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根據我國經濟高速發展的需要,我國正在進行智能電網和特高壓輸電線路建設,這對各地區的電力公司提出了更高的技術保障要求。提升技術創新能力成為電力公司提高電力保障能力的重要措施。因此,為了準確掌握電力公司的技術創新能力現狀,從而制定切實可行的技術創新能力發展對策,需要針對電力公司技術特點,建立一套電力公司技術創新能力評價指標體系。
二、評價體系的建立
為了能夠更加準確的掌握公司的技術創新能力發展情況,本文根據建立電力公司技術創新能力評價指標的五項基本原則,在參考國內外相關研究文獻的基礎上,從創新資源投入能力、創新管理能力、創新傾向研究開發能力、創新產出能力等四個方面初步預選了一批評價指標組成了第一輪評價指標體系。再經過對評價指標的相關性分析和鑒別力分析,最后形成了如表1的評價指標體系。然后,本文在2010年6月到2010年8月間,通過對50名重慶電力公司中、高級工作人員的調查,并采用AHP法分析得到表1中各指標的權重。
表1電力公司技術創新能力評價指標體系及權重表
三、數據收集和處理
針對重慶市電力公司技術創新能力評價指標的量化問題,本文根據構成評價指標體系的三級指標,分解出測度評價指標所需數據。本文收集2009年重慶市電力公司的相關數據,如表2。
為了評價重慶電力公司的技術創新能力,本文將表1中重慶市電力公司的每項數據,與北京、上海的電力公司數據進行比較,得到重慶市電力公司在該項的評分,具體評分規則如下:
表3 評分規則
根據表3計算規則,可得創新能力評價體系中各項的得分(如表1所示),從而計算得到重慶電力公司創新能力最后得分:3.498,根據評價標準得到的等級為一般。
四、評價結果分析
(1)創新產出指標評分較高。在創新產出指標中,大部分指標與公司的日常生產活動和生產安全密切相關,屬于公司生產和發展中必須達到的硬性指標,所以公司對這些指標的控制得很好。
(2)與研發投入相關的指標評分較低。與北京、上海相比,重慶電力公司在研發方面的人員投入和資金投入都明確不足。特別是研發人員強度、研發經費投入強度、非研發投入強度、激勵機制等四項的評分都很低,這直接導致了重慶電力公司的技術水平和專有技術數目都比較低。
(3)某些評價項目得分虛高。相對于北京、上海的電力公司而言,重慶在研發人員總數、總研發項目數量等方面的基數較低,從而造成科學家及工程師比率、研發成功率等項目的評分虛高。
五、對策措施
重慶電力公司仍然是具有壟斷性質的企業,受政府的宏觀政策約束較多,進行技術創新的動力不足。從企業特征出發,電力企業技術創新的基本思路是:適應市場需求,建立創新機制,發揮政策優勢,加強風險防范,塑造創新文化。如何推動電力企業技術創新,特提出以下幾點建議:
(1)建立和完善企業創新的激勵機制。第一,加強企業內部技術創新激勵的力度。企業管理層首先要重視技術創新對企業未來經營業績的影響,鼓勵研發人員積極參與技術創新活動,對他們的技術創新活動要給予充分的尊重,對他們的技術創新成果要給予恰當的獎勵,激發研發人員的創新熱情。第二,知識產權激勵。這是最經濟有效、持久的創新激勵手段。產權保護保證了企業創新成果的利益,滿足了研發人員個人對擁有成果的成就感。但是要確定一個適宜的產權保護期,以兼顧企業和社會兩方面的利益。第三,政府政策的激勵。企業技術創新不僅是一種經濟活動,同時也表現出很強的社會性。技術創新一般面臨著高額的成本支出和很大的不確定性。因此政府的政策激勵是技術創新活動不可缺少的一環。第四,市場環境激勵。公平的市場競爭環境可以消除技術創新不確定性而產生的消極因素,還可以通過競爭迫使企業不斷創新。可以說,市場形成了對技術創新進行自組織的機制,市場過程就是一個對技術創新進行自組織的過程,市場本身就是對企業技術創新的一種激勵。
(2)以企業為中心,促進“產、學、研”聯合攻關,建立和完善企業內部的技術創新體系,強化企業技術開發工作。企業是技術創新的主體,構筑企業技術創新體系是推動技術創新的關鍵。這樣,電力企業要建立健全自己的技術創新體系,包括規劃與決策體系、技術開發體系、質量保證體系、信息情報體系與人才培訓體系。這里核心問題是能夠根據市場需求、包括捕捉潛在性市場需求不斷研究開發新技術、新工藝、新設計、新產品的能力。此外,還要推行現代化的管理思想和科學管理方法,這是企業技術創新體系得以建立和有效運轉的基礎。但是,目前重慶電力公司的科研隊伍還比較弱小,需要借助于外部力量進行技術研發活動,因此,建立“產學研”的合作研發聯盟是企業提升研發能力的重要途徑。并且可以依靠高校和科研院所,加速人才培養,優化人力資源結構。
(3)進行投融資體制改革,為企業技術創新提供資金保障。健全項目投資風險約束機制,完善項目資本金制度。建立電力投資的利益激勵機制和風險投資機制。改革投融資結構,建立面向市場的投融資體制,爭取做到投資主體多元化。
(4)樹立創新觀念,塑造創新文化。培養企業員工的主體意識,建設企業創新環境,包括硬環境和軟環境。硬環境主要是技術創新賴以進行的各種物質條件,如創新所需的工具、設備、儀器,創新試驗的條件,創新資料,信息溝通和管理方式與手段,工作場所及生活環境等。軟環境即企業內的創新氛圍,主要指一種對創新的無形推動與激發力量,大多數人愿意在有情趣、有事業目標和創新氣氛的環境中工作,而不僅僅滿足于完成例行工作。
參考文獻:
[1]張國良,陳宏民. 國內外技術創新能力指數化評價比較分析,系統工程理論方法應用,2006,15(5),385-392
一、概述
