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電氣自動化是電氣工程系統(tǒng)化、智能化、功能化發(fā)展的方向,是電子技術(shù)、計算機工程、電工技術(shù)綜合的系統(tǒng)性工程,作為國民經(jīng)濟的支撐和現(xiàn)代科技的結(jié)晶,電氣自動化發(fā)展已經(jīng)成為電氣工程和整個社會發(fā)展的方向。新時期,要樹立電氣自動化發(fā)展的目標,將電氣自動化作為應(yīng)用基礎(chǔ)、原則和目標深入到社會生產(chǎn)、生活的各個領(lǐng)域,把握好電氣自動化發(fā)展的脈絡(luò)和動態(tài),形成從體系上、結(jié)構(gòu)上、系統(tǒng)上對電氣自動化的支持,這是當前電氣發(fā)展的基本路徑,確保電氣事業(yè)進步的基本保障。
一、電氣自動化的概述
(1)電氣自動化的概念
電氣自動化是一個籠統(tǒng)而寬泛的概念,具體是指在電氣工程和系統(tǒng)中綜合計算機技術(shù)、電子與微電子技術(shù)、電工科技等先進體系、技術(shù)和概念,形成的電氣工程發(fā)展的趨勢和方向。在國民經(jīng)濟建設(shè)中電氣自動化具有效率、質(zhì)量上的優(yōu)勢,很多建設(shè)領(lǐng)域和實際生活已經(jīng)開始了電氣自動化的應(yīng)用,并成為工業(yè)生產(chǎn)、第三產(chǎn)業(yè)服務(wù)、生活領(lǐng)域中不可或缺的重要基礎(chǔ)性資源與體系。
(2)電氣自動化的基本原則
一是,控制性原則,在電氣自動化應(yīng)用和建設(shè)過程中,實現(xiàn)有效控制是電氣自動化的目標前提,無論是生產(chǎn)領(lǐng)域、加工領(lǐng)域還是生活領(lǐng)域,電氣自動化都應(yīng)該將合理控制作為第一原則,并予以根本性地保障。二是,可靠性原則,在電氣自動化應(yīng)用和建設(shè)過程中,要實現(xiàn)電氣自動化體系的安全運行,這樣的設(shè)計與建設(shè)才能更好地確保電氣自動化經(jīng)濟、安全、社會等目標的實現(xiàn),也才能做到對電氣自動化建設(shè)的基本保證。
(3)電氣自動化的基本思路
①在電氣自動化的監(jiān)控環(huán)節(jié),應(yīng)該堅持集中控制的思路,運用集中監(jiān)控的方式,為使用和維護電氣自動化系統(tǒng)提供了很大的便利。②在電氣自動化的處理環(huán)節(jié),應(yīng)該堅持遠程控制的思路,通過遠程監(jiān)控設(shè)計模式,節(jié)省安裝費用、材料費用和電纜費用等費用,在安裝成本和設(shè)計成本上的要求比較低。除此之外,這種模式還具有組態(tài)靈活性高、可靠性高等方面的優(yōu)勢。③在電氣自動化的現(xiàn)場總線環(huán)節(jié),應(yīng)該堅持系統(tǒng)性的思路,現(xiàn)場總線監(jiān)控是建立在現(xiàn)場總線太網(wǎng)等計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上,在變電站等綜合自動化的系統(tǒng)中得到了廣泛的使用,并且在使用和設(shè)計的過程中也積累了越來越多的經(jīng)驗和技術(shù)。
二、電氣自動化建設(shè)的發(fā)展方向
在建設(shè)電氣自動化的系統(tǒng)性大工程的過程中,要把握建設(shè)和實施的方向,通過明確電氣自動化建設(shè)目標的指引,做到對建設(shè)電氣自動化的有力保障,起到事半功倍和加速發(fā)展的功能與價值,當前進行電氣自動化建設(shè)應(yīng)該強化如下幾個方向:
(1)實現(xiàn)電氣自動化建設(shè)的綜合化發(fā)展方向
電氣自動化不簡簡單單地是電力或者是電氣單獨行業(yè)和工作的獨立事物,而是各系統(tǒng)、全社會共同參與,綜合發(fā)展的系統(tǒng)性工程。在電氣自動化建設(shè)過程中應(yīng)該首先堅持綜合化發(fā)展的方向,要積極與工業(yè)生產(chǎn)、制造加工、船舶運輸、航空航天等行業(yè)的需要和進步取得一致,發(fā)揮電氣自動化的優(yōu)勢,借鑒其他行業(yè)和產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢,從多個層面和多個角度確保電氣自動化的綜合發(fā)展的目標、
(2)突出電氣自動化的核心競爭力發(fā)展方向
當前,企業(yè)和社會認識到電氣自動化對社會建設(shè)和企業(yè)發(fā)展的重要價值,從不同層面和不同領(lǐng)域開始了電氣自動化的探索、應(yīng)用和思考,但是進程中存在投入資金、技術(shù)規(guī)范、體系建設(shè)的各類問題。今后進行電氣自動化建設(shè)應(yīng)該突出核心競爭力這一發(fā)展目標,要將寶貴的資金和技術(shù)投入到市場占有和競爭力培養(yǎng)的關(guān)鍵領(lǐng)域,在努力縮小電氣自動化水平差距的同時,建立起規(guī)范化、體系化的電氣自動化系統(tǒng),形成社會和企業(yè)電氣自動化獨特的競爭優(yōu)勢,更為有效地推進電氣自動化的全面、健康發(fā)展。
(3)堅持電氣自動化的智能化發(fā)展方向
電氣自動化的實現(xiàn)是智能結(jié)構(gòu)、智能系統(tǒng)、智能電氣的廣泛應(yīng)用作為基礎(chǔ)和平臺,隨著智能電氣的廣泛應(yīng)用,伴隨智能電器數(shù)量和性能的大幅度增長,電氣自動化越來越呈現(xiàn)智能化發(fā)展的特點。在電氣自動化建設(shè)過程中要有預(yù)判的能力和科學(xué)預(yù)測的能力,要將電氣自動化與智能化發(fā)展提列為戰(zhàn)略性目標。
關(guān)鍵詞:電力 配電 自動化 應(yīng)用 發(fā)展趨勢
中圖分類號:F470.6 文獻標識碼:A 文章編號:
一、概述
相比普通的配電系統(tǒng),配電自動化系統(tǒng)在控制、管理以及運行方面都有巨大的優(yōu)勢,能夠更好地應(yīng)對負荷增加、電力網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜化以及節(jié)能減排等因素帶來的挑戰(zhàn),以實現(xiàn)配電持續(xù)低耗、高效、可靠運行。在實現(xiàn)的可能性方面,通信技術(shù),網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù),以及自動控制技術(shù)的飛速發(fā)展,為配電系統(tǒng)實現(xiàn)自動化提供了技術(shù)支持。所以,配電自動化是一項綜合運用各項技術(shù)的復(fù)雜科學(xué)。
配電自動化具有高效及靈活性強的特點。但其對設(shè)備及線路的要求較高從某種角度說更是對供電安全的保障,提高了安全性及用戶的滿意度,保證了人們正常生活的安全性。既促進經(jīng)濟發(fā)展,又保證了社會民生安全發(fā)展,利國又利民,是關(guān)乎民生大計的一項遠大的工程。
二、配電自動化技術(shù)的主要功能
配電自動化最主要的功能可以概括為利用自動化技術(shù)綜合全面管理配電系統(tǒng),改善普通的配電系統(tǒng)的不足之處,完善普通配電結(jié)構(gòu)的功能,使整個電力系統(tǒng)更好地運行,為用戶可靠供電。配電自動化功能很多,主要是采集數(shù)據(jù)并進行控制,監(jiān)控配電系統(tǒng)的運行狀態(tài),及時發(fā)現(xiàn)配電系統(tǒng)中存在的問題,管理好配電設(shè)備,維護好設(shè)備安全,根據(jù)檢測數(shù)據(jù)的結(jié)果,做好檢修管理,停電管理,負荷管理,通過對自動化設(shè)備的建設(shè),完善計量計費功能,將數(shù)據(jù)上傳網(wǎng)絡(luò),并在網(wǎng)絡(luò)分析,使配電系統(tǒng)的工作管理,網(wǎng)絡(luò)重構(gòu),營業(yè)管理及相關(guān)系統(tǒng)通信的功能完成更加簡便可行。以上所有這些功能完成所需要的信息很多,包括配電系統(tǒng)中配電網(wǎng)的運行實時信息、各種設(shè)備的各項技術(shù)參數(shù)、備品備件、用戶信息等各類信息。配電自動化系統(tǒng)可以是集中式,模塊化式的系統(tǒng),建立一個配電管理自動化主站,實行對整個配電網(wǎng)的各種設(shè)備各項參數(shù)進行數(shù)據(jù)采集,并和配電線路自動化、用戶自動化、變電站自動化集成為一個系統(tǒng),這樣的系統(tǒng)就是配電管理系統(tǒng)。
三、配電自動化的應(yīng)用特點
1配電自動化具有安全性
人們生活日漸高科技化,缺失電力基礎(chǔ)無法想象,不僅影響經(jīng)濟和政治的發(fā)展,更會破壞社會秩序和經(jīng)濟政治安全,配電自動化主要應(yīng)用在人們的日常生活和工作中,隨著人們生活水平的不斷提高,對安全性的需求也日益增高,因此用電安全性是基本原則之一,這既可以提高配電的安全性,也是對人民負責的體現(xiàn),維護社會秩序和保證人們安全。
2配電自動化具有可靠性
自動化管理的另一個特點是可靠性強。在急速發(fā)展的今天,人類沒有電子設(shè)備根本無法生活,不僅對用電的需求量增加,更需要供電的穩(wěn)定性。如果供電的穩(wěn)定性地或者無法可控,不知是人們對點的依賴程度降低,更影響人們身體安全。在配電管理中,因此需要提高配電可靠性,減少其失誤及故障,并提供可靠的管理系統(tǒng)。
