第一篇：碳化硅功率器件的發(fā)展現(xiàn)狀及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用展望

碳化硅功率器件的發(fā)展現(xiàn)狀及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用展望

摘要：碳化硅作為一種寬禁帶材料，具有高擊穿場強、高飽和電子漂移速率、高熱導(dǎo)率等優(yōu)點，可以實現(xiàn)高壓、大功率、高頻、高溫應(yīng)用的新型功率半導(dǎo)體器件。該文對碳化硅功率半導(dǎo)體器件的最新發(fā)展進(jìn)行回顧，包括碳化硅功率二極管、MOSFET、IGBT，并對其在電力系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：碳化硅；功率器件；電力系統(tǒng)

引言

理想的半導(dǎo)體功率器件，應(yīng)當(dāng)具有這樣的靜態(tài)和動態(tài)特性：在阻斷狀態(tài)，能承受高電壓；在導(dǎo)通狀態(tài)，具有高的電流密度和低的導(dǎo)通壓降；在開關(guān)狀態(tài)和轉(zhuǎn)換時，具有短的開、關(guān)時間，能承受高的di/dt 和du/dt，具有低的開關(guān)損耗，并具有全控功能。半個多世紀(jì)以來（自20世紀(jì)50年代硅晶閘管的問世），半導(dǎo)體功率器件的研究工作者為實現(xiàn)上述理想的器件做出了不懈的努力，并已取得了世人矚目的成就。各類硅基功率半導(dǎo)體器件（功率二極管、VDMOS、IGBT、IGCT等）被成功制造和應(yīng)用，促使各種新型大功率裝置成功地應(yīng)用于各種工業(yè)電源、電機驅(qū)動、電力牽引、電能質(zhì)量控制、可再生能源發(fā)電、分布式發(fā)電、國防和前沿科學(xué)技術(shù)等領(lǐng)域。

然而由于在電壓、功率耐量等方面的限制，這些硅基大功率器件在現(xiàn)代高性能電力電子裝置中（要求具有變流、變頻和調(diào)相能力；快速的響應(yīng)性能~ms；利用極小的功率控制極大功率；變流器體積小、重量輕等）不得不采用器件串、并聯(lián)技術(shù)和復(fù)雜的電路拓?fù)鋪磉_(dá)到實際應(yīng)用的要求，導(dǎo)致裝置的故障率和成本大大增加，制約了現(xiàn)代電力系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展。

近年來，作為新型的寬禁帶半導(dǎo)體材料——碳化硅（SiC），因其出色的物理及電特性，正越來越受到產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。碳化硅功率器件的重要優(yōu)勢在于具有高壓(達(dá)數(shù)萬伏)、高溫(大于500℃)特性，突破了硅基功率器件電壓(數(shù)kV)和溫度(小于150℃)限制所導(dǎo)致的嚴(yán)重系統(tǒng)局限性。隨著碳化硅材料技術(shù)的進(jìn)步，各種碳化硅功率器件被研發(fā)出來，如碳化硅功率二極管、MOSFET、IGBT等，由于受成本、產(chǎn)量以及可靠性的影響，碳化硅功率器件率先在低壓領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，目前的商業(yè)產(chǎn)品電壓等級在600~1700V。近兩年來，隨著技術(shù)的進(jìn)步，高壓碳化硅器件已經(jīng)問世，如19.5kV的碳化硅二極管[1]，10kV的碳化硅MOSFET[2]和13~15kV[3-4]碳化硅IGBT等，并持續(xù)在替代傳統(tǒng)硅基功率器件的道路上取得進(jìn)步。這些碳化硅功率器件的成功研發(fā)帶來了半導(dǎo)體功率器件性能的飛躍提升，引發(fā)了新一輪技術(shù)革命，必將在眾多應(yīng)用領(lǐng)域，如電力系統(tǒng)中的高壓領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。碳化硅材料及功率器件進(jìn)展

2.1 碳化硅材料

在體單晶材料方面，SiC單晶襯底已經(jīng)商品化。目前國際上已有76.2 mm和101.6 mm的SiC拋光襯底材料出售，具有批量生產(chǎn)能力的公司超過十家。高功率SiC器件的芯片面積很大(單胞面積> 1cm)，需要大尺寸和低缺陷的襯底材料，尤其需要很低的微管缺陷密度。在這種需要的激勵之下并經(jīng)過長期的技術(shù)積累，困擾SiC單晶生長的微管缺陷控制技術(shù)也在2004年獲得突破。如日本Toyata公司采用“重復(fù)a面”(repeated a-face：RAF)生長技術(shù)，實現(xiàn)了50.8mm SiC單晶的無微管生長，同時也將位錯密度降低到250/cm2以下[5]。2005年美國Intrinsic公司也獲得了零微管(Zero Micropipe，簡稱ZMP)的SiC單晶技術(shù)，并于2006年生長出無微管的76.2 mm SiC襯底材料。在并購了Intrinsic公司獲得零微管技術(shù)后，Cree公司直徑101.6 mm的4H-SiC導(dǎo)通襯底的微管密度最低達(dá)0.1/cm2，甚至零微管，使得用于制作面積為1cm2的功率器件能夠?qū)崿F(xiàn)90%以上的器件成品率。

外延材料方面，SiC外延生長設(shè)備的規(guī)模也不斷增大，能夠同時生長多片大尺寸的SiC外延。例如瑞典Epigress公司的VP2800HW型熱壁式SiC外延生長系統(tǒng)能夠同時生長10片101.6 mm高質(zhì)量SiC外延，為了把SiC功率器件抵抗電壓提高到10 kV，SiC外延的厚度要達(dá)到100μ m。在SiC外延研究中，一個重要指標(biāo)是外延層少子壽命。少子壽命不僅反映了深能級密度和材料缺陷密度等重要外延參數(shù)，而且直接決定了高功率SiC器件的通流能力。據(jù)理論研究，20kV SiC器件中少子壽命應(yīng)在10s以上，否則通流能力很弱。目前日本NEDO公司利用垂直型外延爐實現(xiàn)了高質(zhì)量的厚達(dá)28μm的外延，在50.8 mm上取得了少子壽命分布圖，其平均值為1s[6]。SiC外延技術(shù)研究的另一個重要問題是4°偏軸4H-SiC襯底上的高質(zhì)量外延生長。4°偏軸襯底憑借其成本優(yōu)勢逐漸成為大尺寸4H-SiC的主流，但與8°偏軸相比小角度偏軸襯底上外延生長的難度較高，臺階聚并(step-bunching)現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致出現(xiàn)表面形貌差、缺陷密度高以及外延材料均勻性不好等問題。美國Cree公司通過改進(jìn)生長條件和生長步驟獲得了101.6 mm 4°偏軸4H-SiC襯底上理想的外延生長工藝，缺陷密度只有2/cm2。這些外延材料參數(shù)可滿足SiC器件研究和批量生產(chǎn)的要求[7]。2.2 碳化硅功率二極管

碳化硅功率二極管有3種類型：肖特基二極管(Schottky barrier diode，SBD)、PIN 二極管和結(jié)勢壘控制肖特基二極管(junction barrier Schottky，JBS)。在5kV阻斷電壓以下的范圍，碳化硅結(jié)勢壘肖特基二極管是較好的選擇。JBS二極管結(jié)合了肖特基二極管所擁有的出色的開關(guān)特性和PIN結(jié)二極管所擁有的低漏電流的特點。把JBS二極管結(jié)構(gòu)參數(shù)和制造工藝稍作調(diào)整就可以形成混合PIN-肖特基結(jié)二極管(merged PIN Schottky，MPS)。由于碳化硅二極管基本工作在單極型狀態(tài)下，反向恢復(fù)電荷量基本為零，可以大幅度地減少二極管反向恢復(fù)引起的自身瞬態(tài)損耗以及相關(guān)的IGBT 開通瞬態(tài)損耗，非常適用于開關(guān)頻率較高的電路。