電力工程施工項目主要指和電能的生產、輸送和分配等電力配套設施的建設工程和電能使用相關的工程。隨著社會和經濟的迅速發展,電力工程建設項目越來越多,范圍越來越廣,項目規模也也愈發龐大。電力工程施工中所涉及的施工技術較多,電力工程的施工管理關系著項目的質量和項目的整體效益,做好電力工程項目的施工管理是十分必要的。本文參考以往的工作經驗,對電力工程的施工技術進行了介紹,并對電力工程施工的技術管理提出了自己的一些建議,希望對電力工程施工的管理水平的提高具有一定的促進作用,進而提升電力工程項目的質量和經濟效益。
二、電力工程施工的相關技術
1電纜橋架和線槽的施工在電纜橋架和線槽施工過程中,要將托線施工的支吊架在同一條直線上固定。橋架的連接采用方徑螺栓,并在橋架的外側設置螺母,支架固定部位的間距應部超過兩米,水平槽架在架設過程中要采取必要的防震措施。永久固定的橋架和支架要盡量兼顧牢固和美觀。[1]2.電纜敷設施工在進行電纜敷設施工工作前,施工人員要仔細核對電纜的規格和型號是否正確,其外觀、截面積以及絕緣等性能是夠符合相關規定。尤其是在敷設低壓電纜前要對其絕緣水平進行測量,通常可以采用500V的搖表進行測量,而高壓電纜在敷設前則須進行耐壓和泄漏試驗。電纜接線頭和中間接頭的制作要嚴格按照相關的操作規程進行,電纜頭子的制作應一次性完成,電纜剝切時應注意不要損傷絕緣層和內部芯線,在進行包纏時還應注意采取必要的防塵防潮措施,避免電纜的污損。電力敷設施工應盡量避免在惡劣氣象條件下進行。3.電纜穿線施工在電纜穿線之前,施工人員要對所有關口的戶門進行仔細檢測,避免遺漏、破損的情況出現。在穿線過程中,在轉彎處或者距離較長的管道內增加適量滑石粉進行,對于彎度較大的部位可以加設滑輪,避免電纜絕緣皮的磨損。電壓等級不同、回路不同以及交直流導線不應在相同的管道內貫穿,同一交流回路的導線應在相同管道內穿過。[2]4.電纜接線以及照明設備的施工往往在土建施工完成以后就會進行照明設備的施工。在施工過程中,單股導線和照明設備可以直接進行連接,而多股導線則需進行搪錫或者壓接線鼻子之后才可和照明設備連接。插座的相序通常為左零右火,上部為接地線,照明開關應設置在火線上。另外,對于有特殊要求的燈具要做好減震、接地等保護措施。
三、電力工程管理工作的創新思路
1.電力工程前期的管理工作在施工開始前,現場施工人員要提前熟悉設計圖紙,現場施工嚴格按照圖紙進行,在施工中需要對圖紙進行修改的,應和設計單位進行協商,意見達成一致以后,在對工程項目的施工特點、項目需求以及現場環境等信息進行充分了解的前提下,對設計方案進行合理改動,并做好歸檔。同時,設備的準備管理工作也要做好,應根據項目的行業特點,考慮其經濟性,盡可能提高項目的經濟效益。[3]其具體做法包括如下幾點。(1)電力工程的合同管理。項目施工單位要嚴格按照設計圖紙進行施工,根據客戶的項目需求,對具體的施工方法、施工設備、施工材料、項目工期、施工人員配置以及資金消耗等合同約定條件進行評審,從而制定合理的施工預算方案,預估項目的費用支出。(2)施工設備和材料管理。施工設備和施工材料是工程建設的物質保障,其中主要包括設備和材料的購買、質量檢測、存儲、使用以及余料回收等。在設備和材料選擇過程中,應綜合考慮廠家的生產資質和能力,去報施工所需的設備和材料保質保量的供應,設備和材料在進入施工現場前,應檢查產品的合格證明等資料,并組織專人檢查設備和材料的技術參數和質量,對不符合施工要求的設備和材料堅決不用,對有疑問的設備材料進要行復檢。2.電力工程施工工作的管理(1)組織的協調管理。內部和外部組織管理是電力施工項目組織管理的主要內容。在施工過程中需要編制完善的組織管理計劃,對現場施工的相關人員進行合理調配和安排,盡量避免額外的管理成本消耗。沒人人員的責任和分工,加強項目的進度管理,密切配合施工單位的工作,構建快速順暢的溝通通道,對施工管理中的各種矛盾和分歧要及時有效的解決,保證施工項目的工期和質量。[4](2)工程進度管理要加強。施工設備和施工人員的調配以及工序配合都要配合進度管理進行調配和協調。施工方要根據工程工期計劃分解整個工程施工,按照日、周、月,根據時間斷編制工程進度計劃。明確施工班組和項目負責人的責任,定制合理的獎懲制度,獎勵保質保量提前完工的人員,對拖延工期的人員進行適當處罰,從而確保項目按時完工。(3)施工界面的管理。電力施工的界面管理主要包括電氣工程施工項目在界面的協調分配。如電力設備在智能管理系統中應用時,由于存在較多的接口界面,項目的協調管理工程通常由子系統工程負責人員組織召開調度會議進行統一協調,最終通過文字方式進行下發和存檔。(4)施工人員的調配管理。電力施工質量的優劣決定了整個項目的使用效果和經濟效益。在項目質量管理過程中,施工單位要緊抓施工人員的素質監督和培訓工作,提高施工人員的素質,明確項目的質量目標和人員的責任,落實項目質量責任制。(5)加強項目施工質量監督。電力項目的施工設備的選取要嚴格按照國家的相關規定進行。制定相關的質量監督體系和制度規范,堅決避免劣質原料、偷工減料以及不安規范施工的情況出現。3.項目竣工后的管理(1)項目驗收。根據國家相關標準規范,施工項目必須經過驗收之后并達到標準之后才能進行資料存檔。施工項目應經過施工方自檢、監理部門的復檢以及業主方的最終竣工驗收。(2)項目的竣工結算。電力工程竣工后應根據法律規定進行驗收和資料交接,并由項目負責人進行簽字驗收,然后根據合同的支付細則,向施工單位支付項目余款。
四、結論
電力工程建設施工管理決定了項目的質量和效果,關系著人們的日常生活和生產活動。隨著可續技術的迅速發展和日趨激烈的市場競爭,電力工程建設正朝著自動化、智能化以及電氣化等方面發展,人們對電力工程項目的建設質量要求也逐漸升高,因此,電力施工單位必須對施工技術和管理工作進行不斷的創新,不斷加強工程項目的管理,確保電力行業的可持續發展。
參考文獻
[1]樊東風.淺議電氣安裝工程施工技術及施工措施[J].中華民居,2011(01):315-315.
