儲能系統設計方案精選(九篇)

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第1篇：儲能系統設計方案范文

關鍵詞：110kV變電站；直流系統；接線方式

中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：

變電站直流系統是變電站二次系統中主要的組成部分，它主要提供繼電保護、自動控制 測量、信號等控制負荷以及斷路器儲能電源，交流不停電裝置電源、事故照明電源等動力負荷。近年來，隨著電力技術的發展，國家相關部門明確規定新、擴建或者改造的變電站直流系統的饋出線網絡應該采用輻射式供電方式，不應采用環狀式供電。因此，本文結合筆者的工作實踐，提出了某廠新建110kV變電站直流系統的優化方案。

一、工程概況

某廠新建110kV 變電站投入使用。變電站進線來自電網公司某變電站的110KV I回和II回。主變壓器配置3臺63000kVA，運行方式為：2用1備；110kV 主接線采用擴大外橋接線方式；35kV 設計出線回路12 回，35 kV為雙母線分段接線方式 110kV 回路正常運行為分列運行，最大運行方式為110 kV 單回路帶2 臺主變，工作電流最大可達661A，供電能力達到115MW。

二、變電站接入系統現狀

站內裝設2臺100 kVA 35/0. 4kV干式曲折型變壓器，作為站用低壓電源，分別掛35kV I 段、II段母線，由PLC 控制備用電源自投完成備自投功能，另外從下級35kV降壓站引入一回380V電源作為第3備用應急電源。該站采用直流系統接入，電壓采用220V，配置2套100A?h 免維護鉛酸蓄電池作為直流電源，供變電站的操作電源及事故照明。

三、變電站接入系統設計

3.1 直流系統的配置

本站直流系統配備有2套，1用1備，系統網絡采用環網式供電方式，每套直流系統配置饋線屏一面，饋出線共16回，其中5個回路為備用回路，16個回路中有10個回路采用額定電流為32A的小型斷路器，6個回路采用額定電流63A的斷路器。直流回路空氣開關配置如表1。

饋線回路直流系統配置中I段、II段直流母線上帶有主控制室保護計量裝置屏(深圳中電)直流電源I、II路、逆變裝置直流電源I、II路、1#、2#消弧線圈自動消諧裝置電源 110 kV－Compass 組合電氣控制電源、1#、2#站用變及母聯斷路器控制電源、35kV保護測控裝置電源、1#、2#、3#主變消防系統電源、110kV 線路保護裝置電源、110kV－Compass 組合電氣儲能電源、35kV斷路器儲能電源、充電機出口開關。

3.2 直流系統分析

因該站最初設計方案建設工期較長，所以在施工時候沒有提出方案的修改工作。筆者曾參與整個站的工程建設，在施工中發現了變電站直流系統環網結構存在缺陷：當直流饋線支路中某控制回路產生故障時，其它控制回路將斷開供電回路，導致無法進行設備使用及操作，所以必須對直流系統接線方式進行優化。實際上，從各電壓等級變電站分析，輻射式供電和環網式供電并不相互矛盾，應該對其進行優化，將兩者有機地結合統一起來。

3.3 直流系統優化方案

考慮到110kV 電壓等級側的直流饋線網絡，主控室保護計量裝置屏(深圳中電)中未將110kV側以及主變裝置電源相互獨立。按設計分析，直流系統預留備用回路不夠，因此需要進行整合，取消主控室中電裝置直流電源饋線回路，3臺主變保護測控電源、外橋保護測控電源分別從直流母線上取，設置獨立空氣開關饋線回路。改造直流回路空氣開關配置如表2。

從配置表可以看出主變控制屏電源單獨從直流母線上取，主變保護、差動、高低后備、非電量可以從主變保護測控裝置電源處，分接出2路電源，電壓切換裝置電源又分接1路電源，形成整屏的輻射。

35kV高壓配電室各出線柜的保護裝置，由于單元數量較多，與設置在主控室的直流屏距離較遠，饋線網絡宜保留現有環網式直流供電，如改為輻射式，需要增加大量電纜數量及空開數量，必要時還要增加饋線屏，投資較大。此外35kV斷路器儲能電源已經與控制保護電源相互獨立，所以不需要進行優化。

直流母線分段開關在正常運行時斷開，優化后的直流系統空開必須配置專用直流空開，不采用交直流兩用型空氣開關，上下級空開配置應保證2～4級級差，電源端選擇上限，網絡末端選擇下限。

3.4 優化后的直流系統

優化后的直流系統饋線減少了許多公用部分，每個重要負荷回路相互獨立，完全進行了電氣隔離，當某個回路發生接地短路故障，不會影響其他回路供電情況，可以快速準確確定接地故障，提高了查找的速度，大大提高了供電的可靠性。此種接線方式，饋線回路清晰，便于直流系統的運行維護工作： 方便運行操作人員操作與維護，而且降低了因誤操作造成直流大面積停電的可能性。

但優化后的直流系統施工難度較大，需要將二次回路測量、控制、信號等接線進行區分，增加了電纜長度及直流空氣開關的數量，必要時還需要增加直流饋線屏。由于原設計及場地限制，只能在現有直流饋線屏上利用備用電源，新增設直流饋線回路，因此必須一次規劃合理，充分利用直流系統的余留度進行施工。

此方案針對變電站現有的設備及資源進行優化，對其它早期變電站采用直流環網供電方式的系統改造，具有一定的借鑒及推廣價值 如新建廠區中的變電站，可以考慮多增設幾面饋線屏，按間隔性質作用進行分類配置，雖然增加部分投資，但在整個站的投資中只占到極小的部分，從變電站長遠運行情況看是值得的，不但方便設備操作維護，而且設備可靠性有了很大提高，保證了供電系統的安全穩定運行。

四、結束語

總之，直流系統作為變電站二次系統中的重要組成部分，其運行直接關系到變電站設備以及電網是否能夠安全可靠運行。本文結合某廠新建110kV 變電站直流饋線系統改造進行分析，在工程建設中提出了優化方案：結合電力發展新技術，將變電站直流系統供電模式由環網式改造為輻射式與環網式相結合的模式，才能使供電系統安全可持續發展。

參考文獻

[1]GB/T 19826-2005．電力工程直流電源設備通用技術條件和安全要求[S]．

[2]DL 724-2000．電力系統用蓄電池直流電源裝置運行維護規程[S]．

第2篇：儲能系統設計方案范文

微網系統將風力發電機所發電力，經風機逆變器轉變為交流，提供給微網控制器進行離并網控制。太陽能發電通過光伏控制器轉為交流上網，儲能系統充放電管理由控制及數據采集系統統一控制和管理。除了風、光等多種新能源，還可以通過柴油發電機以及其它小型發電機結合儲能系統統一給負荷供電。

2站用電微網系統關鍵技術

站用微電網是由光伏發電、風力發電以及儲能裝置和監控、保護裝置匯集而成的變電站供電的小型發配電系統，它能夠不依賴大電網而正常運行，實現區域內部供需平衡。當站用電正常供電時，首先消納微網系統電能，實現系統電能消耗的減少和節約，當變電站電網系統出現故障，站用微電網可以為變電站提供必要的電源，從而保證控制系統正常運行，降低變電站故障恢復時間。

2.1站用電微網系統組成

1）風力發電系統,通過風力發電機將機械能轉換為電能，再通過控制器對蓄電池充電，經過逆變器對負載供電；

2）光伏發電系統,利用太陽能電池板將光能轉換為電能，然后對蓄電池充電，通過逆變器將直流電轉換為交流電對負載進行供電；

3）儲能系統，使微網既可以并網運行，也可以獨立孤網運行，并保證功率穩定輸出。儲能電池組在系統中同時起到能量調節和平衡負載兩大作用。它將風力發電系統和光伏發電系統輸出的電能轉化為化學能儲存起來，以備供電不足時使用；

4）逆變系統，由幾臺逆變器組成，把蓄電池中的直流電變成標準的220V交流電，保證交流電負載設備的正常使用。同時還具有自動穩壓功能，可改善風光互補發電系統的供電質量；5）監控系統，系統可以監控分布式能源運行數據，調整運行策略，控制運行狀態。智能能量控制管理部分是保證電源系統正常運行的重要核心設備。

2.2站用電微網系統功能系統主要實現以下功能

1）微網系統包含光伏發電、小型風力發電機和儲能設備。通過微網控制系統監控分布式能源運行數據，調整運行策略，控制運行狀態；

2）微網系統獨立運行時，儲能設備作為獨立運行時的主電源；當光伏發電系統和風力發電系統全部退出運行時，主電源的功率大于微網內所有負荷的功率時，微網系統會根據實際情況對所供負載進行容量調節和超限保護；

3）對于主從控制的微網，如果分布式電源的出力大于負載，會出現多余功率到送給主電源情況（如果不允許倒送），因此在微網獨立運行時，可根據實際情況調節分布式電源出力的控制策略；

