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數字化關鍵技術范文第1篇

關鍵詞：測控；同期；合并單元；IEC61850；重采樣

隨著科學技術的發展和進步，數字化測控裝置技術越來越完善，在我國部分變電站當中開始投入使用。數字化測控裝置的采集信息以MPC8247（微處理器）為平臺，主要負責接收以太網網絡上的信息數據；而數字化測控裝置的主要控制模件則以TMS320F2812型DSP為硬件平臺，利用其對于數據進行數據的整理和計算工作。通過對于合閘等關鍵技術的研究，并依據拉格朗日插值公式衍生出的數字采集計算方法，進而對數字化測控裝置關鍵技術的信息數據進行采集和計算處理工作，為了能夠使數字化測控技術在今后的變電站的應用順暢，下面對數字化測控裝置技術進行分析研究。

1 變電站計算機監控系統

變電站計算機監控系統主要針對變電站內的一、二次設備的具體運行情況進行監控，一次設備是指變電站中的發電機、變壓器、電動機、開關（斷路器）、隔離開關等，而二次設備主要針對一次設備及其電路進行測量工作，主要其操作和保護而裝設的輔助設備，例如各種測量儀表、控制開關、繼電器等叫做二次設備，而連接二次設備的電路，就叫做二次回路。針對一、二次設備的相關系統對于內部的數字化信息，進行統一的收集并建立模型，通過計算機軟件進行處理，在由數字信息網絡平臺分享，從而達到能夠完成系統內部統一操作的目的，由此使內部網絡信息安全、準確、可信，有利于今后變電站的實際運行和操作。并且現代化的變電站控制系統，應滿足IEC61850標準在由電子信息網絡對于一、二設備的自動化運行和使用進行統一的規劃和管理工作，數字化測控系統主要連接變電站系統當中負責監控主站、工程師站等，以及控制電力系統當中一次設備的操作，在實際的應用過程中主要負責滿足一下幾項功能：

（1）通過以太網上的信息資源進行采集處理工作，接下來經由網絡傳輸至遠動工作站。

（2）經由遠動工作站通過GOOSE網絡系統將具體的遙控操作指令發送至具體的操作單元進而實現智能化操作。

（3）數字化測控裝置應用到變電站監控系統當中的主要作用，是針對接受裝置的遙信操作以及本裝置的遙信操作，經由信息網絡傳送給具體工作站以及遠動裝置，從而完成具體的實際操作。

2 測控單元的硬件組成

數字化測控單元由電源模件、CPU模件、傳統IO模件、數字化IO模件和機箱組成。其結構。傳統IO模件可以是遙信采集模件、模擬量采集模件、直流量采集模件。數字化IO模件集數字化交流量測量、直流量測量和遙控開出功能于一身。它采用MPC8247作為以太網通信處理器，以TMS320F2812型DSP作為模擬量計算和控制功能處理器，MPC8247與TMS320F2812采用雙口RAM通信方式，與其他模件間采用統一的內部CAN網通信規約，使得數字化IO模件能夠與其他模件混合使用。各種IO模件的個數可以通過組態軟件靈活配置，滿足了用戶的不同需求。

3 交流量采集方案設計

數字化IO模件的模擬量采集與傳統的模擬量采集模件相比，不同的是數據來源，傳統的模擬量采集模件將交流量信號經過降壓、濾波后進入AD轉換芯片，由DSP控制AD轉換芯片對模擬量進行采樣。EVT和ECT以恒定的采樣速率進行等間隔采樣并將采集的數據通過高速串口傳送給合并單元（MU），合并單元再將一組時標一致的電壓和電流數據通過以太網傳給測控單元中數字化IO模件的通信處理器MPC8247，MPC8247立即將數據存放在內部通信區中供DSP采集。需要重采樣數據滿足4點要求。

第一要實時，這就要求DSP需要不停地監視通信區是否有新數據進入，只要有符合插值條件的數據，立即進行插值操作。

第二要連續，重采樣和計算要"同時"進行。由于采用FFT算法，當重采樣數據滿足FFT計算數量時，一邊要計算模擬量，同時重采樣操作不能停止。

第三要準確，首先，既然存在插值點的計算，就會存在計算誤差，特別是使用定點的DSP型號時，要考慮如何提高計算精度。其次，還需考慮某一組數據為無效數據時該如何插值。當線路電壓或母線電壓出現太多無效數據，無法完成插值時，要置無效標志，閉鎖同期操作。

第四要進行頻率跟蹤，動態地調整重采樣的采樣周期T′s。頻率計算要和重采樣程序放在同一個中斷服務程序中，這樣能保證在一個周期中所采集的數據是等間隔的。

4 同期功能的實現

隨著數字化變電站電壓等級的不斷上升，在變電站設計中數字化測控裝置的同期功能必不可少。同期功能涉及到圖中的每一個設備：同期合閘命令由工程師工作站發出，測控單元接收到同期合閘命令后應答工作站表明已收到同期命令，同時采集MU發送過來的數據實時計算出母線與線路兩側的電壓、頻率、相角等相關數據，判斷合閘條件是否滿足，若條件滿足，則立即發送GOOSE報文給智能操作箱，由操作箱最終完成合閘任務，并將合閘結果通過GOOSE報文發給其他設備，告知同期合閘操作結果。