3配電自動化具有實際原則
配電自動化是一種社會實驗,所以具有實際原則,不僅要選擇質(zhì)量高可靠性強的設(shè)備,更要符合國情,實事求是,從實際出發(fā)。在諸多的配電系統(tǒng)中,也有國外的領(lǐng)先成熟的技術(shù)可以引用,但是,不能照搬照抄。比如電壓不一致等問題,盲目引用只會導(dǎo)致資源的浪費和資金流失,如果不充分考慮,導(dǎo)致資源分配不合理,與配電自動化高覆蓋率的目標反而背道而馳。
四、配電自動化系統(tǒng)的應(yīng)用效果
長期以來,國內(nèi)外的著名專家學(xué)者對配電自動化進行了深入研究,獲得了大量的成果,現(xiàn)在配電自動化系統(tǒng)已經(jīng)基本成型,只是還有很多細節(jié)的地方需要完善和改進,這項任務(wù)也沒有想象的那么輕松,還需要我們電力系統(tǒng)工程領(lǐng)域工作人員的一致努力,才能最大程度地實現(xiàn)配電自動化,為我國電力建設(shè)作出應(yīng)有的貢獻。配電自動化對電力系統(tǒng)有許多的收益,從收益特征上看,隱性明顯多于顯性。發(fā)展至今,配電自動化系統(tǒng)取得的應(yīng)用效果有以下幾方面。
( 一) 經(jīng)濟效益方面。配電系統(tǒng)的自動化效果收益有直接效益和間接效益兩種。配電系統(tǒng)的自動化將很大程度上提高供電質(zhì)量,減小故障處理時間和設(shè)備停電時間,最大限度地發(fā)揮配電系統(tǒng)的作用,保證企業(yè)生產(chǎn)正常進行。不僅為電力系統(tǒng)本身帶來經(jīng)濟效益,也為用戶企業(yè)帶來經(jīng)濟效益。
( 二) 社會效益方面。自動化的配電系統(tǒng)能夠大幅度提高電力系統(tǒng)的運行維護水平,縮減工作人員的勞動時間和勞動強度,使配電系統(tǒng)的運行更可靠,不至于因為突發(fā)大面積停電給社會交通、金融、企業(yè)、醫(yī)院、學(xué)校等各行各業(yè)的正常進行帶來障礙。
五、發(fā)展配網(wǎng)自動化技術(shù)應(yīng)注意的幾個問題
配電自動化技術(shù)在飛速發(fā)展,我們在發(fā)展的同時應(yīng)該注意到發(fā)展帶來的問題,并在今后的發(fā)展方向上避免類似的問題,使配電自動化技術(shù)能向更深層次和更完善的方向發(fā)展。發(fā)展配電自動化技術(shù)應(yīng)該注意到以下一個問題:
一是做好規(guī)劃,不但要做好配電自動化的規(guī)劃,還要做好配網(wǎng)的一次系統(tǒng)的規(guī)劃,在發(fā)展的同時,要全面考慮各種因素,多設(shè)計好備用方案,堅持分階段,分塊實施的原則,在總體上,要有發(fā)展綱領(lǐng)指引配電自動化技術(shù)的發(fā)展;
二是要著重考慮配電自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性,不僅要保證原先的配電設(shè)備安全穩(wěn)定可靠的運行,更要保證自動化監(jiān)控實施設(shè)備、數(shù)據(jù)采集、信息傳遞設(shè)備穩(wěn)定運行;
三是自動化的設(shè)備的建設(shè)在經(jīng)濟成本上應(yīng)該可行,而且建設(shè)好的自動化設(shè)備運行對于本身的配電系統(tǒng)設(shè)備和線路不會有干擾;
四是加強配電自動化軟件的開發(fā),使得配電自動化的實現(xiàn)更加簡便。
六、配電自動發(fā)展趨勢
根據(jù)對配電自動化的分析,總結(jié)出自動化系統(tǒng)所帶來的優(yōu)勢,最終目的就是降低由于設(shè)備、系統(tǒng)、技術(shù)的缺乏造成的各項損失。而未來的配電管理中,自動化系統(tǒng)可以根據(jù)實時在線監(jiān)控,對各設(shè)備信息進行及時的統(tǒng)計分析,保證設(shè)備可以穩(wěn)定運行,提高用電的可靠性。并且可以優(yōu)化現(xiàn)有的配電網(wǎng)絡(luò),提高線路的供電能力,降低出現(xiàn)問題的幾率。這樣不僅可以減少了對空置線路的資金投入,也減少了對設(shè)備維護的費用以及出現(xiàn)故障的維護費用,降低了運行的成本。而在供電系統(tǒng)出現(xiàn)問題的同時對社會所造成的影響也大大降低,提高恢復(fù)供電能力的反映時間。這就是配電自動化在配電管理中所帶來的社會效益和經(jīng)濟效益。
1對數(shù)據(jù)信息的管理
在配電自動化管理中信息管理是最基本的功能,其主要目的是對配電過程中不斷對數(shù)據(jù)進行收集、分析及儲存。信息系統(tǒng)本身是一個巨大的數(shù)據(jù)庫,而系統(tǒng)以及工作人員能夠脫離時間和空間的限制,隨時對信息變化進行修改、檢測以及整理。系統(tǒng)本身又需要實時更新,對數(shù)據(jù)的準確性很好,工作人員和自動化系統(tǒng)能夠根據(jù)最新的信息作出相對準確的判斷,減少誤差和可能出現(xiàn)的問題。省時省力,提高了工作效率。
2安全保障
在配電自動化管理當中,系統(tǒng)可以根據(jù)實際使用情況對線路進行合理的分配減少由于使用壓力過大造成的短路。建立配電自動化系統(tǒng)的時候,會建立多條饋電線路,從而保證使用線路的安全性。因此在系統(tǒng)檢測出線路故障的同時,會開辟其他饋電線路分擔故障線路的壓力,從而保證用戶使用的安全性,使其不受影響得到保障。
3提高對電網(wǎng)改造的改善更新力度
根據(jù)配電自動化系統(tǒng)的需求,對各電網(wǎng)的改造應(yīng)該加大力度,保證電網(wǎng)可以效率高,安全性高的供電質(zhì)量。而配電自動化系統(tǒng)的最大優(yōu)點就是可以避免故障的發(fā)展以及處理問題的快速反映,因此應(yīng)著力改造電網(wǎng)的互通能力,饋電線路的建設(shè),這樣才能實現(xiàn)配電自動化系統(tǒng)的實際應(yīng)用效率,降低問題所帶來的損失。
結(jié)語
基于我國的實際情況,我國電網(wǎng)要實現(xiàn)西電東送,南北互供,全國聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略目標,要搭建一個智能電網(wǎng),我國的電網(wǎng)將會是世界上最先進、最復(fù)雜的電網(wǎng)。為了能夠讓如此復(fù)雜的電網(wǎng)更穩(wěn)定可靠運行,必須讓每個環(huán)節(jié)的技術(shù)都充分發(fā)展成熟。目前我國正大力改造電網(wǎng),配電自動化是我國配電網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然方向,其發(fā)展是建設(shè)智能電網(wǎng)和堅強電網(wǎng)的基礎(chǔ)。配電自動化不僅在我國引起了重視,在工業(yè)發(fā)達國家中,配電系統(tǒng)自動化也受到了廣泛的關(guān)注,配電自動化系統(tǒng)具有自動化水平高、管理功能強、實時性好等優(yōu)點,效益顯著,必須堅定不移地建設(shè)配電自動化管理系統(tǒng)。
【參考文獻】
關(guān)鍵詞:自動化;電力系統(tǒng);應(yīng)用;趨勢
中圖分類號:F407.61 文獻標識碼:A 文章編號:
1電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的實際運用
1.1數(shù)據(jù)分類
在電力自動化系統(tǒng)中,按照數(shù)據(jù)的來源可以把數(shù)據(jù)分為2類:(1)原始數(shù)據(jù)。所謂原始數(shù)據(jù)主要是指從現(xiàn)場獲得的最直接的數(shù)據(jù)類型。(2)再生數(shù)據(jù)。再生數(shù)據(jù)則是對原始數(shù)據(jù)進行加工后產(chǎn)生的數(shù)據(jù)類型。結(jié)合電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的特點,數(shù)據(jù)的類型又可細分為以下幾個種類:(1)現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)。這類數(shù)據(jù)主要來源于現(xiàn)場采集,其特點是數(shù)據(jù)量大,對存儲設(shè)備有較高的要求。(2)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。這類數(shù)據(jù)是電力設(shè)備的屬性數(shù)據(jù),被納入設(shè)備管理的范圍中。(3)日常工作數(shù)據(jù),即自動化系統(tǒng)進行日常工作過程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)以及電力企業(yè)中各個部門在運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。(4)市場數(shù)據(jù)。這類數(shù)據(jù)用來反映整個電力行業(yè)的基本情況。引入市場數(shù)據(jù)的主要原因是當前電力行業(yè)已經(jīng)逐漸向市場化轉(zhuǎn)變,電力企業(yè)想要生存和發(fā)展,就必須對市場數(shù)據(jù)進行收集和分析。
