能源管控数字化精选(九篇)

第1篇：能源管控数字化范文

关键词：智能化 数字电源系统 应用

中图分类号：TN86 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）04-0000-00

数字电源应有高性能以及高可靠性等特点，在国防、医疗设备、农业生产、航天航空等各个领域得到了广泛的应用。智能化数字电源系统拥有较强的适应性，能够实现相对高水平的智能化，它的设计相对灵活，可以满足各种电源要求。因而，数字电源应用前景非常广阔。对这个领域的研究也非常重要。

1智能化数字电源的电路设计

智能化数字电源的系统由电脑驱动器、PWM、显示器、DSP、键盘、接口电路这六部分组成。数字信号的处理器主要通过接口芯片把显示器和键盘连接起来。这样，用户不但可以通过显示器来观察所使用的电源的参数，还可以通过键盘的作用随时对电源参数进行修改。为了将配置更为简化一些，也可以把数字控制的电源驱动器以及数字的信号处理器共同组成电源系统。再通过这样的处理后，在经过整流的滤波之后，交流电压变成+36～72v的直流输入到电压U1，接到高频变压器初级绕组上。在经过两个变阻器分压之后，分别接到数字的信号处理器模拟的输入端AN1和AN2。注意把初级绕组的另一端接到功率MOSFET。再连上一个限流电阻和电流检测电阻。偏置绕组部分的输出电压经过VD1、C1的整流滤波之后得到了+12v大小的直流偏压，接到数字控制的电源驱动器的电源端。数字控制的电源驱动器输出的大小为3.3v的电压是由数字的信号处理器提供的。次级的整流滤波电路是由C2、L以及VD2构成的，VD3是一个续流二极管，UD是直流的输出电压。从数字的信号处理器输送出去的脉宽调制信号送到数字控制的电源驱动器的IN端。数字控制的电源驱动器极限的电流标志端接到数字的信号处理器的中断端，极限的电流设定端接数字控制的电源驱动器的GMTR端点。最后，把光耦的隔离放大器把输入级和输出级隔离开来。如果使用UCD7201，那么就能够驱动两个外部功率MOSFET。另外，还可以用UCD8620以及UCD9501构成电源系统。

2智能化数字电源的技术亮点

智能化数字电源实现了数字技术和模拟技术的结合，摒弃了电源的复杂性。数字电源便于在同步信号下实现并联应用，充分利用扩展性和重复性优势，实现负载均流，简化滤波电路的设计。灵活的数字控制将电源组合成并联或者串联的模型，进而组成虚拟电源。虽然各项性能都得到提高，却没有增加系统的复杂性，使用了少量的器件，把砧板的面积进一步的缩小。数字电源在智能化方面存在的优势，能够让输入电压以及负载点系统保证它们的功率以最优的效率进行转化。此外，智能化的数字电源能够保证最优的转化效率。与模拟控制技术相比，数字技术的优势还有在线编程、效率优化、控制算法、操作精确、系统管理的功能。而且数字电源相对模拟电源误差、误差影响、老化漂移、补偿等都更具有优势。可靠性相对较好，无需调谐就可以获得稳定而且一致的控制参数。数字电源还可以使硬件平台重复应用，可根据最终系统的独特要求来设计出不同的固件，能够加快产品上市速度，减少原器件的库存、开发成本以及风险。

3智能化数字电源系统的应用

模拟电源在市场上的应用比较广泛，但还存在许多该技术达不到的一些区域。因此智能化数字电源系统所要开发的市场，便是模拟电源的这部分空白市场。以数字器件进行控制的电源，我们可以对它的内部参数进行在线调整，这也说明了电源动态的特点并不是不变的，它能够伴随负载在一个比较大的范围内波动，并不会丧失它所具备的性能。同时，智能化数字电源所具有的通讯优势，可以实现电源设备的远程控制，这种控制方式也是多样性的，能给设备的监测和运行带来许多便利和其他好处。现在，智能化数字电源正逐步进入并占有传统的使用领域，逐渐取代了模拟电源，并且这种发展速度越来越快。

在这以前，智能化数字电源的使用仅限于服务器、植入非停电电源的装置、通信产品、太阳能电池机与其功率调节器等一些比较简单的、基础的设备的部分产品中。然而最近，在汽车、LED照明设备、产业设备，甚至某些消费类的产品也都使用了智能化数字电源。相比模拟电源，到底是什么因素迅速扩张了智能化数字电源的应用领域范围呢？

3.1 DSP的低价位吸人眼球

智能化数字电源应用领域得以迅速发展的最主要原因在于，在智能化数字电源产品的制造过程中，使用了单价大约只有1美元的电源控制IC。它的成本下降到1美元左右，足以和模拟电源的控制IC相抗衡。这些IC在使用工作中的频率超过100MHz，耗电量只是DSP就接近1W，用于普通开关电源则有剩余。这是使用DSP的智能化数字电源，只有当UPS等大于1KW的大型设备才运用的主要因素。不过，“DSP微控制器”，即和通用控制器的价钱同样低廉的DSP，把原本的几十美元的成本大幅降低到不足几美元，基本解决了控制IC成本比较高的难题。

3.2以高于100W、低于1MHz的电源为目标

智能化数字电源自身的DSP微控制器，会耗费大约200mmW的电力。所以，它不适用于输出功率比较小的一些电源。但在智能化数字电源的设计中，综合电源相关的技术人员的专业意见，我们必须考虑到由于DSP微控制器电力问题而产生的效率低下。所以，在目前的水平下，超过50W～100W的输出功率的电源是最适合的。在开关频率方面，频率不超过1MHz的电源也是最佳的。智能化数字电源通过软件对电流和电压稳定性的控制，主要是通过A-D转换器来监测其输出电流和输出电压。同时，在智能化数字电源的使用当中，以专用的逻辑电路硬件，但不是DSP软件作为基点去进行PI控制等过程的演算时，可以适应于开关频率大于1MHz的设备。

4结语

智能化数字电源系统要完成从模拟电源完全向数字电源的过渡虽然需要很长时间，但该技术的应用为电源设计的领域注射了生机与活力，它具备相对较完善的电源管理功能，高的性价比和集成度，面向用户体验设计，简单的电路等显而易见的优势，为智能化数字电源系统的发展开辟了广阔的道路，并为进一步优化设计打好了基础，创造了条件。

参考文献

[1]南国农.电化教育学（第二版）[M].北京：高等教育出版社，1985.

[2]胡维治.基于校园教学网的多媒体教室管理系统的实现[J].中国教育技术，2009（6）.

第2篇：能源管控数字化范文

关键词：电梯 应急救援 应急电源 智能化 绿色节能

中图分类号：TM921 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）12（b）-0046-02

进入21世纪以来，中国的经济快速发展，城市化进程逐步实行，这让市场对于电梯（包括直梯和扶梯）的需求都日益增长。截至2014年，全国使用中的电梯总数约为350万台，且在数量上一直保持着较高速度的增长。随着电梯在人们生活中使用得愈来愈广泛，且用途愈来愈多，人们对电梯的依赖性已经达到了空前的高度。

1 背景介绍

在使用电梯时，使用者即是操作者，电梯这种简易化操作使其使用门槛极低，但随之而来的问题是：（1）一旦遇到非正常状况时，由于缺少关于电梯使用的安全知识和技能，使用者很难做出正确的、积极的反应来应对突发状况，更无法对自身进行保护；（2）电梯的使用一般均面向群体用户，一旦电梯发生问题，则很容易上升为社会性事件，造成非常消极的影响。因此，为了让电梯更加普及化，也为了为使用者提供更大的安全保障，除了电梯自身质量一定要不断提高外，对电梯的应急救援工作也要不断加强。并且在当今科学非常发达的情况下，应该充分利用科学技术，对电梯的应急救援进行强化。

2 数字电源

近年来，数字信号处理器DSP得到了很好发展，使得数字开关电源可以有比较高的开关频率。同时，数字式的开关电源与设计周期较短，且实现方式灵活，容易模块化管理等相较于模拟系统的优势，因此，数字控制在电源中有了很广泛应用。数字电源快速发展，并逐渐实现了现代控制的方法。

2.1 数字电源的定义

数字电源的定义并不单一，就强调电源控制而言，数字电源可以定义为：在对模拟开关电源的改造和升级的基础上，通过数字接口，可以实现数字控制、检测功能的开关电源。而对数字电源较为详细的定义为：核心利用数字信号处理器或者微控制器，控制数字电源驱动器和PWM控制器等，从而实现数字控制、管理和监测的功能，作为数字电源。这种定义较为复杂，但是包含了数字电源的基础原理，即通过设定电源开关状态的内部参数，从而改变其外在的特性，也就是从传统的电源控制，转变为更精细的电源管理。数字技术是数字电源管理的基础。

