電阻或電抗器組件，其投資隨機(jī)組容量的增大而增大，經(jīng)濟(jì)性差。適用于小容量風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)。

軟并網(wǎng)法則采用雙向晶閘管的軟切入法，得到一個(gè)平穩(wěn)的過(guò)渡過(guò)程而不會(huì)出現(xiàn)沖擊電流，可使并網(wǎng)電流控制在一定范圍內(nèi)，大幅降低并網(wǎng)時(shí)的沖擊電流，增加風(fēng)機(jī)的使用壽命和可靠性。目前，大型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)都采用這種并網(wǎng)方法。

2失速型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的軟并網(wǎng)系統(tǒng)的工作原理

異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組軟并網(wǎng)控制系統(tǒng)的主電路由三對(duì)反并聯(lián)或雙向晶閘管及其保護(hù)電路組成，在軟并網(wǎng)過(guò)渡過(guò)程中，每一時(shí)刻，有兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，構(gòu)成一個(gè)回路。

步電機(jī)利用雙向晶閘管進(jìn)行軟并網(wǎng)的過(guò)程如下：當(dāng)異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)起動(dòng)或轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)，與電網(wǎng)相連的每一相雙向晶閘管的控制角在180壩？爸渲鸞ネ醬蚩幻肯轡藪サ憧氐乃蚓д⒐艿牡紀(jì)角也捅櫻壩？80爸渲鸞ネ皆齟蟆4聳弊遠(yuǎn)⑼厴形炊鰨⒌緇ü蚓д⒐芷轎鵲亟氳繽？

當(dāng)異步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速小于同步轉(zhuǎn)速時(shí)，異步發(fā)電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，隨著轉(zhuǎn)速的升高，其轉(zhuǎn)差率逐漸趨于零。當(dāng)轉(zhuǎn)差率為零時(shí)，雙向晶閘管已全部導(dǎo)通，這時(shí)自動(dòng)并網(wǎng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，短接已全部開(kāi)通的雙向晶閘管。發(fā)電機(jī)輸出功率后，雙向晶閘管的觸發(fā)脈沖自動(dòng)關(guān)閉，發(fā)電機(jī)輸出電流不再經(jīng)雙向晶閘管而是通過(guò)已閉合的自動(dòng)開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)流向電網(wǎng)。通過(guò)控制晶閘管的導(dǎo)通角，來(lái)限制異步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)以及大小電機(jī)切換時(shí)的瞬間沖擊電流，得到一個(gè)比較平滑的并網(wǎng)過(guò)程。

3仿真與實(shí)驗(yàn)分析

本次對(duì)本文所提出的軟并網(wǎng)系統(tǒng)在額定功率為1.1MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)上做了軟并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)對(duì)象為GCN1000型定槳風(fēng)力發(fā)電機(jī)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的切入風(fēng)速為4.8 m/s，切出風(fēng)速20m/s，額定風(fēng)速15 m/s；風(fēng)機(jī)葉片數(shù)為2，風(fēng)場(chǎng)空氣密度 1.059Kg/m3。

發(fā)電機(jī)等效電路如圖1所示。其具體參數(shù)為：機(jī)端額定電壓VN 為0.69kV，額定容量SN 為1100MVA，額定功率PN 為1000MW，定子電阻R1為6.757 m ，定子電抗X1為80.926 m ，轉(zhuǎn)子電阻R2為51.531 m ，轉(zhuǎn)子電抗X2為147.95 m ，勵(lì)磁并聯(lián)支路電阻Rm為208.80 ，勵(lì)磁并聯(lián)支路電抗Xm為5.041 ，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為45.8kgm2，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子慣性時(shí)間常數(shù)為1.2s，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子額定轉(zhuǎn)速為1560rpm。