1.2數(shù)據(jù)獲取
數(shù)據(jù)獲取,顧名思義就是數(shù)據(jù)采集,它是電力系統(tǒng)自動化技術(shù)中的輸入環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)獲取的過程主要有采集、處理和轉(zhuǎn)發(fā)3個階段。在電力系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)采集的核心在于數(shù)據(jù)的傳輸。當前數(shù)據(jù)傳輸一般采用2種方式:(1)有線傳輸。有線傳輸通常通過光纖、雙絞線以及電纜等媒介進行。(2)無線傳輸。無線傳輸一般通過微波、高速蜂窩以及無線擴頻等形式進行。當前,電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸方式通常以有線為主。與有線傳輸相比,無線傳輸能夠在很大程度上減少線路的鋪設(shè),節(jié)省人力、物力、財力,尤其是在偏遠地區(qū),利用無線傳輸采集數(shù)據(jù)具有明顯的優(yōu)勢,但是目前還有一些技術(shù)性的問題需要處理,如數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性、可靠性等,這些問題的解決將會讓無線傳輸技術(shù)在電力自動化系統(tǒng)中得到更多的運用。
1.3電量計量
作為電力市場的基礎(chǔ),電量計量與電能交易各方的實際利益有直接的聯(lián)系,同時也是電力交易的依據(jù)。當前,電力調(diào)度部門一般是通過分階段統(tǒng)計分析電力關(guān)口的有功功率遙測信號進行電量采集工作。電力電量的采集工作必須要保持連續(xù)性,確保得到的數(shù)據(jù)準確可靠,而數(shù)據(jù)的傳輸通道應(yīng)該保證具有穩(wěn)定大量傳輸?shù)哪芰σ约皩Υ罅繑?shù)據(jù)進行處理的能力。而電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的運用能夠讓電能采集設(shè)備具有較強的獨立采集與處理數(shù)據(jù)的能力,且能夠進行同步校時,確保電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)的時效性。此外,自動化技術(shù)的運用還能夠讓其具備和遠動通道、電話通道進行掛接的功能。
1.4GPRS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運用
GPRS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠把工業(yè)電表與民用電表采集到的數(shù)據(jù)及時地向監(jiān)控中心傳輸,從而能夠?qū)﹄娏ΡO(jiān)控設(shè)備進行分布式管理。GPRS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還能夠提供簡單高效的通訊技術(shù),它可以進行無線IP連接,從而通過移動公司的GPRS平臺來組建遠程抄表系統(tǒng),將數(shù)據(jù)通過無線方式進行傳輸。GPRS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有建設(shè)周期短、成本低、安裝維護方便的優(yōu)勢,它最大限度地利用了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進行運轉(zhuǎn)。GPRS遠程抄表系統(tǒng)的組成由配電中心以及分散的采集點構(gòu)建而成。位于居民小區(qū)的電表終端與集中器相連,電表的數(shù)據(jù)利用協(xié)議封裝之后直接通過移動公司的GPRS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到電力局的配電中心,從而使電表數(shù)據(jù)采集點與配電中心數(shù)據(jù)能夠進行實時的連接。電表集中器把電力局配電中心的遙控指令發(fā)送給電表控制模塊,從而能夠?qū)﹄姳磉M行控制。GPRS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)僅僅是電力系統(tǒng)自動化技術(shù)中的一個組成部分,通過與其他自動化技術(shù)相結(jié)合,可以更好地提升工作效率,促進電力企業(yè)的發(fā)展。
2電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的發(fā)展前景
從我國的現(xiàn)狀來看,電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的發(fā)展方向主要是建立DMS系統(tǒng),利用DMS系統(tǒng)來提升電力系統(tǒng)的管理水平,使其能夠更好地與自動化技術(shù)發(fā)展需求相適應(yīng),有效降低大面積斷電故障的發(fā)生幾率,從而使電力系統(tǒng)供電更加穩(wěn)定。電能數(shù)據(jù)的共享是變電站自動化技術(shù)中的關(guān)鍵內(nèi)容,可以讓監(jiān)控和保護功能同處于一個設(shè)備中來實現(xiàn)電能數(shù)據(jù)的共享。從SCADA的情況來看,它與繼電保護裝置所需要的數(shù)據(jù)是相同的,因此可以將部分分布式變電站SCADA與電腦保護相結(jié)合,讓監(jiān)控作業(yè)與保護作業(yè)處于同一個硬件平臺之上,從而取得更多的經(jīng)濟效益。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷更新、計算機信息技術(shù)的普及和推廣,電力系統(tǒng)自動化技術(shù)也就有了更多的技術(shù)支援,其發(fā)展必然會越來越快,從而迎來一次大的改革。這樣,更多具有高科技含量和高實用性的技術(shù)會隨之誕生,同時電力系統(tǒng)自動化技術(shù)自身的智能性也會得到增強,從而促進電力監(jiān)控系統(tǒng)和電力控制系統(tǒng)的不斷發(fā)展。
3電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢
3.1電力系統(tǒng)自動控制技術(shù)的發(fā)展趨勢
(1)電力系統(tǒng)自動化各種技術(shù)之間的配合效率逐步提高,自動化技術(shù)隨著其他支持技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展,從而能夠有效地利用各種資源不斷進行自我完善。(2)在數(shù)據(jù)分析過程中,自動化技術(shù)逐漸向多機模型分析的方式發(fā)展,該種數(shù)據(jù)處理形式能夠使自動化技術(shù)得到進一步提升。(3)在自動控制技術(shù)理論方面,實用性的理念將會得到更多的應(yīng)用。(4)電力系統(tǒng)自動控制技術(shù)操作人員的自身綜合素質(zhì)和業(yè)務(wù)能力將會逐漸提升,處理突發(fā)性問題的效率也會越來越高。(5)電力系統(tǒng)自動控制技術(shù)將會在管控理論形成過程中注重智能化的建設(shè),自動化系統(tǒng)的實用性成為未來技術(shù)發(fā)展方向的重要決定條件。
3.2整個電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展趨勢
(1)從以往提高電力系統(tǒng)的經(jīng)濟效益與安全性能逐漸向自動化的性質(zhì)轉(zhuǎn)型,自動化技術(shù)的實用性得到很大提高。(2)隨著科技的不斷發(fā)展,電力系統(tǒng)自動化技術(shù)水平不斷提高,各種自動化設(shè)備將會更加具有靈活性和高效性。(3)電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的綜合性將會不斷加強,同時還會增加各種相應(yīng)的功能來滿足各種需求。(4)電壓的等級將逐漸降低,低壓形式的電能可以提高電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的穩(wěn)定性。(5)自動化技術(shù)的發(fā)展將會更加注重安全性,而不僅僅是對重點裝置進行管理和維護。
4結(jié)語
電力與人們的生產(chǎn)生活密切相關(guān)。作為電力工作者,應(yīng)該不斷地進行技術(shù)研究和工作創(chuàng)新,同時電力企業(yè)也必須積極地進行電力設(shè)備和技術(shù)的更新,這樣不僅可以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的用電需求,而且還能夠促進電力企業(yè)的持續(xù)發(fā)展,從而推動我國經(jīng)濟建設(shè)的不斷發(fā)展。
參考文獻:
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[2]郭紅生.電氣自動化工程控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊,2011(12).