PIN結(jié)二極管在4~5kV或者以上的電壓時具有優(yōu)勢，由于其內(nèi)部的電導(dǎo)調(diào)制作用而呈現(xiàn)出較低的導(dǎo)通電阻，使得它比較適用于高電壓應(yīng)用場合。有文獻(xiàn)報道阻斷電壓為14.9和19.5kV的超高壓PIN二極管，其正向和反向?qū)ㄌ匦匀鐖D1所示，在電流密度為100 A/cm2時，其正向壓降分別僅為4.4和6.5V[1]。這種高壓的PIN二極管在電力系統(tǒng)，特別是高壓直流輸電領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值。2.3 碳化硅MOSFET器件

功率MOSFET具有理想的柵極絕緣特性、高速的開關(guān)性能、低導(dǎo)通電阻和高穩(wěn)定性，在硅基器件中，功率MOSFET獲得巨大成功。同樣，碳化硅MOSFE也是最受矚目的碳化硅功率開關(guān)器件，其最明顯的優(yōu)點是，驅(qū)動電路非常簡單及與現(xiàn)有的功率器件(硅功率MOSFET和IGBT)驅(qū)動電路的兼容性。碳化硅功率MOSFET面臨的兩個主要挑戰(zhàn)是柵氧層的長期可靠性問題和溝道電阻問題。

圖1 超高壓 SiC PIN二極管

圖2 10kV SiC MOSFET與SiC IGBT正向阻斷特性

圖3 柵氧層可靠性的改進(jìn)

隨著碳化硅MOSFET 技術(shù)的進(jìn)步，高性能的碳化硅MOSFET也被研發(fā)出來，已有研究結(jié)果報道了具有較大的電壓電流能力的碳化硅MOSFET器件。三菱公司報道的1.2kV碳化硅MOSFET器件的導(dǎo)通比電阻為5mΩ·cm，比硅基的CoolMOS的性能指數(shù)好15~20倍。美國Cree公司報道了8.1mm×8.1mm、阻斷電壓10 kV、電流20 A的碳化硅MOSFET芯片，其正向阻斷特性如圖2所示。通過并聯(lián)這樣的芯片得到的模塊可以具備100 A的電流傳輸能力[3]。該器件在20 V的柵壓下的通態(tài)比電阻為127 mΩ·cm2，同時具有較好的高溫特性，在200 ℃條件下，零柵壓時可以實現(xiàn)阻斷10 kV電壓。

在碳化硅MOSFET 的可靠性研究方面，有研究報道了在350 ℃下碳化硅柵氧層具有良好的可靠性[8]。如圖3所示，20 年以來碳化硅MOSFET 柵氧層的可靠性得到明顯提高。這些研究結(jié)果表明，柵氧層將有望不再是碳化硅MOSFET 的一個瓶頸。

2.4 碳化硅IGBT 在高壓領(lǐng)域，碳化硅IGBT器件將具有明顯的優(yōu)勢。由于受到工藝技術(shù)的制約，碳化硅IGBT的起步較晚，高壓碳化硅IGBT面臨兩個挑戰(zhàn)：第一個挑戰(zhàn)與碳化硅MOSFET器件相同，溝道缺陷導(dǎo)致的可靠性以及低電子遷移率問題；第二個挑戰(zhàn)是N型IGBT需要P型襯底，而P 型襯底的電阻率比N 型襯底的電阻率高50倍。因此，1999 年制成的第一個IGBT 采用了P 型襯底。經(jīng)過多年的研發(fā)，逐步克服了P 型襯底的電阻問題，2008 年報道了13 kV的N溝道碳化硅IGBT器件，比導(dǎo)通電阻達(dá)到22mΩ·cm2[3]。圖4對15kV的N-IGBT和MOSFET 的正向?qū)芰ψ隽艘粋€比較[4]，結(jié)果顯示，在結(jié)溫為300 K時，在芯片功耗密度為200 W/cm2 以下的條件下，MOSFET可以獲得更大的電流密度，而在更高的功耗密度條件下，IGBT可以獲得更大的電流密度。但是在結(jié)溫為127℃時，IGBT在功耗密度為50 W/cm2以上的條件下就能夠?qū)ū萂OSFET更高的電流密度。同一年，該團隊還報道了阻斷電壓達(dá)到12kV的P溝道碳化硅IGBT，導(dǎo)通比電阻達(dá)到14mΩ·cm2[8]。新型高溫高壓碳化硅IGBT器件將對大功率應(yīng)用，特別是電力系統(tǒng)的應(yīng)用產(chǎn)生重大的影響。在15kV以上的應(yīng)

2用領(lǐng)域，碳化硅IGBT綜合了功耗低和開關(guān)速度快的特點，相對于碳化硅的MOSFET以及硅基的IGBT、晶閘管等器件具有顯著的技術(shù)優(yōu)勢，特別適用于高壓電力系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域。碳化硅功率器件在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用展望

3.1 固態(tài)變壓器

隨著分布式發(fā)電系統(tǒng)、智能電網(wǎng)技術(shù)以及可再生能源的發(fā)展，固態(tài)變壓器作為其中的關(guān)鍵技術(shù)受到廣泛關(guān)注。固態(tài)變壓器是一種以電力電子技術(shù)為核心的變電裝置，它通過電力電子變流器和高頻變壓器實現(xiàn)電力系統(tǒng)中的電壓變換和能量傳遞及控制，以取代電力系統(tǒng)中的傳統(tǒng)的工頻變壓器。與傳統(tǒng)變壓器相比，具有體積小、重量輕等優(yōu)點，同時具有傳統(tǒng)變壓器所不具備的諸多優(yōu)點，包括供電質(zhì)量高、功率因數(shù)高、自動限流、具備無功補償能力、頻率變換、輸出相數(shù)變換以及便于自動監(jiān)控等優(yōu)點。固態(tài)變壓器的輸入側(cè)電壓等級非常高，一般在數(shù)千至數(shù)萬伏，目前多采用拓?fù)浠蚱骷?lián)的方式，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。圖5所示為10kVA的固態(tài)變壓器示意圖[9]。新興的碳化硅電力電子器件，特別是15kV以上碳化硅MOSFET、IGBT的出現(xiàn)，將有利于固態(tài)變壓器的結(jié)構(gòu)簡化及可靠性提升。

圖4 15kV SiC IGBT和MOSFET導(dǎo)通特性對比

圖5 10kVA的固態(tài)變壓器示意圖

3.2 柔性交流輸電系統(tǒng)

柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS）是指電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)結(jié)合，以實現(xiàn)對交流輸電系統(tǒng)電壓、相位角、品質(zhì)、功率潮流的連續(xù)調(diào)節(jié)控制，從而大幅度提高輸電線路輸送能力和提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定水平，降低輸電損耗。FACTS技術(shù)主要采用晶閘管、GTO、IGBT等器件，由于硅器件自身物理限制，致使更高電壓等級或者更高功率等級的FACTS控制器在實際應(yīng)用中受到制約。碳化硅功率器件固有的高耐壓特性，隨著其器件水平的不斷發(fā)展，在FACTS技術(shù)中必然越來越受到重視。