針對數字化測控裝置中，主要是站控層在通信過程中的實際操作掌控的是CPU模件，并且間隔層設備通信當中有數字化IO模件以及兩個以太網接口，一個主要針對MY通信和接受相關信息數據的采樣值，另一個負責接收和發送goose網絡，主要針對間隔遙信相關的信息采集和控制輸出工作。在CPU模件和IO模件之間利用CAN總線進行通信連接，而合閘所需要的同期定值是由組態軟件將相關的定值信息傳到CPU模件當中，再經由CAN總線傳給IO，模件中的DSP（數字信號處理），在由DSP對同期合閘的條件進行判斷。

目前數字化測控裝置的同期合閘條件相似于傳統同期合閘，而傳統同期合閘的設計軟件可以應用到現階段的數字測控裝置同期合閘當中，數字化測控裝置主要針對同期合閘的運行的交流量連續可靠的進行采集工作，并嚴格遵守IEC61850標準進行軟件的設計工作保證同期合閘的順利運行。

結束語

現階段隨著網絡的普及和應用，在IEC61850標準上進行相應的數字化測控裝置技術設計，利用數字化測控裝置關鍵技術對于今后發電站的運行和發展非常重要，為了保證數字化測繪裝置關鍵技術能夠更多的應用到變電站的實際操作當中，需要相關技術人員的努力和創新，才能夠促進數字化測控裝置技術不斷的完善，從而使社會在數字化信息時代下順利的發展和進步。

參考文獻

數字化關鍵技術范文第2篇

關鍵詞：數字化變電站 發展趨勢 關鍵技術

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416(2012)05-0255-02

電網自動化技術是我國電網的六個重點技術之一，而數字化變電站技術則是電網自動化技術領域的一個重要課題。因此，建立無人值守的數字化變電站成為提高我國電網運行效率的重要手段。目前，我們新建變電站基本采用分層、分布式變電站微機監控系統，并逐步對原有變電站實行改造。隨著計算機技術、網絡技術和通信技術的發展，使得在變電站自動化系統中的信息采集、傳輸、處理等工作可以實現數字化。所以，數字化變電站技術的應用必將對電力系統的科技進步帶來巨大的變革。

1、現狀及發展趨勢

1.1 變電站控制系統的應用現狀及發展趨勢

近年來，隨著電網規模的擴大及電網運行要求的提高，對變電站控制系統提出了越來越高的要求，為了及時掌握電網的運行情況，保證電網安全、可靠地運行，要求變電站控制系統能夠準確、及時地反映一次系統的狀態，同時要求變電站具有較高的可控性，進而要求更多地采用遠方集中控制，操作，反事故措施等，即采用無人值班的管理模式，以提高勞動生產率，減少人為誤操作的可能，提高運行的可靠性。另一方面，計算機技術，網絡技術等先進技術手段的應用，已改變了傳統二次設備的模式，系統簡化，信息共享，減少電纜，減少變電站占地面積，降低造價等方面已改變了變電站的面貌，變電站自動化已轉向了實用化階段并取得了顯著的成效。

1.2 電流和電壓互感器的應用現狀及發展趨勢

電流和電壓互感器是為電力系統進行電能計量和繼電保護及測控裝置提供電流、電壓信號的重要設備，其精度及可靠性與電力系統的安全、可靠和經濟運行密切相關，是電力系統電流電壓測量的基本設備。

傳統的電流和電壓互感器是電磁感應式的，具有類似變壓器的結構。隨著電力工業的發展，電力系統傳輸的電力容量不斷增加，電網運行電壓等級也越來越高，目前，俄羅斯已有1150kV的骨干電網，我國也已將原來220kV的骨干電網提高到了500kV，國家電網公司已將1000kV的輸電線路納入近幾年的發展規劃。隨著電壓等級的提高，電磁式互感器暴露出一系列固有的缺點：(1)絕緣結構越來越復雜，產品的造價也越來越高，產品重量大，支撐結構復雜。(2)電磁式電流互感器固有的磁飽和現象，一次電流較大時會使二次輸出發生畸變，嚴重時會影響繼電保護設備的運行，造成拒動或誤動。(3)電磁式互感器的輸出為模擬量，不能與數字化二次設備直接接口，不利于電力系統的數字化進程。

二十世紀后期，人們一直在尋求一種安全、可靠、理論完善、性能優越的新方法來實現高電壓大電流的測量。基于光學傳感技術的無源光學電流互感器（Optical Current Transformer，簡稱OCT）和無源光學電壓互感器（Optical Voltage Transformer，簡稱OVT）以及基于空芯線圈的有源光電互感器能有效克服傳統電磁式互感器的缺點，近20年來一直受到美國、日本、法國和中國等國學者和工程技術人員的廣泛關注和深入研究，先后研制出多種樣機并掛網試運行，逐步成為互感器發展的主要方向。

2、關鍵技術

2.1 電子互感器技術

無源光互感器工作基于光學傳感的原理，存在光路結構復雜、溫度影響大等影響測量精度以及傳感頭工藝一致性不易保證等缺點，有源光互感器同樣存在溫度影響大、測量部件檢修困難、加工精度不宜保證等問題。

2.2 同步采樣技術

在傳統的保護測控裝置中,各路模擬量的采樣是由同一個模件負責的，在同一時刻鎖定采樣值，保證了采樣的同步及測量誤差。而在使用光互感器的情況下，各相電流、電壓采樣可能由不同的采集單元完成，如何保證各相電流和電壓信息的同步,成為合并單元能否正確工作的關鍵。