關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng)自動化;發(fā)展;應(yīng)用
中圖分類號:TM0 文獻標識碼:B文章編號:1009-9166(2011)0014(C)-0192-01
一、電力系統(tǒng)自動化總的發(fā)展趨勢
(一)當今電力系統(tǒng)的自動控制技術(shù)正趨向于
1、在控制策略上日益向最優(yōu)化、適應(yīng)化、智能化、協(xié)調(diào)化、區(qū)域化發(fā)展。2、在設(shè)計分析上日益要求面對多機系統(tǒng)模型來處理問題。3、在理論工具上越來越多地借助于現(xiàn)代控制理論。4、在控制手段上日益增多了微機、電力電子器件和遠程通信的應(yīng)用。
(二)整個電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展則趨向于
1、由開環(huán)監(jiān)測向閉環(huán)控制發(fā)展,例如從系統(tǒng)功率總加到AGC(自動發(fā)電控制)。2、由高電壓等級向低電壓擴展,例如從EMS(能量管理系統(tǒng))到DMS(配電管理系統(tǒng))。3、由單一功能向多功能、一體化發(fā)展,例如變電站綜合自動化的發(fā)展。4、裝置性能向數(shù)字化、快速化、靈活化發(fā)展,例如繼電保護技術(shù)的演變。5、追求的目標向最優(yōu)化、協(xié)調(diào)化、智能化發(fā)展,例如勵磁控制、潮流控制。
二、具有變革性重要影響的三項新技術(shù)
(一)電力系統(tǒng)的智能控制
電力系統(tǒng)的控制研究與應(yīng)用在過去的40多年中大體上可分為三個階段:基于傳遞函數(shù)的單輸入、單輸出控制階段;線性最優(yōu)控制、非線性控制及多機系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制階段;智能控制階段。電力系統(tǒng)控制面臨的主要技術(shù)困難有:1、電力系統(tǒng)是一個具有強非線性的、變參數(shù)的動態(tài)大系統(tǒng)。2、具有多目標尋優(yōu)和在多種運行方式及故障方式下的魯棒性要求。3、不僅需要本地不同控制器間協(xié)調(diào),也需要異地不同控制器間協(xié)調(diào)控制。
(二)FACTS和DFACTS
1、FACTS概念的提出
在電力系統(tǒng)的發(fā)展迫切需要先進的輸配電技術(shù)來提高電壓質(zhì)量和系統(tǒng)穩(wěn)定性的時候,一種改變傳統(tǒng)輸電能力的新技術(shù)――柔流輸電系統(tǒng)(FACTS)技術(shù)悄然興起。
所謂“柔流輸電系統(tǒng)”技術(shù)又稱“靈活交流輸電系統(tǒng)”技術(shù),簡稱FACTS,就是在輸電系統(tǒng)的重要部位,采用具有單獨或綜合功能的電力電子裝置,對輸電系統(tǒng)的主要參數(shù)(如電壓、相位差、電抗等)進行調(diào)整控制,使輸電更加可靠,具有更大的可控性和更高的效率。這是一種將電力電子技術(shù)、微機處理技術(shù)、控制技術(shù)等高新技術(shù)應(yīng)用于高壓輸電系統(tǒng),以提高系統(tǒng)可靠性、可控性、運行性能和電能質(zhì)量,并可獲取大量節(jié)電效益的新型綜合技術(shù)。
2、FACTS的核心裝置之一――ASVC的研究現(xiàn)狀
各種FACTS裝置的共同特點是:基于大功率電力電子器件的快速開關(guān)作用和所組成逆變器的逆變作用。ASVC是包含了FACTS裝置的各種核心技術(shù)且結(jié)構(gòu)比較簡單的一種新型靜止無功發(fā)生器。
ASVC由二相逆變器和并聯(lián)電容器構(gòu)成,其輸出的三相交流電壓與所接電網(wǎng)的三相電壓同步。它不僅可校正穩(wěn)態(tài)運行電壓,而且可以在故障后的恢復(fù)期間穩(wěn)定電壓,因此對電網(wǎng)電壓的控制能力很強。與旋轉(zhuǎn)同步調(diào)相機相比,ASVC的調(diào)節(jié)范圍大,反應(yīng)速度快,不會發(fā)生響應(yīng)遲緩,沒有轉(zhuǎn)動設(shè)備的機械慣性、機械損耗和旋轉(zhuǎn)噪聲,并且因為ASVC是一種固態(tài)裝置,所以能響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的暫態(tài)也能響應(yīng)穩(wěn)態(tài)變化,因此其控制能力大大優(yōu)于同步調(diào)相機。
3、DFACTS的研究態(tài)勢
DFACTS是指應(yīng)用于配電系統(tǒng)中的靈活交流技術(shù),它是Hingorani于1988年針對配電網(wǎng)中供電質(zhì)量提出的新概念。其主要內(nèi)容是:對供電質(zhì)量的各種問題采用綜合的解決辦法,在配電網(wǎng)和大量商業(yè)用戶的供電端使用新型電力電子控制器。
(三)基于GPS統(tǒng)一時鐘的新一代EMS和動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)
1、基于GPS統(tǒng)一時鐘的新一代EMS
目前應(yīng)用的電力系統(tǒng)監(jiān)測手段主要有側(cè)重于記錄電磁暫態(tài)過程的各種故障錄波儀和側(cè)重于系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行情況的監(jiān)視控制與數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)。前者記錄數(shù)據(jù)冗余,記錄時間較短,不同記錄儀之間缺乏通信,使得對于系統(tǒng)整體動態(tài)特性分析困難;后者數(shù)據(jù)刷新間隔較長,只能用于分析系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性。兩者還具有一個共同的不足,即不同地點之間缺乏準確的共同時間標記,記錄數(shù)據(jù)只是局部有效,難以用于對全系統(tǒng)動態(tài)行為的分析。
2、基于GPS的新一代動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)
基于GPS的新一代動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng),是新動態(tài)安全監(jiān)測系統(tǒng)與原有SCADA的結(jié)合。電力系統(tǒng)新一代動態(tài)安全監(jiān)測系統(tǒng),主要由同步定時系統(tǒng),動態(tài)相量測量系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和中央信號處理機四部分組成。采用GPS實現(xiàn)的同步相量測量技術(shù)和光纖通信技術(shù),為相量控制提供了實現(xiàn)的條件。GPS技術(shù)與相量測量技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物――PMU(相量測量單元)設(shè)備,正逐步取代RTU設(shè)備實現(xiàn)電壓、電流相量測量(相角和幅值)。
關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng);自動化;發(fā)展趨勢;新技術(shù)
中圖分類號:F407.61 文獻標識碼:A 文章編號:
1 電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展趨勢
1.1 電網(wǎng)調(diào)度自動化的發(fā)展趨勢
(1)研制并開發(fā)出新的能適應(yīng)多種應(yīng)用的電力調(diào)度自動化系統(tǒng)。
(2)進一步推進 CPS1,CPS2 評價標準在我國的實際應(yīng)用。
(3)進一步完善二次設(shè)備系統(tǒng)的安全防護體系。
(4)研究電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)運行維護的新辦法。
(5)充分重視整個系統(tǒng)的彼此融合,信息的發(fā)掘和共享,進一步促進電力調(diào)度系統(tǒng)的信息化、現(xiàn)代化。
(6)建立新的自動調(diào)度的管理體制,以適應(yīng)電力體制改革的新形勢。
1.2 火電站自動化的發(fā)展趨勢
(1)增加新技術(shù)和新工藝的應(yīng)用。如自動監(jiān)測技術(shù)、自動控制技術(shù)、順序控制技術(shù)、自動監(jiān)視與信號技術(shù)。
(2)逐步擴大DCS的應(yīng)用范圍并增強DCS的功能。
(3)加快管理自動化的進程,提高電廠綜合水平。
1.3 水電站自動化的發(fā)展趨勢
(1)逐步實現(xiàn)以計算機監(jiān)控代替人員操作,節(jié)省人力資源。
(2)大規(guī)模應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)。
(3)進一步實現(xiàn)水電監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、自動化。
(4)在水電廠監(jiān)控系統(tǒng)中逐漸成熟應(yīng)用人工智能。
(5)在水電廠監(jiān)控系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用多媒體技術(shù)。
1.4 變電站綜合自動化
努力實現(xiàn)保護和監(jiān)控的統(tǒng)一。
(2)使設(shè)備安裝更加簡易、方便。
(3)做好人機操作互換的連接,加快發(fā)展無人、無線操作技術(shù)。
(4)制定統(tǒng)一標準的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議。
(5)逐漸達到數(shù)據(jù)采集的一體化、標準化??傮w來說,整個電力系統(tǒng)自動化發(fā)展的總趨勢為:由開環(huán)監(jiān)測逐步變?yōu)殚]環(huán)控制;由高電壓逐步變?yōu)榈碗妷?;由單個元件逐步變?yōu)椴糠謪^(qū)域甚至整個系統(tǒng);由單一功能逐步變?yōu)槎喙δ懿⒆罱K一體化,裝置性能逐步快速化、靈活化、數(shù)字化、追求目標最優(yōu)化、協(xié)調(diào)化、智能化。
2 電力系統(tǒng)中的新技術(shù)
2.1 地理信息系統(tǒng)(GIS)