4）通過微網監測平臺，全方位實時展示分布式電源運行狀態、風、光信息及微網運行過程，為分布式電源及微網技術的推廣應用，起到示范作用。

2.3引入微網系統條件

將微網系統引入站用電系統時，主要考慮其發電單元可利用的自然資源情況。參考風電場和太陽能光伏電站的設計條件以及相關規程規范，站用電系統中引入微網時，該變電站應滿足以下條件：

（1）變電站所在地區10m高度處，年平均風速在5.6m/s以上；

（2）變電站所在地區太陽能總輻射的年總量在1050~1400kWh/（m2a）以上；

（3）變電站所在地區太陽能資源穩定程度指標在4以下。

3站用電微網系統設計

3.1功能定位

1）作為站用電系統電源的補充，減小站用電系統從電力系統的受電比例；

2）作為變電站啟動電源，取代常規變電站站外電源。在變電站完全停電時，利用微網系統發出的電能啟動站用電系統，完成主變壓器和站用變壓器的充電，再利用站內電源完成整個變電站的啟動。在整個啟動過程中，盡可能利用微網系統。本文考慮經濟性因素，推薦變電站微網系統應以取代站外電源作為啟動電源為目標，在現階段技術條件下，采用站外電源和微網系統共用的過渡方式。

3.2接線方案

站用電系統結構如圖1所示，儲能設備、光伏發電和風力發電以圖2的形式并列接入交流低壓母線。微網與外部電網有一個統一的聯絡開關。控制策略采用主從控制設計，即在并網運行時，主電網作為主電源；在孤網運行時，蓄電池儲能設備作為主電源。圖1站考慮到微網系統的可靠性要求相對較低，而站用直流系統的可靠性要求較高，因此推薦為微網系統單獨設置蓄電池，而不將站用直流系統的蓄電池與微網系統蓄電池合用；考慮到站用電負荷的特性，具有一定的分散性，且常規負荷均為交流負荷，因此推薦微網系統采用交流并網模式。

3.3設備選型及布置方案

1）風力發電機根據運行特征和控制方式可分為變速恒頻風力發電系統和恒速恒頻風力發電系統，根據風輪軸的位置可以分為垂直軸風力發電機和水平軸風力發電機。現風力發電機多采用變速恒頻系統，而采用垂直軸還是水平軸則需要結合自然條件和功能需求確定。布置風電機組時，在盛行風向上要求機組間隔為5~9倍風輪直徑，在垂直于盛行風向上要求機組間相隔3~5倍風輪直徑。風電機組具體布置時應根據風向玫瑰圖和風能玫瑰圖確定風電場主導風向，對平坦、開闊場址，可按照以上原則，單排或多排布置風電機組。在多排布置時應呈梅花型排列，以盡量減少風電機組之間尾流影響。

2）太陽能光伏電池單晶硅、多晶硅太陽電池由于制造技術成熟、產品性能穩定、使用壽命長、光電轉化效率相對較高，被廣泛應用于大型并網光伏電站項目。太陽能光伏電池一般均安裝在戶外，電池板必須采用能經受雨、風、砂塵和溫度變化甚至冰雹襲擊等的框架、支撐板和密封樹脂等進行完好保護。光伏方陣有3種安裝形式：

1）安裝在柱上；

2）安裝在地面；

3）安裝在屋頂上。采用哪一種安裝形式取決于諸多因素，包括方陣尺寸、可利用空間、采光條件、防止破壞和盜竊、風負載、視覺效果及安裝難度等。

3）儲能裝置

目前，國內變電站或配網運行的儲能系統大多采用鉛酸蓄電池，其維護量較小，價格低廉，但使用壽命和對環境的影響是其較大缺點。

4站用電微網系統應用實例

依托遼寧利州500kV變電站，對站用電微網系統的應用開展研究。根據站用電負荷需求以及站址位置的自然資源條件，提出了微網系統的配置方案。

4.1站用電負荷分析

根據本站的建設規模以及對站用輔助設施的用電量計算分析，本站在遠景規模下的最大用電負荷為633.6kVA。變電站啟動負荷主要考慮2臺500kV斷路器和2臺66kV斷路器伴熱帶負荷。經計算，變電站啟動所需功率為20kW，容量為10kWh。

4.2風機配置

根據本站站址位置風資源實測結果，并考慮以下因素：

1）站址內設備眾多，高空線纜密布，東西側為進出線方向；

2）作為站自用電風機，不宜距離用電地點過遠；

3）站址區域地形影響；

4）風機安全距離取兩倍塔高，防止意外情況發生時造成周圍建筑、設施二次損害；

5）辦公樓樓頂的光伏設施不能被遮擋，因此風電機組的高度受到限制，不宜超過40m。本站考慮選用1臺50kW風力發電機。

4.3太陽能光伏電池板配置

通過對站址太陽能資源評估成果計算，本區域固定傾角形式的光伏板在傾角為38.4度左右時，接受的太陽能輻射量最大，同時考慮與樓宇的協調性和光伏板間距等，最終決定光伏板傾角為30度。為保證全年真太陽時9時至15時內前后光伏板組件互不遮擋，結合光伏板的尺寸和布置形式，根據冬至日上午9時的太陽高度角和方位角進行計算，得到各光伏板間的南北行距為2m，該間隔同時可以供維護人員過往使用，板與板東西間隔預留5cm。綜合上述布置要求，共布置98塊190Wp光伏板，計18.62kW。經估算，系統25年運行期年平均發電量為24.64MWh，多年平均等效利用小時數為1323h。

4.4儲能裝置配置

考慮儲能裝置的經濟性及變電站內可利用的占地面積，采用蓄電池作為儲能裝置，容量按滿足變電站啟動要求考慮。蓄電池放電功率按20kW、放電時間按0.5h考慮，經計算，考慮一定裕度，蓄電池容量取200Ah。

4.5微網系統的控制與保護

1）監控系統：系統可以監控分布式能源運行數據，調整運行策略，控制運行狀態；

2）控制系統：保證站用電系統優先使用分布式發電裝置發出的電能，并滿足蓄電池智能充放電要求；

3）保護系統：配置有硬件故障保護和軟件保護，保護功能配置完善，保護范圍交叉重疊，沒有死區，能確保在各種故障情況下的系統安全。

5經濟技術分析

根據遼寧利州500kV變電站微網系統的配置方案，同時對原站外電源引接方案進行優化，對站用電微網系統引入進行經濟技術比較。

5.1站外備用電源經濟技術比較

前期設計方案中，站用備用電源采用66kV接網方案，站內外總投資約525萬元。該方案可靠性較高，投資也較高。將站外備用電源優化為從變電站附近的10kV線路“T”接，站內設10kV箱式變電站1座。該方案站內外投資共約為256萬元，比66kV站外電源方案節省投資約269萬元。此方案可靠性比66kV站外電源方案略低，但能夠滿足本站對備用電源可靠性要求。

5.2站用電微網系統投資分析

依托工程微網系統發電裝置總投資約為253.2萬元，總計站用電系統投資509.2萬元，比前期可研方案略低，但由于增加了新型能源發電方式，可靠性水平比可研方案明顯增加。新型能源年發電量約為139.6MWh，每年節約資金139.6MW×0.6元/kwh=83760元，在變電站全壽命周期內，具備可回收性。新型能源產生的發電效益，不但明顯減少了站用電系統電量消耗，也為降低網耗做出貢獻。

6結論

第3篇：儲能系統設計方案范文

先進視訊: 城市視頻監控報警聯網系統

優 點

該方案對城市視頻監控報警聯網系統的網絡平臺、信息存儲和信息管理闡述得較為詳細。

方案利用當地電信運營商完善的網絡覆蓋，采用先進的VPN網絡技術構建了虛擬專網的數字化城市監控報警聯網系統，具有擴展靈活、維護方便、分布式多中心的特點。

另外，該方案采用IP-SAN網絡存儲技術，可以實現分布式海量網絡存儲; 而其信息管理方面分成了信息分級管理、信息傳輸方式、接入安全管理、數據共享功能、數據分析方法和數據搜索方法等多個方面，是監控報警網絡管理軟件功能的延伸。

不 足

該方案無論從工程設計還是從應用角度來看，仍然需要完善和改進。

從工程設計角度來說，該方案給出了專用網絡的拓撲結構和實現技術，需要對網絡流量的需求和設計給出計算方法; 方案在接入方式和終端控制、顯示系統等部分的設計內容需要給出更為具體的信息，對設備選型和工程性價比等內容需要加強。

從應用設計角度看，該方案應對三級公安管理中心的應用需求和管理方式方面應有更詳細的描述，對采用VPN技術的網絡安全和采用運營商管理數據安全等方面也應有更詳細的描述，特別是VPN專網與公網、VPN與公安專網的關系需要加強，否則無法給出安全性的判斷。