2.3 網絡技術

變電站的信息交換特點之一是，信息長度較短，信息量較大，在電網發生故障的情況時，有可能發生網絡風暴，而間隔層裝置普遍采用嵌入式系統，其處理能力不強，這一特點要求變電站控制系統的網絡具有很強的抗風暴能力，在發生網絡風暴時，各個裝置能夠正常工作。變電站信息交換的另一個特點是部分信息的實時性要求很高，比如保護裝置之間的信息交換，合并單元與間隔層設備之間的信息交換，要求變電站控制系統的網絡具有分級交換的能力，保證高級數據的實時性。變電站控制系統的網絡就像一個人的神經，所有的命令、信息都必須通過它傳送，網絡的可靠性、安全性對變電站控制系統來講及其重要的，變電站控制系統應該在日常運行時對網絡的狀況進行監視，及時發現問題，解決問題，這就要求網絡設備應具有智能功能。

2.4 軟件平臺技術

軟件平臺是數字化變電站控制系統的重要支撐。數字化變電站需要實現變電站二次子系統的數字化和一體化，繼電保護、測量控制、故障錄波、安全自動裝置、電能質量監測、一次設備在線安全監測等專業監控功能將在一個統一的軟件平臺上實現，因而支撐軟件平臺的研究開發十分重要。為滿足100KV到500KV變電站的多層次的需要，該平臺需支持Unix/Linux/Windows跨平臺應用，滿足電力系統信息安全要求，支持IEC61850標準和各功能的自由分配，滿足變電站安全操作、經濟運行等管理需求。

2.5 裝置內部數據交換技術

在數字化變電站中，采樣數據通過合并單元的網絡送給保護測控裝置，由于保護測控裝置的嵌入式系統的處理能力有限，一般將裝置的數據接收模件與數據處理模件分開，數據接收模件采用帶以太網協議的實時多任務系統，數據處理模件普遍采用DSP方式，這兩個模件之間的數據交換速率在10Mbps以上。合并單元匯集多個采集單元的數據，內部模件的數據交換更加頻繁，特別是考慮到母線和變壓器的合并單元，內部數據交換可能達到100Mbps，如何實現如此高速的數據交換是本項目的關鍵技術之一。

3、技術方案

通過對變電站控制系統和電壓電流互感器技術現狀的分析，現有的變電站系統雖然在近幾年取得了很大的發展和進步，但是仍然存在著許多有待改進、提高的地方，隨著技術的發展和人們對變電站控制系統認識的提高，以光互感器應用和IEC61850標準為框架的數字化變電站控制系統正受到人們越來越多地關注，成為變電站控制系統發展的新焦點。220kV變電站一次接線考慮，主變壓器按本期一臺，最終2臺設計，電壓等級采用220/110/35kV考慮。

對于主變壓器間隔以及220KV線路間隔、110KV線路間隔全部實施數字化方案，即從過程層、間隔層到變電站層全數字化。考慮到35kV間隔設備安裝在開關柜內，35kV側本身保護測控一體化裝置已下放，節省電纜的需求不大，且對低電壓等級而言，光互感器的優勢不明顯，甚至增加設備配置的復雜性，例如使用了光互感器后各間隔電壓數據的獲得、同一個間隔保護裝置與電度表數據的采集等，將使成本大幅上升，所以35KV側不配置光互感器，采用保護測控一體化裝置的方案。

4、結語

在變電站系統實現數字化改造后，在變電站維護、調試時間、土地使用、系統的可用性、設備安全等五個方面都將得到提高，使得設備能夠少校驗，甚至免校驗，減少維護工作量，縮減變電站的土地建筑使用面積，減少變電站系統調試時間，降低設備的絕緣要求，對系統能夠快速維護，提高了互感器的安全。數字化變電站可以在總體上提高變電站的勞動生產率，減少人為誤操作的可能，提高運行的可靠性，促進了變電站信息的共享，提升電網的技術和管理水平，提高電力工業的經濟效益和社會效益。

參考文獻

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[4]李九虎,鄭玉平,古世東 等.電子式互感器在數字化變電站的應用[J].電力系統自動化,2007,31(7):94 98.

數字化關鍵技術范文第3篇

關鍵詞：220千伏；數字化變電站；一次設計；二次設計

1引言

隨著我國電網建設進程的加快，南方電網公司越來越注重自身的安全性與可靠度。隨著變電站綜自理論和實踐的不斷發展，微機保護已經在南方電網內得到了廣泛應用，在很大程度上提升了電網自動化控制水平。然而值得注意的是，因為變電站自動化正在不斷拓展其應用范圍，一些基于常規數字化技術的變電站存在一些亟待解決的技術問題。由于變電站使用了多個供貨商的設備和技術，很容易導致通信協議難以完全兼容，在協議轉換，有時會使系統通訊發生錯誤，難以有效地支持系統集成，且不同設備之間尚未支持良好的互操作，為日常的運營帶來不便，甚至留下安全隱患。而在網絡信息技術突飛猛進發展的背景之下，我國微機保護在原理和技術上已相當成熟，來自不同設備商的產品可以實現互操作，變電站逐步向分布式模式進化，為數字化變電站的構建打下了技術基礎。本文結合南方電網的某220千伏數字化變電站的關鍵技術進行闡述，具有比較好的理論價值和實踐意義。