在電力系統(tǒng)中應(yīng)用地理信息系統(tǒng)(GIS)是將電力系統(tǒng)進行數(shù)字化、信息化的有效方法。此技術(shù)主要應(yīng)用在電力系統(tǒng)中的 2 個方面:①配電系統(tǒng)。配電系統(tǒng)是用電戶和供電部門之間聯(lián)系的橋梁,因此這個系統(tǒng)的有效管理對電力系統(tǒng)整體上的可靠、經(jīng)濟、高效工作起著相當重要的作用。所以,GIS 在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用非常普遍,并且在技術(shù)上和國際一流水平之間的距離也在逐漸縮小。②空間資源規(guī)劃(SRP)是先前的 GIS 和企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)的有機融合和進一步拓展,它將成為未來電力系統(tǒng)方案設(shè)計中的重要指導(dǎo)思想和設(shè)計原則,因此必將會在電力企業(yè)中受到廣泛的關(guān)注和全面的應(yīng)用。而 GIS 作為 ERP的基礎(chǔ)必將隨著 ERP 在電力企業(yè)當中的發(fā)展而得到進一步的發(fā)展。如前所示,實施 GIS 的終極目標是實現(xiàn)電力企業(yè)的信息化、數(shù)字化,在未來的幾十年內(nèi) GIS 的發(fā)展趨勢是突破以往的信息孤立,將多種不同空間信息進行緊密連接整合,從不同角度和側(cè)面全面展示數(shù)據(jù)之間的內(nèi)在聯(lián)系。為了實現(xiàn) GIS 的先進性,需要采用空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、Web 技術(shù)等更多
先進技術(shù)。
2.2 計算機視覺技術(shù)
應(yīng)用計算機視覺技術(shù)最重要的目的是方便的獲得多種圖像信息,目前,其在電力系統(tǒng)中的主要應(yīng)用是修改并增強遙視系統(tǒng)的功能,這主要表現(xiàn)在以下2 個方面:①在線監(jiān)測。在對電力設(shè)備進行在線監(jiān)測的方法中紅外圖像監(jiān)測是最為方便、實用、準確的方法,在紅外圖像識別方面主要就是利用計算機視覺技術(shù)。其工作原理主要就是將電力設(shè)備實時的紅外圖像與其正常工作時的圖像進行比較,如有異常情況,則可判斷它發(fā)生故障;②進行無人操作或環(huán)境監(jiān)視。借助微波雙鑒探測器,同時利用差分圖像和流光法 2 種方法對移動的物體進行監(jiān)測,如有異常,則會被自動識別出來并發(fā)出警告。但是,由于計算機視覺技術(shù)發(fā)展的并不完善,同時由于圖像識別自身的復(fù)雜性,在現(xiàn)階段還不能實現(xiàn)完全的無人操作,在許多情況下,計算機視覺技術(shù)仍然是一種輔助手段。
2.3 GPRS
(1)接受范圍比較廣??捎行Ю萌珖秶鷥?nèi)的電信網(wǎng)絡(luò)為遠程數(shù)據(jù)用戶終端提供方便的服務(wù)。
(2)傳輸速率非常高。其最高傳輸速率可達 171bps,完全能夠滿足用戶的需求。
(3)接入時間很短??梢栽?2s 之內(nèi)快速的建立連接。
(4)有實時在線功能。用戶隨時處于連線和在線狀態(tài),這一功能可以使用戶的訪問變的更加方便、快捷。
(5)按流量計費。它的費用是按照用戶接受和發(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)量來計算的,只要傳遞的沒有數(shù)據(jù)流量,即使用戶天天掛在網(wǎng)上也是不收費的。GPRS 通訊方式的這些優(yōu)點可以有效解決傳統(tǒng)數(shù)據(jù)信息傳輸方式的弊端,更加適用于專業(yè)數(shù)據(jù)的傳輸。由于 GPRS 以上的功能優(yōu)勢,其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用主要有 2 方面:(1)低壓配電監(jiān)控。由于分布在城市、郊區(qū)、農(nóng)村的低壓配電數(shù)量較大,安置分散,環(huán)境情況也很復(fù)雜,因此就需要低壓配電設(shè)備更加的實時、準確、高效,而且設(shè)備裝置要有高性能價格比,安裝方式更加簡單、方便。GPRS 的以上 5 大優(yōu)點,不僅可以實時、精確的傳輸數(shù)據(jù),而且大大降低了系統(tǒng)安裝運行的費用,克服了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方式的缺點,很好的滿足了低壓配電網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆#?)電力遠程抄表系統(tǒng)。為了實現(xiàn)對電力監(jiān)測設(shè)備的統(tǒng)一監(jiān)控和有效管理,地、省級的集中監(jiān)控中心
需要采集工業(yè)和民用電力系統(tǒng)數(shù)據(jù),GPRS 網(wǎng)絡(luò)可為此提供簡單高效的信息傳輸手段。電力遠程抄表系統(tǒng)是建立在移動通訊公司的 GPRS 業(yè)務(wù)平臺上的,這樣可以利用已有的網(wǎng)絡(luò),縮短工程建設(shè)的時間,降低投資的成本,實現(xiàn)電表數(shù)據(jù)的無線傳輸,而且設(shè)備的安裝也比較方便,維護也很簡單。另外,在對一些偏遠地區(qū)的變電站的監(jiān)控中,GPRS 也起到了很重要的作用,它可以自動讀取相關(guān)數(shù)據(jù)并進行綜合分析,從而達到遠程監(jiān)控的目的,還可以對設(shè)備進行維修,這樣可以節(jié)省人力資源和維修時間。
【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng);發(fā)展趨勢;新技術(shù)發(fā)展
0 前言
電力系統(tǒng)是我國國名經(jīng)濟的基石。電力系統(tǒng)是由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)。現(xiàn)代社會需要的是安全可靠經(jīng)濟的電能。電力系統(tǒng)主要由發(fā)電輸電變電配電及用電等5部分組成。電力系統(tǒng)是一個具有復(fù)雜的大系統(tǒng)由于用戶的不斷增加的需求,電網(wǎng)對于技術(shù)的要求水平也提出了越來越高的要求。
1 電力系統(tǒng)自動化的發(fā)展趨勢總的發(fā)展趨勢的特點研究
1.1 電力系統(tǒng)自動化的圖形化特點
因為電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)工程的正式啟動,電力系統(tǒng)的調(diào)度管理、數(shù)據(jù)計算分析呈現(xiàn)出傳輸路徑的交叉性,信息更新越來越高速這樣的幾種特點。在計算機技術(shù)和通信技術(shù)的快速發(fā)展下,電力系統(tǒng)技術(shù)整合也在蓬勃發(fā)展著。電力系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)處理上已經(jīng)不再使用傳統(tǒng)的處理方式,而是使用圖形化處理這樣的新技術(shù),這樣看到圖形,電力系統(tǒng)管理者就能了解電力系統(tǒng)的變化發(fā)展趨勢,也就能對未來電力系統(tǒng)軟件開發(fā)帶來絲絲先機。
1.2 電力系統(tǒng)自動化的遠程化特點
過去電力系統(tǒng)的硬件平臺大部分是計算機,外加使用擴展測控法對接口電路工作開展監(jiān)測。此類的設(shè)計有很多的優(yōu)勢,這種類型的設(shè)計的周期很長,擴展性也很好。但是這樣的設(shè)計方式也具有著高成本、大體積、大功耗以及靈動性差的多種缺點?,F(xiàn)在,正是有著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷更新和電子技術(shù)的不斷進步,遠動終端設(shè)備已經(jīng)變?yōu)樵絹碓浇咏顑?yōu)化、智能化和小型化、協(xié)調(diào)化。因此,建立在此基礎(chǔ)之上的電力系統(tǒng)也具備了遠程化的特點,使電力系統(tǒng)自動化在控制系統(tǒng)方面的發(fā)展更加貼近智能化。
1.3 電力系統(tǒng)自動化的分布化特點
發(fā)電率范圍在幾十兆瓦至幾千瓦之間并且模型較小的發(fā)電單元,它的地點處于用戶周圍還有有高效和可靠特點的稱為電力系統(tǒng)自動化技術(shù)分布化。分布式發(fā)電主要包括以液體或氣體為燃料的內(nèi)燃機、太陽能發(fā)電、微型燃氣輪機和風(fēng)力發(fā)電等等的其他一些發(fā)電方式。這種發(fā)電技術(shù)具有很好的靈活性,能夠給與用戶各不相同的感受。還能為邊遠商業(yè)區(qū)域提供可靠的電力資源,讓他們使用具有再生特點的資源進行多次發(fā)電,這樣的電能還具有穩(wěn)定度高的特點,是具有分度化的特色。極端及技術(shù)、新材料技術(shù)和電力電子技術(shù)都要作為支柱技術(shù)被在其中使用。
2 電力系統(tǒng)與新技術(shù)的結(jié)合
2.1 與智能計算機的結(jié)合
計算機視覺技術(shù)就是與智能計算機的結(jié)合之一。使用計算機視覺技術(shù)能夠方便的獲得多種圖像信息。在電力系統(tǒng)中應(yīng)用計算機視覺技術(shù)。目前,計算機視覺技術(shù)使用在電力系統(tǒng)中的作用是修改遙控系統(tǒng)在此同時提高它的性能。這主要表現(xiàn)在使用在線監(jiān)測和開展無人操作或者環(huán)境監(jiān)視,紅外圖像監(jiān)測是電力設(shè)備在線監(jiān)測常用方法中效果最好的。它既有這使用方便,又有著精準度較高的特點。紅外圖像識別方面主要就是使用計算機視覺技術(shù),這樣能取得較好的效果。計算機視覺技術(shù)的工作原理是在科學(xué)獲取電力設(shè)備實時紅外圖像和電力設(shè)備正常工作時圖像后,將兩者開展對比。如果出現(xiàn)不正常。也就因此能夠證明電力設(shè)備出現(xiàn)問題。第開展無人操作或者環(huán)境監(jiān)視是使用微波雙鑒探測器進行協(xié)助,將差分圖像以及流光法一起使用對移動物體開展監(jiān)測。如果出現(xiàn)不正?,F(xiàn)象,那么系統(tǒng)就可以識別出來,并且警告我們。因為計算機視覺技術(shù)還處于起步階段,其存在一定的不足之處。雖然計算機視覺技術(shù)發(fā)展迅速,但計算機視覺技術(shù)發(fā)展的并不完善,因為圖像識別自身的復(fù)雜性的原因,所以現(xiàn)階段還不能實現(xiàn)完全的無人操作。正是因為有著這些原因,在大多數(shù)情況下,計算機視覺技術(shù)只能夠作為一種輔助技術(shù)。
2.2 與微機保護系統(tǒng)的結(jié)合
在電力系統(tǒng)自動化技術(shù)發(fā)展速度過快并且伴隨著相關(guān)微機設(shè)備應(yīng)用范圍越來越普遍的情況下。人們越來越嚴格的要求微機保護系統(tǒng)。更簡單的說,也就是原有的電力系統(tǒng)自動化技術(shù)當中的微機保護系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足社會發(fā)展的需要。人們需要的微機保護系統(tǒng)應(yīng)該具備更加牢靠與穩(wěn)定的可以對通信進行保護的能力。這樣才能夠達到人們希望人機互動的效果。這樣的系統(tǒng)在對硬件提高出高要求的同時也對軟件業(yè)產(chǎn)生了更加具體的要求。例如,我國在上世紀末將第一套微機線路保護設(shè)備投入使用,并且該設(shè)備因為性能占據(jù)極大的優(yōu)勢從而獲得世界各國用戶的普遍認可。
