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方案優化方法范文1
中圖分類號：TU2 文獻標識碼：A
引言
建筑設計的理念是著眼于持久的長期價值，它通過良好的功能與適用性的產品，在很長一段時間里，能夠給消費者帶來很高的價值。因此在目標要求、市場要求、銷售要求、材料要求、結構及其要素的合理選用與商品生命周期間的配合下。形成了最佳配比和系統優化的組合，避免了資源的浪費及增加無效的投入。房地產是一項投資大、風險高的行業,企業投資必須要有一定的回報率,為了提高建筑工程投資效果,優化建筑工程設計方案,是有效提高工程經濟合理的關鍵。
1.建筑工程設計方案優化概述
建筑工程方案設計是依據設計任務書而編制的文件。主要由設計說明書、設計圖紙、投資估算、效果圖等四部分組成。根據國家規范及地方有關工程建設政策和法令的基礎文件，建筑工程方案設計是建筑工程投資有關指標、定額和費用標準的的最初依據。建筑工程設計方案對建設投資有著重要的影響，通過科學的建筑工程設計方案優化能夠有效降低工程造價10%左右，同時還能夠對工程施工成本、施工質量起到簡介的促進作用。因此，加強現代建筑工程設計方案優化對提高投資使用率、提高企業綜合市場競爭力都有著重要的影響。加強建筑工程設計方案優化已經成為現代工程建筑投資與建設的首要工作。
1.1建筑工程設計方案現狀分析
目前我國的建筑工程設計方案主要是本著對投資方要求負責的理念進行,有關部門僅對圖紙等進行簡單的審核,這就造成對建筑工程設計方案缺乏必要的考核與評價。而且投資方沒有認識到方案設計對投資的影響,僅注重投標價與標底價的差距,沒有認識到設計方案的優化對投資的影響。因此導致在投標過程中方案審核不細、概算粗略、要求出圖時間緊、刻意壓低設計費用。種種原因導致了建筑工程設計方案沒有得到足夠的重視,設計方案的優化也無從談起,最終導致工程投資超標的現象屢屢發生。針對這樣的情況,建筑工程投資企業必須認識到建筑工程設計方案優化的重要性,認真審核投標方設計方案,通過對設計方案的優化達到降低工程投資、提高工程造價管理水平的目的。
2.建筑設計方案優化的必要性
建筑設計方案優化是在建筑設計招標工作結束后，建設單位與中標設計單位需要立刻展開的一項重要工作，其必要性在于：1、中標設計方案有待成熟與完善方案中標并不意味著方案的完善。通常情況下，自招標文件公布至提交方案，留給設計單位的有效設計周期不會超過40天。同時，依據招投標法規，招標期間建設單位與設計單位之間除“答疑”之外不能進行其他方式的溝通，因此，在有限時間與有限交流的前提下，要求設計單位拿出能夠充分領悟建設單位意圖、完全滿足建設需求的方案是不現實的。此外為了加快進度，目前建設單位一般都采用“概念設計方案”招標。在功能布局及技術標準等方面，中標設計方案的深度難以直接銜接后續的相關設計活動，需要在設計方案優化階段加以深化與細化。
2.1建設單位的技術要求有待明確與落實
目前的建設項目，尤其是大型復雜建設項目，面臨功能、交通、環保、景觀、法規等越來越復雜的內外部環境條件和設計約束，在缺乏建筑設計方案雛形的情況下，建設單位很難提出明確詳細的設計要求，其在設計招標文件中對功能需求、建筑風格的描述往往是模糊的或是框架的。因此，在明確中標方案后，應該基于中標方案的建筑布局，對各項技術要求、功能需求及設計約束進行逐一細化、優化和協調，并最終落實和確認。
2.2集思廣益，博采眾長
中標方案僅為一家單位的設計成果，其設計思路的局限性在所 難免。而設計招標過程中，少則三家，多則十幾家單位參與設計，各投標方案的設計手法、設計亮點對開拓建設單位和中標設計單位的思路是有價值的，可以在設計方案優化階段集思廣益、博采眾長，充分借鑒其他投標方案的優點，對中標方案進行優化完善。
3.建筑工程設計方案優化重點
3.1建筑工程設計方案的綜合優化
建筑工程設計方案的優化以工程功能需求出發,以技術先進性、工程造價嚴謹性、財務審核規范性為重點,科學的進行設計方案優化。通過對施工技術的先進性的設計,科學的應用現代建筑施工技術,提高工程施工效率,達到降低施工成本、降低投資的目的。通過工程造價嚴謹性控制,達到工程造價對施工的指導目的,為施工成本控制奠定基礎。通過財務審核規范性對工程造價、施工資金使用等進行控制,達到工程投資的科學使用,避免職務侵占、偷工減料等情況的發生。同時科學的建筑工程設計方案優化還需要對施工過程材料進場數量、進場時間、堆放場地與堆放方法的進行設計優化。通過科學的進場數量設計減少材料進場過多造成的場地占用、資金占用以及材料管理費用。通過科學的堆放場地設計能夠有效減少施工過程二次運輸費用,提高施工效率。通過科學的堆放方法設計優化能夠有效的避免材料堆放不當造成的材料損失?？傊?科學的建筑工程設計方案優化施工對施工全過程各項工作的充分考慮,建立現代化、精細化施工管理,以此達到建筑工程施工設計方案的最終目的。
3.2建筑工程設計方案的質量優化與管理
建筑工程設計方案的質量優化與管理對建筑投資企業與施工企業都有著重要的意義,是為了提高工程設計質量、滿足設計規范要求、達到高標準工程的關鍵。建筑工程設計方案的質量優化是通過人員優化、項目設計管理優化以及科學的統籌安排來完成的系統工作。設計人員必須具有較高的專業技術基礎,并對每個設計人員的專業項目進行整合,是專業人員的強項得到發揮,以此提高設計方案質量的提高。項目設計管理過程要抓住重點與關鍵點、對項目設計的方案圖、施工圖、預算等進行重點控制,以此提高建筑工程設計方案質量。設計過程中還要通過優化統籌安排工作、提高設計效率與各環節的交接,對交叉工作進行統籌安排。通過設計工作的統籌安排提高設計工作效率、縮短設計時間。對于工程設計中需使用新技術、新材料的,還要加強對可行性的分析與驗證,對比同類工程中新技術新材料使用情況確保工程質量。設計部門或企業還要加強自身設計人員綜合水平與素質的優化,通過在職學習、交流等方式提高設計人員的綜合水平,有針對性的對專長人員進行培訓。
4.如何提高我國建筑工程設計方案優化水平
建筑工程設計方案優化水平的提高不僅僅是提高投資方對設計方案的認識,還要通過國家主管部門提高監管力度、提高設計監理推廣、完善有關法規、強化綜合性設計方案優化等多方面工作共同提高我國建筑工程設計方案優化水平。通過建筑工程設計方案優化不能夠單純的強調節約投資,應從綜合性考慮出發,注重設計的科學性、技術的先進性,以提高設計價值目標為基礎、總體效益為出發點,達到建筑工程設計方案優化效果。
建筑設計方案的優化管理對設計項目的方案有著重要的意義,建筑設計方案的確定不僅僅是為了評選好的方案,優化選取方案不是目的,重要的是在建筑設計方案運行中進行優化管理。當建筑設計方案選取后,按專業部分進行優化、細化、量化而后運行。建筑設計方案優化管理,旨在于打破舊的、固定不變的教條,采取積極地動態管理方法。建筑設計質量的優化管理,在于建筑設計質量的優化與管理。建筑設計質量的優化關鍵在于建筑設計思想目標的確立,建筑設計思想的優以及專業技術人員的專業水平。因此,建筑工程設計部門或企業必須注重人才的培養,通過人才培養提高建筑工程設計方案質量、提高優化水平,以此提高企業的綜合市場競爭力。
5.結語
現代建筑工程設計方案要求的提高對建筑工程施工企業有關部門的工作人員提出了更高的要求,要求施工企業專業技術人員不斷提高專業技術與管理水平,以全過程、全面性施工管理理念對就建筑工程設計方案進行審核與優化,積極與設計單位進行溝通,為提高投資效率、提高施工質量奠定堅實的基礎。
參考文獻：
[1]楊永波.建筑工程設計方案概述[M].中國建材工業出版社,2008,1.