[2]張宣.淺談電氣工程施工質量管理[J].科技創新導報,2009(29):255-255.
(2)開創電網發展新局面
將電網建設的安全責任落實到位,不斷改革完善安全工作體系,致力于解決電網安全問題。在加速電網建設的同時,加強創新安全管理理念,不斷規范管理制度,嚴格監督管理,推進應急體系建設,真正做到安全供電。在一些事故頻發區域,加強安全防護措施,保持電網安全穩定的運行,確保電網安全穩定。
(3)創新管理技術
遵循電網運行的一般規律,不斷創新管理技術,借鑒國內外先進的管理技術和管理理念,建立有效的工作機制,以發展為主線,全面提高整體調度能力,完善管理,從而使電網建設趨于科學化、規范化、合理化。此外,還要加強核心調度能力,保持技術規范與技術支持系統的統一、協調發展,實現電網建設的一體化。
(4)積極推進技術的創新
加大科研投入,致力于技術創新研發,提高數字化、信息化水平,開發安全可靠的電力無線通信網絡。全景分布式的一體化調度支持系統是未來電力無線通信技術的發展方向,采用多防線、多層次的安全防御系統,實現電網的最優化,全面促進我國電力通信事業的發展。
(5)積極推進調度建設
2課程設計內容的制定和教學安排
電力電子技術應用主要包括電氣傳動、電力系統和開關電源三個領域。小容量開關電源設計與制作作為課程設計內容比較適合于電子信息工程專業學生。簡單的開關電源包括啟動電路、控制電路、驅動電路、輸出濾波、保護電路和變壓器等諸多部分。而且開關電源的設計種類也很多,設計成本不高。因此,我們將開關電源的設計作為綜合性的“電力電子技術”課程設計項目。我們對學生進行分組,分解項目任務,分配給他們不同任務要求。如有的學生負責電壓反饋型并聯Buck電路的設計,有的學生著重于主電路的設計和參數計算,有的學生要求側重于均流控制電路的設計,有的學生側重于驅動電路的設計等,這樣的分配有助于學生在較短的時間內完成課程設計任務。為完成課程設計任務,教師在課程教學安排上,可適當選擇一些案例進行講解,籍此為學生進行課程設計提供范例。案例可取自科研文獻或當前大學生電子設計競賽中開關電源的設計項目。例如,考慮節能項目中使用的綜合整流、逆變和直流斬波電路等,設計LED或LCD等的控制和驅動電路以及電動汽車逆變電路等。
中圖分類號:TN6文獻標識碼:A
自本世紀五十年代末第一只晶閘管問世以來,電力電子技術開始登上現代電氣傳動技術舞臺,以此為基礎開發的可控硅整流裝置,是電氣傳動領域的一次革命,使電能的變換和控制從旋轉變流機組和靜止離子變流器進入由電力電子器件構成的變流器時代,這標志著電力電子的誕生。
進入70年代晶閘管開始形成由低電壓小電流到高電壓大電流的系列產品,普通晶閘管不能自關斷的半控型器件,被稱為第一代電力電子器件。
隨著電力電子技術理論研究和制造工藝水平的不斷提高,電力電子器件在容易和類型等方面得到了很大發展,是電力電子技術的又一次飛躍,先后研制出GTR.GTO,功率MOSFET等自關斷全控型第二代電力電子器件。而以絕緣柵雙極晶體管(IGBT)為代表的第三代電力電子器件,開始向大容易高頻率、響應快、低損耗方向發展。
而進入90年代電力電子器件正朝著復臺化、標準模塊化、智能化、功率集成的方向發展,以此為基礎形成一條以電力電子技術理論研究,器件開發研制,應用滲透性,在國際上電力電子技術是競爭最激烈的高新技術領域。
一、電力電子器發展回顧
整流管是電力電子器件中結構最簡單,應用最廣泛的一種器件。目前已形成普通型,快恢復型和肖特基型三大系列產品,電力整流管對改善各種電力電子電路的性能,降低電路損耗和提高電流使用效率等方面都具有非常重要的作用。
自1958年美國通用電氣GE公司研制出第一個工業用普通晶閘管開始,其結構的改進和工藝的改革為新器件開發研制奠定了基礎,在以后的十年間開發研制出雙向、逆變、逆導、非對稱晶閘管,至今晶閘管系列產品仍有較為廣泛的市場。
70年代研制出GTR系列產品,其額定值已達1.8kV/0.8kA/2kHZ,0.6kV/0.003kA/100kHZ,它具有組成的電路靈活成熟,開關損耗小、開關時間短等特點,在中等容量、中等頻率的電路中應用廣泛,而作為高性能,大容量的第三代絕緣柵型雙極性晶體管IGBT,因其具有電壓型控制,輸入阻抗大、驅動功率小,開關損耗低及工作頻率高等特點,其有著廣闊的發展前景。
而IGCT是最近發展起來的新型器件,它是在GTO基礎上發展起來的器件,稱為集成門極換流晶閘管,也有人稱之為發射極關斷晶閘管,它的瞬時開關頻率可達20kHZ,關斷時間為1μs,dildt 4kA/ms,du/dt10-20kV/ms,開關時間1000Hz。
二、電力電子器件發展趨勢
進入90年代電力電子器件的研究和開發,已進入高頻化,標準模塊化,集成化和智能時代。高頻化是今后電力電子技術創新的主導方向,而硬件結構的標準模塊是器件發展的必然趨勢,目前先進的模塊,已經包括開關元件和與其反向并聯的續流二極管在內及驅動保護電路多個單元,并都以標準化和生產出系列產品,并且可以在一致性與可靠性上達到極高的水平。
日本新電元公司的IPM智能化功率模塊的主要特點是:
(一)其功率芯片采用的是開關速度高,驅動電流小的IGBT,且自帶電流傳感器,可以高效地檢測出過電流和短路電流,給功率芯片以安全的保護。
(二)在內部配線上將電源電路和驅動電路的配線長度控制到最短,從而很好地解決了浪涌電壓及噪聲影響誤動作等問題。
(三)自帶可靠的安全保護措施,當故障發生時能及時關斷功率器件并發出故障信號,對芯片實施雙重保護,以保證其運行的可靠性。
三、電力電子技術創新