在繼電保護設(shè)備中,我們更加需要完善的問題就是設(shè)備的實時性。設(shè)備的實時性直接關(guān)乎電網(wǎng)的安全穩(wěn)定,它直接受到其影響。假如設(shè)備實時性出現(xiàn)缺陷,會給電力系統(tǒng)帶來難以補救損失的可能性。現(xiàn)階段在我國電力系統(tǒng)中應(yīng)用的嵌入式系統(tǒng)通常來說主要為C/C++語言。這是因為該系統(tǒng)不僅靈活性高并且可移植性也很強。同時該系統(tǒng)還使用了能夠隨時改變的模塊化,目的在于處理好各種存在可能性會產(chǎn)生的問題但是卻又不能夠進行更換的難題。在提供便利的同時也能夠盡最大的努力滿足用戶各種要求。
2.3 與GPS安全監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)合
GPS的全稱是全球定位系統(tǒng)。這是一個衛(wèi)星系統(tǒng)。它能具有導(dǎo)航、定位、授時等功能的原因是它可以保證在地球上任意一點都可以同時被觀測到。高精度、高效率和低成本都是GPS定位技術(shù)具有的優(yōu)點。正是在這些優(yōu)點的幫助下,它才能在各類大地測量控制網(wǎng)獲得加強改造,也因此具有了較為普及的應(yīng)用。目前,GPS技術(shù)出現(xiàn)了一個不斷進步的境地,而將GPS技術(shù)使用到電力系統(tǒng)當中的條件也越來越松。電力系統(tǒng)使用GPS動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)后取得效果很好。不僅能夠?qū)ο到y(tǒng)開展實時且有效的監(jiān)控,同時還能夠?qū)PS定位技術(shù)的精準度高并且效率快以及成本低的優(yōu)勢完全體現(xiàn)出來。可以對管轄區(qū)內(nèi)的大地測量控制電網(wǎng)進行合理的監(jiān)測。電力系統(tǒng)使用GPS動態(tài)安全監(jiān)控技術(shù)后。基于GPS的動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)指的是電力系統(tǒng)采用GPS所實現(xiàn)的光纖通信技術(shù)和同步測量技術(shù)。電力系統(tǒng)的動態(tài)安全監(jiān)測管理主要包括動態(tài)相量測量系統(tǒng)、定時系統(tǒng)、中央信號處理系統(tǒng)和通信系統(tǒng)四個部分的內(nèi)容。使用GPS和EMS監(jiān)控系統(tǒng)能夠做到對數(shù)據(jù)的動態(tài)、集中處理、定時等,為相量的控制提供條件。實現(xiàn)動態(tài)檢測是我們必須做的,同時也是是電力系統(tǒng)發(fā)展的要求。
動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)是基于GPS統(tǒng)一時鐘的新一代EMS。各種各樣的電磁暫態(tài)故障記錄器和集中在穩(wěn)態(tài)運行監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)是電力系統(tǒng)目前主是在錄音的過程中使用的監(jiān)控工具。前面具有記錄數(shù)據(jù)冗余,記錄時間短,缺乏溝通不同的錄音機,讓困難分析系統(tǒng)作為一個整體的動態(tài)特性:后者記錄數(shù)據(jù)刷新間隔時間,但是用于系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性。很難分析整個系統(tǒng)的動態(tài)行為的原因是都有一個共同的、缺乏精確的時間戳之間的聯(lián)合不同位置即記錄數(shù)據(jù)只是部分有效。新一代的基于GPS動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng),是一個相結(jié)合的新的和現(xiàn)有的SCADA的動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)。在這樣的新技術(shù)下,GPS同步相量測量技術(shù)和光纖通訊技術(shù)和實施總量控制提供了條件。
在大型電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和振動監(jiān)測中常用的GPS系統(tǒng)的研究獲得了一定的成果。在現(xiàn)實生活中已投入運行,例如GPS同步相量測量裝置監(jiān)控系統(tǒng)在南方電網(wǎng)投運。中國南方電網(wǎng)功率角振蕩天骨干接觸線己廣泛應(yīng)用在網(wǎng)格中的500千伏線路可以在實時調(diào)度中心觀察。
3 結(jié)語
電力系統(tǒng)自動化技術(shù)無疑具有著很大的潛力在計算機技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)的發(fā)展下,也將有更多的技術(shù)出現(xiàn)。隨著它們的出現(xiàn),電力系統(tǒng)將更加自動化,為人們提供更好的電能。
【參考文獻】
關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng);自動化;發(fā)展趨勢;新技術(shù)應(yīng)用
前言
隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展,電力需求量不斷增大,作為國民經(jīng)濟發(fā)展的命脈,電力系統(tǒng)的重要性不言而喻。電力系統(tǒng)由五個部分組成,主要包括:發(fā)電、輸電、變電、配電及用電,而電力系統(tǒng)中的二次設(shè)備,即電力系統(tǒng)中的通信設(shè)備、保護裝置、測控裝置以及各級電網(wǎng)控制中心的計算機系統(tǒng)的統(tǒng)稱,基本上已經(jīng)涵蓋了電力系統(tǒng)自動化的全部技術(shù)。為了保障正常供電,滿足用戶的需求,電力系統(tǒng)運行過程中,每個環(huán)節(jié)都具有與之相配套的控制系統(tǒng),以調(diào)試、保護及控制電能的運轉(zhuǎn)全過程,在實現(xiàn)電力企業(yè)經(jīng)濟效益的同時,最大限度實現(xiàn)社會效益。在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)不斷發(fā)展的當今社會,努力實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化,不僅可以節(jié)約運行成本,還能有效提高工作效率,將人為管控事故降到最低,從而確保電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。
1.1電力系統(tǒng)自動化的技術(shù)組成部分
從目前形勢上看,我國電力網(wǎng)絡(luò)不斷趨于完善,電力系統(tǒng)自動化的技術(shù)不斷趨于成熟。我國電力系統(tǒng)自動化的技術(shù)組成部分主要有:(1)電網(wǎng)調(diào)度自動化,主要以電子計算機為核心,主要包括實時信息收集和顯示系統(tǒng),以及供實時計算、分析、控制用的軟件系統(tǒng)。電網(wǎng)調(diào)度自動化可對電網(wǎng)的安全程度和整體運行狀態(tài)進行準確判斷,從而保障電力網(wǎng)絡(luò)安全、穩(wěn)定、可靠運行。(2)變電站自動化,無人值班是變電站自動化發(fā)展的主要方向。主要通過各種監(jiān)控設(shè)備的綜合運用(如圖1所示),實現(xiàn)監(jiān)控結(jié)果的統(tǒng)一管理,為變電站運行管理節(jié)約了大量成本,而且還大大提高了管理的工作效率。(3)集散控制系統(tǒng)(DCS系統(tǒng)),主要以微機處理機為基礎(chǔ),集先進的4C(即計算機技術(shù)、通訊技術(shù)、CRT技術(shù)和控制技術(shù))于一體,實現(xiàn)微機分散控制,集中操作和管理。在發(fā)電廠運行過程中,DCS系統(tǒng)將電力設(shè)備具體運行狀態(tài)集中發(fā)送至控制中心,為電力系統(tǒng)運行故障的診斷與維修提供依據(jù)[1]。
圖1:電力系統(tǒng)的自動化監(jiān)控方案
1.2電力系統(tǒng)自動化的技術(shù)的發(fā)展趨勢
隨著科技的不斷進步,電力系統(tǒng)自動化格局發(fā)生了巨大變化,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:(1)自控技術(shù)方面。在電力系統(tǒng)自動控制技術(shù)發(fā)展的過程中,自控技術(shù)逐漸趨于完善,現(xiàn)代控制理論更加成熟,能夠針對多機系統(tǒng)模型中存在的問題進行全面、高效處理。此外,電力系統(tǒng)自動控制的模式呈現(xiàn)多元化趨勢,研發(fā)隊伍不斷壯大。(2)現(xiàn)代電力CCCP系統(tǒng)方面。CCCP系統(tǒng),即計算機(Computer)、控制(Con―tr01)、通信(Communication)和電力裝備及電力電子(PowerSystem Equipmentsand Power Electronics),現(xiàn)代電力系統(tǒng)將這四方面的技術(shù)融于一體,內(nèi)涵不斷深入,外延不斷擴展[2]。(3)電力系統(tǒng)呈遠程自動化、圖形化、分布化的發(fā)展趨勢。
2.電力系統(tǒng)自動化中新技術(shù)的應(yīng)用
2.1微機實時保護系統(tǒng)的應(yīng)用
用計算機構(gòu)成繼電保護裝置的想法早在20世紀60年代末就已經(jīng)由G?D?Rockefiler等人提來了,只不過當時這種想法并未得到推廣,但這算得上是繼電保護領(lǐng)域的重大轉(zhuǎn)折,為計算機保護算法和軟件的研究的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。到了20世紀70年代,關(guān)于計算機與繼電保護的理論系統(tǒng)趨于成熟,并隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展,計算機保護進入到全新的階段――實用性階段。80年代末,微機保護產(chǎn)品在日本繼電保護設(shè)備中所占的比例已超過70%。我國微機保護起步較晚,但成長的空間大,應(yīng)用范圍廣泛,需求量大,這為微機保護的迅速發(fā)展提供了廣闊的平臺。直到20世紀90年代,我國微機保護系統(tǒng)日趨成熟,產(chǎn)品開發(fā)空前繁榮。目前,微機繼電保護取得了引人矚目的成果,微機保護已在各大領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