方案優化方法范文2
【關鍵詞】風電場；無功；優化配置
1.存在的問題分析
2012年6月生效的國標《風電場接入電力系統技術規定》（GB/T 19963-2011）對通過110（66）kV及以上電壓等級線路與電力系統連接的新建或擴建風電場的無功容量配置原則進行了闡明，具體見標準第19、20兩大條，分別對風電場無功電源的符合要求和無功容量配置進行了規定。
上述標準條文僅給出了指導性建議，其所規定的風電場無功容量配置存在的主要問題在于，在現行工程計算中，往往采取風電場額定容量一定百分比的形式粗略計算。計算結果極容易造成容量浪費，帶來投資浪費；或者容量不足；再者，目前風電場無功容量配置缺乏對無功補償類型細分。在現行工程計算中，往往“寧枉勿縱”，對動態調節性能較好、價格較高的無功補償裝置配置過剩。此外，該規程在具體設計時應用存在局限性，按照規程要求進行補償，當風電裝機容量較小、送出線路較短時，其無功補償容量裕度較大，經濟性略差；當風電裝機容量較大，送出線路長度較長時，其無功補償容量裕度較小，可靠性略差。風電場無功優化控制可以分為無功規劃優化和無功運行優化兩個部分。目前，國內外關于風電場無功優化控制的文章并不是很多，但是對電力系統無功優化的討論已經比較成熟。對于無功優化的的研究，學者們大都關注于電力系統內部或含有風電場的配電網內部的無功優化研究，專門研究風電場內無功優化的文獻較少。[1]以電網有功損耗和無功補償裝置投資的綜合費用作為電力系統無功規劃優化的目標函數，將電壓穩定性作為無功會話問題的約束條件，求得在和合理電壓水平下的最佳無功補償配置方案。[2]針對風電場無功優化補償模型，提出無功投資、電壓穩定和有功網損的多目標函數，應用靈敏度發和改進遺傳算法分別來確定風電場的補償地方和容量，文中沒有充分考慮風力發電機的無功支撐能力。[3]通過對調壓變壓器、投切電容器、SVC和SVG等無功補償裝置制定不同的無功控制策略，實現了風電場低電壓穿越能力和最小有功損耗，但也只考慮了無功補償裝置和補償能力。文獻[4]綜合考慮風速和負荷的變化對風電場有功和無功輸出的影響，對系統各種工況進行計算，得出總的補償容量值。在基于遺傳算法求得無功補償值下，可使得風電場母線電壓在允許值范圍內并且電容器動作次數最少，但文中對風機無功出力分配只采取了簡單的平均分配原則，沒有更細致的研究，且基于遺傳算法的無功優化配置方法計算復雜。
綜上所述，提供一種能夠考慮風力發電機組無功容量、綜合考慮風電場接入方式、無功補償與電壓管理多目標的并易于工程設計實現的無功容量計算方法及相應的無功補償配置方案，解決目前風電場無功優化配置問題，十分必要。本文以華能大龍潭風電場為分析研究對象。針對規劃中風電場的動態無功補償設計和已建電場無功補償裝置改造設計中涉及的容量優化配置分別提出了基于潮流計算的無功配置方法和基于現場錄波數據仿真模型的優化設計方式。
2.風電場動態無功補償安裝地點
風電場動態無功補償裝置加裝地點主要有集中補償點和分散補償點兩類，示意圖如下所示，集中補償點根據又可以分為匯流站主變高壓側、低壓側，分別對應圖中的集中補償點A和集中補償點B，分散補償點在風機端，見圖中的分散補償點C。感應異步風機由于本身需要較多的無功功率，一般在風機端加裝無功補償裝置進行分散補償，并在風電場并網點出安裝集中補償。雙饋風機和直驅風機由于變流器可控輸出功率因數，并且可發少量的無功功率補償，因此，不需要在風機端分散補償，只需要在風場并網點進行集中補償即可。并網點集中補償，受限于目前的電力電子功率器件電壓等級和SVG拓撲結構限制，若在主變高壓側設置動態無功補償，SVG連接專用變壓器和SVG裝置本體成本會很高，因此，目前國內外集中補償點均選擇安裝在主變低壓側35kV母線支路下。SVG拓撲一般為鏈式多電平結構，根據補償功能，可選擇星接或角接拓撲。
3.規劃風電場動態無功補償容量評估方法
對無功功率補償前的風電場運行情況進行潮流分析，是風電場無功功率補償方案的基礎，通過對潮流計算結果的分析，可以掌握風電場的運行特點，發現可能出現的風電場運行問題。下文通過含有風電場的電力系統潮流計算的迭代算法，綜合考慮風電場母線電壓、有功功率、無功功率之間的關系，能夠在風電場母線電壓不變的情況下，計算出風電場不同有功功率下需要的無功補償容量的實時值。
3.1風電機組的穩態等值數學模型
相比較傳統潮流計算分析方法，含風電場的電力系統系統潮流計算不同之處就在于如何正確處理風力發電機組。異步發電機的型等值電路如下圖所示，s為發電機轉差率，r1、x1分別為定子電阻和漏抗，r2、x2分別為轉子電阻和漏抗，rm，xm分別為勵磁電阻和電抗[6]。
轉差率為
可得發電機向并網點注入的無功功率
另一種廣泛應用的雙饋風機的穩態等值電路如下圖所示[5]，U2為轉子外機電源電壓。當風速為已知時，可以通過風電機組的風功率特性求得該風速下發電機注入系統的中的總有功功率pe，其由兩部分組成，一部分是由定子繞組發出的有功功率，另一部分是轉子繞組發出或消耗的有功功率 pr。
風電機組注入系統的有功功率為
其中pe可由風功率曲線確定，轉差s可由雙饋風電機組的轉速控制規律求取。
目前雙饋電機基本是以恒功率因數方式運行為主。該運行方式下，通過調節轉子繞組外接電源電壓的幅值和相角，可以維持風電機組定自測功率因素恒定不變。由于轉子側變頻器傳遞的有功功率比較小，因而由變頻器吸收或發出的無功功率很小，可近似認為風電機組的無功功率等于定子繞組的無功功率，則有：當風速給定后，風電場總的有功功率即為已知，此時無功功率僅僅是風電場電壓函數，因此，方便進行潮流計算。
3.2大龍潭風電場現場概況
大龍潭升壓站由110kV龍洱線供電，升壓站110kV I段母線與龍洱線相連，I段母線上有兩臺110kV/35kV主變，分別為1號主變和和2號主變，容量均為50MVA，其中1號主變35kV側與35kV I段母線相連，2號主變35kV側與35kV II段母線相連，I段母線和II段母線之間通過母聯開關連接，35kV I段母線上連接有大龍潭I回線和大龍潭II回線，以及35kV 1號無補償器；35kV II段母線上連接有觀音山I回線，觀音山II回線和觀音山III回線，以及35kV 2號無功補償器。各回線上連接風機情況如下：1）35kV大龍潭I回線：1#、11#～22#、27#、29#～33#風機，共17臺；2）35kV大龍潭II回線：2#～10#、21#、22#～26#、28#風機，共16臺；3）35kV觀音山I回線：8#～20#風機，共13臺；4）35kV觀音山II回線：21#～26#風機，共6臺；5）35kV觀音山III回線：1#～7#風機，共7臺。
3.3風電場系統潮流分析計算