華為3Com:H3C iVS IP智能監控系統

優 點

該方案對現有的應用分析比較深入，同時在設計上比較獨特，整個方案都是基于IP網，充分利用了IP網的優勢，并把這些優勢充分應用到監控系統中。同時引入了IP組播的概念，有一定的前瞻性，符合視頻監控應用的特點，在一些情況下能提高QoS(服務質量)。該設計方案應用了最新的網絡傳輸與存儲技術，特別適合于建設大型、超大型視頻監控主干網絡。與傳統的模擬視頻架構不同，與用DVR(Digital Video Recorder)框架模式（模擬和數字結合）也不同，該方案的體系架構比較先進，設計獨到。

方案的編碼方式支持MPEG2/MPEG4/H.264編碼格式，編碼帶寬最高可達8Mpbs(編碼壓縮為高帶寬4Mpbs以上),可提供FULL D1高清晰圖紙分辨率，這一點有其獨到之處。

設計上采用了IP網中的分布式概念來實現IP監控的控制和管理，利用VM(Video Manager)和DM(Data Manager)來實現對各種終端的統一管理和調度，而視頻流則可以不經過VM單獨傳輸。把VM作為整個系統的控制和管理核心，所有監控的控制流都由VM處理，這樣能在一定程度上提高圖像信息的安全性。

系統設計上采用了IP-SAN這項新技術，結合iSCSI技術實現對視頻數據流的存儲。能向PC客戶端提供實際的VOD點播視頻流、數據流和視頻數據下載等服務，滿足現實應用的要求，且具有一定的先進性。

IP-SAN存儲可以達到大容量的海量存儲，也能達到集中管理，縮短緊急情況下的圖像回放響應時間。傳輸采用IP網絡同時完成視頻流的傳送及交換功能，代替了傳統的光端機傳輸，并可在同一根光纖上傳送各種視頻圖像。

不 足

從目前系統的設計方案來看，要建設中小型監控系統，資金投入可能會有問題。而且在網絡條件不太理想的應用環境中，方案對于一些低碼流的前端應用適應性方面未作詳細描述，方案中的傳輸設備需要用本公司產品才能實現。安全方面也只是提到采取簡單的注冊，沒有涉及具體的安全策略和方法。

對于如何實現QoS方面的設計方案，提及相對簡單。在實施中還需對該方案進一步進行細化設計，詳細闡述相關內容。

就拿北京來說，其架構（管理模式是DB/Z384）由住宅小區或社會重要單位建立平臺連到各街道和派出所，逐級上傳到區政府和公安分局，再上傳到市政府和市公安局。各級都有管理職能要求，所以基本模式應符合分級、分層、分權的實用要求。

而將所有信息（包括視頻，語音及報警）都傳送到IP-SAN一級海量存儲，像北京這樣大的城市必然會需要巨大容量的存儲空間，其安全性令人擔憂。而且其設備投資太大，從當前使用角度來看很難達到。

該方案與目前各級已建立起來的視頻系統是否兼容，并且其可靠性、安全性等多方面還尚待檢驗。

中盛益華: CSVision城市治安視頻監控系統

優 點

該方案對現有視頻監控的應用需求的分析比較全面，在設計上采用了分級管理。用戶可根據實際需要，在各服務器間構建多叉樹的拓撲結構，實現了分級和分層管理。

該方案在設計上所采用的分布式存儲能較好地解決網絡帶寬和存儲問題，分擔系統的壓力。該方案充分利用現有的網絡，可接受多種接入方式，使建設成本降低。系統所應用的生命周期管理、設備心跳管理、實時監控、管理編解碼設備以及系統具備的自愈自恢復功能等對于一個成熟的大型視頻監控系統來講是很重要的。

網絡視頻服務器可以支持不同的網絡接入和多級聯網，該系統設計方案適合于中、大型視頻監控系統建設。是較為廣泛的采用方式，比較符合現實應用需求。

不 足

該方案在設計上也還存在一些缺陷，如對在不同級別、不同層次間的信息共享以及系統的安全性考慮比較少，信息的采集、傳輸及所采取的C/S訪問方式等都存在著潛在的安全隱患。

系統雖然支持多種接入方式，但對編解碼的標準沒有做出明確的方案，是否適合這些接入方式？怎樣保證圖像的質量？以及需要什么樣的網絡帶寬等問題在方案中沒有描述清楚。

天地偉業: 城市監控報警聯網系統

優 點

該方案從需求分析、方案設計、運營/管理，主要產品介紹等方面作了敘述，內容清晰、構思清楚。該方案在需求分析、社會資源的接入方式、存儲方法等方面有較好的參考價值。

方案從城市監控報警聯網系統建設的應用需求分析入手，總結出系統建設功能需求，對公安系統自建信息資源和現有社會信息資源接入系統的方式進行了較為詳細的敘述。對公安局監控中心建設給出了規劃方案和實現功能，針對網絡傳輸的特點，采用了兩級信息存儲方案，給出了該方案核心設備的選型和設備參數指標。

結合實際的應用要求，能和現有監控資源兼容，采用標準接口; 可以依據不同需求，選擇不同類型的監控設備，方案靈活; 擴容簡單，可以逐步完善; 技術相對成熟，實施容易，既能保證傳統的模擬系統質量，又可采用先進的數字技術; 城市監控聯網系統結合了分級、分層、分權的管理機制。

不 足

方案對前端的接入方式沒有描述，應給出詳細的前端接入方式說明。

方案的基層控制中心建設過于簡單，應推薦給出模擬、數字和模數結合三種不同的實現結構框圖，并詳述各自不同的優缺點，供具體實現者參考。

在功能需求方面雖然提出了安全性要求，但在方案設計中沒有體現出安全性的保障措施; 特別是方案提到了能利用電信運營商的通信網絡解決城市監控網絡的覆蓋面問題，但如何解決通信網絡與公安專網的銜接方面沒有給出具體方法，安全性很難判斷。

在如何確保圖像的傳輸質量（特別是數字傳輸）方面，缺乏技術措施。在產品介紹上應更多說明其接口對不同系統設備的兼容，因為各地平安城市監控系統不可能都用該方案產品。在監控系統使用的控制權限上如何達到相互調用，從技術方案上要有措施。

松下電器: 銀行網絡視頻監控系統

優 點

該方案是銀行建設的全數字化網絡視頻監控系統方案，采用星型網絡拓撲結構，并采用了網絡供電方式，提高了系統的靈活性和可擴展性，降低了施工及布線成本; 前端攝像機采用網絡監控攝像機，通過網絡交換機將圖像及數據接入監控中心，由中心內配置的網絡硬盤錄像機對前端圖像進行記錄。該方案根據不同監控點的實際應用需求，采用了不同分辨率的網絡攝像機――百萬像素網絡彩色攝像機，拍攝的圖像清晰、鮮明。每臺網絡攝像機配置1GB的SD卡以備網絡故障時圖像記錄，提高了圖像記錄的可靠性; 該方案的最大特點是采用雙編碼格式，形成M-JPEG 和MPEG-4兩種視頻媒體流，MPEG-4利于實時動態觀看，M-JPEG利于高清晰圖像的記錄。

該實時監控錄像系統的使用可減少銀行柜員制業務中出現的錯誤和糾紛，切實保障銀行和儲戶的權益，有效防范金融詐騙等犯罪活動。

不 足

該方案給出的系統結構框圖僅僅是一個營業部門的監控系統圖，沒有給出銀行的各營業部門的監控系統是否聯網，以及如何聯網等相關問題的解決方案。

對網絡體系結構介紹較為簡單，沒有給出網絡流量的需求和保障措施，對網絡安全沒有論述; 該方案僅在系統框圖中畫出了城市安防中心，但沒有給出監控系統與城市安防中心的接口和傳輸方式的說明，同時監控中心沒有建設多屏顯示，不利于值守人員工作; 作為一個銀行監控系統，方案中對報警系統沒有描述，對報警系統與監控系統聯動的敘述過于簡單。

藍色星際: ATM視頻監控聯網系統

優 點

該方案專門針對金融行業中通過聯網的方式實現對所有ATM網點的集中統一監控和管理，核心設備均采用嵌入式操作系統，具有任務單一、響應實時的特點，避免了Windows等PC操作系統啟動緩慢、安裝配置復雜、不易維護、不能長時間穩定工作的弊病。嵌入式操作系統完全避免了病毒及其他非法手段的入侵，大大地提高了系統的安全性。

方案采用模塊化結構設計，可以提供靈活的系統組合，用戶可以根據需要靈活配置硬件數量。在盡量不改動原有現場監控系統的條件下，可將該系統作為一個功能模塊嵌入在原有系統之中，保證新的系統不影響原有系統的穩定性并有效保護用戶以前的投資。

