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        城市軌道交通線網(wǎng)共享主變電所調(diào)度機(jī)制研究

        2017-10-08 06:50:52彭章盈
        世界家苑 2017年10期

        彭章盈

        摘 要:近年來,城市軌道交通在我國發(fā)展很快,部分大城市相繼建成了一批軌道交通項(xiàng)目。我國城市軌道交通的運(yùn)營(yíng)和規(guī)劃逐漸進(jìn)入到了線網(wǎng)化時(shí)期,主變電所是城市軌道交通建設(shè)的重要電力供應(yīng)節(jié)點(diǎn),主變電所的共享建設(shè)與統(tǒng)一調(diào)度成為大勢(shì)所趨。本文基于城市軌道交通線網(wǎng)指揮中心的建設(shè),提出了共享主變電所的電力調(diào)度機(jī)制。

        關(guān)鍵詞:軌道交通;主變電所;調(diào)度機(jī)制

        隨著國內(nèi)城市軌道交通行業(yè)的飛速發(fā)展,各主要城市軌道交通的運(yùn)營(yíng)和規(guī)劃逐漸步入了線網(wǎng)化時(shí)代,為適應(yīng)軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的需要,保證軌道交通建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展,充分發(fā)揮城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的綜合效益,陸續(xù)開展了城市軌道交通供電系統(tǒng)的規(guī)劃研究工作。通過前期結(jié)合線網(wǎng)規(guī)劃而展開的供電系統(tǒng)資源共享規(guī)劃研究,不僅可以對(duì)城市軌道交通線網(wǎng)資源規(guī)劃做到有力支持,同時(shí)提出了軌道交通網(wǎng)絡(luò)化后供電系統(tǒng)用電的基本需求,在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)基于軌道交通網(wǎng)絡(luò)化外部電源需求的供電資源共享規(guī)劃與建議。供電系統(tǒng)主變電所資源共享后,1 座共享主變電所需為兩條或兩條以上的軌道交通線路供電,因此需接受共享各線路的電力調(diào)度及信息管理。

        一、共享主變電所的傳統(tǒng)協(xié)調(diào)機(jī)制

        目前,城市軌道交通線網(wǎng)共享主變電所的協(xié)調(diào)機(jī)制主要包括以下傳統(tǒng)方案:

        1、方案一各線路獨(dú)立控制模式。共享主變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)置多個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信接口,分別與相關(guān)聯(lián)線路的電力監(jiān)控系統(tǒng)建立通信;所有共享線路均可監(jiān)視共享主變電所的設(shè)備狀態(tài),并根據(jù)本線路運(yùn)營(yíng)需求設(shè)置控制權(quán)限及操作相關(guān)對(duì)應(yīng)設(shè)備。

        優(yōu)點(diǎn):線路建設(shè)簡(jiǎn)單,監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)流簡(jiǎn)單清晰;任何一條線路電力監(jiān)控系統(tǒng)的故障不會(huì)對(duì)其他線路造成影響。

        缺點(diǎn):共享主變電所的接口較多;線路間權(quán)限重疊部分的設(shè)備控制職責(zé)不清。

        2、方案二線路間主從調(diào)度模式。共享主變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)只與先建線路的電力監(jiān)控系統(tǒng)通信,實(shí)現(xiàn)對(duì)共享主變電所內(nèi)所有供電設(shè)備的監(jiān)控,該線路稱為該共享主變電所的“所屬線路”;其他后建線路的電力監(jiān)控系統(tǒng)均與所屬線路的電力監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,由所屬線路向后建線路轉(zhuǎn)發(fā)主變電所內(nèi)設(shè)備狀態(tài)信息,并將后建線路的控制指令下達(dá)至主變電所。

        優(yōu)點(diǎn):共享主變電所的接口簡(jiǎn)單;線路間權(quán)限清晰。

        缺點(diǎn):加重共享主變電所所屬線路電力監(jiān)控系統(tǒng)的負(fù)擔(dān),2 條以上線路共享時(shí)尤為明顯。

        3、方案三線路間界面集成模式。共享主變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)只與先建線路的電力監(jiān)控系統(tǒng)通信,實(shí)現(xiàn)對(duì)主變電所內(nèi)所有供電設(shè)備的監(jiān)控,該線路稱為該共享主變電所的“所屬線路”;其他后建線路設(shè)置獨(dú)立的電力調(diào)度工作站,與所屬線路的電力監(jiān)控系統(tǒng)連接,實(shí)現(xiàn)對(duì)主變電所供電設(shè)備的監(jiān)控。