由于PSASP中沒有合適的風電機組模型，用發電機代替，按照上文給出的電網結構，搭建基于PSASP的華能大龍潭風電場全場單線圖模型，主要包括59臺風電機組、2臺主變壓器、以及相應的集電線和送出線路。系統的基準容量為100MVA，110kV母線基準電壓115kV，35kV母線基準電壓35kV。大龍潭風電場風機均采用雙饋感應發電機，發電機雖然可以發出或吸收少量的無功功率，但是范圍有限，故潮流計算時可是做功率因數1.0運行，從而將其視作PQ節點，此模型不考慮尾流效應[7]。在潮流計算過程中，需要對電源節點的電壓、變壓器變比等進行調整，才能得到可行的潮流計算結果。全風電場潮流計算時，針對不同的系統運行方式（以大龍潭風電場110kV匯流站母線電壓作為系統電壓）、風電場輸出功率、主變壓器投運臺數、主變壓器分接頭位置，分別進行了24中不同運行方式的潮流計算。24種不同運行方式下大龍潭風電場全場潮流計算結果，關鍵節點電壓數據，如下表1所示。50%PN（#1主變）是指#2主變檢修停運，風力發電機通過#1主變并網，并網發電功率44.25MW運行情況；50%PN（#2主變）是指#1主變檢修停運，風力發電機通過#2主變并網，并網發電功率44.25MW運行情況。
表1 大龍潭風電場全場潮流計算結果―關鍵節點電壓
計算條件 節點電壓
系統運行 風場輸出 主變分接 作業編號 110kV 35kV/I段 35kV/II段
最大運行方式
（U=1.03） 最大
（2臺主變） 最高 7 1.013 0.954 0.939
主抽頭 8 1.012 1.002 0.984
最低 9 1.010 1.054 1.033
最小
（2臺主變） 最高 2 1.006 0.958 0.940
主抽頭 1 1.004 1.004 0.983
最低 3 1.001 1.054 1.029
50%PN
（#1主變） 最高 18 1.024 0.971 ―
主抽頭 17 1.021 1.017 ―
最低 16 1.019 1.068 ―
50%PN
（#2主變） 最高 19 1.023 ― 0.951
主抽頭 20 1.021 ― 0.995
最低 21 1.018 ― 1.043
最小運行方式
（U=0.93） 最大
（2臺主變） 最高 12 0.890 0.831 0.821
主抽頭 11 0.891 0.875 0.862
最低 10 0.891 0.922 0.906
最小
（2臺主變） 最高 6 1.006 0.958 0.940
主抽頭 4 1.004 1.004 0.983
最低 5 1.001 1.054 1.029
50%PN
（#1主變） 最高 13 0.923 0.872 ―
主抽頭 14 0.921 0.915 ―
最低 15 0.919 0.961 ―
50%PN
（#2主變） 最高 24 0.922 ― 0.854
主抽頭 23 0.920 ― 0.894
最低 22 0.918 ― 0.937
通過上述各種典型運行方式的潮流計算，可以全面了解風電場在無功功率補償前節點電壓、支路功率等關鍵節點運行情況，對潮流計算結果進行綜合分析，該風電場在加裝動態無功補償裝之前，主要問題為：系統電壓最低時，風電場110kV母線電壓偏低，改善主變分接頭位置效果不明顯，尤其是觀音山和大龍潭5條回線滿發功率時，110kV母線電壓更低，這主要是因為大龍潭風電場集電線大都采用架空集電線，充電無功較小，系統主要是感性無功，導致母線電壓低。
3.4大龍潭風電場無功補償容量評估
針對上述結果分析，在系統電壓最低時，對每一確定的風機有功功率，可以計算出補償不同無功容量（PSASP可以批處理作業，無功補償容量可以按照0.1Mvar步長逐漸遞增）后相應的不同的風電場母線電壓值，從這些母線電壓中可以比較出達到最低電壓下限，最靠近額定電壓的電壓值，此電壓值對應的無功補償容量即為系統所需的動態無功補償容量[8]。
表2 確定大龍潭風電場無功補償容量的潮流計算結果
計算條件 節點電壓
系統運行 風場輸出 主變分接 作業編號 110kV 35kV/I段 35kV/II段 #1
SVG #2
SVG
最小運行方式
（U=
0.93） 最大
（2臺主變）
最高 30 0.939 0.884 0.889 0.03 0.03
29 0.960 0.911 0.916 0.05 0.05
28 0.982 0.939 0.943 0.08 0.08
主抽頭 25 0.943 0.935 0.940 0.03 0.03
26 0.967 0.966 0.970 0.05 0.05
27 0.991 0.998 1.002 0.08 0.08
最低 31 0.948 0.990 0.995 0.03 0.03
32 0.974 1.026 1.031 0.05 0.05
33 1.000 1.064 0.067 0.08 0.08
50%PN
（#1主變） 最高 34 1.033 1.088 ― 0.03
主抽頭 35 1.032 1.032 ― 0.03
最低 36 1.033 1.088 ― 0.03
50%PN
（#2主變） 最高 37 1.031 ― 0.981 0.03
主抽頭 38 1.032 ― 1.032 0.03
最低 39 1.033 ― 1.088 0.03
根據潮流計算結果，穩態情況下，I/II段母線需至少配備3Mavr的容性動態無功補償裝置，再考慮一定的設計裕量即可。
4.已建風電場動態無功補償裝置改造優化
對于已建風電場無功補償設備改造或者容量重新匹配應用場合，利用現場實際運行數據更能準確的優化無功補償設備容量。
對于風電場動態無功補償容量，各個無功負荷自身的模型并非是最重要的，其對風電場接入點表現出的電氣特性是最重要的，由于風電場對系統的外部總體特性可近似為電流源，因此，為克服上述建模方法計算復雜的特點，本課題還擬采用基于現場實際錄波數據構建風電場無功負荷電流源模型的方法，并根據系統短路容量配置仿真模型電源負荷和短路阻抗，以模擬風電場無功功率、電壓的變化，從而為風電場無功補償容量的優化設計提供參考指導，但是這種方法只能針對已建成風電場，無法應用于風電場前期設計動態無功補償裝置定型。
4.1基于現場錄波數據的模型建立
基于現場實際錄波數據構建的風電場系統模型如圖1所示，仿真環境采用PSCAD軟件，主要包括系統電源、主變壓器、集電線以及基于風電場現場實際錄波數據構建的無功負荷電流源模型。
在風電場現場主變壓器高、低壓側，各集電線及選定風機設置測點，利用電能質量監測儀器實時記錄測點的電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數等關鍵電氣變量數據，這些現場實際無功、電壓變化錄波數據經相應的格式轉換成無功電流數據導入到PSCAD仿真環境的FileRead模塊，輸出分別控制風電場負荷等效無功電流源，以達到模擬實際風電場無功、電壓等動態變化的目的。
4.2現場錄波數據處理
實際現場錄波數據處理步驟如下：
1）將數據復制轉存成txt格式；
2）在Matlab中通過textread命令讀取各列數據；
3）通過str2num命令將字符型轉換為數值型；