2.2 数字电源的特点

数字电源是区别于传统电源的、依托于数字技术的开关电源，在其使用功能上，一定不拘泥于简单电源启动和关断。就数字电源的特点，从其原理、内容方面出发，最主要有：（1）数字电源是以数字信号处理器或微控制器为核心，其控制对象不是简单的电源开关外部特性，而是驱动器和控制器，因此，其可以实现智能化；（2）不同于以往的分立式元器件，数字电源实现了电源系统的单片集成，将多个元器件组合为一个芯片或一组芯片；（3）由于核心为数字信号处理器和微控制器，所以数字电源可以达到很高的技术指标，比如其脉冲宽度调制的分辨力可以到达150 ps（10～12 s），性能优异。除此以外，数字电源在多相位控制、非线性控制和故障预测等功能上，都表现出了非常优异的性能，也对于绿色又节能型开关电源的研发提供了很好途径。相较于传统的模拟电源，数字电源在更加多样化的需求中表现更加优异。

3 电梯应急救援

随着人们在生活中对电梯愈来愈频繁使用，电梯出现紧急故障（比如：停电）而使乘客被困在电梯中、发生危险的情况也愈来愈多。对于电梯应急救援，传统的应对方法是在电梯轿厢内部安装容易识别、触及的报警装置，如果电梯发生险情，电梯内的乘客可以快速报警，然后由专业工作人员进行松闸、盘车等工作，打开电梯解救被困乘客。整个救援过程生效的主要前提，就是电梯内部的报警装置保证一定能起作用，及时将求救信息发送给专业人员，进行施救。整个过程较为理论化和理想化。

3.1 电梯的传统应急电源存在的问题

考虑到被困乘客在遇到电梯故障的情况下，心理和生理上都会出现不良反应。为了减小这种不利影响，近年来，电梯应急装置被创造出并得到广泛应用。电梯应急装置有多种叫法，如电梯停电自动平层控制，或者电梯停电自动救助装置等，但其内在的结构和其工作的原理从本质上来说就是应急电源。按照方法来分，电梯应急救援分成接管型和全供电型两种，其中接管型的包括：主控、充电、简化的电梯控制系统（包括变频器和抱闸控制、电梯运行状态检测等）和电池组、电源检测等；全供电型的应急电源的组成部分包括：主控、充电、逆变、接口板块和电池组、电源检测等。长期以来，接管型都有资源浪费、接线和调试复杂等缺点，现在逐渐被全供电型取代。

（1）对于直接拖动电梯的运行方式而言，电梯在其结构中有逆变的部分，而在应急电源组成部分中的逆变板与逆变部分设计了重复的整流、逆变，这对资源是一种浪费，严重影响使用的性价比；（2）传统应急电源在维护上必须有专人定时进行维护，或增加额外的检测设备去自动检测，难以与物联网等网络设备接轨；（3）传统应急电源只能做到机械式的、简单的电梯应急救援，只能被动解决主电源无法供电等电梯故障时的应急救援问题，但是无法更加主动、智能化解决电梯故障问题。同时，传统的应急电源只能判出单一情况并做出反应，就资源利用来说远远达不到节能、绿色的使用要求。

3.2 数字电源在电梯应急救援中的应用

通过数字的方式，对电源的电压和电流进行控制的开关电源，就是该文中所叙述的数字电源。数字电源在电梯应急救援中应用所具有的优势如以下几点。

（1）在电梯应急中，通过使用数字电源，可以利用数字电源的应用灵活性，对其系统的运行进行数字化参数设计，从而可以通过一次甚至多次的设计，使其具有多种对突发故障的应急模式，充分利用数字电源驱动器和PWM控制器的智能化操作，实现电梯应急救援的数字控制、管理和监测的功能；（2）电梯应急工作由于其工作特点，需要很强的可靠性。数字电源由于其数字化控制、管理的特点，较传统的应急电源可靠性更高。同时，由于数字电源采用的先进控制算法，即对故障可以进行数字化参数设定多种应对方式，从而为整个系统的运转提供了高能效。数字电源本身的管理系统，可以在最大程度上降低负载点、电路板和机架等诸多部分的能耗；（3）对于电梯由于主电源停电而发生故障的情况，数字电源对自身有完善的监测，救援装置本身可以自行监测自身状态，可以简化现场调试和维保，当出现电池容量不足、设备异常等问题可以直接告知给维保人员，快速监测和定位问题，也可以通过网络设备向相应的人员提供完善的资料。

4 结语

数字电源有着符合全球网络化、信息化发展的特性，且在电源市场颇受关注，是未来电源发展的必然趋势。随着电梯使用的快速普及化，电梯应急救援工作的重要性达到空前高度。而相比于传统应急电源，数字电源可以通过程序设置，对故障做出不同、多样的反应，如在发生故障时，如果电梯内部没有乘客，数字电源可以通过判别而采用“不启动应急电源进行强行召回”的运行方式，这样更加合理且更加节省资源。所以说，数字电源在电梯应急救援中的应用，将会对电梯应急救援带来更高的性价比、更好的用户体验和更加绿色、节能的操作。

参考文献

第3篇：能源管控数字化范文

关键词：数字化校园；教学资源；教学平台；教学手段

中图分类号：G647 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）11-0041-02

2010年出台的《国家中长期教育发展规划纲要（2010-2020）》提出了“加强优质教育资源开发与应用”，具体来讲就是要求通过资源库建设，优质资源引进，网络课程开发，公共服务平台建设，创新网络教学模式等手段，促进优质教育资源的普及与共享。早在2001年，麻省理工学院就宣布了其开发式课程计划（MIT Open CourseWare），2009年底，MIT已覆盖人类学，建设学、生物医学工程等30多个领域的两千多门课程，包括课程大纲、上课笔记、教学计划以及许多课程的影音资料、习题库、延伸阅读清单等全部放到网上。在我国国内，许多高校在各自学科的数字化教学资源建设方面已经取得了预期效果，但在面上，即资源的整合与开发共享、基于网络的教学资源与学习平台的统一建设、管理、服务及运维方面还有待进一步挖掘、开发与完善。

一、构建数字化校园平台

重庆电力高等专科学校数字校园平台系统是在传统校园信息系统的基础上构建的一个数字空间，包括信息门户平台、统一身份认证平台、数据中心平台等。具体来说，重庆电专数字化校园平台信息服务系统的建设采用了“1+1+1”的模式，第一个“1”是指1个统一的校园数据中心。第二个“1”是指统一的数字校园集成平台和无数多的服务组件，数字校园信息服务平台在身份认证、信息服务、资源共享等平台的基础上构建了无数多的服务组件，组件的任意拼接又构成新的组件，将不会受到数量上的限制。最后一个“1”是指统一的对外接口，数字化校园信息服务平台提供了一个统一的对外接口，利用该接口数字化校园系统可顺利实现与各类信息系统（包括学校原有的教务系统、招生就业系统、财务系统、学生工作管理系统、图书馆系统等）的高效融合。

1.统一数据中心

统一数据中心主要解决学校的“信息孤岛”问题，通过统一数据中心制定统一的数据标准，集中学校各业务部门的业务数据，并进行统一的数据安全控制和异地备份，学校各个职能部门与其他相关部门之间的数据交换通过共享数据中心统一实现。数据中心的建设包括信息标准建设和数据中心平台建设，信息化标准建设将基于国标、部标，兼顾各个标准之间的兼容性、一致性以及标准的可扩展性，建设并形成一套符合高校自身实际的管理信息化标准，为信息交换、资源共享提供基础性条件。数据中心平台的建设包括公共数据库、数据交换引擎、元数据管理等内容，数据中心和各业务系统共同构成一个学校完整的数字化校园信息平台系统，最终实现数据在各业务系统间的共享。

2.统一身份认证

统一身份认证平台是建立一个集中式的应用程序认证与授权机制，统一管理用户对应用程序的合法访问。建立统一的信息入口，建立统一的用户管理机制，实现统一的访问策略定制，实现单点登录功能，用户经统一门户登录后，从一个功能进入到另一个功能时，系统平台依据用户的角色与权限，完成对用户的一次性身份认证，提供该用户相应的活动“场所”、信息资源和基于其权限的功能模块。在学校人员或组织机构变动后，用户的身份和权限在各系统之间协调同步，减少应用系统的开发和维护成本，为用户提供方便性和有效性，为管理员提供维护工作的便利，统一身份认证平台是实现资源共享的基础和关键因素。