軟并網(wǎng)過(guò)程是一個(gè)強(qiáng)非線性過(guò)渡過(guò)程，只有采用基于狀態(tài)量反饋來(lái)實(shí)施閉環(huán)控制。傳統(tǒng)軟閉環(huán)軟并網(wǎng)即限流式軟并網(wǎng)，主要以電機(jī)的定子電流作為晶閘管觸發(fā)角變化的根本依據(jù)，通過(guò)采樣電機(jī)定子電流，并與電流限定值進(jìn)行比較，得出相應(yīng)的電流偏差值，經(jīng)過(guò)數(shù)字PI調(diào)節(jié)算法，計(jì)算出所需要的晶閘管觸發(fā)角的調(diào)整量。它存在潛在的缺點(diǎn)是：由于導(dǎo)通角最少需要10ms的時(shí)間才能改變一次，如果導(dǎo)通角已給出，則在接下來(lái)的10ms中電流是不可控的，所以當(dāng)參數(shù)調(diào)校不好的時(shí)候，可能出現(xiàn)電流忽大忽小的狀態(tài)，引起震蕩不穩(wěn)定。

本次研究改為采集發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速脈沖，通過(guò)快速檢測(cè)及運(yùn)算，得出機(jī)組運(yùn)行加速度，根據(jù)加速度的微分特性，達(dá)到預(yù)測(cè)控制的目的，從而實(shí)現(xiàn)晶閘管觸發(fā)角的精確控制。將導(dǎo)通角從72度階躍變化到180度并持續(xù)20ms，斷開(kāi)并網(wǎng)接觸器，間隔1秒后合上并網(wǎng)接觸器，投入導(dǎo)通角并保持3秒后實(shí)驗(yàn)結(jié)束。記錄數(shù)據(jù)如表1所示。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，通過(guò)采集發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速脈沖，然后檢測(cè)、運(yùn)算得出機(jī)組運(yùn)行加速度來(lái)控制晶閘管觸發(fā)角的這種方法可以很好地達(dá)到控制目的，改善了電流忽大忽小，震蕩不穩(wěn)定的狀態(tài)。

當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到l320 r/min時(shí)由PLC（上位機(jī)）發(fā)出并網(wǎng)指令。整個(gè)并網(wǎng)過(guò)程中定子電流波形如圖2所示，從實(shí)驗(yàn)波形可以看出，采用基于加速度控制的晶閘管軟并網(wǎng)系統(tǒng)基本可以抑制過(guò)大的沖擊電流，而且在整個(gè)并網(wǎng)過(guò)程中，沒(méi)有出現(xiàn)電流電流忽大忽小，震蕩不穩(wěn)定的狀態(tài)。

4結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)定槳失速型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組軟并網(wǎng)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究，本次研究通過(guò)采集發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速脈沖，經(jīng)過(guò)運(yùn)算，得出機(jī)組運(yùn)行加速度，根據(jù)加速度的微分特性，達(dá)到預(yù)測(cè)控制的目的，從而實(shí)現(xiàn)晶閘管觸發(fā)角的精確控制。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這種方法可以實(shí)現(xiàn)失速型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的平穩(wěn)并網(wǎng)，其啟動(dòng)電流也完全可以滿足異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)要求。

（指導(dǎo)老師：吳紅霞）

基金項(xiàng)目：此成果為省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：201511798001）。

參考文獻(xiàn)

[1] 李文朝.并網(wǎng)型風(fēng)電機(jī)組軟并網(wǎng)控制系統(tǒng)研究[D].河海大學(xué)碩士學(xué)位論文，2006.

[2] 王承凱，許洪華，趙斌.基于SIMULINK的失速型風(fēng)電機(jī)組軟并網(wǎng)控制系統(tǒng)的仿真分析[J].太陽(yáng)能學(xué)報(bào)，2004，Vol.25，NO.5：599-605.

[3] 張雷，谷海濤，鄂春良，李海冬.失速型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組軟并網(wǎng)技術(shù)研究[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2009，Vol.29，NO.5：35-37.