4）將取出的各列數據另存為PSCAD軟件認可的text格式如下：
5）錄波數據導入，通過PSCAD的File Reader模塊直接讀??；
將錄波的電流數據作為電流源作為風電場系統仿真模型的無功負荷模型。
為進一步模擬復現風電場實際運行情況，在基于風電場現場實際錄波數據構建無功負荷電流源模型的基礎上，根據系統短路容量配置仿真模型電源負荷和短路阻抗，可以依據仿真模型電壓與現場實測錄波電壓有效值波動差異進行調整修正，修正后的結果如下圖所示，模型仿真與現場錄波數據基本一致，為下面的仿真奠定基礎。
4.3 補償容量仿真確定
通過SVG的無功補償，通過兩臺110kV變壓器注入到系統的無功功率都補償為零。
如圖7所示，6月6號該天中1號SVG需要輸出的最大無功功率為7.6Mvar，2號SVG需要輸出的最大無功功率為10Mvar。如圖8所示，6月8號改天#1 SVG需要輸出的最大無功功率為12.4Mvar，#2 SVG需要輸出的最大無功功率為10.4Mvar。
根據這兩天的仿真數據可見，要滿足風場系統無功功率為零目標，穩態無功需求#1號SVG容量應大于12.4Mvar，#2號SVG的容量應大于10.5Mvar。
但是，若以滿足風電場接入點電壓滿足0.97～1.07pu范圍為目標，#1號SVG容量應大于3Mvar，#2號SVG的容量應大于3.5Mvar。與上述潮流計算的結果較為接近。
5.結論
針對現有國標規程在風電場無功容量設計過程中的局限性，本文以實際風電場為分析研究對象，針對規劃中風電場的動態無功補償設計和已建電場無功補償裝置改造設計中涉及的容量優化配置分別提出了基于潮流計算的無功配置方法和基于現場錄波數據仿真模型的優化設計方式，避開了繁雜的計算，具有較高的工程實用價值。
參考文獻
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[8]劉艷妮.電力系統潮流計算中風電場模型研究.華東電力，Vol.36，No.4，2008.
作者簡介
孫大南（1986.1―），博士，安徽桐城人，2012年畢業于北京交通大學電氣工程專業，現供職于思源電氣股份有限公司，主要進行高壓靜止無功補償裝置研發.
基金項目
方案優化方法范文3
【關鍵詞】 神經癥；強迫癥；社交焦慮障礙；驚恐障礙；廣泛性焦慮障礙；專家咨詢法；Delphi研究
中圖分類號：R749.705.3 文獻標識碼：A 文章編號：1000-6729(2011）004-0273-06
doi:10.3969/j.issn.1000-6729.2011.04.009
（中國心理衛生雜志，2011，25（4）：273-278.）
Optimization for the treatment of neurosis:A Delphi consensus study
LUO Xiao-Min，HUANG Yue-Qin，WANG Xiang-Qun，LIU Zhao-Rui，TANG Ni
Peking University Institute of Mental Health，Key Laboratory of Mental Health，Ministry of Health(Peking University)，Beijing100191,China
Corresponding author:HUANG Yue-Qin，huangyq@bjmu.省略
【Abstract】 Objective:To explore the optimal therapies of different types of neurosis.Methods:Literature method was used for screening all the effective medical and psychological treatment for neurosis,then the Delphi method was used and 20 psychiatric specialists from 20 third-level psychiatric hospitals were selected to take part in the two rounds of expert consultation,at last the optimal therapies of different types of neurosis were selected.Results:The optimal treatment of neurosis were as follows:obsessive-compulsive disorder was paroxetine plus cognitive behavior therapy,social anxiety disorder was paroxetine plus comprehensive psychological therapy and paroxetine plus cognitive behavior therapy,panic disorder was for the SSRI (selective serotonin reuptake inhibitors) and benzodiazepine plus cognitive behavioral therapy and paroxetine plus cognitive behavior therapy,generalized anxiety disorder was paroxetine plus cognitive behavior therapy and paroxetine plus cognitive behavior therapy.Conclusion:The optimal therapies of four types of neurosis,including obsessive-compulsive disorder,social anxiety disorder,panic disorder,and generalized anxiety disorder,are successfully selected by using the Delphi study.
【Key words】 neurosis;obsessive-compulsive disorder;social anxiety disorder;panic disorder;generalized anxiety disorder;treatment;Delphi method
（Chin Ment Health J,2011,25(4):273-278.）
神經癥是一組患病率高的非精神病，據世界衛生組織報告，其中強迫癥的疾病負擔已居疾病負擔的前十位［1］。