方案將ATM作為網絡視頻監控系統的網點，并從設計原則、設計依據和應用技術特點、產品主要功能等方面做了詳細說明。

不 足

第4篇：儲能系統設計方案范文

關鍵詞：通信基站；散熱系統；相變儲能；DeST

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）18-0005-03

隨著經濟技術不斷的發展，我國通信行業迎來了發展的機遇期。目前3G/4G通信網絡系統已經遍布全國，移動通信基站、各種通信機房、通信模塊局等數量不斷增大，網絡系統規模日益龐大，這勢必造成通信行業耗能的增加，隨著21世紀國家降能、節能減排理念的不斷深入，要求中國通信行業2013-2015度的信息流量綜合能耗下降30%左右。所以說，加強節能降耗工作，滿足通信網絡運營的安全性、、可靠性、經濟性是當前網絡機房、基站等通信節點建設的重要工作。同時，保障機房、基站系統正常、安全、高效的運行，對其散熱系統的設計及改造工作尤為重要，也是節能降耗的重中之重。本文就電信行業通信基站機柜散熱系統進行了研究，提出了基于相變儲冷模型的基站空調系統。

1 基站空調散熱系統介紹

1.1 基站概述

基站作為無線通信系統中重要的基礎信息樞紐，其廣義涵義是指無線通信信號一定覆蓋范圍區域內，經過信息交換設備，實現與移動通訊終端之間數據信息相互傳遞的一種無線電接收、發送設置。通常稱之為移動通信基站。基站穩定性問題，尤其是空調系統決定了基站的運行狀況。基站建設中，一般按照容量和覆蓋范圍細化專業分為容量站和覆蓋站，覆蓋基站包括：行政村覆蓋基站、區域街、道覆蓋基站、自然村覆蓋基站、郊區覆蓋站、城市覆蓋基站等等。基站建筑面積一般為9-30 m2，基站周圍采用圍欄構造，基站外墻建筑材料一般采用泥紅磚、矸石磚，外墻多為用瓷磚進行貼面，屋內面設置架空隔熱層，整體建筑采用磚混結構，基站室內設備包括通信主設備、空調系統、電源系統、監控系統等，設備總發熱量在0.5～54 kW區間。基站多分布于農村、偏遠地段、無人區等，分布較廣，運行環境一般比較惡劣，且為無人值守模式。隨著技術及國家政策的因素，基站節能空間巨大。目前國內對于基站改造、建設多充分考慮節能措施，采用新型節能綠色環保材料、熱管、電控備件，優化技術及管理模式，不斷增強基站安全穩定性，降低通信運營成本，滿足社會效益需求。

1.2 基站主要設備

現階段，移動通信基站設備趨向于大功率、大容量、模塊化、高集成化、智能化發展，設備的單位體積熱耗散急速增大，設備體積趨于小型化。基站設備一般包括主要通信設備、計算機控制設備、監控設備、空調設備、動力保障設備等。主要通信設備包括通信機柜、中心交換機、服務器、路由器、光端接收、發送機、存儲設備、散熱裝置等；計算機控制系統主要包括計算機控制器、管理模塊、運行系統等；空調設備主要負責機房的空氣調節，保證機房內溫度合理，系統散熱性得到保證；動力保障設備主要由儲電組裝置、高頻開關電源等，保障設備無間斷電源動力運行；監控裝置主要是各種探頭，存儲器等設備。基站設備耗能比較大，基站通信機柜數量一般在8個之內，主設備功耗約為2 kW，其他設備功耗包括傳輸功耗多為10 W，開關電源功耗選擇多為50 W左右；基站空調系統單臺功為3 kW ，日耗電量 45 kWh；普通基站總功耗約為6 kW。

由于基站需要滿足一定區域內的移動通信需要，設備繁多，設備運行產生的熱量需要及時擴散導出。據測算，當溫環境度超過一定值時電子器件的失效率與溫度關系存在指數函數關系，基站設備故障或損壞統計數據中中，約有20%以上的都是因為溫度超高引起的，冷卻方式決定了電子設備的使用壽命和穩定性、可靠性，因此，基站熱設計尤為重要。

1.3 基站常規空調系統分析

基站空調維持室內一定溫濕度，作用極為重要。基站空調通常采用普通分體式空調，空調設定溫度多為26 ℃，空調系統能效比在 [2.7，3.5]區間。基站內要求一定的適度、防塵及溫度。

機房空調系統一般主要有舒適性空調、機房專用空調兩種配置。空調系統作為基站主要電費能耗系統，占基站總電費的54%以上，而且空調運行為365×24 h全天候運行，基站空調用換熱器主要有乙二醇水溶液換熱器、熱管換熱器、隔離式新風熱交換器三種。由于專用空調使用比較理想，大多數基站選用專用空調系統。該系統的主要部件有壓縮機、蒸發器、冷凝器、離心風機、膨脹閥、加濕器（可選）、電加熱、飯金結構、電氣控制系統。基站機房專用空調系統具備高可靠性、大風量、低燴差，同時具有加熱、加（除）濕功能及良好的空氣過濾效率等特點。

1.4 通信基站熱分析

選擇分析的基站模型為磚混建筑模型，取C類機房建筑面積S=3×4×3.5 m3。普通磚墻圍護結構，四面外墻，內外均粉刷。通信基站內設備以對流、傳熱、輻射等方式向室內散熱，屬顯熱。地面傳熱系數為1.463 W/（mZ}K）；屋頂傳熱系數0.39W/（m2/K）；圍墻傳熱系數為1.498 W/（m2/K）；內門為木質材質，內部熱源 300 W/m2，對流熱源占比為90%。

由DeST能耗模擬軟件模擬，空調全面運行模式下，溫度設置區間[10，28] ℃，濕度在20%～85%之間，室內外通風換氣頻率為0.5/h。模擬結果，如圖1所示。基站最小冷負荷為1.2 kW，最大逐時最大冷負荷為3.9 kW。基站設備總發熱量為3.1 536×104 kW/h，機房總負荷2.2 812×104 kW/h，圍護結構散熱量8.724 k×103 W/h，占全年散熱量的27.66%。

通信基站空調系統必須保持室內正壓，室內要提供新風，新風要進行預處理，應有良好的過濾裝置，防止污染物滲入室內和保持機房溫濕度的穩定，新風潔凈度滿足國標GB 50174-2008。

2 基站散熱系統優化設計

采用相變蓄冷散熱系統，建筑材料選用相變混合材料及結構。系統結構設計原理圖，如圖2所示。

2.1 散熱系統熱計算

2.1.1 熱控制方程

2.3 壓縮機選型

制冷壓縮機是空調系統的關鍵設備，其市場上的樣式、原理等多樣，在選擇壓縮機時，應根據效率、能耗、結構特點、性價比、可靠性等要求，并根據制冷循環型式、制冷劑種類的需求進行選型。根據設計，本文選用回轉式制冷壓縮機，功率≤15 kW制冷量。制冷劑綜合考慮溫室效應、環境保護、使用壽命、安全性、性價比等因素，選擇R22中壓制冷劑比較合適。

3 空調冷卻系統設計驗證

為綜合考慮基站內恒定的溫濕度、潔凈度等指標因素，空調系統為大風量、小燴差的專用空調，基站空調出風溫度設定為10～140 ℃；相變材料溫度為18～200 ℃，蒸發溫度設定為7～110 ℃。

使用DeST軟件模擬分析通風冷卻技術節耗效能，對系統設計進行驗證。DeST中房間的可變通風換氣次數設定為10～100次/h，模擬儲通信基站室溫全年變化情況，如圖3所示。 換氣次數從10～30遞增時，基站室溫降低較快，當換氣數繼續再增加，對基站室溫的影響較小。換氣次數等于30次時換氣效率較高，風機的通風量設定1 200 m3/h。

通信基站為三類環境，機房最高溫度要求為300 ℃，引入新風量后，根據新風量溫度要求，選取最大負荷驗證：

Q=pVC4t=1.2×1200/3600×1.0054 t=3.9 kW

4 t=100℃，T=200 ℃（室外溫度≤200 ℃）時，開啟風機則可以滿足基站室內負荷要求。

4 結 語

分析了通信基站空調系統的特點，對通信基站進行了闡述，對于基站空調系統的結構、原理以及傳統制冷系統進行了研究，分析了熱效應；提出了相變制冷空調系統的優化設計方案，使用DeST軟件模擬分析通風冷卻技術節耗效能，對系統設計進行了驗證。

參考文獻：

[1] 呂帥.基站機柜散熱系統設計優化[J].通信電源技術，2015，（5）.