2 數字化變電站一次設計

數字化變電站技術的發展是以 IEC61850 標準為基礎的，本文以南方電網某220千伏數字化變電站為例，闡述其一次設計的關鍵技術。

2.1設計原則

某220千伏變電站的設計，在總體上遵循的主要原則為：以智能化、高效化作為主要的設計理念，在數字變電站的系統構成方面基于“三層兩網”的構架，包括過程層、間隔層、站控層，以及不同層次之間的網絡，用來傳輸GOOSE信號以及SV信號、MMS信號等。此外應為數字化變電站增設在線監測信息系統和狀態檢修信息系統，從而對站內主要設備，包括主變、220千伏GIS、10千伏高壓設備等進行實時狀態監控。變電站第一期工程設置4段母線，從而構成單母線4分段環形接線；主變中性點采用小電阻接地裝置。在設備配置方面，主變壓器使用油浸自冷有載調壓變壓器，采用GIS裝置，以及三相一體干式設備。在主接線方面，220千伏采用雙母線單分段模式，10千伏采取單母線8分段方式，最終構成環形接線，支持自投自復與互為備用模式。

2.2 10千伏配電系統的應用

結合《南方電網公司專項規劃》，本文所闡述的數字化變電站使用目前國際領先的層級方案，最終構建220千伏/10千伏/0.4千伏的用戶供電方案。其中，10千伏的開關柜引入了滿足“五防”模式的鎧裝式開關柜，為其配置真空斷路器。10千伏無功補償引入的是油浸式電容器，為了能夠有效限制涌流，為所有的電容器串接鐵芯電抗器。10千伏的中性點接地方式為小電阻模式，選用干式變壓器設備進行接地，并聯電抗器引入三相一體式，從而節約用地，減少對環境的破壞。

2.3主變的應用

本文所介紹的220KV變電站是2012年正式投運的，當時該站所供電大的區域需要220千伏容量是44MVA，因為彼時此站是該供電區域僅有的220千伏站，并以220/10千伏形成電網，但其他相鄰區域的變電站卻均為基于10千伏，難以與此變電站實現轉供。結合主變壓器N-1的安全準則，在過程項目的第一期首先設置投運2×120MVA主變，從而在很大程度保證網絡的可靠性。結合電網規劃的相關條款，變電站的建設必須能夠滿足該區域三年內不擴建，因此最終結果預測和評估，此變電站第一期工程爭取投運2×120MVA主變，包括兩臺雙繞組三相油浸自冷變壓器。

2.4配電裝置的設計

對于封閉組合裝置，此變電站引入了GIS模式，選取ABB公司的ABB-TS型氣體絕緣開關；對于流壓互感設備，考慮到有源互感器具備很多的優勢，包括節約成本、方便與其他設備集成、性能較好等，最終引入許昌繼電器集團的XC-3435型GIS互感設備，結合工程的實際情況，對傳感器進行熱備份配置，從而在很大程度上增強互感器的性能。結合上述分析，以及GIS裝置的構造特點，選用站內110作為供電電源。

3數字化變電站二次設計

3.1網絡設計

本文所述的數字化變電站是結合IEC61850規約設置網絡的，分為三個層次，其中站控層負責對變電站中的全部重要數據進行匯集、存儲，為運營用戶提供實時的數據曲線和友好的界面，對位于其他層次的設備進行監控管理；間隔層的功能是對各類數據進行實時的匯總，實現不同層次之間的保護和監控；過程層所負責的功能是：對各類運行電氣量等進行實時的探測，并臨時存儲。由這三個層次而構建的數字化變電站網絡結構如圖1。

下面對三個層次的組網模式進行闡述。

對于站控層，考慮到這個層次的首要任務是對數據報文進行有效傳輸，并不要求很高的數據信息實時性，而對數據的可靠性要求較高，因此應該設置冗余備份通道，從而使數據可以具備良好的可靠性，所以在網絡的拓撲方面，最終選取的是雙星型網絡，結合實際情況，環網也是一種能夠選擇的模式。結合變電站相關設計參考規范，以冗余Ethernet設計站控層，并保證數據的傳輸高于100兆比特每秒，雙星形網絡能夠保證足夠的數據傳輸可靠性，在數據傳輸出現故障時進行快速切換；此網絡承載的信號為MMS信息以及GOOSE數據。站控層的不同設備彼此通過雙發雙收模式進行信息傳遞。對于過程層，可以有幾種可比較選擇的設計方案：第一種方案是將GOOSE與傳送網彼此獨立，所得的采樣信息基于IEC60044-8通過光纖通道進行傳遞。這種方案的GOOSE通過光纖Ethernet，結合不同的電壓等級彼此獨立成網。結合重要程度的不同，為這些信息設置相應的數據傳輸優先級。第二種方案是將GOOSE與數據網彼此獨立，數據網選取光纖Ethernet，結合不同的間隔進行分段。第三種方案是使GOOSE與傳送網一體化，采樣數據通過光纖Ethernet，按間隔分段。

對以上的三個方案進行比較，第一種方案對光纖網絡的要求較高，但不需要很多交換設備，并且將數據和GOOSE彼此獨立，不會由于交換機性能而導致數據傳輸失敗。這種模式的不足之處也較為明顯，即系統的擴展性不足、難以實現良好的信息共享，不能避免由于光纖出現故障而帶來的系統不穩定。由于使用光纖較多，也給施工的過程帶來一些難度。而對于第二種和第三種方案，不需要太多的光纖，能夠滿足系統所需要的高擴展性以及信息的共享。本工程針對第二種方案和第三種方案進行了對比分析。對網絡性能進行測試。

在測試過程中，把系統的功能分為共網與分網兩種，并引入網絡性能分析軟件來對比第二種方案和第三種方案發生各類故障的時候的網絡性能，和保護動作所需要的時間，最終得到的結論為：在網絡所承載的數據多于80%的情況下，網絡交換機的處理性能開始緩慢降低，丟幀的情況逐漸增多；而網絡交換機的參數配置也能夠對網絡承載的流量造成影響，最終為變電站確定的網絡配置模式為：在線條的站控層，引入雙星型的可靠冗余網絡，在站控層和過程層之間采取互相獨立的配置，過程層和GOOSE彼此獨立配置，10千伏過程層采取雙網合一設置。網絡結構如圖2。