3.3 直流輸電技術(shù)

輕型直流輸電技術(shù)是在高壓直流輸電的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項新技術(shù)，其特點是直流輸電兩端變流器采用可關(guān)斷器件構(gòu)成電壓源逆變器，不存在換相失敗、受端系統(tǒng)必須提供無功容量的問題，而且可以省去換流變壓器，簡化換流站結(jié)構(gòu)。受制于可關(guān)斷硅器件水平的制約，其輸電容量通常較小。圖6是輕型直流輸電中

圖6 由IGBT構(gòu)成的電壓源型換流器單相圖

由IGBT構(gòu)成的電壓源型換流器[10]，利用脈寬調(diào)制(pulse width modulation，PWM)技術(shù)進(jìn)行無源逆變，不但可以向無交流電源的負(fù)荷點送電，在特殊情況下也可以提供無功功率。

隨著碳化硅MOSFET/IGBT 等器件性能、電壓等級和功率等級的提高，碳化硅電力電子器件在輕型直流輸電系統(tǒng)中的應(yīng)用，有望進(jìn)一步提高其輸電容量及適用電壓等級，為輕型直流輸電的應(yīng)用拓展帶來新的機遇。

總結(jié)

在當(dāng)前節(jié)能減排的重大國際發(fā)展趨勢下，對于碳化硅功率器件而言，其優(yōu)勢明顯。可以預(yù)見，新型高壓大容量碳化硅功率器件將在高壓電力系統(tǒng)中開辟出全新的應(yīng)用，對電力系統(tǒng)的發(fā)展和變革產(chǎn)生持續(xù)的重大影響。

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第二篇：超導(dǎo)材料在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景展望

超導(dǎo)材料在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景展望

摘要：

超導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)是20世紀(jì)物理學(xué)的一項偉大成果。文章主要闡述了超導(dǎo)現(xiàn)象，超導(dǎo)材料的研究和發(fā)展以及在電力系統(tǒng)方面的應(yīng)用優(yōu)勢和進(jìn)展，并做了前景展望。

關(guān)鍵詞：

超導(dǎo)材料；超導(dǎo)電纜；超導(dǎo)發(fā)電機；超導(dǎo)電動機。Abstract:

The discovery of superconductivity is a great achievement of 20th century in physics.The article mainly describes the phenomenon of superconductivity, the research and development of the superconducting materials as well as in Electric Power System strengths and progress, and outlook.Keywords: superconducting material;superconducting cable;superconducting generators;superconducting electrical motor.超導(dǎo)的誕生和發(fā)展

1911年，荷蘭科學(xué)家卡麥林·昂尼斯用液氦冷卻汞，當(dāng)溫度下降到4.2K（﹣268.95℃）時，汞的電阻變?yōu)榱悖@種現(xiàn)象被稱為超導(dǎo)現(xiàn)象，電阻為零時的溫度稱為臨界溫度。為了證實超導(dǎo)體的電阻為零，科學(xué)家將一個鉛制圓環(huán)放入溫度低于7.2K（﹣265.95℃）的空間，利用電磁感應(yīng)在鉛制圓環(huán)內(nèi)激發(fā)起感應(yīng)電流。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，環(huán)內(nèi)電流能持續(xù)下去，從1954年3月16日始，到1956年9月5日止，在兩年半的時間內(nèi)的電流一直沒有衰減，這說明圓環(huán)內(nèi)的電能沒有損失，這就是著名的昂尼斯持久電流實驗。這一實驗極大的激發(fā)了科學(xué)家們的研究熱情，國際上也對超導(dǎo)技術(shù)在電力方面的應(yīng)用給予了極大的關(guān)注，開展了一系列可行性論證和一定規(guī)模的研究，但由于技術(shù)上和經(jīng)濟上的原因，這方面的應(yīng)用研究都沒能實現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)。隨著不斷的實驗，超導(dǎo)合金的出現(xiàn)使超導(dǎo)材料的臨界溫度也不斷提高。

1986年瑞士繆勒和柏諾茲發(fā)現(xiàn)了一種成分為鋇、鑭、銅、氧的陶瓷性金屬氧化物（La-Ba-Cu-O系氧化物）具有高于30K（﹣243.15℃）的約為35K的超導(dǎo)性。由于陶瓷性金屬氧化物通常是絕緣物質(zhì)，因此這個發(fā)現(xiàn)的意義非常重大，繆勒和柏諾茲因此而榮獲了1987諾貝爾物理學(xué)獎。此后，新的研究成果如雨后春筍般大量出現(xiàn)，出現(xiàn)了研究和發(fā)現(xiàn)的高潮。到了1987年底，臨界溫度達(dá)到125K（﹣148.15℃），短短一年多的時間臨界溫度幾乎提高了100K。

從此超導(dǎo)材料的研究方向朝向高溫超導(dǎo)材料發(fā)展，當(dāng)然，高溫是相對于低溫而言，即使是高溫，依然遠(yuǎn)低于冰點。所以在實際應(yīng)用中超導(dǎo)材料需要制冷等操作，大大提高了成本，也使得超導(dǎo)材料不能大量應(yīng)用。

超導(dǎo)材料在電力系統(tǒng)的應(yīng)用

美國物理學(xué)家波恩特?特奧?馬梯阿斯指出：“電能的輸送是超導(dǎo)體最重要的應(yīng)用之一。”發(fā)電站輸出電能常用鋁線和銅線。由于電阻的存在一部分電力在輸出過程中轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏В嬖谥鴩?yán)重的損耗。而利用超導(dǎo)材料輸電，由于導(dǎo)線電阻消失，線路損耗也就降為零，用超導(dǎo)材料可制高效率大容量的動力電纜，并且可減少導(dǎo)體的需求量，節(jié)約大量有色金屬資源。

由于超導(dǎo)材料有零電阻的性質(zhì)，所以科學(xué)家想到把其應(yīng)用到電力系統(tǒng)中，這樣可以大大減少電能的熱損耗，節(jié)約很大一部分電能。據(jù)統(tǒng)計，目前的銅或鋁導(dǎo)線輸電，約有15%的電能損耗在輸電線路上，單單是在中國，每年的電力損失即達(dá)1000多億度。若改為超導(dǎo)電纜輸電，節(jié)省的電能相當(dāng)于新建數(shù)十個大型發(fā)電廠。

在電力領(lǐng)域，利用超導(dǎo)線圈磁體還可以將發(fā)電機的磁場強度提高到5萬～6萬高斯，并且?guī)缀鯖]有能量損失，這種發(fā)電機便是交流超導(dǎo)發(fā)電機。超導(dǎo)發(fā)電機的單機發(fā)電容量比常規(guī)發(fā)電機提高5～10倍，達(dá)1萬兆瓦，而體積卻減少1/2，整機重量減輕1/3，發(fā)電效率提高50%。超導(dǎo)發(fā)電機的另一個突出特點是有利于改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性。一般來說，發(fā)電機的電抗越小，系統(tǒng)就越穩(wěn)定。超導(dǎo)發(fā)電機的電抗大約只有普通發(fā)電機的l／4左右，因此在系統(tǒng)電抗相對較小時，系統(tǒng)的穩(wěn)定極限增加了約4倍。