        優(yōu)點(diǎn):接口簡(jiǎn)單;線路間權(quán)限清晰。

        缺點(diǎn):不利于后建線路的整體集成;后建線路對(duì)共享主變電所的監(jiān)控功能過于依賴所屬線路。

        4、傳統(tǒng)方案的缺陷分析。傳統(tǒng)方案中,先建線路需要為后建線路預(yù)留接入條件,后建線路需要完成與先建線路的接入,對(duì)線路的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和實(shí)施都提出了更高的要求;線路間形成強(qiáng)耦合,后建線路不同程度地依賴于先建線路,不利于后建線路的整體集成及新技術(shù)的應(yīng)用。

        傳統(tǒng)方案均側(cè)重于以先建線路為主以協(xié)調(diào)共享主變電所的供電模式,而由于線路電力監(jiān)控系統(tǒng)的信息不全面、不對(duì)稱,各線路的電力調(diào)度人員需要通過電話等方式進(jìn)行相互間的協(xié)調(diào),效率低,容易出錯(cuò),尤其是出現(xiàn)突發(fā)應(yīng)急事件時(shí),無法做出快速而有效的應(yīng)對(duì)措施。

        二、基于線網(wǎng)指揮中心的共享主變電所調(diào)度機(jī)制

        目前,國內(nèi)各主要城市已建成或正在建設(shè)城市軌道交通線網(wǎng)指揮中心,其主要功能之一是作為線網(wǎng)日常運(yùn)營(yíng)電力管理指揮中心和電力應(yīng)急管理指揮中心,負(fù)責(zé)制定線網(wǎng)日常供電運(yùn)行模式,并在出現(xiàn)突發(fā)情況時(shí)指揮供電模式的調(diào)整。由此,提出一種基于線網(wǎng)指揮中心的共享主變電所調(diào)度機(jī)制。

        1、系統(tǒng)架構(gòu)。各線路電力監(jiān)控系統(tǒng)與本線路的車站變電所和共享主變電所的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)建立通信,負(fù)責(zé)監(jiān)控本線路的車站變電所和共享主變電所內(nèi)供電設(shè)備;線網(wǎng)指揮中心與各線路電力監(jiān)控系統(tǒng)建立通信,獲取線路所有供電設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài),并通過各線路電力監(jiān)控系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)對(duì)共享主變電所供電設(shè)備的控制命令,其方案如圖所示。

        2、調(diào)度原則。實(shí)現(xiàn)線網(wǎng)指揮中心與各線路電力監(jiān)控系統(tǒng)之間通信接口的功能應(yīng)基于以下調(diào)度原則:

        (1)線網(wǎng)指揮中心與線路電力監(jiān)控系統(tǒng)之間具備操作互斥性,同一時(shí)刻只有兩者之一可以向共享主變電所下達(dá)控制指令。當(dāng)線網(wǎng)指揮中心具備操作權(quán)限時(shí),線路電力監(jiān)控系統(tǒng)只能轉(zhuǎn)發(fā)線網(wǎng)指揮中心的控制指令,不得自行下達(dá)控制指令;當(dāng)線路電力監(jiān)控系統(tǒng)具備操作權(quán)限時(shí),可以自行下達(dá)控制指令,并取消來自線網(wǎng)指揮中心的控制指令。

        (2)線網(wǎng)指揮中心與線路電力監(jiān)控系統(tǒng)之間應(yīng)區(qū)分控制權(quán)限級(jí)別,線網(wǎng)指揮中心的權(quán)限高于線路電力監(jiān)控系統(tǒng)的權(quán)限,即由線網(wǎng)指揮中心決定操作權(quán)限歸屬于線網(wǎng)指揮中心還是線路電力監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)線路電力監(jiān)控系統(tǒng)不具備操作權(quán)限時(shí),只能通過電話方式請(qǐng)求線網(wǎng)指揮中心授權(quán)。特殊情況下,如線網(wǎng)指揮中心與線路電力監(jiān)控系統(tǒng)通信連接中斷時(shí),由線路電力監(jiān)控系統(tǒng)全權(quán)接管控制操作,直到通信連接恢復(fù)。