3.2過程層流量設計

結合數字化變電站的數據傳輸實際情況，站控層擁有很高的數據傳輸量，但其傳輸過程對實時性并沒有極高的要求。而變電站的過程層由于涉及到很多實時采樣數據，所以數據量大且對實時性有著很高要求，同時要求數據具備良好的可靠性。在SV信息和GOOSE信息均以基于網絡的模式進行傳輸的情況下，必須對網絡的實時流量進行良好的配置管理，才能保證信息傳輸的可靠，因此在信息傳輸中引入了報文過濾模式，目的是降低網絡交換設備的實時流量以及數據傳輸和處理的負載。對于SV網絡，數據的實時性必須得到保障，而信息瞬時流量較高、信息的流向是固定的，因此加入引入合理的流量控制方案，便能夠使網絡流量得到隔離，從而降低網絡交換設備的負載，使網絡的實時性與可靠性都得到提升；而相比之下GOOSE信息的數據流量不大、但是信息的流向不易控制，而且隨著裝置的改變會發生變化，如果對其進行一定程度的信息隔離，便能夠使其傳輸范圍得到控制，讓所有的數據端口僅需接收與本端口相關的信息，減輕了無關數據的判別，從而增強安全與可靠指標。本項目最終設計為通過組播的模式完成信息傳輸，對于數據發送者，只需要發送一個信息幀，接著的其他信息幀僅僅在需要的時候才會進行分發，這樣能夠保證所有的網段僅保留一個必要的數據流，從而在很大程度上降低系統的負荷，使所需的網絡帶寬得到壓縮。

3.3母線快速保護

本項目以基于GOOSE的網絡來進行間隔開關保護數據的傳輸，以基于GOOSE標準的保護動作信息替換傳統的饋線動作母線保護，從而大幅度簡化母線保護模式，也減少了所需的電纜量，在饋線擴容時完全不受影響，為以后的升級打下了良好的基礎。

3.4在線監測系統的設計

該數字化變電站以基于IEC61850的模式實現在線監測系統。主要的在線監測項目闡述如下。對于變壓器設備的實時監測，采用NS800I設備來抽取需要的數據信息然后對其進行匯總，主要的監測項目有：（1）變壓器油色譜監測，采集信息后首先在本次存儲，數據在過程層經過初步分析之后，傳輸至變電站控制中心，可在管理人員的工作站界面顯示。（2）變壓器套管監測：對泄漏電流監測，抽取電壓信號，得出套管泄漏電流的實際值，計算電容量及介損。采用NS821I智能數據監測節點，對所有的信息進行處理和上傳。（3）變壓器鐵心接地電流，通過穿心CT進行監測，數據被傳輸到監測智能柜的NS821I單元。（4）智能組件監測：以PSSC601對數據進行采樣和處理。（5）GIS監測，通過NS860I對監測信息進行處理和傳輸，具體項目有斷路器在線監測、SF6氣體特性在線監測等。（6）避雷器在線監測，監測參數為避雷器的阻性泄漏電流，數據被傳輸至監測單元。

3.5站域控制模式的設計

為了實現良好的站域控制，就必須引入信息化體系，從而實現數據的共享，最終發揮信息的最大化效用。結合當前技術的發展，對采樣信息來說存在著兩種主流模式，一是以IEC60044協議實現數據的點對點傳輸，二是采用網絡交換設備進行數據信息的傳輸。如果采取點對點傳輸，則IEC60044規約會為需要傳輸的數據信息加入必要的前綴標簽，不需要數據處理單元進行參與，而且能夠維持較為穩定的延時；IEC61850-9協議的信息傳輸是基于Ethernet的，所以光纖單元在信息成功接收之后，會觸發數字處理單元中斷服務，獲取信息幀的標記，但這同時也會造成中斷程序的頻繁調用，為系統帶來新的不確定因素。如果以交換設備進行信息傳輸、則能夠保證系統的共享性。本變電站最終經過對比，選擇北斗和GPS雙鐘備用模式，采用面向對象的方法對整個變電站進行建模。

4結束語

隨著信息技術和發展與應用的逐步深入，數字化變電站漸漸成為變電站設計用戶建設的新趨勢，其最大的優勢是能夠實現數據傳輸網絡化、能夠使來自不同廠商的設備基于完全一致的協議、可以進行良好的是互操作、可以在線實時對設備狀態進行監測，大大降低了系統擴展成本和工作量。因此是當前的變電站發展大方向之一，值得我們在實踐中繼續探索。

參考文獻

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數字化關鍵技術范文第4篇

隨著我國進入互聯網時代，我國各個行業都開始逐漸的應用互聯網技術。我國的醫院信息也逐漸步入互聯網+時代。然而醫院目前所采用的形式就是通過“一卡通”的形式來就診，但是在實際應用的過程中，還存在一些漏洞和缺陷。但如果把“一卡通”的就診模式轉換成“卡卡通”的形式，這樣就更加方便去醫院就診。本文通過對“卡卡通”的就診模式提出的理念和具體設計方案，從而使醫院信息真正的步入到互聯網+時代。