隨著信息技術(shù)的不斷進步,電力系統(tǒng)自動化趨勢加強,微機保護的應(yīng)用與推廣已成為電力系統(tǒng)繼電保護的發(fā)展方向。較之于傳統(tǒng)的反應(yīng)模擬量保護,微機實時保護優(yōu)勢突出,靈活性更強、可靠性更高、維護調(diào)試更方便,在獲得擴充功能上更加迅速、便捷,而且保護性能得到改善,不僅有利于實現(xiàn)綜合自動化技術(shù),還大大節(jié)約了成本。為解決電力系統(tǒng)運行中的安全性與穩(wěn)定性兩大難題,微機實時保護系統(tǒng)的應(yīng)用對實時性與穩(wěn)定性提出了更高的要求,若這兩方面沒有達到相關(guān)要求,將會對電力系統(tǒng)帶來無法估量的經(jīng)濟損失。電力系統(tǒng)中的微機實時保護系統(tǒng)的應(yīng)用,如圖2所示。而C語言或者C++語言能夠使各個系統(tǒng)具有更高的靈活性和可移植性,因而在電力系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用,不僅解決了實際的生產(chǎn)與生活過程中出現(xiàn)的無法得到及時更換的難題,還能更方便的滿足用戶的使用要求[3]。
2.2智能技術(shù)的應(yīng)用
電力系統(tǒng)智能化是未來電力系統(tǒng)發(fā)展的方向和趨勢,這需要以智能化技術(shù)為強有力支撐。智能控制技術(shù)主要是為了解決傳統(tǒng)方法無法解決復(fù)雜系統(tǒng)的控制難題,如交通運輸系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、電力系統(tǒng)等等。電力系統(tǒng)中的智能技術(shù),所包含的種類較多,如模糊型控制(如圖3所示)。但從目前形式上看,電力系統(tǒng)中智能技術(shù)應(yīng)用,仍存在一些難題,如:(1)電力系統(tǒng)在運行過程中存在諸多動態(tài)的不確定因素,為智能技術(shù)的應(yīng)用增加難度。(2)作為一項系統(tǒng)工程,電力系統(tǒng)需要本地和異地兩方面協(xié)調(diào)的同時參與,其控制對象具有高度的非線性特征,且智能技術(shù)控制任務(wù)要求復(fù)雜。
圖3:模糊控制器控制原理
2.3動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用
隨著息技術(shù)的不斷發(fā)展,GPS技術(shù)的應(yīng)用條件日趨成熟。電力系統(tǒng)新一代動態(tài)安全監(jiān)測系統(tǒng),主要由四個部分組成,即同步定時系統(tǒng),動態(tài)相量測量系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和中央信號處理機[4]?;贕PS的動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用,不僅可以充分發(fā)揮GPS 定位技術(shù)具有高精度、高效率和低成本的優(yōu)點,而且能夠?qū)崟r的、有效的對電力系統(tǒng)運行整體情況實施監(jiān)控,技術(shù)發(fā)現(xiàn)異常情況,進而保障電力系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定、高效運行。
3.小結(jié)
隨著社會電力需求量的不斷增大及計算機技術(shù),控制技術(shù)及信息技術(shù)的發(fā)展,電力系統(tǒng)自動化正面臨全新改革。電力系統(tǒng)中新技術(shù)的不斷出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用,是科技發(fā)展的必然結(jié)果,是現(xiàn)代電力行業(yè)發(fā)展的必然選擇。雖然我國在電力系統(tǒng)自動化進程中的新技術(shù)研發(fā)已取得初步進展,理論體系不斷成熟,但與西方發(fā)達國家仍存在相當差距,具體應(yīng)用過程中也存在諸多不足。因此,應(yīng)引起足夠重視,堅持以理論結(jié)合實際為基礎(chǔ),以科技進步為支撐,立足于適應(yīng)性原則和可持續(xù)發(fā)展原則,不斷研發(fā)新技術(shù),制造新產(chǎn)品,促進電力系統(tǒng)自動化發(fā)展。只有這樣,才能為電力企業(yè)發(fā)展節(jié)約運行成本,提高工作效率,并最大限度減少人為管控事故的發(fā)生,從而確保電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行,在實現(xiàn)電力企業(yè)經(jīng)濟效益的同時,最大限度實現(xiàn)社會效益。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:動畫電影 電影音樂 音樂元素 兒童音樂教育
動畫電影主要面向的觀眾是兒童,他們在觀看影片的同時也會留意到那些讓人印象深刻的音樂,并接受各種不同風(fēng)格的音樂元素,對兒童后天的音樂教育起到了鋪墊作用。筆者作為一名基礎(chǔ)教育的音樂教育工作者,試析一下動畫電影《麥兜響當當》里的音樂元素。
一、《麥兜響當當》中的中國民族音樂元素
(一)廣東童謠――《月光光》
廣東童謠最早由內(nèi)地流入香港,并發(fā)展成了現(xiàn)代歌曲,香港是發(fā)展廣東童謠最活躍的陣地,這也正是動畫電影《麥兜響當當》選用了《月光光》這首廣東童謠的原因。在電影中,《月光光》被填入了新的歌詞,伴奏配器運用了純中國民族樂器,旋律明快優(yōu)美,瑯瑯上口,而歌詞又短小精悍賦予兒童容易接受的內(nèi)容,正好與影片中小麥兜與媽媽坐輪船去武漢時的心情相呼應(yīng)。《月光光》以新的形式在電影中出現(xiàn),使小朋友觀看后對這樣風(fēng)格的音樂有了最初的印象,甚至被一些小朋友效仿繼而得到流傳。
(二)安徽民歌――“鳳陽花鼓”
動畫電影《麥兜響當當》中應(yīng)用的安徽民歌《鳳陽花鼓》不是傳統(tǒng)的曲藝表演和歌舞表演為一體的表演形式,而是進行了改變,是由揚琴作為主旋律的演奏,以鑼、鼓為伴奏,其旋律歡悅明快,給人一種熱鬧的感覺。電影中麥兜和媽媽到武漢鬧市區(qū)小吃街時用了安徽民歌“鳳陽花鼓”這首曲子,能突出武漢這座城市的喧鬧和繁華,從側(cè)面表現(xiàn)了中國人民平靜祥和的生活。在這里引用更加深了大家對安徽民歌的印象,特別對兒童,這樣的旋律一旦響起,大家都會在腦中形成一種安樂祥和的城市生活的畫面,也能使小朋友對音樂的魅力有所了解。
二、《麥兜響當當》中的西方音樂元素
(一)鋼琴曲――《土耳其進行曲》
在動畫電影《麥兜響當當》中,當時正風(fēng)行“莫扎特效應(yīng)”,麥太想通過后天的努力讓麥兜把先天的不足給擠出去,讓麥兜去大學(xué)惡補莫扎特,影片采用的是莫扎特的作品中最耳熟能詳?shù)摹锻炼溥M行曲》的插部一,a小調(diào)主題。此段歡快明朗的鋼琴獨奏,與電影中的所謂“莫扎特效應(yīng)”相呼應(yīng),同時與影片中讓人捧腹大笑的畫面聯(lián)系在一起使影片擁有了更大的趣味性,也可以激發(fā)小觀眾對《土耳其進行曲》有最初步的認識,由此引發(fā)對西方浪漫主義古典音樂的啟蒙。
(二)丹麥民歌――《豐收之歌》
動畫電影《麥兜響當當》中,麥兜是一個不聰明但是很上進善良的好孩子,整部電影的主題就是讓家長對不聰明但上進的孩子給予鼓勵,平等對待。在不同于《土耳其進行曲》的音樂風(fēng)格之外,《豐收之歌》(丹麥民歌,是莊稼獲得豐收后,農(nóng)民為了表達豐收的喜悅之情,他們一起編創(chuàng)的民歌)更具有北歐人民的性格,他們熱情勤奮,為自己的勞動成果而歡呼雀躍,創(chuàng)作出貼近生活的音樂。影片中麥兜在武當山經(jīng)歷了成長開始認真學(xué)習(xí)太極時,《豐收之歌》以悠揚輕快的背景音樂的方式導(dǎo)入,貫穿了他學(xué)習(xí)的整個過程。麥兜雖然不聰明,但他克服各種困難,一直堅持到最后,毅力超過了比他聰明的小朋友,這對他來說,就是一種很大的進步,是一種收獲,而這時引用豐收之歌正好與麥兜的收獲相符合。
三、中西方音樂結(jié)合的意義
(一)對兒童的影響
1.激發(fā)孩子們學(xué)習(xí)音樂的興趣。電影中運用的童謠、安徽民歌,都用的恰到好處,不僅增加了影片的喜劇趣味性,而且對民族音樂的改編讓成人都嘆為觀止。尤其是麥太去拍廣告時根據(jù)安徽民歌《牧羊姑娘》的曲子重新填上了令人爆笑的歌詞,加上滑稽的畫面,讓孩子在觀看影片的同時就能和音樂互動起來;在麥兜去大學(xué)接受補習(xí)莫扎特時,孩子們一定會對這些畫面以及輕快的鋼琴曲產(chǎn)生興趣,遠比單純?nèi)ヂ犨@些音樂有興趣的多。
2.提高整體音樂素養(yǎng)。影片《麥兜響當當》抓住了動畫片的配樂會提升孩子們對音樂的認識這一特點,結(jié)合了中西方的元素,運用了安徽民歌《鳳陽花鼓》、廣東童謠《月光光》以及舒伯特的鋼琴小曲《音樂瞬間》、莫扎特的《第二十一號鋼琴協(xié)奏曲》等,使小朋友們在觀影時不僅了解我們中國的音樂,同時也了解西方的音樂。如舒伯特的《音樂瞬間》在影片中被改編成了麥兜的主題歌《麥兜吃雞》,看過影片的人都知道麥兜最愛吃他媽媽麥太做的“快快雞”。當兒童對這首作品耳熟能詳?shù)臅r候,教師在教學(xué)的過程中就可以把電影等兒童感興趣的情節(jié)加入到課堂之中,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,那么舒伯特和《音樂瞬間》就不難被學(xué)生記住了。
(二)對中國動畫電影的作用
1.避免中國動畫電影音樂向兩個極端方向發(fā)展。我國過去動畫電影音樂太過民族化,沒有注意吸收國外動畫電影音樂的優(yōu)點,如電影《葫蘆娃》、《三個和尚》等的音樂走向了全民族化的極端,后來中國動畫電影又都仿照比較成功的美國迪士尼動畫音樂的特點,使我們中國的動畫電影音樂又走向了完全西式的另一個極端。而《麥兜響當當》的配樂不僅應(yīng)用了我們中國本族的元素,還加入了西方的古典音樂、浪漫主義音樂、西方民歌等等。這種中西方音樂結(jié)合的形式,也會為中國動畫電影音樂的發(fā)展起到了引導(dǎo)作用,避免會向全民族化和完全西方化的兩極端發(fā)展。
2.有助于中國動畫電影更好地走向全球化。一個動畫片要想推向世界,其音樂元素是很重要的。動畫電影音樂要在多元化發(fā)展中凸顯出我們民族的個性,這樣才能迎合世界的發(fā)展趨勢,只有這樣中國動畫電影才能更好地面向世界,才能在世界動畫電影音樂中占有一席之地。動畫電影《麥兜響當當》里的音樂元素正符合多元化的發(fā)展,并凸顯中國的民族元素,受到了電影界的一致好評,為中國動畫電影的發(fā)展起到了很好的典范作用。
四、結(jié)語
在動畫電影日益發(fā)展的今天,我們應(yīng)該注重電影音樂元素的多元化發(fā)展,避免其走向全民族化或全歐美化的兩極化發(fā)展趨勢。作為音樂教育工作者,要注重音樂多元化的教育,培養(yǎng)兒童對音樂獨特的興趣并提高兒童的音樂素養(yǎng)。
參考文獻:
[1] 魯成文.慰藉?救贖?解放――古典音樂之聲[M].中國人民大學(xué)出版社,2004.