另外，在2012年4月12日，中國船舶重工集團公司第七一二研究所研制的兆瓦級高溫超導(dǎo)電機實現(xiàn)滿負(fù)載穩(wěn)定運行，標(biāo)志著我國首臺兆瓦級高溫超導(dǎo)電機研制成功。該電機具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，達(dá)到世界先進(jìn)水平，對我國超導(dǎo)電機的戰(zhàn)略發(fā)展具有里程碑意義。今后，該所將著力進(jìn)行大容量高溫超導(dǎo)電機的實用化研究，預(yù)計到2020年前進(jìn)入工程研制，逐步將高溫超導(dǎo)電機技術(shù)推廣運用到電氣傳動和發(fā)電領(lǐng)域，實現(xiàn)該領(lǐng)域的新變革。

超導(dǎo)材料的前景展望

綜上所述，在電力系統(tǒng)中采用超導(dǎo)技術(shù)可增加電網(wǎng)的輸送容量、降低電能損耗、提高電力系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性、有利于保護環(huán)境．具有廣闊的應(yīng)用前景。現(xiàn)在超導(dǎo)電纜，超導(dǎo)發(fā)電機和超導(dǎo)電動機的研制都取得了重大進(jìn)展，超導(dǎo)技術(shù)在電力系統(tǒng)中大規(guī)模應(yīng)用的想法正在不斷成為現(xiàn)實。我國的電力科技發(fā)展必須緊跟世界電力科技發(fā)展的步伐，要加強對超導(dǎo)電纜，超導(dǎo)發(fā)電機和超導(dǎo)電動機等可改善電網(wǎng)運行參數(shù)、有利于系統(tǒng)穩(wěn)定且結(jié)構(gòu)相對簡單的超導(dǎo)電力設(shè)備的研制開發(fā)工作，爭取在超導(dǎo)材料的研究開發(fā)、超導(dǎo)設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計、降低成本、經(jīng)濟運行等方面取得突破。

參考文獻(xiàn)：

1.林良真.肖立業(yè)；超導(dǎo)電力技術(shù)[期刊論文]-科技導(dǎo)報 2008(1)2.林良真；超導(dǎo)技術(shù)電力應(yīng)用研究的進(jìn)展與前景 1995(09)3.Buckles W;Hassenzahl W V； Superconducting magnetic energy storage[外文期刊] 2000(05)4.林良真；我國超導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用研究進(jìn)展 1994(03)5.紀(jì)尚昆；超導(dǎo)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用[期刊論文]-廣西電業(yè) 2010(1)6.Han S Development on superconductivity in China[外文期刊] 1981(05)7.海偉.楊宏偉；超導(dǎo)技術(shù)及其工程應(yīng)用[期刊論文]-科技創(chuàng)新導(dǎo)報 2008(20)8.曹重光．超導(dǎo)及其在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)片I．江丙電力職工大學(xué)學(xué)報，2001，3 9.馮瑞華;姜山;超導(dǎo)材料的發(fā)展與研究現(xiàn)狀[期刊論文]-低溫與超導(dǎo) 2007(06)10.楊軍;超導(dǎo)電性的研究及成用[期刊論文]-現(xiàn)代物理知識 2004(05)

第三篇：Gis在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

GIS在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

GIS的簡介和功能

GIS即地理信息系統(tǒng)(GIS, Geographic Information System)是一種基于計算機的工具，它可以對在地球上存在的東西和發(fā)生的事件進(jìn)行成圖和分析。GIS 技術(shù)把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數(shù)據(jù)庫操作（例如查詢和統(tǒng)計分析等）集成在一起。這種能力使 GIS與其他信息系統(tǒng)相區(qū)別，從而使其在廣泛的公眾和個人企事業(yè)單位中解釋事件、預(yù)測結(jié)果、規(guī)劃戰(zhàn)略等中具有實用價值。地圖制作和地理分析已不是新鮮事，但GIS執(zhí)行這些任務(wù)比傳統(tǒng)的手工方法更好更快。而且，在GIS技術(shù)出現(xiàn)之前，只有很少的人具有利用地理信息來幫助做出決定和解決問題的能力。電力GIS是將電力企業(yè)的電力設(shè)備、變電站、輸配電網(wǎng)絡(luò)、電力用戶與電力負(fù)荷和生產(chǎn)及管理等核心業(yè)務(wù)連接形成電力信息化的生產(chǎn)管理的綜合信息系統(tǒng)。它提供的電力設(shè)備設(shè)施信息、電網(wǎng)運行狀態(tài)信息、電力技術(shù)信息、生產(chǎn)管理信息、電力市場信息與山川、河流、地勢、城鎮(zhèn)、公路街道、樓群，以及氣象、水文、地質(zhì)、資源等自然環(huán)境信息集中于統(tǒng)一系統(tǒng)中。通過GIS可查詢有關(guān)數(shù)據(jù)、圖片、圖象、地圖、技術(shù)資料、管理知識等。

一、GIS特點

1、開放性

具有開放式環(huán)境及很強的可擴充性和可連接性。GIS技術(shù)支持多種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，如 ORACLE、SYBASE、SQLSERVER等大型數(shù)據(jù)庫；運行多種編程語言和開發(fā)工具；支持各類操作系統(tǒng)平臺；為各應(yīng)用系統(tǒng)，如SCADA、EMS、CRM、ERP、MIS、OA等提供標(biāo)準(zhǔn)化接口；可嵌入非專用編程環(huán)境。

2、先進(jìn)性

GIS平臺采用與世界同步的計算機圖形技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及地理信息處理技術(shù)。系統(tǒng)設(shè)計采用目前最新技術(shù)，支持遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)和圖紙查詢，利用系統(tǒng)提供的強大圖表輸出功能，可以直接打印地圖、統(tǒng)計報表、各類數(shù)據(jù)等。可分層控制圖紙、無級縮放、支持漫游、直接選擇定位等功能。系統(tǒng)具備完善的測量工具，現(xiàn)場勘查數(shù)據(jù)，線路桿塔等設(shè)備的初步設(shè)計，并可直接進(jìn)行線路設(shè)備遷移與相關(guān)計算等，實現(xiàn)線路輔助設(shè)計與設(shè)備檔案修改。具有線路的方位或區(qū)域分析判斷功能，為用戶提供可靠的輔助決策，綜合統(tǒng)計分析，為管理決策人員提供依據(jù)。特別是把可視化技術(shù)和移動辦公技術(shù)納入GIS系統(tǒng)的總體設(shè)計范圍。地圖精度高，省級地圖的比例尺達(dá)到1：10000或1：5000，市級地圖比例尺達(dá)到1：1000或1：500，地圖能分層顯示山川、水系、道路、建筑物、行政區(qū)域等。

3、發(fā)展性

具有很強的可擴充性和可連接性。在應(yīng)用開發(fā)過程中，考慮系統(tǒng)成功后進(jìn)一步發(fā)展，包括維護性擴展功能和與其它應(yīng)用系統(tǒng)的街接與整合的方便。開發(fā)工具一般采用J2EE、XML等。

二、電力GIS特點

電力GIS除具備GIS的基本特點外還具備如下特點：

1、電力系統(tǒng)運行參數(shù)實時性及信息的動態(tài)變化性，需要對瞬間信息及時收集、處理和分析。電力GIS對數(shù)據(jù)處理、存儲容量和傳輸速度均有較高的要求。