我國精神病?？漆t院對神經癥的治療水平參差不齊，可能延誤神經癥患者診治，浪費醫療資源，使之成為較大的疾病負擔［2-5］。因此，急需優化神經癥已有明確療效的藥物和心理治療方案，建立標準化神經癥治療指南和早期干預模式，提高療效，達到降低國家經濟負擔，促進人群精神健康的目的。
為此，本研究采用專家咨詢法，又稱特爾菲法（Delphi法），調查了精神科臨床專家對神經癥的已有明確療效的藥物和心理治療方案的治療經驗，以期探討不同類型神經癥治療的最優治療方案，為神經癥規范化治療和相關研究提供臨床依據。
1 對象和方法
1.1 對象
根據我國醫院的分級標準可以看出三級醫院反映的是我國最先進、更權威的治療技術，且其醫療服務覆蓋面最廣，故本研究選擇我國三級醫院日常從事精神科臨床治療工作的副高及以上職稱的精神衛生學臨床專家（非專職心理師、老年、兒童精神病治療師）。此次咨詢的專家人數共計20人。
1.2 方法
1.2.1問卷設計
本研究納入4種常見神經癥：強迫癥（obsessive-compulsive disorder，OCD）、社交焦慮障礙（social anxiety disorder，SAD）、驚恐障礙（panic disorder，PD）和廣泛性焦慮障礙（generalized anxiety disorder，GAD）。首先，采用文獻法對這4種神經癥目前已有明確療效的全部藥物和心理治療進行回顧，第1輪問卷將初步篩選出的治療方案分為2級進行設計：第1級條目為治療方案名，例如：單純藥物治療。其中強迫癥4個治療方案，社交焦慮障礙、驚恐障礙和廣泛性焦慮障礙均為3個治療方案；第2級條目為單個治療名，例如：氯丙咪嗪。其中強迫癥47個治療名、社交焦慮障礙23個治療名、驚恐障礙39個治療名、廣泛性焦慮障礙44個治療名。
問卷包括了對每個治療方案、治療措施的推薦程度的判斷；還包括專家對各治療方案和治療名的熟悉程度、判斷依據以及專家的基本情況，如年齡、職務職稱、專業及從事工作年限等內容。此外問卷中設置了開放性的問題，以便專家對課題和備選指標提出自己的意見和建議。
第2輪咨詢問卷是在匯總第1輪咨詢的分析結果及專家提出的意見與建議后形成的，條目為每個疾病具體的治療名，例如：強迫癥使用氯丙咪嗪聯合行為療法。其中強迫癥27個治療名、社交焦慮障礙19個治療名、驚恐障礙5個治療名、廣泛性焦慮障礙13個治療名。其他評價內容與第1輪問卷一致。
1.2.2 賦值依據
在調查表中，推薦程度賦值：首選推薦（5分），比較推薦（4分），一般推薦（3分），不太推薦（2分），不推薦（1分）。考慮到每位專家對不同問題的權威程度不同，需了解專家對每個指標的熟悉程度和判斷依據，熟悉程度分為6個等級：很熟悉，熟悉，比較熟悉，一般熟悉，不太熟悉，不熟悉。判斷依據按常規分為理論知識，實踐經驗，國內外同行的了解，直覺4類。
1.2.3 專家咨詢法調查步驟
在2008年全國精神病學學術重慶年會會場發放第1輪專家咨詢問卷，由20名專家本人填寫，并現場回收。根據第1輪專家咨詢的結果，形成第2輪專家咨詢問卷。1個月后，采用信函的方式，將第2輪專家咨詢問卷、填表說明及貼好郵票的回執信封一起寄給專家，由專家本人填寫，并在規定的時間內寄回。
1.2.4 統計分析和指標
使用Epidata3.0進行平行雙錄入，使用SPSS16.0進行數據分析。首先對專家進行評價，如專家的基本情況、專家的積極性、專家的權威程度等；隨后，采用眾數、算術平均數、中位數、變異系數、滿分率及專家協調程度系數等統計指標進行集中程度和離散程度的分析。
2 結 果
2.1 專家一般情況的描述性分析
本研究兩輪咨詢的專家為同一批人，人數均為20人，專家所在地域覆蓋面廣，具體為華北地區7人（35%），華東地區4人（20%），東北地區3人（15%），西北和西南地區各2人（10%），華南和華中地區各1人（5%），華中地區1人（5%）。除1位專家是副高級職稱以外其余專家均為正高級以上職稱，平均精神科臨床工作年限為（27.6±8.1）年，詳見表1。
2.2 專家的積極性和權威性
兩輪專家咨詢表回收率均為100.0%。兩輪咨詢專家的平均權威系數分別為0.70和0.73。
2.3 專家協調程度
各評價指標的變異系數詳見表2。本研究兩輪調查的專家協調系數分別是0.422和0.476。
2.4 專家意見的集中程度
第2輪專家咨詢的每種治療推薦程度的專家意見集中程度的統計結果見表2~表5。結果顯示，眾數、算數平均數和滿分率的分布趨勢基本一致，專家推薦程度OCD滿分比≥50%的治療方案是帕羅西汀聯合認知行為治療，SAD滿分比≥50%的治療方案是帕羅西汀聯合綜合性心理治療和帕羅西汀聯合認知行為治療，PD滿分比≥50%的治療方案是選擇性5-羥色胺再攝取抑制劑（SSRI）類+苯二氮艸卓類聯合認知行為治療和帕羅西汀聯合認知行為治療，GAD滿分比≥50%的治療方案是帕羅西汀聯合認知行為治療和SSRI類+苯二氮艸卓類聯合認知行為治療。這7種治療的變異系數均在0.25以下，且專家推薦程度的眾數均為5。
3 討 論
近年來神經癥開始逐漸引起醫學界的廣泛關注。在治療方面，既往多采用單純藥物療法或單純心理治療，國內外關于神經癥治療方案的研究很多，但都是針對單個神經癥且或單獨某種治療方法［6- 7］，且眾說紛紜，莫衷一是。對于臨床治療方案效果的評價，一般多采用臨床試驗等定量研究的方法，需要耗費大量的人力財力物力。專家咨詢法是專家會議預測法的一種發展，它突破了傳統的數量分析限制，可獲得其他任何經驗預測方法難以獲得的明確結果，從而能將專家們的看法在沒有傾向性的情況下集中起來，達到克服其中少數專家主觀片面地看問題的弱點，此方法還具有比較扎實的定量依據，常用于歷史數據不足或制約因素很復雜的預測領域中［8-10］。本研究首次在精神醫學領域采用定性研究的專家咨詢法優化神經癥已有明確療效的治療方案，方法簡便易行，對篩選臨床治療方案是一個很好的嘗試。
選擇專家是專家咨詢法成敗的關鍵。本研究納入的專家均為我國三級醫院的副高及其以上級別的臨床醫生，日常從事精神科臨床治療工作均在15年以上，最長的已經有50年工作經驗，且兩輪專家平均權威系數均在0.70及其以上。一般要求專家權威程度大于或等于0.70［11］，說明專家在此領域具有很強的權威性。
據文獻［12］報導專家咨詢法專家函詢表回收率達到50%是可以用來分析和報告的起始比例，60％以上的回收率是好的。本研究兩輪專家咨詢表回收率均達到100.0%，說明專家積極性非常好。有44個治療方案的變異系數≥0.25，說明專家對這些治療的評價存在較大分歧，協調程度不高，有20個治療方案的變異系數在0.25以下，說明專家對這些治療的評價比較一致。協調系數表示專家意見的協調程度，協調系數W在0~1 之間，協調系數越大表示協調程度越好，國內幾項大型專家咨詢法在衛生系統的應用研究顯示，經過2~3輪咨詢協調后，如果誤差控制較好，協調系數一般在0.5的范圍內波動［13］。本研究兩輪專家咨詢協調系數分別為0.422和0.476，說明專家意見協調性好，預測結果可取。綜上所述，在此基礎上得到的研究結果是科學的、可靠的。