電力電子技術雖然它具有微電子技術的許多共同特征,如發展變化都非常迅速,滲透力和創新表現十分突出,生命力格外旺盛,處于陽光產業地位,并與其它學科相互融合和發展產生新的機遇,而電力電子技術還有其自身一些獨具特色的地方,如高電壓、大容量及控制功率范圍大,因此技術的創新難度在于必須跨越高電壓大功率這一關卡,及其技術的綜合難度,如材料工業和制造工藝,而電力電子器件工作的可靠性是其極其重要的一個技術指標。為此電力電子技術的創新是與多種學科相互滲透并對各種工業領域有著極強的滲透性。
(一)高效潔凈的發電技術采用高效潔凈的發電技術,有助于電力企業提升其發電效率,降低污染物排放量,例如超臨界發電技術、天然氣聯合循環技術、整體煤氣化聯合循環技術、地熱聯產發電技術等等。
(二)可再生發電技術利用自然界中不斷再生并且有一定規律的得到補充或重復利用的能源來發電,這些所利用的能源一般具有自我復原及持續利用的特性。目前,已被發現且被用來發電的常見的可再生能源,有太陽能、風能、地熱能、潮汐能等等,但是,由于這些能源受環境因素的影響較大,一直沒有進行大力推廣,因而加大對這些能源的開發和利用的研究尤其重要。
(三)碳捕集、利用、封存技術該技術能夠將工業與能源生產企業在生產過程中所排放的碳進行有效分離,然后通過碳儲存手段,把其輸送并封存到海底或地下,進而有效減少對大氣的污染。
(四)高效儲能技術將太陽能、風能發電和儲能裝置相結合,能夠有效解決并網問題。目前,較為成熟的儲能技術主要是抽水蓄能電站,由于常常會受到自然條件的約束,難以大規模的發展。而有望進行大規模實際應用的主要包括超導儲能、蓄電池、超級電容器儲能、氫儲能等等。近些年來,大容量、大功率、長壽命的蓄電池技術取得了飛速的發展,例如釩電池的充放電狀態切換只需0.02s,響應速度為1ms。目前正進行商業化運行的釩電池,功率已經高達6MW,能夠很好地配合新能源來發電。在新能源分布式利用的背景之下,還可以和蓄熱、蓄冷技術相結合。
(五)高效用能技術該技術是指通過用戶能效分析管理和需求響應提高用能效率,主要用于家庭能源管理、樓宇用能管理等方面。對于家庭用戶,可以借助智能電表、智能家電及其他智能用電終端,通過能源管理節能支持系統及相關服務網站,對家庭耗能的情況進行詳細了解,并且獲取相應的用能建議。對于樓宇用能管理,可以通過用能管理系統,對整個樓宇的各類用能系統進行統一的管理和控制。目前,美國加州的愛迪生、太平洋天然氣與電力公司所實施的需求響應項目能夠降低系統1.4%-4.1%的高峰負荷。
二、低碳電力技術創新體系的構建
(一)保障電力供應的安全可靠安全可靠的電力供應,不僅能夠提高人們的生活質量,促進經濟的發展,還對低碳發展有著正貢獻。當電力系統對電網擾動能夠安全、平穩地處理時,系統所要求的備用電廠就更少,同時也就意味著更低的碳排放。尤其是在“智能電網”全面建設時期,存在特高壓直、交流的混聯接入、輸、變電設備的老化、可再生能源的并網、極端惡劣天氣的影響及其他不確定因素越來越多,都會讓整個電網的運行機理更加復雜。電力企業不得不提前配置大量的備用電廠,以便在故障出現時,一方面能夠保障正常供電,另一方面能夠為故障的處理爭取更多的時間,而這最終也就會導致更多的碳排放。
關鍵詞:
柴油發電機組;技術創新;專利分析國內趙亞娟
[1]認為,專利對科學研究、經濟投資以及法律維權等方面的作用和影響日益顯著,深入挖掘專利信息是一個企業乃至整個國家實現長期與快速發展的保障。王興旺[2]認為利用專利進行技術分析與預測的研究十分必要,探討了專利與技術分析預測之間的聯系,具體介紹了利用專利地圖來進行技術分析與預測的方法。國內已有不少專家學者利用專利分析產業,余翔和詹愛嵐[3]利用專利分析國內外移動通信技術,識別出當前移動通信產業格局。羅愛靜和尹瑾[4]探析了近20年內我國中藥領域核心專利技術的分布情況,發現中藥技術領域諸多變化規律和中藥產業未來發展趨勢的潛在信號。趙學武等[5]對OLED以及AMOLED技術的專利態勢進行分析,為國內OLED產業發展及相關研究提供參考。因此本文基于專利信息對全球柴油機技術創新態勢進行探索。
1全球柴油發電機技術專利規模分析
至2013年12月底,國際柴油發電機相關專利數量達到23434個專利族,每一個專利族包括了同一項專利在不同國家申請的所有專利。圖1揭示的是全球柴油發電機年度專利分布情況。采集的數據為已公開的專利數據(數據采集至2013年12月),考慮到專利一般從申請到公開需要長達18個月甚至3年的時間,因此專利年度申請數量從2013年開始出現失真。全球柴油發電機專利從1955年開始申請,雖然發展期間幾次行業改革導致專利申請總量出現回落的跡象。但從總體看來,全球專利申請總量仍處于增長的趨勢。全世界對電力需求的增長,導致了發電設備要在不同的環境中短時間內部署和運行,尤其在發展中國家,對電力的需求越來越突出。傳統大型蒸氣輪已經遠遠不能滿足這需求,作為替代品的柴油發電機組適應時代需求而迅速發展起來。以及IT、電信、醫療等部門對備用電源的需求,都帶動了柴油發電機產業發展。
2全球柴油發電機專利技術生命周期分析