【關鍵詞】醫院數字化 互聯網+ 關鍵技術

隨著我國醫院逐漸向數字信息化方向發展，我國多地醫院已開始實行“一卡通”的形式就診。持卡人只需要在醫院辦理一張就診卡，就可以直接到各個科室的進行就診。醫生在診斷以后開具的診斷書、電子處方等等，患者可以直接去相對應的檢查科室進行檢查、藥房取藥等等。隨著患者人數持續上升，但在具體的實際情況中，存在一部分就診的患者沒有帶卡片，所以就直接在去重新辦一張，時間一長，也就很難分清楚那個是就診卡可以用，那個不能用，其在就診的時候，還有不少患者直接把就診卡都弄掉了等等一系列問題。怎樣才能更好的解決這個問題呢？

1 “卡卡通”就診提出的理念與設計方案

為了解決以前的“一卡通”在應用的過程中所出現的問題，本文針對此問題提出了一個唯一可以識別身份的“卡卡通”模式。基于大數據時代背景下，HIS系統與許多系統已經實現了“卡卡通”的一些相關信息建設，如：銀行、醫保等等。其主要是患者直接在醫院的HIS系統下進行實名制注冊，在醫院就診的時候，只需要提供自己的身份證號碼進行驗證，就可以直接進行就診。

1.1 “卡卡通”的設計

“卡卡通”的設計方案主要是由以前的一卡通模式演變而來，是通過第三方系統平臺來驗證患者身份識別的卡片，這張卡可以直接在后面的系統自動搜索患者的身份證號碼，將其傳送到HIS系統，從HIS系統中搜到的患者唯一的驗證身份信息內容，將其與卡進行關聯，如果成功的進行關聯以后，就可以直接憑著這張卡進行就診。基本步驟如下：第一步：建立基礎平臺，由于HIS系統與銀行、醫保等多方面的系統進行相互關聯。第二步：患者在進行就診的時候，可以利用這個就診卡在醫院直接去分診室進行就診。在就診前需要將這張卡唯一的索引號進行關聯，如果關聯成功以后，可以直接去就診。第三步，先要判斷卡的類型，看是第三方的卡還是醫院里面的就診卡，如果是醫院里面的就診卡，在HIS系統就會顯示無效的信息。但如果是第三系統的卡，在輸入密碼以后，就會出現唯一的索引號，然后在將唯一的索引號與卡進行關聯。

其具體的操作流程如下：

（1）進入醫院以后到醫院的自助設備上插入第三方的卡。

（2）插卡以后將會進入HIS系統進行查詢患者的詳細信息，如果已關聯成功，將會出現唯一的索引號。

（3）如果沒有關聯成功，就要先判斷卡片是醫院的就診卡還是第三方系統上的卡，然后在進行查詢，如果提示無效信息，就需要查詢是否在HIS系統中進行實名制注冊。

（4）如果已經注冊過，可以把患者的證件號碼與索引號相互關聯，然后在進行操作。

（5）如果沒注冊，需要用患者的有效證件號碼進行注冊，然后查詢唯一的索引后，最后在進行關聯以后，掛號、預約等等。

1.2 流程優化對比

在以前的一卡通就診過程中，如果患者是第一次去醫院就診，需要攜帶自己的有效證件方可辦理就診卡，辦完就診卡以后去醫院看病的時候，需要隨身攜帶就診卡。但轉換到卡卡通這種模式以后，患者只需要通過自己的證件號碼在醫院的第三方平臺進行注冊，然后再去就診。在就診的時候，只要通過有效的證件號碼可以識別患者的身份信息，就可以進行就診，也不需要每次就診的時候都要帶就診卡，以前的一卡通就是通過卡號進行識別患者的身份信息，而卡卡通是通過患者的有效證件號碼識別身份信息。

2 實施效果及應用體會

2.1 在醫院自助設備上的醫用

醫院的就診卡升級為卡卡通以后，例如：如果不是第一次來醫院就診所使用的銀行卡掛號，就診患者可以直接在醫院大廳進行自助掛號等。只需要將銀行卡插入到自助掛號機里面，輸入銀行卡密碼，然后選擇自己就診的科室、醫生等所有信息，然后再次輸入密碼進行繳費，最后取出掛號單和自己的銀行卡，這種方法比較簡單、方便。

2.2 應用體會

醫院的系統升級以后，由于于銀行系統相互連接，所要求的安全性能也比較高，所以在傳輸信息的時候采用的是TCP這種方式進行傳輸。醫院的自主設備可以兼容各種類型的卡，這對患者來說也比較方便，插卡的地方只有一個，但在讀卡的時候可以讀出各種各樣的卡。這款自主設備具有各種各樣的功能，是最適合應用卡卡通實施就診流程。

3 結束語

綜上所述，通過先前的一卡通就診模式與卡卡通設計方案進行對比分析，從而可以真正的實現在就診的時候只需要對患者的身份進行識別的卡片，就可以在醫院就診。其就診時間比原來的一卡通模式還有效的減少了就診時間，同時，這也是醫院數字化減少向互聯網+轉變的關鍵性技術。

參考文獻

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數字化關鍵技術范文第5篇

論文 摘要：簡要回顧了數字化供電系統的理論，從數據集成與應用集戍兩個方面介紹了數字化供電系統建設中的關鍵技術，并結合系統建設實踐重點介紹了公共信息模型(cim)、服務構建技術與專業圖形控件技術等內容，為進一步完善數字化供電系統技術理論體系做出了有益的嘗試。