        (3)線網(wǎng)指揮中心和線路電力監(jiān)控系統(tǒng)之間的通信協(xié)議,應(yīng)不同于線路電力監(jiān)控系統(tǒng)和主變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)之間的通信協(xié)議,如果相同,則線網(wǎng)指揮中心和線路電力監(jiān)控系統(tǒng)之間的通信應(yīng)加密,其目的是有效區(qū)分2 個(gè)接口的通信內(nèi)容,防止因報(bào)文錯(cuò)誤傳遞而造成誤操作。

        (4)線路電力監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)向線網(wǎng)指揮中心上傳共享主變電所的SOE信息,并保證其實(shí)時(shí)性,以便于線網(wǎng)指揮中心掌握共享主變電所內(nèi)設(shè)備的動(dòng)作情況,并與線路電力監(jiān)控系統(tǒng)上傳的設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)互相印證,發(fā)現(xiàn)不一致時(shí)及時(shí)進(jìn)行故障排查。

        3、方案優(yōu)勢(shì)?;诰€網(wǎng)指揮中心的共享主變電所調(diào)度機(jī)制具有以下優(yōu)勢(shì):

        (1)線網(wǎng)指揮中心與線路電力監(jiān)控系統(tǒng)之間為主從關(guān)系,線網(wǎng)指揮中心的控制權(quán)限高于線路電力監(jiān)控系統(tǒng),且兩者之間具有操作互斥性,解決了傳統(tǒng)方案一中線路間權(quán)限不清的問題。

        (2)線路電力監(jiān)控系統(tǒng)的通信接口數(shù)量恒定,與共享主變電所接入的線路數(shù)量無關(guān),解決了傳統(tǒng)方案二中某些線路電力監(jiān)控系統(tǒng)通信接口數(shù)量過多的問題。

        (3)后建線路電力監(jiān)控系統(tǒng)無需監(jiān)控先建線路已監(jiān)控的共享主變電所,降低了線路電力監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施難度,解除了先建線路與后建線路之間的強(qiáng)耦合,解決了傳統(tǒng)方案三中后建線路過于依賴先建線路的問題。

        (4)線網(wǎng)指揮中心除了可以獲取共享主變電所的供電設(shè)備狀態(tài),還可以獲取車站變電所和非共享主變電所的供電設(shè)備狀態(tài),從而推導(dǎo)出整個(gè)線網(wǎng)的實(shí)時(shí)供電拓?fù)潢P(guān)系。線網(wǎng)指揮中心的調(diào)度人員可以據(jù)此統(tǒng)籌共享主變電所的電力調(diào)度指揮,解決了傳統(tǒng)方案中各線路電力調(diào)度人員掌握信息不全面、不對(duì)稱的問題,可有效應(yīng)對(duì)供電系統(tǒng)各類突發(fā)事件。

        (5)線網(wǎng)指揮中心的調(diào)度人員可以通過線網(wǎng)調(diào)度指揮系統(tǒng)直接控制線網(wǎng)內(nèi)共享主變電所的供電設(shè)備,不需通過電話等方式進(jìn)行協(xié)調(diào),大大提高了操作效率,有利于快速處理突發(fā)事件?;诰€網(wǎng)指揮中心的共享主變電所調(diào)度機(jī)制兼具傳統(tǒng)方案的優(yōu)點(diǎn):線路電力監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)簡(jiǎn)單;監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)流簡(jiǎn)單清晰;共享主變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的接口簡(jiǎn)單。

        對(duì)城市軌道交通共享主變電所的調(diào)度機(jī)制進(jìn)行了詳細(xì)分析,指出了傳統(tǒng)的“先建為主”、基于線路間協(xié)調(diào)機(jī)制的缺點(diǎn),提出了基于城市軌道交通線網(wǎng)指揮中心的共享主變電所調(diào)度機(jī)制。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 張昊然. 主變電所資源共享及供電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)例分析[J]. 信息系統(tǒng)工程,2016(2):82-83.

        [2] 孔清,趙武隴. 城市軌道交通線網(wǎng)共享主變電所調(diào)度機(jī)制研究[J]. 電氣化鐵道,2015,26(6):60.

        [3] 龔曉冬. 城市軌道交通主變電所資源共享問題研究[J].城市軌道交通研究,2016,19(9):87-92.

        (作者單位:重慶市軌道交通(集團(tuán))有限公司)

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