全球專利申請數目在1981年之前都沒有申請量超過400件,申請量一直偏低,1981-1989年的時候申請量一直都在增長,平均年增長率達54.23%,且在1989年達到申請數量的最高記錄,可知整體專利的申請由緩慢成長發展到快速成長,市場研發創新活動相當活躍。以LogisticGrowth為基礎,令每年專利累計申請量為縱軸,年份作橫軸,并使用LogletLab2軟件描繪出全球柴油發電機技術發展趨勢圖。圖2中的圓點表示實際專利累積件數,實線表示估計的專利累積件數。以專利分析法運用于LogisticCurve上可取得所有需要的參數,包括技術開始時間、技術轉折時間、技術極限時間與極限值等參數信息,用以計算萌芽期、成長期、成熟期及衰退期發生的時間點。圖3中三項參數的含義如下。①saturation代表預估專利累積數量的最高值。②growthtime表示成長期與成熟期所需要花費的時間。③midpoint:S曲線的反曲點,即二次微分由正轉負的0值。一般而言,技術的發展需要經過4個階段:技術萌芽期、技術成長期、技術成熟期、技術衰落期。有關全球柴油發電機專利技術于1955年開始有相關的專利申請,由系統估算出成長時間為40年,其反曲點發生在第42年(1996年)(如圖4所示),即專利申請持續成長至1989年,這一時期為萌芽期;此后專利技術成長進入成長期,直至1996年,這一時期呈現加速成長的態勢;1997直至2030年,專利技術呈現減速增長的態勢,但是總量依舊增加,這一階段為成熟期,成熟期專利申請累計量最高將達到24075件;此后專利增長將進入衰退期,專利數量呈現減少的趨勢。因此可知,目前全球柴油發電機技術已經步入成熟時期,但仍然具有較大創新潛力。
3全球柴油發電機技術分類分析
全球柴油發電機專利申請技術分類如圖5所示,申請最多的是專利分類的手工代碼為U22-H,此手工代碼代表柴油發電機全自動的頻率控制和相位同步技術,由于大功率的需要,往往需要把柴油發電機組并聯起來發電,但在并聯的過程中必須保證各個柴油發電機組的瞬間電壓、相位和頻率相同,從而才能保障各個柴油發電機可以順利的運行工作。申請次之的是U23-D代碼,其涵義和U22-H一樣。因此,從軟件分析的結果來看,全自動的頻率控制和相位同步技術是全球柴油發電機組中的核心技術。
4全球柴油發電機專利技術區域分布分析
全球區域中,柴油發電機申請專利最多的國家是日本,占全球申請總量的27%。三菱重工是日本著名柴油發電機品牌之一,自1917年開始,日本三菱重工就致力于各型柴油發動機的制造和研發,先進的研究開發和生產技術在日本和國外都得到了高度評價,三菱系列柴油發電機組設備在國際上同樣顯示了其高超的技術水平。從4KW-4600KW的三菱系列中速和高速柴油發電機組作為連續、常用、備用和調峰電源運行在世界各地。美國柴油發電機行業發展處于世界領先地位,專利申請總量僅次于日本,美國康明斯和卡特彼勒兩大柴油發電機制造商的產品名譽全球。而中國、韓國、德國等國家的柴油發電機專利總量偏少,占全球的6%~8%左右。
5全球柴油發電機專利申請人分析
圖7表示的是全球柴油發電機專利技術申請排名前十的機構,申請排名從高到低的機構是:日本的日新電機株式會社,松下電器產業株式會社,富士通株式會社,韓國三星電子,東芝,日立建機株式會社、三菱電機,德國西門子,索尼,海力士。全球申請機構中絕大部分都是日本的大型電機企業,且柴油發電機企業的專利申請方向偏向電子化、智能化,日本柴油發電機發展的主要優勢在于控制系統方面。
6總結
全球柴油發電機組整體專利的申請由緩慢成長發展到快速成長,市場研發創新活動相當活躍。根據生命周期預測,目前柴油機行業技術發展已經成熟,整個行業的衰退期將從2030年開始。全球柴油發電機組中的核心技術是全自動的頻率控制和相位同步技術。在全球范圍內,日本申請的技術專利最多,美國緊隨其后,而中國則處于較為弱勢的地步。中國柴油發電機行業應該多向日本、美國學習,借鑒其成功的經驗,重視產業知識產權,提早布局產業與技術專利戰略,從核心技術研發突圍。
參考文獻
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Abstract: With the in-depth development of the national electric power system reform and opening up policy, power engineering, construction technology and management is also faced with new challenges, the need to constantly adjust and innovation, the use of advanced technology and management model suitable for a market economy is validways, technology and management innovation is the inevitable choice for the development of power engineering construction enterprises, enterprise invaluable asset. This article by the simple introduction of the technology in power engineering construction, power engineering construction technology and management status quo conducted a further analysis, focusing on research and explore the power engineering construction technology and management innovation strategy, in order to for power engineering the development of effective theoretical basis.Keywords: power engineering; technology; management; existing problems; innovation strategy.