通過兩輪篩選，成功選出了4種神經癥的最優治療方案：強迫癥的最佳治療方案是帕羅西汀聯合認知行為治療，社交焦慮障礙的最佳治療方案是帕羅西汀聯合綜合性心理治療和帕羅西汀聯合認知行為治療，驚恐障礙的最佳治療方案是SSRI類+苯二氮艸卓類聯合認知行為治療和帕羅西汀聯合認知行為治療，廣泛性焦慮障礙的最佳治療方案是帕羅西汀聯合認知行為治療和SSRI類+苯二氮艸卓類聯合認知行為治療。本研究在國內精神障礙治療研究中首次采用特爾菲法調查，為優化神經癥的治療方案提供了定性研究的方法學和臨床治療的專家意見。
4 未來研究方向
本研究因為經費和時間限制，選擇的是參加2008年全國精神病學學術重慶年會的精神科專家，專家地域和醫院的選擇有一定的局限性，在未來的研究中，可以考慮擴大樣本量，選擇更有代表性的專家來進行調查。
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方案優化方法范文4
風能作為最干凈的可再生能源，蘊含量巨大，取之不盡，用之不竭，早已成為全世界范圍的研究熱點?；\型轉子感應電機因其具有價格低廉、結構堅固簡單及可靠性等優點，已成為獨立電源和風力發電系統的重要選擇之一[1,2]。而定子雙繞組感應發電機（DWIG）作為籠型轉子感應發電機中的一種，它具有的獨特電機結構和諸多優點，克服了傳統單繞組籠型轉子感應電機發電系統的諸多不足，亦受到越來越多國內外學者們的密切關注[3-6]。
DWIG有兩套定子繞組：一套稱為功率繞組，用于輸出發出的電能；一套稱為控制繞組，用來控制電機內部的勵磁，兩套繞組之間無電氣連接，僅靠磁耦合，易實現高性能的控制[3]。功率側繞組接交流勵磁電容，通過整流橋負載輸出直流電，控制側繞組接入濾波電感消除控制側SEC的開關管通斷引入的諧波以改善電流波形，通過對SEC的控制來實現連續調節電機內部磁場，使系統輸出穩定的直流電壓[4-6]。DWIG發電系統在恒速以及變速運行下的艦船、坦克以及飛機電源上的應用均取得了一定的研究成果[5-9]，同時，DWIG發電系統在風力發電上應用的研究也已展開[10-12]，并且針對當前各種機型的風力發電系統無法充分利用低風速下風能的不足，提出了新的拓撲和控制策略，使得系統在很寬的風速范圍內均能輸出額定的高壓直流[13]。
寬風速運行的DWIG風力發電系統，與雙饋感應電機（DFIG）風力發電系統相比，其優勢在于兩系統勵磁控制器容量相當的前提下，籠型轉子結構更堅固，無電刷和滑環、易維護，且系統的輸出為直流電能，相對于輸出恒頻交流電的DFIG而言，更適合于采用直流輸電的海上風力發電[14]；與直驅式永磁電機風力發電系統相比，優勢則在于弱磁控制的能力以及發電機本體和勵磁控制器（相比于永磁發電機側的控制變換器）的成本優勢。因此，DWIG風力發電系統若要具備更強的競爭力，除了寬風速范圍運行的能力以外，對系統成本影響較大的SEC容量大小講起著決定性作用。
文獻[6,9-11]均以變速運行下的DWIG發電系統SEC容量最小為目標，分別進行了勵磁電容的優化設計。文獻[6,9]主要對全轉速范圍恒功率運行（最低速設計為額定轉速）的獨立電源系統展開研究，未考慮額定轉速以下的情況和原動機特性；文獻[10,11]則針對于DWIG風力發電系統，兼顧了恒功率區轉速以下運行情況以及風力機（原動機）的功率特性，但是全文只針對功率繞組側輸出電能的運行方式，未對系統在寬風速下運行尤其是低風速下運行的控制及優化作進一步的探討。
本文從寬風速范圍運行DWIG風力發電系統的實際運行控制要求出發，結合發電機的功率輸出特性，分析了系統在寬風速運行時控制側SEC的電流變化規律，以SEC容量最小為目標，得到適合于該系統的勵磁電容優化方案，并在一臺37kW/1500r/min的DWIG樣機上進行了實驗驗證。
2系統構成和工作原理
DWIG風力發電系統主要由風力機、一級增速齒輪、DWIG、SEC等主要部件組成，風力機經一級增速齒輪箱拖動DWIG至發電狀態運行，將風能轉化為電能。功率側繞組接交流勵磁電容，通過整流橋輸出直流電，控制側繞組與SEC之間接有濾波電感，由SEC控制發電機內部磁通，使得系統變速變負載情況下輸出穩定的直流電壓。為了充分利用低風速下的風能，利用控制側繞組經SEC發電，輸送至SEC直流母線，拓撲采用控制側SEC的直流母線經功率二極管與功率側整流橋并接輸送電能的方式，具體的系統結構框圖如圖1所示。
圖1所示的新拓撲使得DWIG風力發電系統在很寬的風速范圍內都能輸出穩定的直流電壓，充分利用低風速下的風能[13]。系統在低風速下運行時，由于發電機的轉速較低，功率側繞組的端電壓無法達到額定電壓的要求，因此通過控制側SEC的泵升作用，利用電機控制繞組的自身漏感和濾波電感作儲能，將SEC的開關管信號為零矢量時存儲的能量在非零矢量時泵升至直流母線側，使其端電壓達到指令值，發出的電能通過SEC的直流母線端經并聯二極管往外送出。為了使DWIG具備良好的帶載能力，此時需維持發電機內部的磁通恒定。
當風速逐漸上升，直至功率側繞組端電壓提升達到指令值時，由功率側的整流橋往外輸出電能，并聯二極管被阻斷，此時由并聯的交流勵磁電容和SEC共同向電機提供需要的勵磁無功，SEC的調控功能是維持其自身直流母線電壓恒定不變的同時，調節輸出的勵磁無功維持系統輸出直流電壓恒定。
3勵磁電容的優化
特定的風力機在一定風速下，都存在一個最大功率輸出點，因此發電機輸出功率也會有一個最大點。將所有不同風速下的最大輸出功率點連接起來，即可得到發電機最優輸出功率曲線，如圖2所示。
DWIG系統所需的勵磁無功容量主要取決于發電機參數、轉速范圍、負載等因素[9-11]，在發電機參數、轉速范圍等這些因素都確定的情況下，DWIG風力發電系統運行于圖2所示的最優輸出功率曲線上，選擇不同大小的勵磁電容必然會影響SEC工作時的電流大?。喝绻x擇過小，系統在低速運行時SEC需要提供過大的勵磁無功；選擇過大，高速運行時會產生大量多余的勵磁無功需要由SEC吸收。
因此優化選擇一個合適的勵磁電容值，可以使得SEC容量最小化。
3.1系統勵磁電容優化的難點
由圖2所示，本系統以高低風速運行狀態的切換轉速ns為分界點，形成了兩段不同的運行區間：一為低風速區ABC段，包含風力機的起動、系統建壓以及低風速運行，此階段由控制側SEC直流母線端輸出電能，功率側的整流橋被阻斷，由勵磁電容和SEC共同提供勵磁無功以維持電機內部磁通恒定，此時因發電機頻率低，勵磁電容低頻下提供的勵磁無功電流較小，勵磁無功由SEC提供，因此該運行區間內控制繞組電流的大小取決于勵磁無功電流分量與有功電流分量的合成，根據發電機轉速與輸出功率之間的特性關系，可知兩種運行狀態之間的切換轉速會影響有功分量的大小，繼而也會影響勵磁電容的優化選?。欢楦唢L速區CDE段，包括部分額定轉速以下以及超過額定轉速的弱磁區，此時系統從功率側輸出電能，由SEC吸收勵磁電容提供的過多的勵磁無功，以此來調節電機內部磁通，從而穩定輸出的直流母線電壓，此時控制側SEC的有功損耗只占很小一部分，因此無功電流分量在控制繞組電流中占主要成分。