2、電網(wǎng)的多屬性數(shù)據(jù)要求GIS具備足夠的穩(wěn)定性和可靠性。根據(jù)電力行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及電力企業(yè)業(yè)務(wù)需求，系統(tǒng)具有良好的可維護性。電力GIS能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的一次輸入和多次輸出，以保證數(shù)據(jù)的一致性操作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和多層保護等，構(gòu)建高可靠性和高準(zhǔn)確性的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

3、電力系統(tǒng)是一個龐大復(fù)雜系統(tǒng)，電力網(wǎng)的廣域性和電力設(shè)施的分散性及設(shè)備的多樣性，實時信息量大，系統(tǒng)接口復(fù)雜，信息的覆蓋面廣，電網(wǎng)的各種電壓等級及多用戶連接等需要GIS具備拓?fù)浞治龊娃D(zhuǎn)換能力。

4、電力GIS的單機工作站方式已經(jīng)落后，且不適合電力企業(yè)信息系統(tǒng)實際需要。電力行業(yè)目前應(yīng)用的GIS平臺安裝在局域網(wǎng)環(huán)境下，在網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用和開發(fā)上整合信息，實現(xiàn)資源共享。

5、電力GIS具備安全保護的特點，電網(wǎng)設(shè)備的高精確度測量的經(jīng)緯度坐標(biāo)數(shù)據(jù)是國家基礎(chǔ)信息資源，是國家安全的信息。

三、GIS在電力行業(yè)的應(yīng)用

1、面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)建模，具有建模規(guī)則庫、電網(wǎng)圖的編輯及輸出工具。電力GIS平臺包括基本構(gòu)件層、系統(tǒng)環(huán)境層、數(shù)據(jù)庫連接層、圖形與數(shù)據(jù)接口工具層、應(yīng)用系統(tǒng)層等。分層建立各種數(shù)據(jù)模型，并建立各層的連接關(guān)系。建立地理層信息與設(shè)備信息的拓?fù)浜陀成潢P(guān)系。電力GIS支持多空間同屏顯示和多空間關(guān)聯(lián)建模、多空間索引。

2、支持多種圖形處理與管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的多層映射，多維空間映射，提供完整、準(zhǔn)確的地圖信息、高精度圖片、準(zhǔn)確的技術(shù)參數(shù)，標(biāo)尺準(zhǔn)確，高精確度桿塔位置，按用戶需要自動生成專用地圖。

3、數(shù)據(jù)搜索快捷、線路圖表查詢準(zhǔn)確和統(tǒng)計功能齊全。電力GIS實現(xiàn)電網(wǎng)數(shù)字化描述，其目的是能對電網(wǎng)實現(xiàn)快速查詢，及時掌握電網(wǎng)運行狀態(tài)，快速診斷電網(wǎng)故障，提高處理事故能力，保證電網(wǎng)運行質(zhì)量以及提高用戶服務(wù)質(zhì)量。GIS可對圖形數(shù)據(jù)、可執(zhí)行圖形和屬性數(shù)據(jù)的嵌套操作與映射查詢關(guān)系運算；根據(jù)電力系統(tǒng)提供的配電設(shè)備的圖形、屬性信息與地理位置、地形數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、線路走向數(shù)據(jù)、線路設(shè)備歷史檔案和即時信息，對線路設(shè)計方案、施工方案、搶修和停電措施提供決策依據(jù)及輔助決策。

4、電力GIS能夠?qū)崿F(xiàn)與電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)、電力用戶關(guān)系管理系統(tǒng)、電力營銷系統(tǒng)、電力市場管理系統(tǒng)等應(yīng)用系統(tǒng)共享相關(guān)信息。支持多種管理應(yīng)用系統(tǒng)的連接，其中包括與企業(yè)的MIS系統(tǒng)融為一體。GIS系統(tǒng)中的設(shè)備管理對其生命周期實行全過程跟蹤，包括對設(shè)備信息的查詢、屬性數(shù)據(jù)的修改、設(shè)備的維修信息管理等。

5、電力GIS對信息庫進(jìn)行安全保護，制定管理與使用的安全保密措施和機制，包括內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)的隔離、重要電力設(shè)施電子地圖和設(shè)備信息數(shù)據(jù)庫的保護等。安全措施在系統(tǒng)總體設(shè)計與建設(shè)中充分考慮，并嚴(yán)格實施，對應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實現(xiàn)多層安全保護，設(shè)置用戶權(quán)限以保證系統(tǒng)資源共享下的安全，使系統(tǒng)能在可靠安全的環(huán)境下運行。

電力系統(tǒng)所管轄的電網(wǎng)線路和設(shè)施分布在廣闊的地域上，因此就很需要有GIS來為其所用。電力信息系統(tǒng)與其它信息系統(tǒng)不同之處在于它需要在數(shù)據(jù)庫中記錄地理信息，而且有兩種類型的地理信息：電力設(shè)施的詳細(xì)位置信息和設(shè)施之間的空間關(guān)系信息。

GIS系統(tǒng)是通過GIS技術(shù)對電力系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行計算機管理，能夠在地理背景圖上管理配電網(wǎng)圖形資料和非圖形參數(shù)，真實反映電網(wǎng)線路的實際走向、各種電力設(shè)備的地理位置、對所屬電力用戶的供電方式等各種信息，并結(jié)合DMS中實時控制和離線應(yīng)用，在地理背景圖上顯示電力系統(tǒng)實際運行狀況。

通過GIS軟件技術(shù)對配電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行計算機管理，把GIS系統(tǒng)中實時控制和離線應(yīng)用有機結(jié)合，形成一個具有空間概念（地理環(huán)境信息）和基礎(chǔ)信息（電網(wǎng)資料和用戶資料）的分層管理數(shù)據(jù)庫，既能方便地進(jìn)行查詢和管理，為配電網(wǎng)運行管理提供一個有效的、具有地理信息的網(wǎng)絡(luò)模型，又為GIS系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫平臺，支持系統(tǒng)許多應(yīng)用軟件的開發(fā)和其他功能的實現(xiàn)，如故障投訴管理、配網(wǎng)工作（設(shè)計、施工和檢修）管理、用電營業(yè)管理系統(tǒng)等。

電力客戶服務(wù)中心系統(tǒng)“95598”，用于處理用電客戶進(jìn)行故障報修、投訴舉報、咨詢登記、信息查詢等業(yè)務(wù)，對于用戶來說，更多的是進(jìn)行用戶用電的故障報修，信息員可以根據(jù)用戶提供的地點，從GIS系統(tǒng)中通過相關(guān)操作查詢與之相對應(yīng)的用戶桿號，然后通過座席系統(tǒng)Agent下發(fā)派工單到配電搶修班或其他相關(guān)部門，指揮搶修車輛達(dá)到現(xiàn)場進(jìn)行維修，再由搶修相關(guān)人員將現(xiàn)場故障情況及處理結(jié)果及時反饋給客戶服務(wù)中心。

配電GIS與電力客戶服務(wù)中心系統(tǒng)“95598”相結(jié)合，可以快速、準(zhǔn)確的根據(jù)用戶的故障投訴電話判斷發(fā)生故障的地點、搶修隊伍目前所處位置、及時派出搶修人員，縮短停電時間。近幾年，電力系統(tǒng)相繼開發(fā)建設(shè)了一大批GIS應(yīng)用系統(tǒng)。如大連供電公司配電地理信息系統(tǒng)，長春供電公司用電GIS綜合管理系統(tǒng)，南昌供電局SCZDA/AM/FM/GIS自動化主站系統(tǒng)，貴陽南區(qū)供電局配網(wǎng)地理系統(tǒng)，甘肅送變電工程公司輸電管理地理信息系統(tǒng)等。下面介紹在系統(tǒng)運行管理方面