篇11

近年來(lái)，世界風(fēng)力發(fā)電事業(yè)蓬勃發(fā)展，截至2006年年底，全世界風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量已達(dá)7422萬(wàn)千瓦，預(yù)計(jì)到2010年全世界風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到149．5吉瓦。

我國(guó)風(fēng)能資源豐富。據(jù)中國(guó)氣象科學(xué)研究院的初步測(cè)算,我國(guó)陸地10m高度處可開(kāi)發(fā)儲(chǔ)量為2.53億kW,海上可開(kāi)發(fā)儲(chǔ)量為7.5億kW,總計(jì)約10億kW,風(fēng)能利用潛力巨大。2005年以來(lái)我國(guó)每年的風(fēng)電新增裝機(jī)容量連年翻番，2005年裝機(jī)容量126萬(wàn)KW，2006年裝機(jī)容量260萬(wàn)KW，2007年裝機(jī)容量590萬(wàn)KW，至2008年底風(fēng)電裝機(jī)容量已超過(guò)1000萬(wàn)KW。國(guó)家規(guī)劃,到2020年中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模將達(dá)3000萬(wàn)kW。在國(guó)家政策和資源優(yōu)勢(shì)的推動(dòng)下,中國(guó)風(fēng)能開(kāi)發(fā)利用取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。

風(fēng)力發(fā)電在并網(wǎng)時(shí)由于沖擊電流的存在，會(huì)對(duì)電網(wǎng)電壓產(chǎn)生影響。由于風(fēng)力發(fā)電是一種間歇性能源，風(fēng)電場(chǎng)的功率輸出具有很強(qiáng)的隨機(jī)性，所以為了保證風(fēng)電并網(wǎng)以后系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，需要額外安排一定容量的旋轉(zhuǎn)備用以響應(yīng)風(fēng)電場(chǎng)的隨機(jī)波動(dòng)。各種形式的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)對(duì)無(wú)功功率的需求不同，依靠電容補(bǔ)償來(lái)解決無(wú)功功率平衡問(wèn)題，發(fā)電機(jī)的無(wú)功功率與出力有關(guān)，由此也影響電網(wǎng)的電壓。

大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的投入運(yùn)行，使大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的建設(shè)成為可能，風(fēng)電事業(yè)正逐步向產(chǎn)業(yè)化邁進(jìn)。在某些地方，風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)在電網(wǎng)中占有了相當(dāng)?shù)谋戎兀倪\(yùn)行狀況直接關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的安全性和可靠性。為了更加安全、充分的利用風(fēng)力資源，迫切需要深入研究大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)運(yùn)行的相關(guān)技術(shù)問(wèn)題，是保證并入大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)后電力系統(tǒng)仍然可以正常穩(wěn)定運(yùn)行的重要前提。

國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)期以來(lái)，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)主要采用恒速恒頻發(fā)電方式，但采用恒速恒頻方式的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電效率較低，而且機(jī)械承受的應(yīng)力較大，相應(yīng)的裝置成本較高。近年來(lái)，隨著大規(guī)模電力電子技術(shù)的日趨成熟，同時(shí)為實(shí)現(xiàn)不同風(fēng)速下實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲從而高效發(fā)電，國(guó)內(nèi)外正在采用變速恒頻發(fā)電方式，變速恒頻發(fā)電方式可以大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)運(yùn)行轉(zhuǎn)速,來(lái)適應(yīng)因風(fēng)速變化而引起的風(fēng)力機(jī)功率的變化,可以最大限度的吸收風(fēng)能,因而效率較高；控制系統(tǒng)采取的控制手段可以較好的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的有功功率、無(wú)功功率,但控制系統(tǒng)較為復(fù)雜；低風(fēng)速下風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速相應(yīng)下降，從而大大降低了系統(tǒng)的機(jī)械應(yīng)力和裝置成本，近年來(lái)變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成了大容量風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的主要選擇方向。

恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)包括同步發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)和異步發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)。同步發(fā)電機(jī)在重載情況下并網(wǎng)，若不進(jìn)行有效的控制，常會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的無(wú)功振蕩和失步，對(duì)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的影響。用于風(fēng)力發(fā)電的同步發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，常采用自動(dòng)準(zhǔn)同步并網(wǎng)和自同步并網(wǎng)方式。前者由于風(fēng)速的不確定性，通過(guò)該方法并網(wǎng)比較困難；后者的并網(wǎng)操作相對(duì)簡(jiǎn)單，使并網(wǎng)在短時(shí)間內(nèi)完成，但要克服合閘時(shí)有沖擊電流的缺點(diǎn)。異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制裝置簡(jiǎn)單，而且并網(wǎng)后不會(huì)產(chǎn)生振蕩和失步，運(yùn)行比較穩(wěn)定。然而，異步發(fā)電機(jī)直接并網(wǎng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生發(fā)電機(jī)額定電流5-7倍的沖擊電流，不僅對(duì)電網(wǎng)造成沖擊而且影響機(jī)組壽命；另外異步發(fā)電機(jī)本身不發(fā)無(wú)功功率，需要進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。[