綜上所述，本文研究的寬風速運行的DWIG風力發電系統，與文獻[10,11]研究的系統在拓撲和控制上有非常大的不同，造成了系統存在著另外幾個影響勵磁電容優化選取的關鍵點如下：一是系統存在兩種運行狀態，在有功和無功電流已解耦的情況下，高低風速兩種狀態下控制繞組電流中有功和無功分量的組成完全不同，造成了文獻[10,11]中的優化原則對于本系統完全失去了作用，必須針對本系統探討新的優化原則；二是何時從低風速運行切換至高風速運行，即兩種運行狀態之間切換時機的選擇將會影響勵磁電容的優化選??；三是如何將高低風速兩種運行狀態不同控制方式下的控制電流綜合起來考慮勵磁電容的優化，選擇一個合適的方案。
3.2控制繞組電流的計算
下面針對兩種不同的運行狀態，分析控制電流的組成。為了簡化分析，忽略定子繞組之間互漏感的影響，且只考慮系統的基波分量。假設負載為阻性，以RL表示，其中p,s,r分別代表功率繞組、控制繞組和等效的轉子繞組。兩種運行狀態下的DWIG電機數學模型均相同，不同之處在于各自運行狀態下電機發出的電能由何處輸出，由此導致系統的等效電路與相量圖與之前拓撲的系統有所不同。低風速下運行時，由控制側SEC的直流母線輸出電能，參考文獻[9]的DWIG數學模型，此時系統的等效電路與相量圖如圖3所示。由圖3a所示等效電路，根據基爾霍夫電流定律，可得各電流之間關系為由圖3b所示相量圖，可得mI的幅值與各電流的幅值關系為將上面各式全部代入式（2），得化簡可得控制繞組電流中的勵磁無功電流分量為最終控制電流可表示如下發電狀態下s為負值，依據參考文獻[9]，可得式中Pe——轉子側傳遞到定子側的電磁功率。由式（4）～式（6）可得低風速運行狀態下不同轉速和負載下控制繞組電流的大小。系統在高風速下運行時由功率側的整流橋輸出電能，此時由于控制側的有功損耗很小，可忽略不計，SEC提供的調節電機內部磁通的勵磁無功電流可看成是一個可控電流源，依據參考文獻[6]，控制繞組電流為由式（6）和式（7）可得高風速運行狀態下不同轉速不同負載下控制繞組的電流大小Is。
3.3勵磁電容的優化原則
根據上面的計算與分析，可得到低風速區ABC段和高風速區CDE段控制繞組電流隨電機轉速的變化規律，如圖4中曲線1，2所示，曲線定性地給出了兩種運行狀態下的電流變化趨勢，曲線2中的負值電流表示此時SEC正從發電機抽取過多的勵磁無功。而圖中曲線3表示電機轉速變化時勵磁電容可提供的無功電流變化趨勢。從控制繞組電流變化規律可以看出，低風速區控制繞組電流隨轉速呈現單調性變化，高風速區電流會出現減小至零再增大的變化過程，因此控制繞組電流最大值出現在低風速區運行段切換轉速時（圖4中A點）和高風速區運行段的高速滿載時（圖4中B點），即控制繞組最大電流Ismax可表示為通過選取一個合適的勵磁電容值，使得控制側繞組電流在A點和B點的值能保持：|Is|=|Ih|，即可使得控制繞組最大電流達到最小值，SEC容量達到最小。
4系統優化勵磁電容的選取
下面在Matlab的Simulink環境下分別針對低風速運行狀態下不同運行轉速以及高風速運行狀態下高速滿載情況時的控制繞組電流變化分別進行仿真，以此尋找出最佳的切換轉速及最優的勵磁電容值。
4.1勵磁電容大小對控制繞組電流的影響
本文用于仿真和實驗研究的37kW3/3相DWIG樣機的相關參數為：Rp=0.78，sR=0.535，rR=0.384，Llp=5.84mH，lsL=4.38mH，lrL=2.86mH，Lm=165.5mH，極對數p=2，額定轉速n=1500r/min，最高轉速nmax=2000r/min；功率側輸出額定電壓600V（發電機轉速需達到1000r/min以上）；功率繞組和控制繞組的有效匝數比Ns:Np=52:60?？刂撇呗匀匝佑脭底蛛娏鳒h控制[6]，仿真時以阻性負載來代替對應的發電機輸出功率。根據式（4）～式（7），對低風速運行狀態下500～1400r/min以及高風速運行狀態下2000r/min滿載兩種情況，分別進行了不同勵磁電容大小的仿真，由此得到的控制繞組電流Is變化規律如圖5所示。圖5中曲線簇Is1和曲線Is2分別表示低風速運行狀態下不同轉速以及高風速運行狀態下高速滿載時的控制繞組電流變化規律，勵磁電容大小從100～300F，每5F為一間隔。曲線Is2為曲線Is2關于x軸的對稱曲線，它與曲線簇Is1的交點可表示為不同轉速下當勵磁電容為某一值時，控制繞組電流在整個工作過程中正向最大電流與負向最大電流相等。而本實驗樣機設計時在1000r/min以后才能輸出額定電壓600V，即1000r/min以下輸出額定電壓必須以低風速運行狀態運行，從控制側SEC直流母線端輸出電能。因此結合上面得到的仿真結果，可初步確定|Is|=|Ih|所對應的最佳切換轉速與最優勵磁電容在圖5中四邊形區域內，其左側邊界點分別對應為1000r/min，205F，|Ih|=15A。
4.2勵磁電容的優化選取
由低風速運行狀態切換至高風速運行狀態時，發電機的輸出功率與轉速之間仍然要滿足發電機最優輸出功率特性，且必須切換平滑，無沖擊及擾動，因此切換轉速的選取尤為重要，在切換后此轉速下功率側必須仍然具備輸出所需最優功率的能力。仿真結果是理想化的，未考慮系統中的非線性因素，但是可以作為優化選取的參考。本文在仿真結果的基礎上，結合了循環計算和實驗驗證的方法來獲取最佳切換轉速和最優勵磁電容值，其流程圖如圖6所示。以邊界點1000r/min、205F為起始參考條件，判斷約束條件|Is+Ih|≤和Pout≤Popt(n)，當不滿足條件時，循環疊加對應的C和n，直至找到最優的勵磁電容值和最佳切換轉速。其中Popt(n)表示發電機最優輸出功率曲線上轉速為n時對應的輸出功率值。采用圖6所示的方法，經過若干次循環計算和驗證之后，可求得優化勵磁電容值Copt=235F，ns=1100r/min，此時控制繞組的正向最大和負向最小電流都約為18A。
5實驗研究
在實驗室一臺37kW的DWIG風力發電系統樣機上對前面理論分析和仿真優化選取的結果進行實驗驗證。采用西門子MM440變頻器驅動一臺普通三相交流異步電機來模擬風力機[15]。實驗時負載采用自制的并網逆變器，效率達99%，THD＜5%，輸出的有功功率給定遵循DWIG的最優輸出功率曲線。SEC選擇飛思卡爾MC56F8346DSP作處理器，硬件由MitsubishiIPM模塊構建，控制周期為100s，濾波電感為4mH，勵磁電容為235F。