GIS在電力系統(tǒng)運行管理方面的應(yīng)用

1、北京供電公司配電生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)自2002年1月在北京供電公司、海淀、朝陽、豐臺、石景山供電分公司和電纜管理處等單位安裝以來，運行穩(wěn)定，很大程度上提高了公司管理水平和工作效率。

2、山西省電力公司和山西晉城供電分公司2002年12月開始實施的“基于空間信息的電網(wǎng)綜合管理系統(tǒng)”實現(xiàn)了山西電網(wǎng)的全面統(tǒng)一管理。

3、江蘇省電力公司信息中心，積極推進(jìn)電力GIS的應(yīng)用和研究，把輸電管理系統(tǒng)、調(diào)度管理信息系統(tǒng)、客戶服務(wù)系統(tǒng)建立在GIS平臺上。

4、上海滬西供電所通過電力GIS搭建數(shù)字電網(wǎng)實時系統(tǒng)，監(jiān)控轄區(qū)內(nèi)150萬用戶的用電狀態(tài)，改革供電服務(wù)業(yè)務(wù)方式，通過GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)準(zhǔn)確定位，對電力線路實施維護。從電力輸電預(yù)警系統(tǒng)分析線路運行故障，向班組發(fā)布搶修指令。利用GIS系統(tǒng)輸出出事現(xiàn)場電路設(shè)備信息和接線分布圖，為搶修車趕赴現(xiàn)場的工程人員提供準(zhǔn)確的設(shè)備和線路信息。

GIS為電力信息化建設(shè)做出了巨大貢獻(xiàn)，對電力行業(yè)的發(fā)展起到了積極促進(jìn)作用，但同時應(yīng)當(dāng)看到我國電力GIS與國外先進(jìn)水平還有很大差距。美國在20世紀(jì)90年代初就提出了“數(shù)字地球”的概念，而我國的地理信息系統(tǒng)才剛剛發(fā)展幾年。相信我國電力GIS的應(yīng)用空間和應(yīng)用深度還很大，相信通過我們的努力會將電力GIS的水平提高到一個新的高度，電力GIS在不久的將來會到達(dá)光輝的頂點。參考文獻(xiàn)：

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3.《手持GPS在配網(wǎng)地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用》，農(nóng)村電氣化，2007年第4期

作者介紹：

第四篇：關(guān)于光纖通訊在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

光纖通訊技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

【摘 要】隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對電力的需求越來越大，要求電力系統(tǒng)不斷應(yīng)用新材料、新技術(shù)，提高服務(wù)質(zhì)量。光纖通信具有電絕緣性能高、抗干擾能力強、容量大、傳輸質(zhì)量高等優(yōu)點，提高了電力通信能力，成為電力系統(tǒng)的重要技術(shù)和信息的主要運輸方式。

【關(guān)鍵詞】光纖通訊技術(shù)；電力系統(tǒng)；應(yīng)用

電力通信承載著數(shù)據(jù)、語音、寬帶、IP 等常規(guī)業(yè)務(wù)，是電力系統(tǒng)重要而關(guān)鍵的組成部分。電力通信的安全保障與工作效率的提升對整個電信系統(tǒng)的高效、安全運行起著重要的作用。在電力系統(tǒng)中應(yīng)用光纖通信技術(shù)，就可以實現(xiàn)系統(tǒng)的高效、安全和穩(wěn)定運行。而且，隨著光纖通信技術(shù)的不斷進(jìn)步，能夠促進(jìn)電信通信行業(yè)的快速發(fā)展。

1光纖通訊技術(shù)

光纖通訊技術(shù)是光導(dǎo)纖維通訊技術(shù)的簡稱，就是利用光導(dǎo)纖維傳輸信號、實現(xiàn)信息傳遞的一種通信方式。光纖由纖芯、包層和涂層組成，內(nèi)芯非常細(xì)，包層對纖芯起保護作用，涂層的作用就是增加光纖的韌性，達(dá)到保護光纖的目的。光纖通訊傳輸?shù)慕橘|(zhì)是光纖，在電力信息傳輸過程中，系統(tǒng)中所采用的光纖不是單獨的一根，而是由許多單根光纖組合在一起，完成信息的傳遞。從技術(shù)上分析，光纖通訊技術(shù)主要包括以下幾個過程：

（1）發(fā)射信號。就是使用特定波長的激光器并采用密集波分復(fù)用技術(shù)發(fā)射信號的過程。在這個過程中，要求有足夠大的帶寬，能夠保證光源輸出波長的相對穩(wěn)定，從而避免了浪費，降低了運行成本。

（2）合波。在信號傳輸之前，使用波分復(fù)用器對信號進(jìn)行結(jié)合，這一過程主要包括輸入波導(dǎo)過程、耦合波導(dǎo)過程、陣列波導(dǎo)過程以及最后的輸出波導(dǎo)過程。

（3）放大信號。就是應(yīng)用專用設(shè)備對信號進(jìn)行放大。通過放大的信號，便于傳輸，便于接收，有利于整個光纖傳輸系統(tǒng)靈活、高效和穩(wěn)定運行。

（4）分離有效信號。就是按照有效原則，對原來合成一組的光信號進(jìn)行精確分離的過程。經(jīng)過分離后的信號，分別與相對應(yīng)的耦合器進(jìn)行耦合。

（5）接受有效信號。有效信號經(jīng)過解復(fù)用過程，再經(jīng)過濾波器，然后傳送到接收器中，完成一級傳輸，并根據(jù)實際情況進(jìn)行下一級傳輸。

2光纖通訊技術(shù)用于電力系統(tǒng)的優(yōu)點

相對于其他材料和技術(shù)，光纖用于電力系統(tǒng)的通信有明顯的技術(shù)優(yōu)勢：

（1）通信容量大。相對于電纜或銅線，光纖有較大的傳輸帶寬，光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍，光纖的傳輸帶寬比銅線或電纜大得多。電力系統(tǒng)的信息傳輸具有單個信息量小、總數(shù)據(jù)量大的特點，而且對信息傳輸?shù)臏?zhǔn)確性要求較高。采用光纖通訊技術(shù)可以實現(xiàn)每一路信號都由特定的波長進(jìn)行傳送，大大提升了傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。光纖通信具有的這種容量大和傳輸距離遠(yuǎn)等優(yōu)勢是其它傳輸介質(zhì)所不能企及的。

（2）損耗低，中繼距離長。在電力通信系統(tǒng)應(yīng)用中，應(yīng)用的光纖通常為石英光纖。石英光纖的傳輸損耗小，比其它任何傳輸介質(zhì)的損耗都低。從中繼距離來比較，由石英光纖組成的光纖通信系統(tǒng)比其他介質(zhì)構(gòu)成的系統(tǒng)要長得多。

（3）保密性能好，抗電磁干擾能力強。石英制成的光纖不易被腐蝕，絕緣性好，對電磁干擾有較強的免疫力，也不受其他人為釋放的電磁的干擾。在實際應(yīng)用中，光纖往往與高壓輸電線路平行架設(shè)，與電力導(dǎo)體進(jìn)行復(fù)合構(gòu)成復(fù)合光纜，石英光纖能夠避免線路之間的干擾，能夠?qū)崿F(xiàn)信號的保真。同時，石英是一種絕緣介質(zhì)，交變電磁波在石英光纖中既不會產(chǎn)生感生波動電壓，也不會產(chǎn)生與傳輸信號無關(guān)的其他噪聲。