3.统一信息门户

信息门户平台位于数字化校园平台结构中的最上层，实现了各应用系统与用户的交互式服务过程，是数字化校园信息集中展示的窗口，是信息系统中各种应用服务集成和部署的平台。它把分散的各个业务系统的不同功能有效地组织起来，为各类用户提供一个统一的信息服务入口。信息门户系统提供学校门户布局定义、内容定义、二级门户网站模板自定义、师生个性化WEB、桌面页面风格、布局、内容自定义；师生在各业务系统集成后的功能等方面的定制工具，快速完成后台应用构件基于规划的展现，同时为师生提供个性化信息服务。

二、搭建教学资源库

1.教学资源库

学校以重点专业及专业群建设为基础，构建共享型教学资源系统。共享型教学资源库建设，一方面要整合、开发校内各专业优质教学资源，另一方面还要引进吸收国内外相关专业、相关行业成型的资源，包括专业标准大全库、专业信息文献库、专题特色资源库、专业多媒体课件库、专业图片动画视频库、专业试题资源库、专业案例资源库等各个专业共有模块，全面展示学校建设的数字化成果。教学资源库的建立，使“资源共享”成为可能，教师通过校园网和学生进行交流、探讨，不仅促进老师自身的知识构建、知识创新、教学革新，也可促进师生的互动作用，提升教学资源对专业建设和为社会服务的能力。

2.数字图书馆

数字图书馆的建设是图书馆建设的发展方向，是未来图书馆的存在形式。在数字图书馆里，一切信息都是由计算机管理的，各种载体形式的原始信息通过数字化技术转化为数字形式，并利用计算机网络和多媒体技术统一存储、传输和管理。数字图书馆的资源不再局限于自身采集收藏的文献范畴，还包括那些利用网络所获得的、本不属于图书馆自身拥有的信息资源，即各类型数据库、多媒体信息、网页以及与其他信息资源的链接等等。数字图书馆为学校各类创新科研项目和管理工作提供了切实有效的支持，已经成为学校不可或缺的信息支撑。

数字图书馆是现代大学图书馆建设的重要组成部分，在大学生培养中有着不可替代的作用。传统纸质图书和数字图书相互区别又相互联系。高校数字图书馆服务较之于普通图书馆服务，具有服务对象社会化、服务内容数字和和多样化、服务手段网络化等特征。研究构建新形势下的数字图书馆服务规律，改革创新传统图书馆服务的内容和形式，探索有效的新的方法途径，是当前图书馆服务改革和创新的主要目标。

三、建立远程教学平台

1.远程授课系统

学校依托重庆市电力公司的电视电话会议系统，建设远程授课系统，对电力公司下属的城口、秀山等40余家供电企业员工进行远程技术培训。远程授课系统既可以将学校教学的现场实况（包括老师授课画面、教师授课PPT）实时发送给培训学员收看，学员也可以在课后上网收看课程教学录像并学习本课程的相关资料，实现与教师的互动学习；同时能实现主控端（学校）远程考勤、远程控制和远程监控。远程授课系统的建设为学校开展对社会学员的技术培训和学历提升、解决工学矛盾等诸多方面提供了一个很好的思路。

2.课程学习中心

根据精品课程、双语课程等国家开发标准和指标，采用B/S架构建立课程学习中心。系统集项目申报与批准、网站建设管理、课程网站自助开发、课程题库管理、课程教学管理等多种功能于一体。教师通过课程学习中心完成网络课程的栏目设置、课件资源的上传、创建修改试题库、在线布置作业等教学管理事务，实现课程开发与课程教学的任务分离，使一门网络课程标准化的电子教材可以直接服务于不同授课教师的网络教学，在网络上实现“标准化的教材+个性化的教学”这一基本的教学工作要求。学生则通过课程学习中心完成老师布置的作业以及在线答疑，并随时随地查阅以前课程章节的授课资料和视屏内容，实现自主学习。

四、创新教学技术手段

1.网络可视化多媒体教室

随着多媒体教学、网络教学、远程教学等教学方式的普及，各式各样的先进设备操作越来越复杂，使用户在使用时感到相当不便。多媒体教室的数量的不断增多，对管理人员的日常管理维护也提出了新的问题。学校综合应用现代多媒体控制技术，全面整合网络教学资源和现代化多媒体教育技术手段，基于现代网络技术实现对教室多媒体设备及环境设备的网络化集中管理，使校园网成为教室多媒体教学的强大支持平台。

网络可视化多媒体系统包含对各个教室内计算机、投影机、实物展台、幕布、音响等设备的控制及管理。通过校园网络在中央控制室远程控制教室端多媒体网络中控及接入的设备，并具备本地控制多媒体设备的能力。同时建立IP对讲系统，在中控室可以实时监看所有多媒体教室的设备情况，实现远程监测、控制、管理和维护，以便于在系统出现故障时，使用者与管理控制者之间的沟通。网络可视化多媒体系统的运用，最大程度上降低了管理人员对多媒体设备的维护强度，使多媒体教学设备得到了充分的发挥和利用，丰富了教学手段，扩充了教学资源，减轻了教师讲课的劳动强度。

2.3d仿真技术运用

教师在讲课，特别是实训课时，一边要操作实训设备，同时也要掌握教学节奏，把握讲学的平衡尺度，但往往由于设备故障，讲课秩序容易被打乱。而传统的多媒体教学以幻灯片或教学视频的形式出现，依然停留在平面的基础上，不能够进行实时的交互。基于3D技术的仿真系统，结合计算机、通讯及多媒体技术，将系统图形化，配合关键设备，结合接口与控制技术，能够实时地根据教师讲课的过程，进行控制和展示，实现教学讲课的流畅和生动。

3D仿真技术是基于3D模型构建的三维立体环境，给人以身临其境的感觉，具有真实性与交互性的特点，使其能够完美地完成教学任务。尤其针对实训课程教学方式的改革，3D仿真技术可以将设备以逼真模型的方式展示在显示器中，并可以通过鼠标随意转动和放大设备，让学生360度细致了解设备构造及其性能、原理、参数等，并对系统模型进行交互操作，使学生能够准确掌握设备连接方式及系统运转流程。学校根据教学改革的需要，建有火电厂集控仿真系统、火电厂热控仿真系统、电力仿真系统、SMT虚拟制造系统、物流仿真系统等多个仿真实训室。声像并茂的教学形式，使学生更易于领会接受授课内容，更加有效提高了教学质量。

学校通过近几年的市级示范和国家骨干院校建设，以现有校园网络为基础，采用先进的计算机和现代教育技术手段对学校的教学、科研、管理等所有信息资源进行全面的数字化，并科学规范地对这些信息资源进行整合和集成，以构成统一的用户管理、统一的资源管理和统一的权限控制。建设学校信息共享、业务协同的数字校园平台系统，构建学校高效与科学的教学资源服务和保障体系，为全校师生提供快捷、高效、全面的信息服务，实现学校各类教学资源的优化和整合，提高了学校的管理水平和教学质量。

参考文献：

[1]潘超.南京大学数字化教学资源库让资源“活”起来[J].中国远程教育，2011，（8）.

[2]赵天.高校数字化校园建设的研究与对策[J].重庆电力高等专科学校学报，2009，（4）.