第5篇：儲能系統設計方案范文

【關鍵詞】懸臂式 凸輪軸數控裝配機 設計

凸輪軸是發動機上的重要部件，需要有較高的剛度、韌性和強度，并且擁有一定的耐磨性和抗沖擊性。所以，凸輪軸的裝配加工需要達到較高的精度要求，以便使其具有較高的性能。而進行懸臂式凸輪軸數控裝配機的設計，可以完成凸輪軸的高精度裝配。因此，有必要對該種裝配機的設計問題展開探討，以便更好的進行凸輪軸的生產加工。

1 懸臂式凸輪軸數控裝配機總體設計方案

在進行懸臂式凸輪軸數控裝配機的設計時，目的是使單獨一臺裝配機能夠完成芯軸旋轉、凸輪裝卡定位和凸輪軸精確裝配等復雜動作。所以，需要根據裝配動作特點進行裝配機功能的設計與實現。但是，凸輪軸裝配有較高的精度要求，相位角偏差需要在±0°25′之間，基準面偏差在±1.0mm，所以不能使用常規機械結構進行裝配機的設計。為了解決這一問題，可以運用機械一體化設計思路將預定動作交由機械系統負責，并且由伺服系統負責提供動力，同時使用數控系統進行設備運行的精確控制。而通過將微電子技術與機械制造技術有機結合起來，可以完成裝配機的優化設計，繼而滿足產品裝配的高質量要求。因此，設計出的懸臂式凸輪軸數控裝配機應該由機械、液壓和數控這三大系統構成，具有較高的裝配精度，并且可以獲得響應快和可靠性高的優點。

2 懸臂式凸輪軸數控裝配件的設計

2.1 裝配工藝流程設計

在進行裝配機的結構設計時，需要根據相應的裝配工藝流程進行特定功能的實現，所以需要先進行裝配工藝流程的設計。從裝配機需要實現的功能上來看，設備需要完成芯軸裝卡、滾花和芯軸與凸輪壓裝的功能，所以需要分別完成芯軸夾緊、移動、回轉和凸輪裝卡定位、進給等多個動作。而每一特定位置的凸輪都有各自固定的相位角要求，需要按照特定相位角使芯軸滾花與凸輪壓裝對應起來。從整個裝配過程上來看，就是先在夾持器上進行芯軸的裝卡，然后使軸體從原始位置移動至第一個滾花位置，并進行芯軸旋轉。同時，滾花刀將在滾花圓盤旋轉的帶動下進給，并逐漸壓緊芯軸進行滾花。完成第一個滾花后，芯軸停止轉動，并與滾花刀均回到原始位置。在芯軸旋轉到固定相位角后，凸輪將被回轉臺送至壓裝位置，然后芯軸下移并進行壓裝。完成壓裝后，芯軸停止轉動并回到第二滾花位置，并依次完成后續滾花、壓裝動作。

2.2 裝配機機械結構設計

裝配機機械系統應由傳動系統、滾花系統、凸輪回轉定位系統和芯軸夾持旋轉系統組成，各系統可以通過相互配合完成凸輪軸的精密裝配。在裝配機的最上端，安裝有主傳動電機，可以通過齒輪帶動滾珠絲杠并最終帶動滑塊移動。在滑塊上，裝有芯軸夾緊旋轉系統，芯軸的旋轉主要由電機控制。而懸臂機構是系統支撐部件，使用厚度為40mm鋼板焊接而成，能夠承受所有工作載荷，并且擁有開放式的結構，可以為其他機構的安裝提供方便。滾花系統則安裝在機架的上工作臺面上，凸輪回轉定位系統安裝在下工作臺面上。其中，滾花系統的滾花刀可以在液壓缸帶動下伸縮，凸輪回轉臺的轉動由伺服電機控制。在進行凸輪的裝卡時，凸輪裝卸由液壓缸壓縮壓簧實現，裝卡靠帶由卡塊完成。

2.3 裝配機液壓系統設計

為了實現裝配機的自動運行，需要使用液壓裝置為整機的全自動控制提供輔助功能。在設計裝配機的液壓系統時，需要確保系統結構緊湊，并且能夠進行可靠的調節和控制。從系統結構組成上來看，液壓系統應該由儲能裝置、執行元件、控制機構和輔助部分構成。其中，儲能裝置可以將機械能轉化成壓力能存儲，從而為裝配機的運行提供動力。執行元件可以進行壓力能的釋放，從而為運動部件提供機械能。控制機構可以進行油液介質流量、壓力和流動方向的控制，繼而進行執行元件方向、作用力的控制。而輔助部分由油管、油箱和管路等部分組成。在裝配機運行的過程中，系統的6個液壓缸將按照特定順序依次完成動作，繼而為裝配機的各個動作的實現提供能量。

2.4 裝配機數控系統設計

對于數控裝配機來講，數控系統的設計至關重要。作為裝配機的指揮中心，數控系統可以為凸輪軸的高精度、高效率裝配提供保障。在數控系統的統一指令下，裝配機各機構能夠進行協調有序的工作，從而實現凸輪軸的自動裝配。從結構上來看，系統主要由可編程控制器、操作系統、主控系統和各類輸入輸出接口等結構構成。由于裝配機需要完成循環裝配動作，而數控系統需要進行2個旋轉軸和1個直線進給軸的控制，所以需要能夠實現三軸聯動。考慮到這一要求，則可以選用802D數控系統進行裝配機機構運動的控制。根據加工程序指令，數控系統可以完成數據運算和邏輯處理，然后向伺服控制器下達控制指令，并向裝配機機械系統下達動作指令，從而完成凸輪軸的裝配。

3 結論

總而言之，隨著凸輪軸裝配精度要求的不斷提高，傳統的凸輪軸加工生產方式已經無法滿足工業生產需求。所以，需要進行新的裝配式凸輪軸生產工藝的開發，以滿足凸輪軸生產的高效率和高精度要求。而本文提出的懸臂式凸輪軸數控裝配機可以進行凸輪軸的高精度加工，可以為相關工作的開展提供指導。

參考文獻

[1]楊慎華.裝配式凸輪軸的先進制造技術[J].現代零部件，2011，03：44-46.

第6篇：儲能系統設計方案范文

關鍵詞：電力自動化系統；智能保護；測控設備；開發

我國電網長期處于高負荷運行狀態，一旦出現安全事故將會嚴重影響我國國民經濟發展，電力企業及電網安全已經成為了社會關注的一個熱點，相關專家學者對電力自動化系統智能保護測控設備設計開發進行了研究，以期為電網的安全穩定運行提供更好的技術支持。

一、電力自動化系統智能保護測控設備整體結構分析

開發設計電力自動化系統智能保護測控設備時，應該使用靈活且能夠滿足拓展功能及系統升級需求的配置，模塊化設計方式應用于結構設計是非常好的，下面我們將分析下電力自動化系統智能保護測控設備應具備的構成模塊。

（一）主控模塊

系統測控設備的關鍵核心是主控模塊，主控模塊主要由數字模擬轉換器（ADC）、測量CPU等構成，這個模塊工作內容是采集電量轉換模塊AD樣本，得到原始的電流數據，然后經過數據處理功能進行數據處理，得出設備功率、能量等參數，并將其保存在寄存器中。CPU對原始數據處理后，會比較其與參考值的差異，進而判斷設備的運行狀況，對動作值達到后的保護命令進行設定。主控模塊除了具有數據處理及功能外，還具有一定通訊及人機對話功能，處理并分析通訊模塊傳送出去的信息，并將其傳輸至設備的通信模塊上，進一步實現通訊功能。

（二）電量轉換模塊

電量轉換模塊包含內容有電流互感器、電器互感器及濾波電路等，這部分模塊采集流經的電能電流，然后轉化成模擬量，并傳輸至主控模塊上，接著使其成為能夠處理的數據，完成主控模塊的數據處理工作時，應該注意其中的測量計算及保護運算等等。電量裝換模塊在設備安全運行方面具有重大意義，模塊測量準確性也關系著整個系統的安全可靠性，因此采集數據必須準確可靠。

（三）人機對話模塊

人機對話模塊中重要而不可缺少的一部分是自動化設備，模塊主要由液晶顯示、鍵盤及LED指示燈三部分組成，其中的全屏控制隨著技術進步已經成為了可能。操作人員的命令在這個模塊運行中經過鍵盤傳送到電腦中，然后主控模塊將輸入信息返回出來，表現為液晶控制與數據信息，液晶顯示器上能夠將當時電量信息、警報信息等多種信息顯示出來，各種菜單選項中保護配置、定值以及歷史記錄等都會呈現在顯示器上，而且LED指示燈也會顯示出指示模塊的電源或者是警告狀態下的編委信息。

（四）開關輸入及通訊模塊

開關輸入模塊由兩部分構成：輸入開關量及輸出開關量，前者指的是遙信控制功能在設備上的實現，這個功能實現需要采集現場狀態量信息，如分合開關、儲能開關狀態信息等，這些采集的狀態量信息需要傳輸到主控模塊上。輸出量部分指的是設備具有的“遙控”控制功能，保護命令由主控模塊發出后，接著被傳遞至終端控制器上，對跳合閘回路進行控制，線路開關分合工作也要做好。通訊模塊重點關注的是現場總線接口問題，自動化技術中使用最廣泛的總線接口是RS485，這種接口在標準化、規范化方面都很好，并且還有使用便捷優點，它在電力自動化系統智能保護測控設備中也得到了很好地應用，與電網自動化的協調也是非常好的。