變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)有多種，例如同步發(fā)電機(jī)交/直/交系統(tǒng)的并網(wǎng)運(yùn)行和雙饋發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的并網(wǎng)運(yùn)行。在變速恒頻風(fēng)力發(fā)電的眾多種方案中,最具優(yōu)勢(shì)的方案是采用雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)型交流勵(lì)磁變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

同步發(fā)電機(jī)交/直/交系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，由于采用頻率變換裝置進(jìn)行輸出控制,因此并網(wǎng)時(shí)沒(méi)有電流沖擊,對(duì)系統(tǒng)幾乎沒(méi)有影響。由于同步發(fā)電機(jī)組工作頻率與電網(wǎng)頻率是彼此獨(dú)立的,風(fēng)輪及發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速可以變化,不必?fù)?dān)心發(fā)生同步發(fā)電機(jī)直接并網(wǎng)運(yùn)行可能出現(xiàn)的失步問(wèn)題。在風(fēng)電系統(tǒng)中使用阻抗匹配和功率跟蹤反饋來(lái)調(diào)節(jié)輸出負(fù)荷,可使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組按最佳效率運(yùn)行,向電網(wǎng)輸送更多的電能。

雙饋發(fā)電機(jī)系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，風(fēng)力機(jī)起動(dòng)后帶動(dòng)發(fā)電機(jī)至接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)電網(wǎng),并網(wǎng)時(shí)基本上無(wú)電流沖擊。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速可隨風(fēng)負(fù)載的變化及時(shí)做出相應(yīng)的調(diào)整,產(chǎn)生最大的電能輸出。而且通過(guò)調(diào)節(jié)雙饋發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的頻率、幅值和相位，可以保證發(fā)電機(jī)在變速運(yùn)行的情況下發(fā)出恒定頻率的電力,并可以調(diào)節(jié)無(wú)功功率和有功功率。

交流勵(lì)磁變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)之間是一種柔性連接，尤其對(duì)無(wú)刷雙饋電機(jī)而言，對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)交流勵(lì)磁電流的調(diào)節(jié)與控制，就可在變速運(yùn)行的任何轉(zhuǎn)速下滿足并網(wǎng)條件，實(shí)現(xiàn)變速恒頻無(wú)沖擊電流的高效并網(wǎng)。其勵(lì)磁繞組與電網(wǎng)間的雙向變頻器功率，僅為發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的一小部分功率。可以預(yù)見(jiàn)，在未來(lái)幾年內(nèi)，無(wú)刷雙饋電機(jī)在變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)中將會(huì)獲得廣泛的應(yīng)用，對(duì)全國(guó)的風(fēng)力發(fā)電等機(jī)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代起推動(dòng)作用，產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

研究(設(shè)計(jì))內(nèi)容

對(duì)主要風(fēng)力發(fā)電機(jī)組類型進(jìn)行對(duì)比研究，不同機(jī)型的發(fā)電機(jī)原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)行特性和對(duì)電力系統(tǒng)的影響不盡相同，有必要進(jìn)行研究。

對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)方式進(jìn)行比較分析研究，主要是同步發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)方式和異步發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)方式進(jìn)行比較分析，并對(duì)目前主流的變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行重點(diǎn)探討。

電壓水平是電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要指標(biāo)，研究了風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行后電力系統(tǒng)的電壓特性。

從風(fēng)電場(chǎng)接入地區(qū)的中樞點(diǎn)電壓水平、風(fēng)電系統(tǒng)負(fù)荷的輕重、風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功補(bǔ)償容量大小等各個(gè)方面分析探討影響風(fēng)電機(jī)組最大注入功率的各種因素。

綜合分析幾種常用風(fēng)力發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)控制技術(shù)，分析比較它們各自應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電上的優(yōu)缺點(diǎn)。并提出風(fēng)力發(fā)電技術(shù)今后的發(fā)展趨勢(shì)。