第4篇：能源管控数字化范文

关键词：智能；电源管理；智能电网；功率半导体

DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2013.2.001

一切智能化之时，能源管理是否也应该走向智能化？

当人们再谈论各种节能减排，可再生能源、绿色电子技术之时，很容易忽略掉的是，如何通过更好的规划电源使用的不同场景，进行有针对性的调整，以达到更高的电源利用效率，这其实也是一种卓有成效的环保策略。更重要的是，在确保用户体验不受影响的前提下，再谈节能环保才有实际商业的意义，而这种根据工作状态进行运行状态调整的智能管理，前提就是不仅不影响用户体验，反而能满足用户对更高体验的追求的解决方案，而从成本角度上看，虽然前期在硬件和软件方面的支出，并需要更多的维护运营成本，但通过节省了能源消耗和提升系统工作效率与主系统的工作时间角度考量，整体的使用成本其实是有所下降的。所以，智能化能源管理，是未来重要的节能趋势。

大到智能电网，普遍到各种电源控制与模式调整，细微到元器件内部的智能PMU，智能化电源管理正在人们的生活中变得越来越普遍。据Gartner分析，在各种半导体改变能源效率的应用中，智能化能源管理是增加用户体验最行之有效的方式，并且会在未来3-5年内逐渐成为节能降耗最主要的技术趋势。而在智能化电源管理过程中，半导体产品的应用量将是以每年20%的数量递增。

广泛意义上的智能电源管理，是一个完整的软件与硬件相结合的复杂系统，智能电源管理未来发展的重要主题就是高能效。首先要有能够对电源系统进行控制管理以及采集各种工作信息参数的硬件设备，然后通过智能电源系统里面的管理软件，检测各个设备单元的当前参数，如电压、电流、温度、负载变化情况等，然后根据获取的各单元运行参数通过各种通信协议传输，汇总到处理单元进行调度管理，以实现电源系统各单元的有选择性、高能效、高可靠的运行。

随着3G技术的迅猛发展，金融、电信网络的新一代基站和数据中心的建设，也对电源动力系统提出了更高的要求。与此同时，3G技术通信网络大规模普及，集中度越来越高，数据量传输量越来越大，这就要求电源厂商必须加大对创新技术的投入，提高产品的高效节能性能，并通过推出高附加值的产品或解决方案来为用户节约投资成本，同时保障运行的稳定性和高效性，才能充分保障用户体验。系统应用对电源用电量的增加给电源提出了更高的挑战，可靠性、稳定性都需要达到更高的要求。

绿色、模块化、智能化一直是这几年电源动力系统技术创新的重点。绿色要求电源系统以高效率、高功率因数运行，不会对电网造成谐波污染，不对其他设备产生电磁干扰；模块化要求电源提升系统的可靠性；智能化要求电源实现了灵活的故障诊断与保护，确保可靠运行。

在本文中，我们很难关注涉及整个智能电源管理的整个系统，我们仅从半导体产品的角度去探讨智能电源管理系统对半导体产品的需求以及带来的改变。

智能化趋势的挑战

智能化逐渐成为电源管理市场的新趋势，面对智能化的能源和电源管理趋势，电源半导体产品的面临着全新的需求与技术上的挑战。

智能电源日渐盛行，NXP大中华区资深产品营销经理张锡亮认为，这为数字控制系统和数字通信带来诸多机会，包括无线和有线方式。由于系统可以准确知道所需电量并要求供应相应电量，因此智能电源可以节省更多用电。它还带来了组合发展机遇，例如在电源线上进行数据通信。对发电厂而言，更容易获知电源负载 （或需求），从而更易于准备充足的电量。而对于个人和家庭而言，有更多的电源可供智能分配，如太阳能、风力发电和发电厂供电。一些趋势推动着智能电源不断发展：“越来越多的检测和通信方式 （有线及无线） 耗用更低的电量，例如电源上的数据、Zigbee、WIFI等”。

TI中国区业务发展经理程文涛将电源半导体产品在智能化电源系统中应用分为两个方面，一是增加电源和控制系统之间的通讯的智能，这一点以目前服务器电源的发展为代表；二是电源自身优化控制的智能，这一点以TI的UCD3K为代表。当然TI的UCD3K系列产品也包含了与控制系统之间通讯的智能。目前，在网络及通讯领域，对电源本身的监控、调节、保护，以及增加电源的智能以保护昂贵的主芯片等方面的要求越来越普遍，市场需求越来越大。在不增加总体成本的前提下如果要达到这些要求，数字控制的电源，或模拟控制带数字接口的电源成为必需。这已经成为高端电源产品发展的一个共同方向。

智能电源管理技术供应商已不仅仅局限在电源技术本身，同时更多地关注系统信号链的把握和系统的应用。在器件设计角度来看，通过器件带有的特性提升整体工作效率。比如，电源器件通过检测系统的工作状态，如动态调节输出电压来达到效率优化的目的。从工艺角度来看，功率器件工艺的改进是提高效率的关键。ADI公司电源管理部门市场工程师张洁萍的视角比较关注通信接口方面，她认为，智能化电源管理需要对用电设备进行即时监控，包括电流、电压等数值的读取、分析，进而可以对用电设备的关断电、重启进行远程操作，实现用电的科学管理，实现综合节能。因此，在智能化电源领域，PMbus接口已逐步成为电源领域通用的接口方式之一，同时电源产品与主控机之间的通信及监控等功能的集成化也日益增多。高效、节能、环保仍是不变的方向发展，产品小型化，高功率密度也是设计新一代产品的关注点。

在设计挑战方面，创新的技术同样应运而生。提升能效是电源半导体产品持之以恒的要求和趋势。一方面，可以采用创新的电源架构来优化电源在完整负载范围内的能效。另一方面，可以细致分析电源各个可能的功率损耗来源，采取针对性的措施来减小功率损耗，进而提升能效，并配合减小尺寸及提升功率密度。而随着半导体制造工艺及封装技术的进步，智能功率IC及智能功率模块也将是电源半导体产品的重要发展趋势。

例如，安森美半导体电源市场全球销售及营销高级总监郑兆雄介绍了结合型双极/CMOS/DMOS（BCD）技术的出现，使模拟、数字及电源方面的系统设计能够整合在单片衬底上，这就导致智能功率IC诞生。后续的BCD工艺改善了高压隔离、数字特征尺寸（提供更高模拟精度、逻辑速度、密度等）及功率处理能力。现代工艺能够整合数字处理器、RAM/ ROM内存、内嵌式内存及电源驱动器。早期的功率模块在单个封装中整合多个闸流体/整流器，从而提供更高的额定功率。过去三十年来已经获得重大突破。当今的模块将功率半导体与感测、驱动、保护及控制功能结合在一起。它们可分为智能功率模块（IPM）或功率整合模块（PIM）。IPM通常是功率1 kW至30 kW的器件，由功率晶体管/整流器、预驱动器，可能还有控制器组成；PIM并列几个IGBT/整流器，覆盖10 kW到1 MW的额定功率，如图1。

数字电源的契机

数字电源和模拟电源，一直是现在市场上既竞争又合作的两种技术，虽然传统的模拟电源在效率和成本甚至某些性能方面有不可比拟的优势，但是在智能化能源管理系统中，数字电源的可控可编程性显得更适合智能化的电源管理系统。

数字电源是目前电源管理发展的主流方向，主要面向服务器、电信系统、有线/无线数据通讯等工业与医疗设备应用。数字电源具有一定的灵活性，可以针对不同应用方便的调节所需参数，如输出电压、过流点、频率等，对所需的信号实现采集及监控等功能。数字电源将向高集成化、易于调节等方面而努力。对于模拟电源技术，存在一些固有的缺点，比如灵活性、监控性能欠佳，电压精度不及数字电源好等特点，在智能化需求较高的应用场合已逐步被数字电源所取代。张锡亮认为，数字电源和模拟电源将同时并存，但对于大功率应用（如服务器电源） 来说，由于瓦特数更高，目前已开始采用数字电源，其带来更多的益处，有利于数字电源的普及。美高森美公司功率产品部门战略业务发展总监Keith Westrum表明态度，由于数字系统可计算的功率持续增加且成本减少，数字电源管理将会占据主流。

Maxim战略市场应用经理Jon Day认为，先进的数字调制技术具有自动补偿和改善瞬态性能的优势，这从几个方面简化了设计：更高精度的稳压输出、减少元件数量（提高集成密度和可靠性）、降低寄生干扰（包括提高元件容限）。模拟方案在元件成本方面仍然占有一定优势，尽管数字与模拟之间的成本差距日渐缩小。过去，模拟方案（尤指电源控制器）具有更高的可靠性（由于具有更为成熟的设计工艺），现在这一差距已经微乎其微。软件或特定固件（以及相关的设计GUI）对于数字控制架构的开发和应用十分重要。数字架构的自动补偿和预测性负载补偿需要采用更加复杂的算法。此类架构的开发及实施将是区分众多电源管理厂商技术优势的主要依据。

智能化的数字电源，在网络、通信，及中大功率的逆变、调速等复杂系统中，在物料清单、设计灵活性、多模式控制及实现复杂控制理论等方面有着模拟电源无法比拟的优势。因此，这类应用将是数字电源目前需求最旺盛的。而传统的模拟电源，以其已于设计及相对较低的成本，在消费类以的应用 - 例如充电器，适配器，机顶盒，电视等， 以及中小功率的基础设备、工业控制等领域将会被继续采用，并随着市场的增长而增长。智能化的电源管理不仅要求电源本身性能方面的提升，也要求在易用性方面接近模拟电源。因此，程文涛表示，电源半导体厂商设计的电源必须提供易于使用，功能齐全的图形用户界面（GUI）来帮助客户尽快的熟悉电源方案，并将电源半导体的潜力发挥出来。TI为此发展出了Fusion Digital Power Designer，使用户由接触到上手的过程变得非常简洁高效，同时对客户使用中的调试，诊断也提供了极大的便利。这套工具与UCD系列的产品构成了一套完善而先进的功率转换解决方案。