二、電力自動化系統智能保護測控設備開發設計方案

電力自動化系統智能保護測控設備應具備模塊分析研究過后，接下來就要對電力自動化系統智能保護測控設備制定相應的設計方案，這種設備融保護、測量、控制及通訊等多種功能為一體，作為一種新型智能化安全控制設備，其主要具有以下功能：保護功能，這種功能實現需要利用繼電保護保證電力設備的安全穩定運行，當電網設備出現故障或者是不正常現象時，設備系統能夠快速而準確地判斷并發出跳閘命令或警報，進而達到切除事故目的，也能夠減少停電范圍的擴大，降低電氣設備損壞的幾率。保護測控功能應該符合國家標準及通用的保護整定、設計原理，系統設計應該具備線路保護裝置、變壓器差動保護裝置及站用變保護裝置，給予同、異步電機相對應的保護裝置，保護功能配置應該具備無時限過流保護、兩段式定時限過流保護及三相三次重合閘等等。測量功能：電力節點測量的實現需要借助末端測量設備，空中中心發出的測量指令迅速地被上傳至控制中心后，與電力資源協助配合。通訊功能：這個功能連接著智能保護測控與電力自動化系統，設計時一定要遵循國際相關的電力自動化標準，使電量測量數據與保護信息被傳送到控制中線上，在上述功能基礎上，采取遙測、遙信等技術，合理科學地控制電網中的設備設施，這四個功能是設備應該具備的基本功能，因此在設計開發時應該注意到。

三、電力自動化系統智能保護測控設備設計應遵循原則及注意的問題

（一）電力自動化系統智能保護測控設備設計應遵循原則

設計這種系統保護測控設備時，必須遵循相關的原則，首先應該遵循的就是技術可靠性原則，研發設計人員應該從過去電力自動化設備成功的硬件系統設計經驗中吸取，借助先進、成熟技術手段，保證系統設計過程中的可靠性與安全性。技術成熟度在這種設備設計中具有非常重要作用，如果使用技術不成熟，設備就會存在較大的安全隱患，電網安全運行也得不到相應的保障，甚至還會受到消極影響。第二就是通用性原則，設備設計過程中，所有關于系統設備硬件設計平臺都應該遵循通用性原則，借助平臺中的不同原理，完成相同硬件系統的實現，及時改變保護軟件來完善設備的功能與特性。這樣做不僅很好地對設備進行了升級與改進，也進一步提高了設備使用壽命與年限，有效地減少了成本費用。

（二）電力自動化系統智能保護測控設備設計中應注意的問題

CPU性能在整個設備設計中是核心部分，單一CPU現在已經不能滿足電網自動化發展需要，電網自動化現在呈現出快速發展趨勢，硬件結構設計在整個電力自動化系統智能保護測控設備中，常常采用多CPU模式，更好地將電力自動化設備協調起來，例如ABB公司目前使用最多的是智能型控制單元結構，這種結構使用了四核設計模式，四個CPU分別負責控制系統設備的控制、計算、傳感器接入及通信四部分，極大地減輕CPU運行負擔，也顯著提升了系統設備的工作效率，各個CPU系統間的運行穩定問題也是應該注意解決的，問題解決后，不同CPU之間數據傳遞將會更加簡單快速。

四、結語

隨著社會經濟的發展，電力資源的地位與作用越來越大，電力企業越來越關注電網運行的安全性，這也成為了社會關注的熱點。電力企業經營管理中的難點是電網的安全穩定運行，自動化已經成為了設備設計發展的大趨勢，對自動化系統智能保護測控設備需求更大，要想做好這項設備的開發研究，首先要了解認識這種系統設備的結構組成，對設備設計中應具備

第7篇：儲能系統設計方案范文

關鍵字：理工科;開放性實驗教學;教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）21-0160-02

普通高等學校理科生面臨嚴重的課業負擔，特別是理論知識的深奧，實驗配套理論教學可以解釋理論知識，但工程應用性有所不足，為了探索如何針對理工科特別是電子等相關專業的學生有效開展教學工作，南京大學金陵學院申請了《基于可再生清潔能源的LED路燈照明系統設計應用的開放性實驗教學》一般項目課題，以對風光互補的LED照明系統研究和應用為載體，依托電子電工實驗室平臺，開展對二年級在校生進行開放性實驗教學的研究工作，探索出一套適合的開放式教學方法，旨在提高在校生的理論水平和實踐動手能力，增加其社會競爭力。整個項目持續時間為兩年，通過觀察對比項目參與學生和普通學生，參加項目的學生在知識獲取、論文撰寫、工程計劃和實踐動手四個方面有了顯著的提高。

一、開放性實驗教學現狀

所謂開放性實驗教學，是區別于傳統的實驗室驗證性教學的一種實驗教學形式，這種實驗教學目標相對確定，實驗方法及方案需要學生自主設計解決方案，教師從旁引導，最終由學生自主設計方案、自主解決問題完成項目的一種實驗形式[1]。這種實驗教學形式區別于傳統的“指導性實驗”，學生在實驗過程中，需要投入精力去設計實驗過程，思考實驗結果，提出修正意見，可以提高學生對專業應用的興趣和解決問題的主動性，實驗結果的成功也可以提高學生的自我認可度。在實驗教學過程中，由于教師不承擔設計、演示工作，學生在教學過程中完全自己做主，充分體現了自身主動性在項目中的作用，避免了“指導性實驗”中的被動性，培養了學生的自主學習、實際動手、主動完成任務的能力，為畢業后的工作奠定了良好的基礎。由于開放性實驗不同于傳統的教學，無法通過教學計劃有效地規劃教學進程和既定目標，因此還存在一些需要改進的地方。首先，開放性實驗的課題選取，要區別于“指導性實驗”，需要具有一定的業界前瞻性，能代表當下技術的發展方向，這就對指導教師提出了高層次實時性的要求。其次，開放性實驗不同于“指導性實驗”，教學所承載的學生數量不會很多，這就造成了開放性實驗單次受眾較少的問題。同時開放性實驗需要額外的場地和設備，而高校實驗室往往設備數量一定，可以用于支持開放性實驗的設備就比較匱乏，而且對設備、場地的管理也需要投入額外的人力，增加有關教師的工作量。最后，如何鑒定開放性實驗教學的成果和工作量，也缺乏一個明確的指標體系，特別是參與工作的教師工作量考核、學生學分成果計算、開放性實驗成果的確定方式等，要從政策等方面鼓勵師生參與到開放性實驗教學工作中來。開放性實驗教學作為高校教育中的一個重要環節，可以與“指導性實驗”互為補充，提高實驗教學水平，鍛煉學生實驗技能，培養學生實驗興趣，同時也可以通過開放性實驗教學工作，改革探索新的實驗教學手段，創新實驗教學。開放性實驗教學要有序開展，需要充分認識到開放性實驗對教學工作的意義，要從政策、資金、場地、人員等方面為開放性實驗教學提供保障，從制度上保障開放性實驗的有序進行，同時也要加強對師資力量的培養，鼓勵教師多接觸專業前沿的研究和應用，鼓勵教師將前沿和理論結合，提出符合教學要求的開放性實驗課題，帶領學生進行開放性實驗教學工作[2]。最后也可以將開放性實驗成果應用到實際教學，提高實際教學的水平，使得理論教學和開放性實驗互相促進，共同發展。

二、開放性實驗教學研究過程及體會

項目自2012年開始實施，先后選取了2010和2012兩屆學生參與，其中2012的學生是在2013年初參與到項目中來，前期主要承擔了資料收集的工作，在2013年下半年開始全面接手項目工作，因此對2012級學生的培養更具有參考價值。整個開放性教學研究期間，主要采取“需求問題學習解決創新”的思路開展，學生作為主體，教師從旁引導，從需求入手，分析需求所需要解決的問題，然后通過查閱文獻等方法學習此類問題的解決方法，綜合對比，結合需求的具體情況，將多種方法融合，提出一種新的復合型的解決方法，滿足項目需求。整個過程學生運用自己現有理論提出問題，查閱資料，最后解決問題，有效地鍛煉了學生的系統分析能力和自學能力，對學生自身素質的提高起到了很大的幫助。有四個具體的事例可以與大家分享：

1.自主學習依據負載功率來匹配電源使負載達到最低工作時間。傳統的路燈照明多采用鹵素燈等燈具，其發熱量大，功耗大，使用壽命短，項目最初的目的是采用LED路燈低功耗長壽命的特點，替代現有的傳統鹵素路燈，同時遵循國家的“十二五”規劃的有關精神，采用風能、太陽能等新型清潔能源替代傳統能源，起到節能減排效果。此時引導學生就傳統照明與LED照明比較，要使得LED照明替代傳統照明，就要明確照明亮度，根據一定的亮度和高度決定了LED的功率，然后考慮LED路燈的工作時間，確定配套的電池的容量，根據電池的容量和充電電流等相關參數，匹配發電裝置。同時根據工作的具體環境，從工程的角度對配置參數進行分享，最終確定了LED照明系統的具體配置參數，即路燈高度8米、LED路燈功率56W、照明12小時，配套采用200W的太陽能發電裝置和300W的風電機，儲能采用12V120AH聚合物鋰電池。這套配置可以基本滿足初期設計要求。