研究(設(shè)計(jì))方法及技術(shù)路線

首先建立幾種常用風(fēng)力發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，建立風(fēng)速、風(fēng)力機(jī)模型，并利用已建立的數(shù)學(xué)模型對(duì)發(fā)電機(jī)原理進(jìn)行探討，研究各風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性，并就各種發(fā)電機(jī)并網(wǎng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的影響進(jìn)行理論探討，特別是與電網(wǎng)有功、無(wú)功交換功率及對(duì)電網(wǎng)電壓的影響進(jìn)行探討，找出合適的并網(wǎng)運(yùn)行控制方案。

本課題研究的難點(diǎn)有：1）風(fēng)力發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型的建立；由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)類型較多，不同電機(jī)的數(shù)學(xué)模型不一樣，不能建立統(tǒng)一的、適應(yīng)各種機(jī)型的數(shù)學(xué)模型。2）該課題的探討主要停留在理論上，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆抡嬗?jì)算，難以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證時(shí)間安排

第九周

詳細(xì)地了解設(shè)計(jì)題目、設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)要求、預(yù)期效果。本周內(nèi)主要完成：①明確設(shè)計(jì)任務(wù)的具體內(nèi)容。②完成開(kāi)題報(bào)告。③編制初步設(shè)計(jì)方案

第十周

通過(guò)分析設(shè)計(jì)任務(wù)，提出各自的問(wèn)題。

第十一周、第十二周

①將設(shè)計(jì)任務(wù)再次細(xì)化，提出更加具體的問(wèn)題。②開(kāi)始設(shè)計(jì)預(yù)期目標(biāo)的整體方案，包括相關(guān)硬件、軟件方案，提出可行性。

第十三周、第十四周

①設(shè)計(jì)方案更加具體化，使之更加清晰，明確提出可達(dá)到的預(yù)期效果。②再次論證方案的可行性。③對(duì)設(shè)計(jì)方案各部分進(jìn)行系統(tǒng)的分析計(jì)算，解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的具體問(wèn)題。

第十六周

總結(jié)前兩個(gè)階段的工作成果，編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。

第十七周

①妥善保存設(shè)計(jì)系統(tǒng)。②修改畢業(yè)論文，并完成打印。③準(zhǔn)備答辯

預(yù)期成果

預(yù)期成果為幾種常見(jiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)運(yùn)行控制方案，并以論文論文的形式表達(dá)出來(lái)?？赡艿膭?chuàng)新點(diǎn)為：考慮充分利用電力存儲(chǔ)或者能量存儲(chǔ)技術(shù)，降低風(fēng)能資源的隨機(jī)性對(duì)電網(wǎng)造成的不利影響，改善風(fēng)能資源的利用條件，盡可能達(dá)到可控的目的。

主要參考文獻(xiàn)

[1]劉亮,唐任遠(yuǎn),孫雨萍．兆瓦級(jí)直驅(qū)式永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究．山東大學(xué)碩士學(xué)位論文．2008.5

[2]任景．變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組動(dòng)態(tài)模型及并網(wǎng)研究．電網(wǎng)與水力發(fā)電進(jìn)展．2008.1

[3]張偉，韓肖清．異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)仿真分析．太原理工大學(xué)碩士學(xué)位論文．2006.5

[4]HoldsworthL，JenkinsN，StrbacG．Electricalstabilityoflargeoffshorewindfarms．SeventhInternationalConferenceonAC-DCPowerTransmission．2001

[5]CHEDIDR,MRADF,BASMAM.Intelligentcontrolforwindenergyconversionsystems.WindEng,1998(1)

[6]宋偉,李昌禧．大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行的探討．河北電力技術(shù)．2002（4）

[7]吳俊玲，周雙喜，孫建鋒，陳壽孫，孟慶和．并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的最大注入功率分析．電網(wǎng)技術(shù)．2004.10

[8]葉運(yùn)驊．并網(wǎng)型變速風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制技術(shù)與策略．哈爾濱建筑大學(xué)學(xué)報(bào)．2002.12

[9]耿華,楊耕,馬小亮．并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制技術(shù)綜述．電力電子技術(shù)．2006.12