（4）光纖直徑纖細(xì)、質(zhì)地柔軟。光纖的芯徑極細(xì)，由多芯光纖組成的光纜直徑小，采用這種光纖作為傳輸信道，占用空間小，解決了地下傳輸管道難于鋪設(shè)的問題，節(jié)約了施工成本。而且，光纖重量輕，柔韌性好，在飛機、火箭、人造衛(wèi)星和宇宙飛船等特殊領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

（5）保密性能好。信息是共享的，但同時也是需要保密的。這不僅僅是電力通信的需要，更是個人信息安全保證的需要。采用光纖通訊技術(shù)，能夠保證每一組信號都用專有的頻率和波段進(jìn)行傳送，有較好的保密效果。

（6）原材料資源豐富。用于生產(chǎn)光纖的原材料資源比較豐富，生產(chǎn)成本低，而且光纖具有溫度穩(wěn)定性好、壽命長等特點，因此，成為各個行業(yè)、各個系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的優(yōu)質(zhì)材料。

3電力通信系統(tǒng)中常用光纖的特點和應(yīng)用

在電力通信系統(tǒng)中，最常用的光纖有光纖復(fù)合地線、光纖復(fù)合相線和自承式光纜等。

（1）光纖復(fù)合地線。含有一定光纖單元的地線稱作光纖復(fù)合地線。這種光纖單元具有地線的作用，可以防止輸電線路發(fā)生雷擊現(xiàn)象，使用起來安全可靠。而且還具有光纖的優(yōu)點，能夠利用地線中的光纖傳輸信息，在使用過程中不需要特別的維護，比較適用舊電路的改造和新線路的建設(shè)。

（2）光纖復(fù)合地線。光纖復(fù)合地線就是將光纖單元復(fù)合在輸電線路的一種電力光纜，有效解決了架空線路的受限問題，充分利用了電力系統(tǒng)的線路資源，節(jié)約了電能和資源。

（3）自承式光纜。自承式光纜分為金屬自承式和全介質(zhì)自承式兩種。金屬自承式光纜結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)成本低，在實際應(yīng)用中不需要考慮熱容量和短路電流等因素。全介質(zhì)自承式光纜直徑小、質(zhì)量輕，絕緣性能強，具有穩(wěn)定的光學(xué)性能，特別是在事故狀態(tài)下能夠減少停電造成的損失。

4光纖通訊技術(shù)在電力系統(tǒng)應(yīng)用中的發(fā)展前景

電力系統(tǒng)光纖通信網(wǎng)已經(jīng)成為我國規(guī)模較大、發(fā)展較為完善的專用通信網(wǎng)，光纖通信在保障著電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行，滿足人民生產(chǎn)和生活方面起到了積極作用，受到了人們的普遍歡迎?？傮w而言，光纖通訊技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，并朝著超高速、超大容量、超長距離傳輸?shù)姆较虬l(fā)展，提高了光纖傳輸?shù)某休d能力和系統(tǒng)的處理速度。

（1）新型光纖的使用。隨著經(jīng)濟和社會的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的單模光纖已經(jīng)不能滿足長距離、高質(zhì)量的信號傳輸了，迫切需要研發(fā)功能強、質(zhì)量高、安全性能好的新型光纖。當(dāng)前，隨著干線網(wǎng)、城域網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展，兩種新型光纖得到了廣泛認(rèn)可：①非零色散光纖，它是一種經(jīng)過改進(jìn)的色散位移光纖，綜合了標(biāo)準(zhǔn)光纖和色散位移光纖最好的傳輸特性，是新一代光纖通信系統(tǒng)的最佳傳輸介質(zhì)。②無水吸收峰光纖。這兩種光纖都能實現(xiàn)低損耗、低色散傳輸，傳輸容量能夠?qū)崿F(xiàn)幾百倍、幾千倍甚至上萬倍的增長，可以帶來巨大的經(jīng)濟效益。

（2）光復(fù)用技術(shù)。光復(fù)用技術(shù)是光纖通信技術(shù)應(yīng)用中最活躍的一個領(lǐng)域，它的技術(shù)應(yīng)用和技術(shù)進(jìn)步極大地推動了光纖通信事業(yè)的發(fā)展。為進(jìn)一步提高光纖的利用率，人們采用了各種光的復(fù)用方法，其中最重要的是波分復(fù)用、頻分復(fù)用和碼分復(fù)用技術(shù)。①波分復(fù)用技術(shù)。波分復(fù)用技術(shù)就是在一根光纖上同時傳送多個不同波長的光載波，提高了光纖的傳輸能力，有較強的方便性和靈活性。同時，還可以利用不同波長沿不同方向傳輸來實現(xiàn)單根光纖的雙向傳輸。②頻分復(fù)用技術(shù)。當(dāng)相鄰兩峰值波長間隔小于 1nm 時，稱為光頻分復(fù)用系統(tǒng)。它的光載波間隔非常密，一般用于大容量高速通信系統(tǒng)或分配式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。傳統(tǒng)的頻分復(fù)用系統(tǒng)器件如合波器、分波器等技術(shù)已很難對光載波進(jìn)行區(qū)分，要求用分辨力更高的技術(shù)來選取各個光載波。目前，采用的主要有可調(diào)諧的光濾波器和相干光通信技術(shù)等。③光碼分復(fù)用技術(shù)。光碼分復(fù)用技術(shù)通過直接光編碼和光解碼，實現(xiàn)光信道的復(fù)用和信號交換。這種技術(shù)較好地解決移動通信中抗多徑衰落、抗干擾問題，提高了網(wǎng)絡(luò)的容量，改善了系統(tǒng)性能，增強了系統(tǒng)的保密性和網(wǎng)絡(luò)的靈活性。

（3）光聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用與發(fā)展。光聯(lián)網(wǎng)有效改善了傳統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)中存在的不足和弊端，不僅實現(xiàn)了超大容量的光網(wǎng)絡(luò)，增加了網(wǎng)絡(luò)的范圍和節(jié)點數(shù)，而且還增強了網(wǎng)絡(luò)的透明度，使不同系統(tǒng)、不同信號得到了有效的連接，網(wǎng)絡(luò)的靈活性大大增強。另一方面，光聯(lián)網(wǎng)還實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的快速恢復(fù)。在發(fā)生故障時，因為恢復(fù)時間非常短，對電力系統(tǒng)的正常運行不會造成太大的影響，也不會造成太大的損失，降低了建網(wǎng)、運行和維護成本。正是因為光聯(lián)網(wǎng)有著非常多的優(yōu)點，適應(yīng)了電力系統(tǒng)的發(fā)展需求，促進(jìn)電力通信邁上了一個新的發(fā)展臺階。（4）光孤子通信。光孤子通信就是利用光孤子作為載體實現(xiàn)長距離、無畸變的通信，在零誤碼的情況下完成信息傳遞。光孤子是一種特殊的超短光脈沖，非線性效應(yīng)和群速度色散相應(yīng)平衡，即使經(jīng)過長距離傳輸后，波形和速度都能夠保持不變，完全擺脫了光纖色散對通信容量和傳輸速度的限制，被認(rèn)為是最有發(fā)展前途的傳輸方式之一。