關(guān)鍵詞:動畫電影 動畫音樂 表現(xiàn)力
動畫的發(fā)展經(jīng)歷了從“光學(xué)影戲機”的嶄露頭角,到手繪動畫的初現(xiàn),再到現(xiàn)今計算機3D動畫的廣泛應(yīng)用,這一百多年的漫長歷史足以證明動畫在人們生活中扮演了至關(guān)重要的角色。而與它密不可分的動畫音樂,則通過與動畫的無縫銜接,促使動畫的內(nèi)涵與外延相互滲透、緊密融合,賦予了動畫無限的延伸性。隨著電影產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,動畫電影也愈發(fā)受到人們的關(guān)注。因此,我們在進行動畫電影音樂的配置過程中,要遵循動畫電影的幻想性、夸張性和短小精悍等特點,尤其要關(guān)注如何使用音樂來增強其故事情節(jié)、人物關(guān)系、人物性格等的表現(xiàn)力。本文選取較有代表性的中外動畫電影音樂,試圖從音樂的功能、音樂與畫面之間的關(guān)系等方面來研究中外動畫電影音樂的表現(xiàn)力問題,并提出中國動畫電影音樂表現(xiàn)力未來的發(fā)展趨勢。
一、音樂在動畫電影中的表現(xiàn)功能
美國動畫大師沃爾特·迪斯尼曾說過:“動畫片的首要責任就是把生活卡通化?!雹賱赢嬰娪笆且环N超現(xiàn)實的藝術(shù),表現(xiàn)的是想象空間,傳達的是人類對美好事物和情感的向往與追求。動畫電影的取材大多來源于童話故事和民間傳說,音樂的配置也就自然地表現(xiàn)出影片的夢幻色彩與創(chuàng)造力。
動畫電影中人物形象是否刻畫到位,對于影片效果的呈現(xiàn)尤為重要。這就需要我們充分把握樂器的音色差異,如何使用不同的配器手法和旋律曲調(diào)來塑造沉穩(wěn)、調(diào)皮、害羞等各種性格特征的人物形象。如在影片《海底總動員》中就運用了管弦樂詼諧的音調(diào)、幽默的旋律和緊湊的節(jié)奏,生動地刻畫了多莉帶有神經(jīng)質(zhì)的性格特征。又如經(jīng)典動畫片《三個和尚》,則選用了富有強烈民族特色的民族樂器來代表劇中人物:以板胡的中音區(qū)代表小和尚,墜胡表現(xiàn)高和尚,北方管子表現(xiàn)胖和尚,這三種樂器在音色上恰到好處地塑造出人物的外形特征。②此外,音樂還具有體現(xiàn)動畫電影的藝術(shù)風(fēng)格,深化影片的主題思想,參與敘事,以及烘托環(huán)境氛圍等表現(xiàn)功能。
二、動畫電影中音樂與畫面的關(guān)系
由于動畫電影夸張的人物造型、絢麗的畫面色彩和豐富的想象力,運用聲畫統(tǒng)一和聲畫并列的方式,著重表現(xiàn)音樂與畫面的節(jié)奏關(guān)系和色彩關(guān)系。
1.音樂與動畫畫面的節(jié)奏關(guān)系
動畫電影的夸張性、虛擬性和假定性,確定了音樂與動畫中人物動作節(jié)奏的一致性原則。比如動畫片《大鬧天宮》中的人物動作表演,就汲取了京劇的程式動作,強調(diào)夸張?zhí)匦?。它的配樂采用了中國的民族調(diào)式,運用了京劇中的打擊樂器和鑼鼓點子,注重音樂的效果,使人物具有較強的節(jié)奏感。而在表現(xiàn)孫悟空與二郎神決戰(zhàn)、與哪吒打斗等場景時,音樂的配置方式則變?yōu)榫蛑械蔫尮狞c。鑼鼓點與人物的一招一式以及鏡頭的切換十分融洽,起伏有致,體現(xiàn)了明快的節(jié)奏感。這種節(jié)奏一致性的配樂方式,能增強音樂的“體驗感”,讓觀眾真正參與到影片中去,與劇中人物共“成長”。
2.音樂與動畫畫面的色彩關(guān)系
音樂與畫面一樣都擁有較強的色彩表現(xiàn)力,并都能體現(xiàn)顏色所蘊含的情感隱喻。小提琴代表了暖色調(diào),它的音色溫和華麗,富有表現(xiàn)力;英國管代表了憂郁和凄涼,與灰色代表的情緒相同;長笛的音域?qū)拸V,音色甜美,多用于描繪田園風(fēng)光,與藍色相符。如在動畫片《獅子王》中,作曲者用黃色表現(xiàn)了辛巴,代表著真誠、善良與正直,用黑色表現(xiàn)了刀疤,體現(xiàn)了黑暗勢力,挖掘了他邪惡殘暴的本性。因此,我們在動畫電影配樂中可以充分發(fā)揮音樂的色彩屬性,根據(jù)影片的畫面場景和人物形象的色調(diào)來匹配相同或是類似的樂器,以滿足影片特定的情感表達。
三、中國動畫電影音樂設(shè)計方向
縱觀中國動畫電影的發(fā)展歷史,曾經(jīng)的輝煌只是曇花一現(xiàn),現(xiàn)如今已被“洋動畫”占據(jù)了半邊天,音樂的“商業(yè)化”是造成此現(xiàn)象的根本原因。就拿炙手可熱的國產(chǎn)動畫片《喜羊羊與灰太狼》來說,影片雖具備搞笑的故事情節(jié)和可愛的人物造型設(shè)計,但音樂的配置卻較顯貧乏,缺乏表現(xiàn)力,這會在一定程度上影響影片的品質(zhì)和藝術(shù)價值。因此,中國動畫電影想要突破洋動畫“占領(lǐng)”的瓶頸,就必須改變原有的設(shè)計原則,并從這些方面來充分發(fā)揮音樂的表現(xiàn)力:1.注重音樂的人文內(nèi)涵,深化影片的主題思想;2.充分把握樂器的音色差異,使用不同的配器手法和旋律曲調(diào)來塑造鮮明的動畫人物形象;3.利用音樂的節(jié)奏表現(xiàn)力和色彩表現(xiàn)力來營造動畫的環(huán)境氛圍;4.保留音樂的自然屬性,從娛樂性向藝術(shù)性和教育性改變。
四、結(jié)語
隨著動畫電影產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,動畫電影音樂也愈發(fā)受到人們的關(guān)注。為了打破“洋動畫”的瓶頸,我們務(wù)必要加強動畫電影音樂的制作水準,改變音樂的“商業(yè)化”特性和原本的設(shè)計原則,從音樂的表現(xiàn)力入手,打造一批能與歐美國家相抗衡的、制作精良并廣為流傳的經(jīng)典動畫電影音樂。
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