論文關鍵詞：數字化供電系統；公共信息模型；面向服務架構；數據集成；應用集成

0  前言

作為一種廣為接受的技術體系，“數字化供電系統”的內涵包括：數字化電網、信息化管理和 企業 應用集成。從本質上說，“數字化供電系統”是企業適應內外部變化，提升管理能力、提高服務水平、增強核心競爭力的一種技術手段。它不是一個剛性的系統，而是有生命力的系統工程。隨著it技術的 發展 ，數據傳輸技術、數據轉換技術、接口整合技術、商業流程支持技術在電力企業信息化建設中得到了深入的應用，“數字化供電系統”的技術實現體系正在逐步完善中。

本文以“數字化供電系統”技術實現中數據集成與應用集成技術為主線，結合重要客戶供電風險預控管理的業務需求，介紹了實踐過程中的公共信息模型、數據整合與數據訪問、基于soa架構的應用集成、服務構建技術、專業圖形構建技術等內容。

1建設背景

重要客戶供電風險預控管理需要將分散在不同系統中的表征電網風險因素的數據，集成起來進行分析，這些數據包括scada／ems中的電網實時數據，生產系統中的設備技術規范數據、缺陷數據、維護檢修數據，營銷系統中的客戶數據等，這些數據是企業層面的全局數據，通過企業數據中心，將這些數據按照統一的標準進行描述與標識，形成數字電網的核心內容，未來可以給更多的業務系統應用。

重要供電客戶風險預控管理的業務應用功能，如供電風險評估、方案優化等功能都需要以數字電網為基礎，以電網拓撲分析 計算 為手段來實現，還需要圖形化的形式來展示數據和分析結果。而拓撲計算與自動成圖等業務邏輯存在于電網gis系統中，采用開放的、集成的技術體系架構對這些業務邏輯進行封裝與部署，為各類有需求的應用服務，從而逐步建立完善企業應用集成的技術體系。

2數據集成

數據集成的首要指導原則是：盡管數據可能在不同的地方、以不同的語義、格式存儲，訪問方法各異，但是，對于數據使用者而言，數據好像駐留在一個單一的數據源里一樣。因此，數據集成技術實質上將信息需求者屏蔽于所有這些復雜性之外，使用者的應用程序可以通過諸如sql或xml的標準語言，或標準 網絡 服務來對數據進行使用。

對于數字化供電系統而言，首先，需要將來自不同層面、不同系統的、具有不同結構的數據整合在一起，并實現數據統一表達、統一管理、統一訪問途徑，最終實現各業務管理間有序的信息交換與共享，保障各管理條線的業務協同。將這些來源不同、結構不同、標準不同的數據按照統一的格式和標準進行規范，要求企業構建一個統一的企業級公共數據模型，從而將原本分散在不同應用中的信息按照該模型組織為一個整體。

其次，數字化供電系統采用集中統一存貯的數據整合模式來實現數據集成。這種模式可以有效地保證對共享數據的訪問效率，從而有效地保證基于共享數據的業務應用的執行效率和實現方便性，并使得共享信息易于管理。對于整合后的信息，對外提供多種數據訪問服務手段，使整合后的信息資源能方便地提供給各類業務系統使用。

2．1公共信息模型

公共信息模型用于在企業級規范信息分類、各類信息的屬性、各類信息間的關系以及約束規則。其范圍包括電網結構及運行工況、業務活動相關信息、企業架構等基礎管理信息等方面完整的定義和描述，實現統一的數據元素標準和信息編碼體系。通過公共信息模型可以有效地實現企業級數據表示的一致性和唯一性，并在公共信息模型的基礎上構建統一的訪問信息途徑，實現跨業務域的信息共享和交互，并易于在此基礎之上實現企業級信息的分析和挖掘。

公共信息模型涉及對象多且關系復雜，信息共享和支持未來應用的目標，也對公共信息模型質量和前瞻性提出了很高的要求。本文的公共信息模型設計基于iec cim模型進行剪裁和擴展。ieccim模型是iec61970、iec61968系列標準的一個重要組成部分，cim是使用uml類圖描述的信息模型，其內容包括電力系統資源及電力企業的主要業務活動對象，該模型提供了一個電力系統管理對象的信息結構視圖。

基于cim模型設計公共信息模型可以重用現有的設計，以提高效率；利用成熟的設計，以避免設計中可能出現的疏漏，保證設計質量；利用標準化的設計，可以使系統更加開放，使系統和眾多遵循cim標準的其它系統可以更好地交互。公共信息模型的設計是一件復雜的系統工作，通過確定待分析的對象、歸納現實對象、抽象設計類、建立類層次結構等過程，最終形成統一的公共信息模型(見圖1)。

目前北京市電力公司已完成了變電、輸電、配電、自動化、保護、it、通信等共130多種設備和客戶資料等營銷系統對象的建模工作。建立起兼容已有的國際標準和北京電力的業務實際情況，經過多次測試和迭代，從較高層次上抽取出共性的數據和模型(見圖2)。

2．2數據整合與數據訪問

共享數據庫etl服務負責從各數據源獲取數據。數據轉換服務將獲取的數據按照公共信息模型設計規范把數據轉換清洗，然后裝載到共享數據庫。同時，還提供rdf支持手段實現大批量一次性的數據裝載和交換。通過多樣化的數據集成手段實現數據的集成性、完整性、一致性、安全性等目標。

各個業務應用系統是共享數據庫的消費者。訪問共享數據庫中數據的方式主要有3種。一是通過在 企業 服務總線部署的基于cis標準接口的數據訪問服務實現，適用于數據交換類型的數據業務訪問；二是通過在企業服務總線部署的業務域數據服務進行訪問，適用于專業性較高、數據關系復雜、數據處理邏輯實現難度較高的數據訪問，例如對電網拓撲數據的訪問服務；三是通過數據連接器訪問共享數據庫，適用于在共享數據庫上建立新的應用系統。 