（5）全光網(wǎng)絡(luò)。全光網(wǎng)絡(luò)是指信號在網(wǎng)絡(luò)傳輸和交換過程中始終以光的形式存在。傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)雖然也實現(xiàn)了節(jié)點間的全光化，但在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點處仍然采用一些電器件，限制了通信網(wǎng)干線總?cè)萘康倪M(jìn)一步提高。全光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的傳輸是以光節(jié)點代替電節(jié)點，節(jié)點之間都是全光化，所有的信息都是以光的形式進(jìn)行傳輸與交換的，提高了網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。

（6）光放大技術(shù)和光交換技術(shù)。光放大器的成功開發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化是光纖通信技術(shù)的一項重要成果，大大地促進(jìn)了光孤子通信、全光網(wǎng)絡(luò)和光復(fù)用技術(shù)的發(fā)展。采用光交換技術(shù)可以克服電子交換有關(guān)容量方面的瓶頸問題，能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)議透明性和網(wǎng)絡(luò)的高速率，提高網(wǎng)絡(luò)的而且能夠節(jié)省大量的建網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)升級成本。

5結(jié) 論

光纖通信技術(shù)已涉及到電力、交通、廣播電視、計算機、軍事等各個領(lǐng)域，為各行各業(yè)的發(fā)展提供了良好的技術(shù)基礎(chǔ)和發(fā)展機遇。而電力信息又是各個系統(tǒng)的基礎(chǔ)所在，只有確保電力信息傳輸?shù)陌踩?，才能發(fā)揮光纖通訊技術(shù)的獨特優(yōu)勢，才能保證各行業(yè)、各系統(tǒng)、各領(lǐng)域的高效運行，提高電力通信的質(zhì)量和能力，從而促進(jìn)經(jīng)濟的發(fā)展。

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第五篇：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力系統(tǒng)物資管理中應(yīng)用論文

摘要：隨著我們國家的社會的不斷發(fā)展，在經(jīng)濟領(lǐng)域和相關(guān)的科學(xué)技術(shù)研究的方面的都在飛速的進(jìn)步，這樣使得我們國家目前的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐漸的滲透到我們的日常生活和工作學(xué)習(xí)的各個方面。并且將它應(yīng)用到不同的企業(yè)運營的過程中，因此，我們本文主要講述的是對于電力系統(tǒng)方向的的物資管理工作對于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的具體應(yīng)用，并對它作出了具體的討論。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；電力系統(tǒng)；管理應(yīng)用前言

隨著我們國家對于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷重視，目前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在我們的生活中都有著很大的應(yīng)用，我們國家關(guān)于電子網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對電力系統(tǒng)的物資管理當(dāng)中的應(yīng)用也逐漸的發(fā)展了起來。關(guān)于這個方面的應(yīng)用受到了我們的有關(guān)工作人員的注意，并且也對其作出了具體的分析。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力系統(tǒng)物資管理中的影響

我們國家在發(fā)展網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對電力系統(tǒng)管理的同時也需要將它在具體的管理工作中做出關(guān)于這個問題的整體的規(guī)劃還有一些其他的相關(guān)的問題包括原材料的購買等等，我們在利用相應(yīng)的電子技術(shù)對電力系統(tǒng)的物資管理方面進(jìn)行實際的操作，并且最終形成了具有高效率和高質(zhì)量的管理體制。我們在發(fā)展一項新技術(shù)應(yīng)用的時候需要考慮許多不同的方面，首先我們需要考慮的就是如果我們采用這項技術(shù)那么它會對我們的電力系統(tǒng)的組織管理方面帶來哪些好的積極的作用?我們國家對于具體的電力系統(tǒng)管理方面的工作來講，尤其實在物資管理的工作方面對它的整體的發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。也就是說對于電力系統(tǒng)在管理方面來講，最重要的內(nèi)容之一就是關(guān)于物資的管理。并且在這個方面來講我們對于物資管理的的費用在整體的電力系統(tǒng)生產(chǎn)和對于基礎(chǔ)的建設(shè)的問題上它的資金對于整體的建設(shè)來講占據(jù)著很大的比例。我們舉個例子，如果我們的具體關(guān)于管理方面的工作人員對于在日常的物資管理問題的各項工作都做的非常完美，那么它在很大的程度上對于整體物資的節(jié)省方面有著很大用處，可以很大程度上減少對于資源的浪費。并且可以使關(guān)于電力企業(yè)在運行的方面對于整體運營的速度來講有些很大的進(jìn)步。這些不同的進(jìn)步就是我們的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對于電力企業(yè)管理的積極的效應(yīng)。我們在電力企業(yè)的物資管理的過程中如果應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在一定程度上對于它的正常并且持續(xù)的發(fā)展有些很大的作用。它確保了我們在這個方面的電力系統(tǒng)的正常運行。并且對于我們國家實現(xiàn)社會現(xiàn)代化的建設(shè)提供了有力的保證。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力系統(tǒng)管理方面的重要性

對于我們國家的大部分企業(yè)來講，關(guān)于物資管理方面的工作基本上都沒有得到很多的重視，并且都比較復(fù)雜。我們對它進(jìn)行了具體的分析，具體來講就是關(guān)于電力系統(tǒng)的物資管理的工作系統(tǒng)在運行的過程中它需要分類的物資類別數(shù)量十分巨大并且復(fù)雜。如果我們在企業(yè)的物資管理的過程中，我們的工作人員想要對于整體的管理方面有一個質(zhì)的飛躍，那么我們需要順應(yīng)時代的發(fā)展將這個方面的工作的運行保證它的系統(tǒng)化、操作的規(guī)范化，還有就是關(guān)于信息化的方面做出具體的改變，在這之中我們主要是通過運用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對于電力企業(yè)的物資管理方面做出具體的信息計劃就可以實現(xiàn)關(guān)于這些工作的具體目標(biāo)。我們在將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在日常的生活中實際的運用到電力系統(tǒng)方面的的物資管理的過程中，我們主要是就是將這些電力企業(yè)關(guān)于在物資管理方面的規(guī)劃、和相關(guān)材料的購買和整理以及對于在電力企業(yè)中對相應(yīng)商品進(jìn)行存儲等等這些不同方面的的管理工作都可以歸結(jié)到網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對于物資管理的管理系統(tǒng)當(dāng)中，所以我們需要在日常電力企業(yè)物資管理的過程中對這些信息進(jìn)行科學(xué)合理的運用并且關(guān)于不同的企業(yè)之間進(jìn)行信息共享，只有這樣我們才能夠在很大的程度上改革關(guān)于電力系統(tǒng)的物資管理方面的工作，并且在不同的電力企業(yè)之間進(jìn)行信息的交流也可以保證我們的這些電力企業(yè)在物資管理的過程中可以共同發(fā)展，這對于我們國家的信息化的建設(shè)有著重要的推進(jìn)作用。結(jié)束語

隨著我們國家的社會和經(jīng)濟的不斷的發(fā)展，我們關(guān)于在加強網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電力企業(yè)的物資管理方面的工作中的實際運用作出了很大的努力。這樣會使我們在很大的程度上降低了關(guān)于在人力資源的使用方面的資源的浪費。我們具體來說就是為了能夠在讓電力企業(yè)在它的日常工作的過程中可以減少企業(yè)的組織消耗，與此同時可以使在電力系統(tǒng)的物資管理方面的工作流程可以更加的規(guī)范并且高效。其中它在電力系統(tǒng)的的應(yīng)用方面可以保證物資管理的工作的順利高效的進(jìn)行。

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