智能电网

智能电网，是智能电源管理的宏观展现，智能电网无论从控制到电表，都需要半导体技术的支持。

Maxim战略市场应用经理David Andeen更关注智能电网中的需求，他指出特别是智能电表设计中，电源器件所面临的挑战是从电力充沛的电源中取电的同时，还要确保高效地利用电能。这就好像住在一条洁净、水源充裕的大河旁，还要时时考虑节水问题。从现阶段看，我们需要并即将看到越来越多的创新技术引入电池供电表计（如：水表和气表），通过高效的能量收集方案替代电池或者仅将电池作为辅助能源，从而极大地延长电池使用寿命。最终，利用超低功耗微控制器实现电能测量和智能表计，将这种简单的传感器嵌入电力线上，仅从电力线上收集非常低的电流即可支持供电。

智能电网的“智能化能源管理”必将对大众化用电人群产生深远影响。从提高效率入手对能源进行管控，积极应对上述挑战，例如：降低高峰用电量、提高配电效率（优化电压/VAR、降低电压跌落），以及采用LED照明等重大革新技术达到节能的目的。同时，电源技术的发展也将持续带动电池供电移动设备的节能变革。那么，两者的结合点在哪里？当两个应用领域的成本、功耗达到相同水平时，即为两者的结合点。这是由市场而非技术驱动的。

对于智能电网应用，高效率AC-DC和高效率DC-AC都是实现理想目标的关键。无论用户安装太阳能发电系统，还是类似于LED灯这样的简单设备，都会用到上述两种转换器。在大规模配电系统中，我们可能会在交流系统中看到微型直流配电站，这在高压大规模电力传输系统以及低压LED家用或建筑照明系统中比较常见。两种情况下，能源的高效转换、电压精度和有源监控都是保证系统可靠性和安全性的关键。

第5篇：能源管控数字化范文

关键词 数字档案馆 信息资源 质量管理

中图分类号：G270.7 文献标识码：A

我国在数字档案馆信息资源研究的方向上，具有以下特点：

对数字档案馆的理论研究主要是关于数字档案馆信息资源、资源建设、资源管理、资源服务、资源共享、信息鉴定、知识产权等，但是对数字档案馆信息资源的质量管理却鲜有涉及。

一、数字档案馆信息资源建设。

（一）数字档案馆资源建设概念。

张志云认为：数字档案馆信息资源具有狭义和广义之分。广义意义上的数字档案馆是指纳入数字档案馆建设范畴的一切信息资源，包括数字化的档案信息资源、其他相关信息网络上的档案资源以及与数字档案馆相关的人员信息、技术信息、信息系统等；狭义意义上的数字档案馆信息资源仅指数字化的档案信息资源及与之相关的其他信息网络上的档案信息资源等。从国内已有的研究成果来看，大部分学者采用广义的数字档案馆信息资源概念。

（二）数字档案馆实体资源建设。

一般认为，数字档案馆信息资源的来源主要包括馆藏传统档案的数字化、电子文件的归档和网络信息资源的采集三个方面，张立新，刘雁则提出：还应包括专业的数字档案馆信息资源库产品。

（三）数字档案馆智能信息系统建设。

张志云主张采取超媒体数据库方式进行数字档案馆信息组织，且认为信息组织的内容包括信息资源的描述、信息资源的序化和信息资源的整合。康粟丰、何嘉荪则认为：对集中式和分布式存储的具有多样性、异构性的电子文件进行集成管理并且确保其长期有效；数字档案馆还应具备强有力的、能够建设专题档案信息资源库和进行管理的编研工具；对电子文件保管处置的业务流程进行智能化处理；实现对分布式、异构信息资源的跨库检索；以用户为中心的网络信息服务。总之，数字档案馆应是具备“收集、管理、存储、利用”等功能的数字档案智能信息系统，实现档案管理各业务环节的自动化、网络化。

二、档案质量管理的定义、特点及内容

国内学术界对质量管理在档案领域的研究主要集中在传统档案方面，对于档案质量管理的定义和特点、档案质量管理的内容等方面论述较为丰富。

（一）档案质量管理的定义及特点。

档案质量管理，是全体档案人员参加的，以科学方法为手段，充分发挥科学管理和专业技术的作用，建立一套贯穿于档案形成全过程的质量保障体系，从而保证高质量的档案管理。

档案质量管理的特点已取得一定共识，一般认为包括全体人员参加、全过程控制和科学的手段三个方面。

（二）档案质量管理的内容。

档案质量管理应包括档案质量策划、档案质量控制和档案质量改进；同时应包括提前介入机制、事中控制机制和竣工档案的编制与验收。

三、数字档案管理的现状

从这些现有研究成果来看，尽管对数字档案馆信息资源质量管理的研究已经有一些零散的研究成果，但从总体上来看，目前国内外在此方面的研究仍处于探索阶段，尚未形成系统的数字档案馆信息资源质量管理思想、理论和方法，具体表现在：

（一）数字档案馆信息资源建设重视了量的积累，忽视了信息质量建设。

数字档案馆的的最终目的就是通过信息资源共享，为用户提供高质量的信息服务，它将通过数据整合、加工、信息服务项目创新等最终为用户提供服务，故需要提高数字档案馆的信息质量，加强质量控制的手段和方法，使合适的信息在合适的时候以合适的方式传递给合适的用户，从而最终实现信息价值。否则，数字档案馆信息资源只能是一堆信息垃圾。

（二）数字档案馆信息资源质量控制环节薄弱，缺乏有效信息资源质量管理机制。

尽管我国数字档案馆信息生产已具备了一些严格的采集、标引、录入管理规范，但尚没有信息质量管理机制，缺乏统一的数据交换标准、规范、质量控制和信息服务体系。另外，在实际工作中，由于缺乏标准化和数字化的处理和相应的传播手段，造成信息资源的准确性、可靠性差，使大量的信息资源无法被用户便捷获取，从而影响了数字档案馆信息资源的有效利用。

（三）数字档案馆信息资源建设的法规制度建设滞后，缺乏信息资源质量管理的执行依据。

数字档案馆信息资源在数据生产过程中确实信息质量指导的政策法规，数据产出的形式及容差别很大，导致信息资源质量良莠不齐，许多重要信息资源不能得到有效处理、整合，造成数据资源共享难、集成难。因此，有必要对数据公开与保密、采集、与储存、共享交换、信息质量监督等方面制定相关管理法规和制度，缺乏这些操作层面的规则容易使信息资源建设无法可依，缺乏信息质量控制的执行依据，影响信息质量监督实施效力。

参考文献：

[1]温献英.数字档案馆信息资源国家控制力研究.湘潭大学硕士论文.2011

[2]陈姝.数字档案馆的信息资源建设.北京档案.2002（5）

[3]张志云.论数字档案馆的信息资源建设.兰台世界2007（3）

[4]潘连根.数字档案馆信息资源建设的原则.兰台世界.2006（1）

[5]吕元智.数字档案馆信息资源建设管理研究.武汉大学硕士论文.2004

[6]唐艳芳，温献英. 数字档案馆信息资源研究综述.档案学通讯.2011（3）

第6篇：能源管控数字化范文

【关键词】系统；过程监测；控制

1 绪论

1.1 国内外生产自动化技术现状分析及发展趋势

总的发展趋势：目前大公司与仪表厂，向成套或系列化发展，在基本工艺近似的情况下，向多品种发展；小公司与仪表厂则在专用仪表方面寻求一席之地，生产特殊结构的仪表或传感器。新技术在仪表中得到应用：近年来，微机、红外线、激光、超声、核辐射技术在仪表中得到广泛应用，从而大大增加了仪表的性能和功能，使仪表具有不同程度的智能作用。

1.2 长庆油田注水过程简介

长庆油田位于鄂尔多斯盆地，属于特低渗透油藏。自20 世纪80 年代注水开发以来，针对特低渗透油藏的开发，采用了适合特低渗透油藏开发的地面注水工艺。目前长庆油田注水过程为水源井来水进供注水站，经计量、精细过滤水处理后，通过注水泵加压，由高压阀组计量分配，通过一条注水干管输至配水间，在配水间控制、调节、计量，输至注水井注入油层。