中圖分類號:TU71文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
1、電力工程施工中的技術與管理
電力工程施工主要包括電能資源的生產、資源配置以及資源輸送等領域的工程施工。電力工程施工中的技術主要包括橋架、線槽的施工技術和電纜的敷設技術、穿線的施工技術、接線及照明器具的施工技術等,通過這一系列的技術措施能夠保證電力工程施工的順利進行。電力工程施工中的管理包括電氣工程施工前的管理的合同管理、材料設備管理和電氣工程施工過程中的管理的組織管理、進度管理、界面管理、人員管理、質量監督管理以及電氣工程竣工階段的管理中的竣工驗收的管理、竣工結算的管理,通過對電氣工程施工的全過程、多方面、多角度的實施管理,以保證電力工程的施工效率和施工質量。通過電力工程施工中的技術與管理的有效實施,能夠促進電氣領域內電力工程的穩定、快速發展,實現電力工程的經濟效益和價值的最大化。
2、電力工程施工中的技術與管理中存在的問題
2.1電力工程施工中工作人員整體素質比較弱。在電力工程施工過程中,工程管理人員和技術人員投資效益以及施工合同意識比較淡薄,并且對控制造價領域的基礎知識掌握的不夠完善。電力工程管理人員及技術人員是電力工程施工能否順利進行的關鍵所在,一支專業素質高的工程建設隊伍是電力工程穩定、健康、快速發展的重要保證,因此電力工程中由于管理人員的投資觀念淡薄和技術人員的施工技術不夠高,能夠直接導致電力工程的施工存在安全隱患的現象,從根本上阻礙了電力工程的發展。
2.2供用電技術工程公司違章操作。在電力工程施工過程中,供用電技術工程公司具有龍頭的作用。在電技術工程公司中一般有業務部、財務部以及工程管理部,其中財務部的主要職責是向施工單位撥付工程款和向供應商撥付材料款和設備款以及向各用戶收取技術咨詢費、工程款等,而業務部和工商管理部則在電力工程施工的各個階段分別具有各自相應的負責項目,這就出現各部門間多次的交接,在交接過程中存在不足和欠缺之處,從而對電力工程施工的進展有一定程度的影響。并且在電力工程施工管理過程中供用電技術工程公司往往會出現違規操作現象,如在電力工程施工完工進行驗收時,應組織施工單位進行工程決算,但是供用電技術工程公司經常出現沒有經過審核,就向施工單位、材料供應商和設備供應商支付余款等,造成了電力工程施工管理出現混亂的狀況。
光電子信息產業作為新興的高技術產業,是以知識為基礎的知識經濟,其創新能力的關鍵是對知識的掌握與創新,而衡量知識創新的標志只有知識產權。知識產權包括很多類,如專利權、著作權、商標權、技術標準等。對于一個以知識為基礎的創新型產業,專利才是最有價值的知識產權。盡管不同產業、不同地區、不同時期的專利傾向有所不同,并且不是所有發明與創新都可申請或獲得專利;同時專利質量不同,帶來的經濟效益也可能有天壤之別。但和創新關系最密切、最客觀的指標仍然是專利,同時專利數據依法生成、公開透明,且分類體系國際統一。因此,用專利數量及增長率來評價光電子信息產業技術創新能力,有較高的科學性和客觀可靠性。
本文專利統計截止到2011年10月,且2011年度數據為不完全統計,在這里僅供參考,不作為評價的有效數據。武漢市專利總量由2005年的3140件增加到2010年10533件,每年都以大于20%的速度遞增,說明武漢市整體的創新意識與能力得到不斷地增強與提升。其中實用新型專利保持了46%以上的較高比例,外觀設計專利也占有近20%的比例,且一直處于上升的趨勢,而科技含量和技術創新水平較高的發明專利所占比例基本保持在35%左右。反映出高水平的創新活動與建設創新型城市的要求還有較大的距離,還需要更加得力的措施培育城市區域的創新能力。
對不同產業領域的專利對比分析可以知道,基礎、信息、機械電力與化工材料各領域從數量上所占比例分別保持在2.2~3.1%、10~11.8%、39.5~46.3%與42~45.6%之間(如圖1所示)。信息領域專利數量雖然不高,但所含發明專利的比例較高,分別在56~60.8%之間(如圖2所示)。從專利的增長速度看,近兩年基礎領域的專利數量沒有太大的增長,而信息領域的專利數量確以32.7%的速度增長,大大超過了機械電力(11.95%)與化工材料(10.5%)等領域的增長速度。特別是發明專利,在其它領域出現負增長的情況下,信息領域卻以25.4%的速度在增長。武漢光電子信息產業發明專利數量的增加、相對增長速度的加大,說明其創新效果明顯、步伐加快,其技術創新能力較其它產業明顯得到加強與提升。
從國內企業上看,武漢市光電子產業領軍企業烽火通信、長飛光纖與同是中國電子信息百強企業的深圳華為相比較,在專利數量上差距較大(如表1所示)。從年度增長情況看,武漢長飛光纖除2009年度有57%增長外,其它年度都沒有太大的變化,但武漢烽火通信一直在不斷地增長,其發明專利的平均增長速度在34.8%,個別年度達到78%,而深圳華為卻存在比較明顯的下降趨勢。說明武漢光電子企業的技術創新規模和強度與國內同行還有較大差距,但技術創新能力正處于上升階段。將這些企業與美國蘋果公司相比,不僅在專利數量上差距較大,在年度增長率上更是無法相比。蘋果公司在2009到2010年度不僅沒受到國際金融危機的影響,企業技術創新的強度和能力反而得以加強,專利增長率分別保持在55.4%和94.8%。所以,武漢光電子信息產業創新規模與能力雖然同國內外相比還有較大的差距,但創新能力的增強勢頭在國內處于領先地位。
二、存在的問題分析