3應用集成技術

應用集成技術的核心是通過各種軟硬件技術將已有的和新建的業務系統集成起來，共同完成企業的各種業務活動，并能夠靈活快速地適應企業的 發展 和市場的變化。對于重要客戶供電風險預控管理而言，需要將電網gis系統、400主動服務系統、短消息系統內私有的業務功能按照標準的規約進行封裝與部署，形成企業層面可復用、可管理、可信任的資源。如電網gis系統提供的自動成圖服務、拓撲 計算 服務等。數字化供電系統應用集成技術應用主要包括：基于soa的應用集成架構、服務構建技術及專業圖形控件技術。

3．1基于soa的應用集成架構

數字化供電系統采用soa架構的松耦合方式，構造出為企業層面服務資源平臺，使原來各個業務系統私有的應用功能成為可由其他業務信息系統自由調用的服務。在保證服務可以獨立運行的同時又可與其它應用系統進行協同作業，實現了系統的應用集成和功能重用，促進了多個業務信息系統的應用水平提升。服務使用了開放、中立的標準來定義接口規范(包括格式和傳輸協議)，與其所使用的硬件平臺、操作系統和編程語言無關，所有服務調用方及服務提供方之間均可用統一和標準的方式進行通信，能夠很好地解決傳統模式下異構系統間接口困難的問題。通過基于soa架構的服務，數字化供電系統在體系結構上的優勢表現為：

(1)在企業層面擁有一個功能完備的可復用、可信任、可管理的服務集合；

(2)不需要大量數據維護與管理工作；

(3)提高了跨業務域的應用系統共享全局信息的能力；

(4)可以方便地整合不同類型的電網數據用于自身的分析與決策。

3．2服務構建技術

由于數字化供電系統采用soa這種服務架構體系，需要對服務根據自身業務“按需(onde—mand)”分析、拆遷、改造為不同粗細等級的服務，如粗顆粒度服務、細顆粒度服務、基礎、高級。細顆粒度服務，既可被粗顆粒度服務調用，也可被高級調用；基礎，既可被高級調用，也可被粗粒度服務調用；同時基礎和細顆粒度服務之間也可相互調用。粗粒度服務及服務組合，簡化相關應用的調用過程，調用效率大大提高。服務設計時，服務之間復用性與復雜性關系也做了有效平衡。

數字化供電系統根據自身業務的需求，需要在公共信息模型的基礎上開展“按需(onde．mand)”構建方面的研究。其基本內容是以“按需模式”來抽取完備電網結構模型的信息子集，構造出不同的專業電網模型，如專題圖電網數據模型、主配網一體化雙向拓撲分析等，以滿足不同專業的功能業務應用需求。根據具體的應用需要，通過專業需求規則進行電網結構模型數據的自動抽取，從而生成特定電網結構模型提供給特定應用系統應用。這樣不僅可以大大提高專業信息系統的開發效率，保證了特定應用系統數據的準確性，同時也保證了不同應用系統的電網模型信息共享。

3．3專業圖形控件技術

應用控件是指基于微軟公司activex技術的可重用的軟件組件。可用這些組件增加網頁、桌面應用程序和軟件開發工具的交互性以及更多的功能，例如圖形顯示效果或彈出式選單等。應用控件可用不同程序設計語言編寫，包括java、c++和visualbasic等。應用控件一旦被開發出來，設計和開發人員就可以把它當作預裝配組件，用于開發客戶程序。以此種方式使用activex應用控件，使用者無需知道這些控件是如何開發的，在很多情況下，甚至不需要自己編程，就可以完成網頁或應用程序的設計。

重要客戶供電風險預控管理對電網資源的展現形式給出了明確的方案：對系統中涉及的各種信息(包括：電網圖形、電網拓撲、設備開關狀態、實時負荷等方面的信息)通過圖形方式統一展現，對重要客戶供電風險分析結果的展現形式同樣以圖形展示為主(包括：全數字電網設備邏輯接線、電源點到客戶的供電系統圖、線路地理圖等)。

為滿足圖形化展示的要求，需要開發一系列專業圖形應用控件來滿足要求，把電網地理信息系統的部分功能適當抽象，以控件的形式供開發者或最終用戶使用，將會帶來許多傳統地理信息系統開發工具無法比擬的優點。應用控件小巧靈活。各應用控件都集中地實現與自己最緊密相關的系統功能，該控件提供空間數據管理能力，并且能以靈活的方式與數據庫系統連接。在保證功能的前提下，系統表現得小巧靈活，能夠滿足用戶各種應用需求。

強大的地理信息系統功能。這些應用控件采用直接調用形式，無論是管理大數據的能力還是處理速度方面均不比“電網地理信息系統”內部應用遜色。小小的應用控件完全能提供地理圖形、電網圖形、專題分析等空間處理能力和豐富的空間查詢與統計能力。

與其他應用系統精密結合。由于這些應用控件可以直接嵌入其他電網信息化應三用系統開發工具中，對于廣大開發人員來講，就可以自由選用他們熟悉的開發工具，并與那些應用系統緊密結合。而且，其他系統的開發人員可以像管理數據庫表一樣熟練地管理電網圖形等空間數據并調用其查詢統計及分析結果，無須對開發人員進行特殊的培訓，而且開發的系統能夠滿足實際應用的需求。