1.2.1 环网注水，压力波动影响有效注水

面对无法选择的地质地貌，针对特低渗透油藏开发的实际，应用联网注水工艺能够极大地简化流程，提高注水效率，优化了水源。但是，随着油田注水规模的不断扩大，原有的注水系统局部管网负荷过重，部分压力高的注水井达不到相应配注，采取干线提压，造成系统能耗高、效率低下，同时环网注水系统中单井注水量会因注水压力的变化相互干扰，由于环网注水导致超欠注问题亟待解决，它与油田精细注水的矛盾也日益增大。因此，在满足全油田注水量的前提下，如何提高环网注水系统效率是一项十分值得研究的课题。

1.2.2 注水系统环节多、资料录取难度大

日常注水资料主要包括水源、供水、注水过程中涉及的液位、注水分压、管压、注水流量等参数，资料均以报表的形式体现，由于注水井位置相对分散，没有约束手段保证员工能够每两小时按照配注对注水量进行调节，管理难度大，这也对注水参数的真实性带来了疑问，这样的数据对于整个注水系统的分析意义不大，也对决策起到了非常大的负面作用，甚至会误导决策。

1.2.3 注水生产与管理脱节

在实际管理过程中，作业区往往按照油系统基本生产管理单元对注水系统管理，注水站仅对自身进行管理，注水井的管理则归属于配水间所在井场的上级集输站点管理，这就造成了注水系统生产运行和管理的脱节。

1.3 建设意义和主要内容

采油三厂作为长庆油田最大的一个采油厂，各类注水站众多，注水井开井达1877口。由于建设时期不同，受当时建站技术、资金、环境等各方面因素的限制，注水井站建设水平高低不同，特别是在自动化技术装备方面差距较大，严重制约了油田生产，采油三厂从2008年开始着手对数字化注水监控系统进行研究。

1.3.1 建设的意义

对油田注水系统重要生产环节实现自动监控，达到精细注水以及节能降耗目的。从近阶段来看，提高油田注水系统效率是目前油田最大的降本增效点，要真正实现这一目标，以实现节能降耗，最有效的方法就是实现油田注水泵系统重要生产环节实现自动监控。对油田注水系统生产过程实现自动化管理后，能够提高注水井站生产管理及运行水平。

1.3.2 建设的主要内容

本文对油田数字化注水系统的应用进行了研究，主要内容如下：

（1）对油田的注水系统工艺过程分析。课题的应用对象是水源井、注水站、注水井，首先对注水系统的生产工艺过程进行系统分析，与传统注水系统过程管理方式进行对比，确定各个环节的检测和控制参数是系统设计的第一步。

（2）根据系统的工艺过程要求，对自动化测控系统进行总体设计。研究确定系统结构、数据通信方式、组网方式、数据采集、自动控制等技术方案。

2 数字化注水监控系统总体设计方案

2.1 系统设计要求

对于油田数字化注水监控系统，从油田生产和实际需要的角度出发，提出了以下设计要求：系统性、先进性、可靠性、准确性、可扩展性、安全性、共享性、兼容性。

2.2 系统功能

根据长庆油田的基本注水过程，系统主要包括水源井、供注水站、注水井三个主要组成部门，系统必须具备以下基本功能：

数据同步采集：注入地层的水通过水源井、供注水站、注水井的整个过程中的所有数据同步采集。站控实现动态立体流程图显示，能实时动态显示生产参数的变化情况，实时参数异常报警，历史记录查询及生产参数趋势显示等。

注水量自动调节：注水阀组各注水井的注水流量、压力能够传输至注水站，同时注水站可以实现注水量远程设定，包括操作控制、参数设定、阀门的自动控制等。

2.3 系统结构

采油三厂数字化注水监控系统为解决目前注水数据不能同步采集、注水生产流程与管理流程脱节的两大问题奠定了基础。注水系统采取厂、作业区、基本生产单元逐级管理的模式，数据传输则通过各个注水监控单元对底层数据采集后，通过通信网络将数据传送到厂数据服务器，作业区调控中心、厂级调控中心与数据服务器进行数据交换，数据将在厂、作业区调控中心监控界面显示，完成对整个系统进行监测和控制。

2.4 数据传输方案

2.4.1 注水站内部数据传输

注水站、联合站注水系统通常选用西门子/安控PLC作为主站。分布式I/O、传感器、驱动器、执行器等。主站（PLC、PC机等）负责通信管理及下设仪表通信。

2.4.2 外部数据传输

（1）数传电台方式

无线数传电台是利用先进的单片机技术、无线射频技术、数字处理技术设计的功率较大、体积较小的模块式半双工数传电台。所以针对采油三厂油区的特殊环境，尤其水源井的位置相对较远、单独架设光缆费用较高、无线传输可视条件差的现状，我们选取数传电台作为水源井设备的通讯方式。

（2）Zigbee无线通信方式

Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。针对油田井场区域小、数量多的特点，我们选取ZigBee的低成本、短距离通讯方式实现井场内配水间与井场主RTU的通讯，设备则选择了国内技术较为成熟的Super32-L 系列RTU。

（3）光纤、无线网桥综合使用通信方式

2005年我厂开始进行大规模网络建设，经过几年的建设，已经形成了覆盖全厂各单位的网络，目前光纤已接入大多数站点，井场通过光纤和无线网桥的综合使用也具备网络通讯能力，可以为采油厂数字化监控系统提供数据通道。

3 检测仪表与执行机构的选择

3.1 磁电/电磁流量计

对于注水站这样的生产现场，由于本站采集的参数和控制点相对较少，主要对下游配水间进行加压、供水，同时设备安装在室内，有人值班，所以站内流量仪表通常选用具备流量监控并自动累积功能的流量计，即：磁电/电磁流量计。

3.2 高压稳流自控仪

稳流配水技术是通过设定流量，控制器把瞬时流量值和设定值进行比较，若该差值大于死区规定的范围，控制器就会发出指令，驱动电机正旋或反旋来调节阀门，使瞬时流量值接近或等于设定值，对单井配注量进行自动调节，从而使单井配注量始终保持恒定。其注水工艺流程如下图：

稳流配水技术可以克服单井注水量相互干扰、环网注水因压力波动而产生的注水量超、欠问题；稳流配水阀组在工厂预置，现场组装工作量小，建设周期短，能够加快投转注速度。该装置结构简单、重量轻，可以整体搬迁，能够适应长庆油田超前注水开发需要；稳流配水阀组无需随时进行人工调节，实现了无人值守，生产岗位较少，生产管理费用较低。

4 数字化注水监控系统的实现和应用

4.1 现场监控工作站软件设计

系统软件设计采用注水过程管理的思想，注水站、联合站注水系统对站内以及上下游数据进行采集；调控中心通过数据库调用能够显示整个作业区注水系统的全局画面，通过多级画面切换实现各级注水情况监控的目的。

4.2 注水站软件界面介绍

软件操作画面的设计采用主菜单的形式，每幅画面通过菜单按钮进行切换，站内软件能够实现对注水站内、上游水源井、下游注水站参数采集，同时能够实现水源井启停、远程配注等控制功能。

注水站主界面：显示注水站内来水流量、水罐液位、泵压力、注水分压、管压以及各注水干线注水量。

水源井控制界面：注水站能够直接管理上游水源井，实现水源井出口流量、泵电参采集，能够远程启停水源井。

注水井配注界面：能够监控注水站干线来水流量、压力，配水间分压、总瞬时流量，同时能够采集每一口注水井管压、注水瞬时流量、累积流量，可以实现配水量设定，进行注水井远程配注。

4.3 作业区调控中心软件界面介绍

全区注水界面（一级界面）：作业区调控中心一级界面能够直观显示全区目前注水基本状况，其中包括水源井运行状态、排量，各注水站水罐液位以及干线压力、排量等参数。

二级界面：二级界面分别包括水源井数据监控界面、注水站数据监控界面以及各干线监控界面，它们分别详细地将水源井、注水站、注水干线数据进行显示，数据与注水站所采集的一致。

三级界面：三级界面主要显示各单井点配水间压力、流量、配注量、超欠注等参数，通过三级界面的监控达到根据全区注水情况调节供水、注水，根据注水井压力调节系统压力，对产水量、注水量实时监控，使数字化在精细注水中发挥作用。

5 结论与展望

5.1 结论

注水是油田生产过程中非常重要的生产环节，过程涉及多种工艺，其自动控制的程度代表了数字化在油田应用的水平。通过采油三厂在注水井、站应用数字化监控系统，效果良好，取得了几点认识。