首先是產業鏈上企業技術創新能力差別較大,阻礙了整個產業技術創新能力的提升。有科研院所作支撐的企業,科技人才總量豐富,而且技術積累與儲備量大,發明專利增長較快,技術創新能力較強。而許多引進的高新技術企業,雖然資金投入大、設備硬件設施先進,但沒有任何專利;企業重“引進”,忽視“消化吸收再創新”,技術創新能力較弱。
其次是產業鏈上企業技術創新各自為陣,技術創新相互支撐與集成創新能力較差。武漢光谷通過近十年的建設,形成了以光通信、移動通信為主導,激光、光電顯示、光伏及半導體照明、消費電子、集成電路、地球空間信息等競相發展的產業格局。武漢光電子信息產業中光纖光纜的生產規模居全球第一,國際市場占有率達到15%;光電器件國際市場占有率達到12%。但這些經濟上的成功,并沒從根本上改變武漢光電子信息產業服務社會、自我創新發展的方式。世界上最快的信息網絡并不在武漢,武漢地區也沒能建成世界以光通信為基礎的現代高速通信示范區,用以引領和推動光電子信息技術與產業的發展和變革。
最后是基礎與傳統產業等支撐領域技術創新能力較弱,嚴重制約著光電子信息產業技術創新能力的進一步提升。基礎領域發明專利雖然較高,但數量有限。沒有基礎領域創新發明專利在量上的積累,就不能真正保障將基礎領域的技術創新能力轉化為產業的創新能力。武漢機械電力與化工材料等傳統產業專利數量雖然在不斷的增加,但發明專利有逐年下降的趨勢,以致傳統制造業的創新能力較弱。
三、相關的對策建議
第一、大力倡導與發展先進文化建設,通過體現社會主義核心價值的文化需求去激勵產業創新,也只有代表先進文化發展方向的需求,才能激勵產業創新沿著正確的方向發展。加強產業自身的創新文化建設,把創新文化作為產業核心競爭力的重要支柱和手段來運用,并有意識地塑造產業共同擁有的創新文化氛圍,共同培育產業創新能力。
【中圖分類號】TM642
【文獻標識碼】A
【文章編號】1672-5158(2012)12-0345-02
1 前言
在我國,低壓配電柜經歷了50年左右的發展歷程,目前已經形成一個較為完善的體系。現階段,低壓配電柜也從最初的容量小、性能指標低、功能單一、體積大、種類少,發展為具有高性能、小體積、智能化等特點的產品。低壓配電柜的主要功能是分配電能和控制電能使用,隨著人們生活水平的不斷提高,對供電質量也提出了更高的要求。而低壓配電柜各方面性能的優劣直接影響整個電網的供電質量。因此,必須從技術上進行創新來不斷提高低壓配電柜各方面的性能,以此來確保供電質量。本文就低壓智能配電柜的技術創新及發展進行探討。
2 低壓配電柜的發展歷程
我國低壓電器歷經50年的發展,迄今已形成了比較完善的體系。從20世紀六七十年代的第一代產品,到20世紀七八十年代的第二代產品,再到20世紀90年代的第三代產品,21世紀初又推出了第四代產品,目前低壓配電柜已從最早的性能指標低、容量小、體積大、功能單一、規格品種少,發展為具備高性能、小體積、電子化、智能化、模塊化、多功能等特性的產品。我國在20世紀80年代開始引進低壓開關柜,90年代引進低壓成套設備,通過與國外公司的合資不斷地將國外的先進技術和設備引入到國內從國外引進的低壓成套開關設備總體來說有著如下的特點:這些設備在柜體的設計、設備的故障電弧防護能力、加工工藝、開關設備的智能化方面有著領先的水平,在技術上有著很大的突破,國外各大企業一直致力于在低壓供電系統實現集中監控的基礎上,積極開展智能化的低壓開關和智能化的低壓成套開關設備的研究。在設計方面,各大廠家已經采取了CAD軟件進行三維設計,同時將設計、數據庫、計算分析和加工等有機地結合起來,很大程度上提高了產品的設計速度和可靠性,并且降低了相關技術人員的勞動強度。
在設備的抗故障能力方面,成套開關的設備故障一直是技術上的瓶頸,國外大企業始終在致力于該技術的研發。在設備的發展方面,限制故障電弧的持續時間可以有效減小電弧的損害。一般來說,由于故障電弧電流值小于主開關的瞬間整定值,在此狀況下,常規的保護難以迅速地將電弧電流斷開,所以,一些研究機構開始向快速斷開電流技術方向展開,比如,ABB公司MNS低壓配電柜采用的絕緣材料和觸頭滅弧系統可以實現最大限度地防止故障電弧的發生,不但符合Ⅲc標準,而目還通過了權威試驗機構的故障電弧試驗。配電設備一旦發生了故障電弧,就可以實現在短時間內切斷電流,還不會影響到相鄰的抽屜單元。標準的抽屜單元具有互換性,只要將故障抽屜更換,就不會影響整個系統的正常運行。
在加工工藝方面,我國相關技術也取得了一定的突破,并且在母線的異型化、柜體無螺母連接上也有著一定的成果具體有:第一,母線系統。母線系統決定了低壓配電柜的電氣參數、進出線的方式、連接方式和柜體溫升,我國現已廣泛對國外研制的異形母線進行應用,這不但提高了異形母線的抗彎強度,同時還提高了其抗短路的強度,母線可以無孔連接。母線系統包括水平母線、垂直母線和支母線,其都與功能單元的主開關連接,因為二者都是不斷變化的,所以實現其連空位置加工很困難,為了使母線的抗彎和抗短路能力都不會受到影響,在采用異型材料時可實現任意位置的隨意連接,簡化了母線的加工過程,增加了異形母線的表面積,同時也增加了設備的散熱能力和載流能力。第二。所有連接都采用了無螺母連接,不但加工方便,而且提高了裝配的速度,還可以在靠墻安裝柜體中實現正面安裝和檢修,國內許多大型的公司還有效利用了三大件加工整體板材成型,在受力部位采用雙疊成型,側壁上可安裝橫梁,不但減少了許多過渡零件,還提高了柜體強度。
3 低壓配電柜的創新技術發展