2.根據路燈照明，結合生活，提出在樓宇等公共場合采用LED照明，節省成本。作為一種產品，其能帶來的經濟效益決定了其生存周期。風光互補LED照明路燈單體成本要遠高于傳統的路燈，但LED路燈安裝簡單，不依賴于市電、后期運營成本低等特點是傳統路燈所無法比擬的，學生提出了一種時間均攤成本的比較方法，將前期的安裝成本+生命周期內運營成本累加計算，最后得出年平均運營成本，比較科學合理地分析對比了兩者的經濟效益，撰寫了相關的論文《風光互補LED照明與傳統路燈的經濟效率比較》。采用在設計風光互補LED照明的同時，學生發現低功率的LED可以提供很好的照明效果，隨著LED功率的降低，所配套的蓄電池體積重量也會降低，將LED與電池組合成照明組，將這種低功率的照明組應用到樓宇等公共場合照明中來，達到節能減排、降低成本的效果。具體的設想是在樓宇頂層天臺等采光好的地方利用太陽能集中發電，集中控制，利用控制器對分布在樓宇中的照明組進行充電，從而形成了“集中發電、分布照明”的大型太陽能照明系統。

3.依據充電方法，提出新型的電源管理方式來滿足分布式照明的充電需求。隨著學生提出了“集中發電、分布照明”的設計思路，如何均衡地對系統內照明組充電又成了下一步研究的課題，目前常用的均衡充電法可以分為能耗型和非能耗型，非能耗型又可以分為多繞組變壓器法、基于電容電感的相鄰電源平衡型和DC/DC隔離轉換型。考慮到項目具體實際情況，學生采用了DC/DC隔離轉換型，并引入了單片機技術和開關矩陣，實時對系統監測，自動控制開關矩陣對系統內照明組均衡充電，并將該思路整理，撰寫了《一種基于單片機控制分布式的DC/DC分布照明系統技術研究》一文。

4.經驗總結文字化和知識產權的保護意識增強。學生為了解決具體的問題，需要查閱相關理論和實驗方法，通過總結他人的經驗，結合自身的知識及項目需求，提出具有針對性的解決方案。為了提高學生的理論寫作水平，指導學生就自己的想法成文，采用“闡述問題背景和現狀分析已有理論實踐方法提出自己獨特的解決方法實踐結果佐證自己的想法”模式構思撰寫相關的論文。通過這種方法，學生對學術型文章的撰寫有了一定的了解，同時也通過這種方法，學生學會了如果進行學術工作，即“發現問題、借鑒理論、尋找方法、設計方案、實驗驗證”。在撰寫學術文章的同時，對于有一定創新性的方案，也鼓勵學生去申請實用新型發明專利，來使得自己的知識產權成果化，同時也增強學生的自身價值。

三、開放性實驗教學項目總結

作為理工科的開放性教學實踐，首先要立足于專業本身，特別是專業知識的運用，例如本次項目中，由于是電子等相關專業的學生，僅就系統中的充電電路和控制電路做了更新和改良，而沒有涉及到發電、儲能等方面的，使得學生雖然有部分知識的不足，但不至于完全摸不到頭緒。其次要立足于實際，通過解決實際問題，來綜合運用已有知識，查閱領域前沿，逐步逐級解決問題，優化設計，最終達到設計要求。最后要貼合實際，除了項目要有實際的應用價值，開放性實驗本身也要具有一定的工程背景，要接地氣，要讓學生明白自己要做什么，能做什么，該怎么做，做完有什么樣的效果。總的來說，項目要切合實際，對于項目中存在的問題和難點，要分步逐級解決，大問題分為小問題，每個小問題有難度但不會超出學生的能量，使得學生有奔頭，學生在逐步的解決問題過程中，學會獨立思考、自主學習的方法，使之可以自主成長。不足的是，開放性教學實驗不同于傳統的驗證型實驗教學，開放性實驗參與學生少，設備、教師投入量大，教學過程中學生成長迅速，但是否可以應用于大規模的實驗教學，需要進一步討論研究。

參考文獻：

第8篇：儲能系統設計方案范文

關鍵詞：EDA技術；“項目教學法”；教學實施

EDA是電子設計自動化(Electrontic Design Automation)的縮寫,它是隨著微電子技術和計算機技術的不斷進步而發展起來的現代電子系統設計方法。它在電子技術設計領域的貢獻主要包括：1.通過軟件編程實現對硬件解構和工作方式重構實現IC設計；2.以計算機為平臺，EDA軟件為工具實現PCB板的布局布線設計；3.通過EDA仿真軟件確定電子電路級設計方案的正確性和可行性。EDA技術的出現，極大地提高了電路設計的效率，減輕了設計者的勞動強度。目前在各大公司、企事業單位和科研教學部門廣泛使用，如汽車、電子、機械、軍事、礦產及醫學等。作為高等職業院校的電子類學生掌握現代電子電路的設計方法就顯得尤為重要。另外，為了實現高技能應用型人才培養的目標，各高職院校都在進行新的教學方法的改革，項目教學法以其自身的優點被很多課程教學所采用。本文介紹了我院對電子信息工程專業EDA技術課程項目教學改革的嘗試。

一、“項目教學法”

教育專家弗雷德•海因里希教授提出的項目教學法，是指師生通過共同實施一個完整的項目而進行的教學活動。來源于工程實踐中的項目，是指生產一件具體的、具有實際應用價值的產品；該產品在生產的過程中應該具備以下條件：1.該工作過程可分解出適合學生學習的教學內容，并且能夠將理論知識和實際技能有效地結合在一起；2.與企業實際生產過程或現實的商業經營活動有直接的關系；3.要學生發揮主觀能動性，對項目進行計劃，組織和實施，并且在工作過程結束后要有明確而具體的成果，這里不以成果的正確性作為惟一的評價標準；4.在項目實施過程中，學生不僅要運用新學習的知識、技能，而且還要調用已經學過的知識、技能并能將散碎的知識點融匯使之變成我們所能夠使用的產品；5.對于工作過程中出現的問題，需要同學們通力合作，共同克服困難；6.項目完成時，師生共同交流學習經驗和方法，并對項目工作成果作出公正的評價。在項目教學過程中，發揮了學生的自身潛力，增進了師生的感情，提高了學生團隊合作精神，同時在學習過程中完成了學生的素質教育。

二、“項目教學法”在EDA技術中的應用

EDA技術是一門工程實踐性很強的專業課，要求學生具有電子小系統設計及制作的能力，根據學生認知規律、對電子產品熟悉的程度，專業知識的儲備情況，并且注意到了項目的難易程度，知識的關聯性等因素，綜合考慮進行項目載體的篩選，最終確定了第一信號鑒別電路、流水燈以及CPLD開發板等項目作為本門課程的工程載體，下面就以CPLD開發板為例，介紹“項目教學法”在該門課程教學中的應用。

1. CPLD開發板學習情景設計

根據CPLD開發板電路功能，將其劃分為4個學習子情景，包括供電電路設計制作、顯示電路設計制作、開關電路設計制作以及串口電路設計制作。CPLD開發板設計的軟件環境為PowerLogic5.0&PowerPCB5.0，開發板項目的解構和重構如圖1所示。

2.子情境教學實施過程

(1)子情境電路元件制作

①供電電路設計制作

供電電路由開關型穩壓器LM2576、肖特基二極管IN5819、儲能電感、輸入和輸出電容等元件構成。在PowerLogic5.0中，繪制電源電路元件的邏輯封裝并且建立相應元件的元件類型，同時為元件指定PCB封裝，如LM2576的PCB封裝為TO-220。

②顯示電路PCB設計制作

顯示電路由LED點陣顯示電路和LED動靜態顯示電路組成，其中LED點陣采用4個8×8點陣拼在一起組成16×16點陣，可以顯示一個完整的漢字。2片74HC138組成4-16譯碼器做行掃描，2片74HC595級聯做列掃描，它們的PCB封裝為DIP16。

③開關電路PCB設計制作

開關電路由20個獨立按鍵電路和矩陣鍵盤電路組成，其中輕觸開關組成4×4矩陣鍵盤電路，程序對矩陣鍵盤進行掃描，如果有任意鍵按下，立即讀出其鍵值，并在數碼管上顯示相應數值，PCB封裝采用SW(6×6)。20獨立按鍵作為數據輸入開關，按鍵被按下時接地輸出低電平，抬起接入上拉電阻輸出為高電平，該功能使用戶熟悉數字系統中的0，1以滿足中規模數字電路設計要求，其PCB封裝采用DPDT-6。

④串口電路PCB設計制作

串口通信電路由PL2303及電路，如50M晶體振蕩器、電阻、電容以及USB轉RS232插針等。其中PL2303采用28腳SSOP封裝，其余元件為常用插針封裝，串口通信電路如圖2所示。當子情境中各個電路元件的類型建立完成后，進行CPLD開發板的綜合PCB設計。

(2)CPLD開發板的綜合設計

根據紙質電路原理圖，將新建立的元件類型調入原理圖繪制軟件PowerLogic5.0中,進行電氣連線。原理圖繪制完成,根據設計要求將其生成網絡表并傳送到PowerPCB5.0中進行PCB設計,布局布線結果如圖3所示。