对生产工艺过程准确分析是设计数字化监控系统的前提。油田注水系统生产过程包括压力、液位、流量等多个参数的控制，系统压力与流量相互影响较大，所以控制方案必须选择合理，否则会出现误差，甚至导致系统不能稳定运行。

系统设计的目的在于通过技术手段解决目前因生产管理结构导致的注水系统运行与管理的脱节问题，通过对水源井、注水站、注水井系统性的管理达到精细注水、安全注水。

检测仪表和执行机构的选择是自动化设计的第一步，是保证整个系统正常运行的基础，我厂根据系统控制的要求，结合现场管理实际选择了检测仪表与执行机构，选用合理，运行可靠。

5.2 展望

本系统的投用，有效保证了注水系统的平稳性、安全性，极大地减轻了工人劳动强度。但由于监控点的供电、网络、设备稳定性存在缺陷，在监控数据的稳定性方面还不是很理想，仍有许多工作有待完成。

对系统稳定性进行研究，通过网络、电路的优化保证系统运行的基础稳定，同时不断对现有稳流自控装置的运行环境、可靠性进行优化。

【参考文献】

[1]鲍秀华.油田集输、注水泵站生产自动化监控系统的应用研究[J].

[2]董巍，等.长庆油田注水地面工程技术优化分析[Z].

[3]方鹂，等.Q-SY CQ 3419-2010注水站建设标准[S].

第7篇：能源管控数字化范文

图1所示的模拟电源解决方案是一种众所周知和经过实践检验的技术，功率电子工程师在时域中理解起来毫不费力。模拟PW M控制器包括一个误差放大器，用一些电阻和电容构成补偿网络。通过对电阻和电容值进行微调可实现最佳性能。模拟PW M控制器提供快速和准确控制，人们开发了许多先进的模拟控制方案来实现最佳性能，特别是在瞬态要求非常严格的微处理器核心电源应用中。其针对核心及外设电源应用的简单性、易用性和低成本是无可替代的。

最近，数字电源在计算机应用领域受到重视。图2所示的数字电源解决方案通过数字化所检测的电压和电流信息以及以数字形式（频域）重建补偿器和PW M比较器来仿真模拟控制环路模块。要想实现与模拟环路相似的性能，常常需要极高速（> 100MH z）的数字算法处理器。这会导致较高的待机功耗，并可能需要非易失存储器（N V M）来存储具体设计配置信息，如反馈补偿参数。它还需要工程师在模拟和数字域中理解设计。由于其复杂性的缘故，普通电源设计人员无法完全理解数字PWM控制器，这迫使数字PWM厂商向用户提供所有支持和完成设计的大部分内容。因此，设计的稳健性和可靠性严重依赖于厂商支持。数字电源有模拟电源所不具有的一些优点，如轻松更新控制回路补偿参数而不修改硬件电路。另一方面，检测适合计算机应用行业的解决方案仍然需要对热补偿和电流检测网络在硬件电路层面进行微调；因此它们根本不是全数字式方案，而是一种混合式方案。

对于需要用户接口和电源管理的系统，人们常常会引入串行总线，如PMBus。图3所示的混合数字电源解决方案在模拟控制环路和电源管理模块之间需要一个A DC和一个DA C，用于接口和通信。由于数字电源方案中一切采用数字形式的部分都包含在控制环路中，所以数字环路和电源管理模块之间不需要专用的A DC或DA C。但是，数字电源解决方案需要一个A D C来数字化检测到的电压和电流模拟信号，以便进行数字控制处理，还需要一个DA C来将数字信息转换回模拟形式，用于控制功率级，如图4所示。该A D C和DA C都在数字控制环路内部,这有可能影响环路响应，除非使用非常高速和高位数（bit- count）的A DC/ DA C——这会显著提高偏置功率。PMB us电源管理模块的工作频率通常为100k H z或400k H z，而对于非常快速的A D C和D C A转换，数字控制算法处理器的工作频率必须大于100MH z。因此，混合解决方案通常具有比数字解决方案低得多的偏置功率和更快速的环路响应。

结语

本文考察了全数字电源解决方案在计算机技术领域的局限性和一些优势。同时考察了混合数字方案与全数字电源方案进行了对比。混合数字方案提供了模拟控制环路来实现世界一流的瞬态性能，以及数字电源管理功能来实现灵活的可编程性和易于使用的接口。该方案可靠、经济、节能且易于使用。它是一种符合能源之星要求和环保型拓扑结构。

第8篇：能源管控数字化范文

关键词：数字矿山 矿山建设内容 矿山建设发展

一、 数字矿山的相关知识

1.数字矿山的概述

“数字化矿山”(Digital Mine)或简化/简称为“数字矿山”，是对真实矿山整体及其相关现象的统一认识与数字化再现，是一个“硅质矿山”，是数字矿区和数字煤矿的一个重要组成部分。核心是在统一的时间坐标和空间框架下，科学合理地组织各类矿山信息，将海量异质的矿山信息资源进行全面、高效和有序的管理和整合。它们利用电子技术与机械技术的结合把工业机器人用于生产,使机械化转向自动化,从而大大提高了生产率,降低了成本,增加了竞争能力。数字矿山的任务是在矿业信息数据仓库的基础上，充分利用现代高科技技术，建立在数字化、信息化、虚拟化、智能化、集成化基础上的，由计算机网络管理的管控一体化系统，综合考虑各种因素，协调并优化企业结构，提高整体效益、市场竞争力和适应能力，最终实现矿山的综合自动化。

2.数字矿山的特点及结构

数字矿山是国家战略资源安全保障体系的重要组成部分，是评价矿山资源生态环境的重要数据基础。数字矿山的特点为基础信息数字化、生产过程虚拟化、管理控制一体化、决策处理集成化。从以上对数字矿山的描述中，我们不难看出，数字矿山是以矿产资源、人员、物料等要素组成的整体系统为对象，进行规划、设计、评价和创新，提高矿山企业效率、降低成本、保证人员安全健康、增加经济效益标，对矿山企业整体系统进行优化。

数字矿山自下而上可分为以下七个主层次：基础数据层、模型层、 模拟与优化层、设计层、执行与控制层、管理层、决策支持层。

按功能划分，数字矿山包括六大类系统：数据获取与管理系统、数字开采系统、矿区地理信息系统、选矿数字监控系统、管理系统、决策支持系统。其中数字开采系统是核心系统，也是效率和效益的主要创造者。

二、　数字矿山建设的内容

数字矿山是以矿山系统为原型，以地理坐标为参考系，以矿山科学技术、信息科学、人工智能和计算科学为理论基础，以高新矿山观测和网络技术为支撑，建立起的一系列不同层次的原型、系统场、物质模型、力学模型、数学模型、信息模型和计算机模型并集成，可用多媒体和模拟仿真虚拟技术进行多维的表达，同时具有高分辨率、海量数据和多种数据的融合以及空间化、数字化、网络化、智能化和可视化的技术系统。数字矿山主要研究内容是以计算机及其网络为手段,把矿山的所有空间和有用属性数据实现数字化存储、传输、表述和深加工,应用于各个生产环节与管理和决策之中,以达到生产方案优化、管理高效和决策科学化的目的。研究与开发内容为:

1.矿山数字地质、矿床模型研究与开发建立空间和矿物属性的矿山实体数字地质、矿床模型、采场模型、地理信息系统模型、虚拟现实模型等,用以表征矿床中矿、岩的空间分布和相应部位的属性数据。

2.虚拟条件下矿山模拟开采技术研究：以地质及矿床模型为基础,结合其它关键信息构造虚拟矿山,进行数字模拟开采,完成矿山长、中、短期开采计划编制、露天矿穿爆设计等工作。

3.矿山生产过程管控一体化应用可视化技术实现生产过程、工艺、设备、仪器的自动监测与控制。

4.矿山生产经营决策支持系统“数字矿山”的目的之一就是要利用现有的各种数据、信息,在综合、全面地分析后,为矿山的规划管理和可持续发展提供决策支持。

三、 数字矿山的研究意义

数字矿山建设的意义和必要性主要表现在:

1. 数字矿山是国家战略资源安全保障体系的重要组成部分。数字矿山建设可使我国全面翔实地掌握矿产资源的分布利用情况和对我国工业的保障程度,结合国际市场行情,即能实现合理利用国内外两种资源、两个市场,科学、定量地预测未来供需形势,建立有效的战略资源供给配置战略及保障机制。