我國低壓電器已經由最早的體積大、容量小和性能低發展為小型化、高性能和大容量。并且已經全面地進入了智能化、機械化和電子通信化。主要有以下幾個方面:
3.1 大容量
由于大規模工程項目和高層樓字的增多,對于低壓配電柜的容量要求也逐漸提高,目前變壓器單機容量已經達到了2000kVA以上,低壓配電柜的容量已經越來越大型化。
3.2 高分斷
隨著創新技術的進步,目前低壓配電柜的分斷能力已經高達100kA(kVA)以上。
3.3 開關柜的智能化
隨著現場總線和工業以太網技術的不斷發展,給開關柜的智能化提供了良好的發展機會,并且帶來了革命性的變革,低雎配電柜從各個元件到成套設備都已經實現了智能化、可通訊化以及網絡化,在新技術的變革下,電器元件都采用了智能化的元件,將傳統配電柜技術和微電子技術、工業以太網技術、計算機控制技術和電力電子技術等新技術相結合,大大提高了設備的可靠性。智能型開關柜通過通訊網絡組成了智能低壓配電系統。具有遙控、遙測、遙訊和遙詞的功能。由于現場總線技術的發展,使低壓配電柜的配電質量提高,能耗減少,實現了局域網的現場連接和配電保護的自動化,進一步提高了配電系統的可靠性,同時還開發了功能強大的監控系統。工業現場總線的應用與通信技術和工業以太網為用戶提供了一個安全、可靠、快捷、智能的人機界面系統,基本實現了自動化配電系統的智能化控制。
3.4 模塊化、標準化的結構設計
低壓配電柜的模塊化和標準化的結構設計是未來設計的一個大方向,由于結構設計向著專業產業化的模式發展,所以使模塊化設計得以進一步實現。模塊設計就是安裝尺寸模數化、安裝方式多元化、功能模塊化、組裝積木化,以利于功能增減和縮短維修時間,這種設計方便快捷,而且結構標準化程度、流程化程度都很高,還可滿足各種結構設計的形式。
3.5 高可靠性
新一代低壓配電柜一個重要的技術進步就是高可靠性,如何在生產過程中嚴格控制可靠性,就必須進行流程化的可靠性設計。以ABB公司的INSuM系統為例,通過與低壓配電柜等現場設備的結合,使成套供、配、用電系統能夠實現在本機、上位機、負載等對象中交換各種信息,同時通過工業網絡來實現狀態檢測、信息回饋、綜合判斷、發出指令操作等方面對整個配電系統的可靠性提高。
3.6 新材料的采用
現在的設計大多采用低碳環保的新材料,在材料滿足系統可靠性和安全性的基礎上,還要重視材料的性能,比如金屬材料的導電性和安全性。采用新型的塑膠材料,不但能夠實現絕緣和溫控,還能保護環境,而且有著更高的性能優勢。
3.7 制造技術的發展
低壓配電柜的工藝繁多,而且為制造技術的發展提供了新的方式,比如機械安裝、模具加工、塑料成型等等,目前各大企業都在加大制造技術的研發投入,例如將傳統的焊接工藝改變為鍍鋅鋼板上沖孔成型的特殊工藝。
3.8 各種元器件的新技術
隨著新技術的應用,各種元器件如熱繼電器、斷路器、交流接觸器等等,雖然這些元件都實現了尺寸的小型化,但是都考慮到了額定工作電壓和額定絕緣電壓。同時電器分斷時的飛弧距離也越來越小,大型斷路器還在對地的金屬件上設置了絕緣障,不但約束了電弧,而且還有效地減小了飛弧的距離。由于低壓配電柜要進行發熱計算,所以對熱耗有所要求,在一般工藝中對交流接觸器,特別是大容量交流接觸器,應采用直流控制,這樣可以有效地減少鐵耗,同時降低熱耗。同時,各元件的功能模塊要實現安裝功能的模塊化、標準化和多樣化。
4 低壓配電柜的發展趨勢和應用前景
第四代智能化低壓配電柜是未來技術研發的主要趨勢,將智能化、通信化和網絡化的新型低壓配電器與現場總線技術相結合會研制出新式的產品。未來低壓配電柜將會發展為和雙向通訊相結合,體現出完全的自動化、網絡化和通信化。未來技術的研發將越來越側重于系統化和模塊化,會重視元件的研發,使元件向高性能和小型化發展,并且會越來越多地使用到新材料,在機械安裝和制造方面,會越來越標準化、模塊化,同時配電柜會以自動化系統為趨勢。并目通過接口來實現和計算機控制的自動化配電系統組件通信,整個系統都在智能化控制系統之中。
1案例分析
教學中一般采用的教學模式為:電路原理分析-電路關鍵參數的設計-電路仿真-仿真結果分析討論-總結電路的特點及各參數對電路的影響[3]。
1•1單相交流調壓電路
單相交流調壓電路是把兩個晶閘管反向并聯后串聯在交流電路中,通過對晶閘管的控制來控制交流電力的控制電路。廣泛應用于燈光控制(如調光臺燈和舞臺燈光控制)、異步電動機的軟啟動、異步電動機的調速、供電系統中無功功率的連續調節等諸多領域。在進行單相交流調壓電路的教學過程中,由于課本僅給出了如圖2所示的電路構成[4],學生對此缺乏感性認識,課堂教學效果欠佳。而在進行實驗調試的過程中,又往往會出現控制角α的調節不準而導致實驗效果不佳的問題,使學生對電路的理解不準甚至干脆無法理解。使教師講得費力、學生聽得費神,無法獲得良好的教學效果。針對這一問題,引入基于MATLAB的虛擬實驗室進行計算機仿真以確保教學的有效性,使學生一改往日“上課聽聽、作業抄抄、考試突擊”的被動學習為“勤動腦、肯動手、敢提問、會分析、能解決”的主動學習[5],同時,對學生學習興趣的提高起到了有力的推動作用。以下從構筑電路、參數設置及仿真比較方面分析不同負載、不同電路狀態時的輸出結果,以增強學生對知識內在聯系的把握及認識,培養其創新意識。1•1•1帶電阻性負載的仿真串聯RLC模塊中參數設置為R=45Ω,L=0H,C=inf(無窮大)。仿真結果如圖4所示。
1•1•2帶電阻電感性負載的仿真
串聯RLC模塊中參數設置為R=45Ω,L=0•1H,C=inf。仿真結果如圖5所示。
1•2三相正弦波脈寬調制變頻電路