3.考核方案

CPLD開發板電路設計由4個子情境構成，根據子情境承載的知識點、項目性質不同，考核比例分別占總項目的30%，25%，25%和20%。子情境的考核由3部分組成：理論考核(15%)+項目質量考核(70%)+平時成績考核(15%)。其中理論知識考核主要考核學生新知識運用和已學過知識點調用的情況，一般可以通過研究性的習題完成；項目質量考核主要考核項目工作過程中每位同學的表現以及完成項目的成果展現；平時成績考核包括考勤、平時學習態度及能力表現等。

三、結束語

基于建構主義的“項目教學法”使學生成為了認知的主體，是知識意義的主動建構者；學生通過主動搜集和處理信息，培養了獲取新知識的能力，分析問題、解決問題以及交流合作能力。“項目教學法”在高等職業教育教學中的應用，對高技能創新型人才培養具有重要的意義。

參考文獻

[1]SSR213.項目教學法[DB/OL].baike.省略/view/2062970.htm?fr=ala0_1,2009.3 .31

[2]房漢雄，郭福三，齊懷琴.項目教學法在EDA課程中的應用[J].高師理科學刊，2009，1

第9篇：儲能系統設計方案范文

關鍵詞：數字伺服控制系統；無刷直流電動機；DSP

中圖分類號：TJ765 文獻標識碼：A 文章編號：1673―5048（2013）03―0018―03

0 引言

伺服控制系是空空導彈不可缺少的關鍵組成部分，其性能直接決定著導彈飛行過程的動態品質。傳統的模擬伺服控制系統控制參數需要通過更改硬件進行調整，調試繁瑣且很難實現復雜的控制算法。抗干擾能力弱，而數字控制系統抗干擾能力強，參數調整可通過軟件完成。這樣可在較短的時間內調試出性能優良的系統。本文介紹了一種基于TI公司TMS320F2812 DSP的數字伺服控制系統。

1 系統功能及硬件設計

導彈伺服控制系統將來自飛控系統的舵控信號，經過變換和功率放大，克服氣動鉸鏈力矩和彎曲力矩。驅動伺服電動機帶動空氣舵以一定角速度偏轉，形成與控制信號成比例的舵偏角，改變彈體的飛行姿態，從而控制導彈的飛行軌跡。

空空導彈數字伺服控制系統由控制電路、反饋信號采樣電路、功率驅動電路、功率逆變電路、串行通信接口電路及控制軟件組成，伺服電機采用無刷直流電機。系統組成框圖如圖1所示。

1.1 控制電路

為了實現伺服控制系統的動、靜態技術指標，同時協調四通道舵機工作和實時數據處理。控制系統需要實時處理大量數據，這里選用TI公司專為電機控制設計的高性能DSP TMS320F2812作為CPU，TMS320F2812 DSP的設計基于增強的哈佛結構，三級流水線操作，指令執行速度大幅提高，最高可達150 MIPS。最多可提供16路模數轉換通道，專為電機控制的兩個事件管理器模塊包括16路PWM調制通道和4個通用定時器，為4通道舵機控制提供了極大的便利。

控制電路主要由以TMS320F2812為核心的PWM生成電路和邏輯綜合電路組成。分別完成PWM調速功能和換相功能。

PWM是電機調速常用的一種方法，TMS320F-2812根據飛控計算機給定的舵偏信號以及舵反饋信號，通過一系列的運算產生控制信號。利用該控制信號調整PWM占空比以控制功率管的開關時間，實現對伺服電機的控制，同時一旦產生故障，通過軟件及時封鎖PWM輸出直至故障消除。這里通過事件管理器PWM電路輸出PWM調制信號。

邏輯綜合電路采用GAL20V8可編程邏輯器件實現，無刷電機中三個霍爾元件給出互差120°、脈沖寬度為180°的轉子位置信息，其組合在一個周期內給出六個狀態，即每60°變換一個狀態。GAL電路將霍爾傳感器給出的信號、PWM調制信號、電機正反轉信號綜合進行邏輯運算，將運算結果送給驅動芯片IR2130，IR2130的六個輸出信號控制功率管的導通和關斷，實現電機的正反轉控制、調速控制等功能，連接示意圖如圖2所示。

1.2 主電路及驅動電路

直流無刷電機的主電路可以采用三相半控電路和三相全控電路。三相半控電路的特點是電路簡單，需要的功率器件少。但電動機本體的利用率很低，每個繞組只通電1/3時間，另外2/3時間處于斷開狀態，沒有得到充分的利用，而且在運動過程中轉矩的波動較大，所以在要求比較高的場合，一般采用三相全控電路。

由于邏輯綜合電路輸出的PWM控制信號不足以驅動功率管的通斷，因此要在PWM控制信號與主電路之間加上驅動電路。電力電子器件的驅動電路是電力電子主電路與控制電路之間的接口，是電力電子系統的重要環節。采用性能良好的驅動電路，可使電力電子器件工作在較理想的狀態，縮短開關時間，減小開關損耗，對系統的運行效率、可靠性和安全性有重要的意義。

本系統主電路為三相全橋控制電路，三相全橋六個功率開關器件，需要六個驅動器來控制其導通或關斷。而每個驅動器又需要一路獨立的電源，這給系統設計帶來了不便，而且系統較為龐大。IR2130是美國國際整流器公司生產的功率MOS器件柵極驅動集成電路，它能輸出六路驅動信號，并且由于內部設有自舉式懸浮電路，因此只用一路電源，使系統設計極為簡化。

以IR2130為主構成驅動電路如圖3所示。由控制部分產生六路PWM信號分別送到IR2130的2―7管腳，經IR2130內部處理產生六路驅動信號分別驅動V1～V6功率MOS管。圖中C1，C2，C3是自舉電容。為上橋臂功率管驅動的懸浮電源存儲能量，D7，D8，D9的作用是防止上橋臂導通時的直流母線電壓到IR2130的電源上而使器件損壞，因此D7，D8，D9應選用快速恢復二極管，而且自舉電容容量取決于被驅動功率器件的開關頻率、占空比以及充電回路電阻，必須保證電容充電到足夠的電壓，而放電時其兩端電壓不低于欠壓保護動作值，當被驅動的開關頻率大于5 kHz時，該電容值應不小于0.1μF。

1.3 舵面角度反饋信號檢測

常用的角度信號檢測一般選用旋轉光柵碼盤。從功能實現上說。旋轉光柵碼盤是比較理想的選擇，其一，其輸出的脈沖信號屬于數字量，在抗干擾能力上要比模擬信號好得多；其二，DSP內部集成了正交脈沖電路（QEP），可以方便地捕獲到傳感器反饋的信息。但旋轉光柵編碼盤存在一個致命的缺點，就是抗振動能力差，在劇烈振動的情況下，里面的光柵很可能被振壞。

鑒于以上原因，舵面角度反饋檢測通過高精度電阻電位器測量，將位置信號轉換為電壓信號，輸出信號經過分壓、濾波、跟隨、限幅等一系列處理后，送給TMS320F2812的A/D通道。

2 算法設計及實現

空空導彈高機動大過載的特性對伺服系統提出了很高的要求，要求系統快速、無超調。要滿足這些指標，好的控制算法是關鍵。因為伺服系統的指令位置具有很大的模糊不確定性，加之被控對象的非線性和系統參數的時變性。傳統PID控制算法很難滿足要求，而分段PID能起到較好的控制效果。根據分段PID控制規則，把誤差劃分等級。當誤差較大時，增大比例系數，并且只有比例項，以提高伺服系統快速響應特性；當誤差為中等的時候，增大比例項并添加微分項，在確保系統快速響應性的同時，控制系統的超調：當誤差較小時，以積分項為主，以控制系統靜態誤差在較小的范圍內。其控制算法流程圖如圖4所示。

伺服系統的位置反饋直接決定系統的快速性和穩態性能，通過采用分段PID控制。不僅保持了傳統PID控制原理的簡單、有效、魯棒性強的特點，而且具有更大的靈活性、適應性和精確性。

3 試驗結果

通過對伺服控制系統進行實際測試，得到10°階躍響應曲線和頻率10 Hz、幅值為±2°信號響應曲線，分別如圖5和圖6所示。從圖中可以看出，所設計的控制系統跟蹤誤差小，系統無超調。響應速度快，具有很好的靜態和動態跟蹤性能。

4 結束語

本文設計的基于DSP控制的空空導彈數字伺服控制系統，采用分段PID控制策略，充分利用DSP高速運算的特點，實現了系統實時控制。試驗表明：設計硬件系統工作穩定，分段PID控制算法使得系統在環境參數和系統參數變化時，依然具有快速無超調的定位性能，具有較強的魯棒性。

參考文獻：

[1]蘇奎峰，呂強.TMS320F2812原理與開發[M].北京：電子工業出版社，2005.

[2]張琛.直流無刷電動機原理及應用[M].北京：機械工業出版社，2001.