2.数字矿山建设是当前国际矿产资源开发研究的热点。数字矿山是矿业开发的制高点,谁占领了这一制高点,将控制整个行业的发展趋势和主动权,因此发达国家的数字矿山建设发展很快,并在数字矿山的基础上,进行实时过程控制、资源实时管理、矿山信息网建设、新机械应用和自动控制自动化智能化研究。

3. 数字矿山建设是当前资源开发的需要,是落实资源开发方针的重要内容。数字矿山的功能之一就是使我们能全面、动态、准确地掌握我国金属矿山储量、基础储量和资源量的变化,从而进行科学化的管理,达到资源的合理开发利用和节约目的。

4. 数字矿山建设是提升我国矿山国际竞争能力的重要措施。我国矿山采矿技术总体水平较低,与国际先进水平相比存在较大差距。数字矿山建设将迅速提高采矿设计、决策和管理的科学水平,通过采用高新技术、新装备来提高劳动生产率,增加矿石产量,提高产品质量,降低生产成本,实现提升我国冶金矿山国际竞争能力的目的。

5. 数字矿山建设是资源可持续发展的重要基石。数字矿山建设可以将矿产资源的情况(包括开采和储量)数字化表现出来,根据这些信息可以判断需要优先发展那些资源,可以保证国民经济可持续发展。

四、我国数字矿山主攻方向

在总结分析我国数字矿山建设进展与现实需求之后，可以提出中国数字矿山建设应分三步走,即首先建立矿山空间数据仓库,然后构建数字矿山基础平台,再建立矿山安全Office 系统,过程中要高度关注数字矿山相关技术标准的制定 。即：

1.数字矿山集成平台:在三维地矿建模与可视化平台方面,拉近矿体边界准确圈定、储量动态管理、采掘优化设计、采矿过程模拟、综合监控调度、安全隐患预警、应急救援决策等生产性需求与国外的距离。

2.采矿模拟仿真系统:采矿仿真是建立在控制论、相似理论、系统运筹学和采矿工程基础之上,利用物理-力学模型、信息处理与可视化技术实现采矿过程中的装备控制与行为模拟。

3.露天矿全自动化系统:国外露天矿开采技术发展的总趋势是开采规模化、设备大型化、运输多样化、生产连续化和采运自动化 。

4.井下定位与导航技术:生产条件下井下高精度定位与自动导航是遥控采矿与无人采矿的技术基础,矿难条件下自主定位则是矿山应急搜救的技术保障。

5.采场环境智能感知技术:矿山测量与感知模型分别是矿山的眼睛和大脑。矿山采掘对象变化莫测,采场环境千变万化;即使同一采面或掘进头,所面临的岩石结构与岩性也会随时发生变化。

五、结

第9篇：能源管控数字化范文

【关键词】一体化；数字化；变电

变电站站用交、直流电源包括：站用交流电源、站用直流电源、站用不问断电源和站用通信电源。传统的交、直流电源各部分都是分散配置，分散管理，运行维护不便，难以实现系统管理和协调。鉴于常规站用电源存在的缺点，本文提出了站用电源一体化、数字化的思路　，即：将站用交流电源、站用直流电源、站用不间断电源和站用通信电源统一设计、生产；通过一体化监控模块将站用电源各子系统通信网络化，实现站用电源信息共享，建立数字化电源软件平台；通过将站用电源所有开关智能模块化，建立数字化电源硬件平台；一体化监控模块通过以太网口，采用IEC61850规约与监控系统通信，使站用电源成为智能、开放的系统。

1.站用电源一体化

1.1站用电源现状及存在问题

1）配置分散，即站用电源的各部分独立配置，通常由不同的供应商提供；2）管理分散：站用电源的各部分由运行单位的不同部门管理。这也使得站用电系统存在以下的问题：运行维护不方便。现有变电站站用电源分配不同专业人员进行管理。交流系统和直流系统由变电站人员进行运行维护，UPS由自动化人员进行维护，通信电源由通信人员维护，人力资源不能总体调配。通信电源、UPS没有纳入变电站严格的巡检范围，可靠性得不到保障；2）难以实现系统管理。由不同供应商提供的交流系统和直流系统通信规约一般不兼容，难以实现网络化系统管理，自动化程度较低；3）提高系统稳定性、协调性的各种技术方案难以实施。站用电源的低压减载、蓄电池自动核容、节能应用等技术方案，在站用电源整体没有实现网络智能化的基础上难以实施；4）经济性较差。直流系统配置一套蓄电池组，UPS不间断电源系统、通信电源系统各自分别配置独立的蓄电池，浪费严重；5）系统二次接线较多，跨屏二次电缆较多；6）涉及跨子系统联动方案难以实施。

为了解决常规站用电源存在的缺点，提出了站用电源一体化的思路。所谓一体化就是：将站用交流电源、站用直流电源、站用不间断电源和站用通信电源统一设计、生产；通过一体化监控模块将站用电源各子系统通信网络化，实现站用电源信息共享，建立数字化电源软件平台；通过将站用电源所有开关智能模块化，建立数字化电源硬件平台。

1.2实现站用电源一体化实现的具体措施

针对现有站用电源存在的主要问题，我们认为站用电源一体化的实现，可以采用以下的措施，其主要的组成模块和配置如图1所示。

集中布置：一体化站用电源屏在继电器室集中组屏布置，蓄电池组布置于专用蓄电池室内。

一体化监控模块；配置一体化监控模块，用于采集站用电源各子系统信息。模块支持IEC--61850，通过以太网口和站控层网络连接，实现与监控后台通信。

开关智能模块化；采用“开关+传感器+智能电路”的方式实现智能交流进线模块。智能模块集进线开关、ATS开关、电流互感器、智能电路于一体。主要功能包括：电量采集、电源智能切换、与站用变保护配合的接地保护、过负荷保护、遥控、遥调定值、对时、事件记录等。

交流、直流馈线模块。

集开关、电流传感器、智能电路于一体。主要功能包括：开关位置及事故跳闸报警、电流采集、漏电流采集及越限告警、通信、遥控、对时、事件记录等。

共享直流蓄电池组。

共享直流蓄电池组，取消传统UPS电源、通信直流电源的蓄电池和充电设备。UPS电源逆变模块和通信电源DC／DC模块由站用直流电源馈线提供直流电源。

对防雷、联动功能进行统一设计。

由于一体化电源系统集中组屏，各子系统均实现了模块化，可以对整个系统的防雷和子系统间联动进行统一设计。

2.站用电源数字化

2.1站用电源的物理设备划分

站用电源包括了站用交流电源、站用直流电源、站用不间断电源和站用通信电源等多个部分。从物理的角度看，是由多个物理设备组成的。但是，一体化的电源系统采用了一体化的监控模块，各子系统的信息统一由一体化监控模块采集处理，并通过以太网口与站控层网络通信，也就是说，整个电源系统对外只提供一个接口与外界通信。因此，按照IEC61850建模的思想，我们把整个系统视为一个物理设备。

2.2站用电源的逻辑设备划分和逻辑节点

在IEC61850标准中，逻辑设备的划分没有严格的规定，可以将整个系统视为一个逻辑设备，也可以按各个子系统划分为多个逻辑设备。在对站用电源系统进行数字化建模的过程中，最重要的是逻辑节点的建立。站用电源系统重要的逻辑节点包括：开关、电池、互感器、充电装置、逆变装置等。对于开关、电池、互感器这些逻辑节点，在IEC一61850—7—4（兼容的逻辑节点类和数据类）中有明确的规定。而对于充电装置、逆变装置这些逻辑节点，在一7—4中没有定义，可以按照一7—4中对扩充逻辑节点的规定进行定义。

2.3抽象通信服务接口和特定通信服务映射

完成了站用电源系统数据模型的建立，下一步就是按照IEC一61850—7—2（抽象通信服务接口ACSDI）的规定建立模型的抽象通信服务接口。然后，采用IEC一61850—8—1（特定通信服务映射到MMS）的方法，将模型数据映射到站控层网络的MMS[4][5]，实现站用电源系统信息与监控后台的通信。

3.环保、经济效益分析

3.1一体化电源对环保的贡献

站用电源系统中的蓄电池是对环境造成污染的主要因素。减少蓄电池的用量可以大大减轻对环境的污染。一体化电源的一个重要措施就是共享蓄电池。取消了通信电源的专用蓄电池组，通信电源的DC／DC模块输入由站用直流系统馈线来。共享蓄电池大大减少了变电站蓄电池的用量，对环境的污染得到了有效的降低。