實驗中DWIG的最優輸出功率與轉速的對應關系滿足風力機的特性，轉速變化范圍為500～2000r/min，每隔100r/min給出對應的發電機輸出功率及控制繞組電流大小，具體實驗結果如圖7所示，其中控制繞組電流值以有效值表示。系統在500～2000r/min轉速范圍內能運行穩定，切換速度下控制繞組電流正向最大值與高速滿載抽取勵磁無功時負向最大電流基本相等，約為17.5A，SEC容量約為額定功率的31%，與原拓撲的DWIG風力發電系統的優化結果相比（文獻[6]給出的結果為37%，文獻[11]中為33%），基本相當，從而也驗證了優化方案的正確性和有效性。
圖8給出了幾個典型運行轉速下的實驗波形。圖8a為原動機轉速上升到500r/min時系統在蓄電池的輔助勵磁下建壓運行（輸出DC600V額定值）的波形。待建壓完成后，系統按最優輸出功率曲線運行，在轉速范圍（500～1100r/min）內為低風速運行狀態，通過電壓泵升原理由控制側SEC直流母線端輸出電能。圖8b為1000r/min時輸出8kW功率的實驗波形，此時SEC向發電機提供少量勵磁無功以維持發電機內部磁通恒定以保證其足夠的帶載能力，控制繞組電流主要取決于其有功分量，這時的控制繞組線電流有效值約為16.1A。當轉速達到1100r/min后切換為高風速運行狀態，發電機的輸出功率約為12kW時，由功率側整流橋輸出電能，整個變速運行過程中，輸出的直流母線電壓（即并網逆變器的直流側電壓）均能保持穩定，實驗波形如圖8c所示。當轉速較高時，勵磁電容提供的勵磁無功超出了發電機所需，SEC必須抽出多余的部分，圖8d給出最高轉速2000r/min輸出額定功率時的系統電壓和電流波形，此時控制繞組電流有效值約為17.3A。
方案優化方法范文5
關鍵詞：電網建設優化；安全性決策； 優化方法
0 引言
傳統的電網項目建設側重經濟性目標，主要考慮投資所帶來的經濟效益[1]，缺乏考慮對電網安全性的影響。而安全性是電網運行的根本，良好的安全性是電網安全穩定運行的重要保障。因此，如何根據電網安全性進行電網項目建設排序，保障其電網安全穩定運行，是電網十分關心的課題。
目前，國內外對電網建設排序進行一定的研究，主要著重電網投資效益[2]，其注重項目建設的經濟性，而電網建設項目排序是一項綜合性工程，所涉及和影響的因素很多，這樣會導致方案在其它方面的適應性不強[3]。針對以上問題，本文針對性的提出一種考慮電網安全性決策的電網建設優化方法。首先，根據某地區電網220kV變電站負載率和220kV線路負載率，設計一種基于電網安全性決策的電網建設優化方法。
1 電網建設優化安全性指標
本文首先提出一種安全性評價指標體系，包含了變電站負載率和線路負載率兩項指標，能較科學合理地反映電網建設項目排序方案水平，為電網提供投資參考和決策支持。綜合評價指標體系如圖1-1所示。
圖1-1 基于電網安全性決策的電網建設評價指標
1.1 變電站協調因子定義
變電站協調因子指標定義為電網內各變電站負載率的標準差，文獻[4]采用方差計算，但標準差更能反映一個數據集的離散程度，是一個全局參數。變電站協調因子用標準差形式的計算方法，數學描述見式（2-1）：
（2-1）
式中 Cs―年度變電站協調因子；
Si―第/個變電站負載率；
S―變電站負載率平均值；
Ns―變電站總數。
變電站協調因子Cs數值越接近于0，表明變電站的空間布局與負荷分布匹配越好，站間的運行情況差異性越小，不存在部分變電站長期重載而部分變電站長期輕載的情況，各變電站布點、建設時間安排合適，有利于保障電網安全性較好。
1.2 線路協調因子定義
線路協調因子CL指標定義為電網內各線路負載率的標準差，數學描述見式（2-2）：
（2-2）
式中 CL―年度線路協調因子；
Li―線路i的負載率；
―線路負載率平均值；
NL――線路總數。
線路協調因子CL反映了電網運行的線路潮流是否均衡。在同一負荷水平下，CL的數值越接近于0，表明電網的各線路潮流越平均，電網運行的安全性越高。
2 基于電網安全性決策的電網建設優化方法
電網規劃的目的是滿足不斷增長的負荷需求，提高電網可靠性，防止電力系統發生故障而出現大面積停電，以及由于負荷的增加出現線路、變壓器及其它電力設備嚴重過負荷情況。因此，電網建設項目的投產方案應當首先滿足電網安全穩定運行[5]。
在正常運行最大負荷方式下，為了滿足電網安全性要求，需要新建變電站來緩解重載情況，通過新建項目，可以分擔重載變電站部分負荷，降低重載變電站的負載率[6]。在緩解重載問題過程中，由于重載變電站可以由其附近不同的待建項目來承擔部分過負荷，這樣解決變電站過載問題會有不同措施[7]。因此，本文根據電力系統潮流靈敏度分析，得出機組出力變化時，相關重載變電站和重載線路變化量，變化程度越大，說明該部分線路和主變安全性越低，在電網建設規劃時應優先解決該部分的重載變電站和重載線路。本文提出基于電網安全性決策的電網建設優化方法，具體步驟如下：
（a）變電站負荷預測
據該地區2014年負荷預測，可以得到規劃年即第2015年在不考慮建站前提下的各220kV變電站負荷預測值，由最大負荷預測值可以得到過載的220kV變電站主變信息和線路信息，文中變電站主變負載率重載界定值取60%，線路負載率為50%。
（b）根據潮流靈敏度制定電網建設方案
以解決過載變電站主變和過載線路為目標，根據潮流計算的靈敏度分析，得出改變機組出力時，相關線路和穩定斷面變化量[8]。此時分析線路和主變過載原因，制定電網建設方案。
所研究電網系統的每一個電源節點的發電功率，給定一個變化量（？駐Pi ），計算支路和穩定斷面潮流變化量（？駐Pj），將二者的比值zji作為支路和穩定斷面潮流功率對電源功率的靈敏度，定義為，如公式（2-3）所示：
（2-3）
（c）安全性指標計算校驗
將該建設方案并入原始電網，可以計算在2014年基礎上，新站投運后的安全性指標，校驗制定的電網建設方案實效性。
3 算例及分析
以某地區電網為例，該電網系統有11個節點，包括8個220kV變電站和3個常規電廠，22條已建支路，系統的初始可行網絡如圖3-1所示（虛線表示規劃部分）。如圖所示，該地區電網大部分負荷位于北部，而電源位于西部；由于電廠B、C處于居民負荷區，考慮環保減排，規劃其發電量將逐年減少，后期電源規劃著重放在西部，這必然造成西電北送的潮流加劇，進一步增加A-D-E-F-G-H-J-K輸電通道壓力，故該地區電網項目建設重點一直處在西部地區。
3.1 變電站負荷預測
根據2014年負荷預測，可以得到規劃年即次年在不考慮建站前提下的各220kV變電站負荷預測值，如圖3-2所示，該地區220kV變電站次年最大負荷預測和地區最大負荷預測趨勢一致，預測趨勢較為合理。由最大負荷預測值可以得到過載的220kV變電站信息，具體如表3-2。
表3-1 該地區電網規劃年西北部各變電站最大負荷預測結果
表3-2 2014年原始電網重載線路和變電站主變情況
圖3-2該地區220kV變電站最大負荷預測分布圖
3.2通過潮流靈敏度制定電網建設方案
以解決表3-2過載變電站主變和過載線路為目標，根據潮流計算的靈敏度分析，得出改變機組點出力時，相關線路和穩定斷面變化量。此時，將過載變電站主變設置為穩定斷面納入靈敏度分析，調節西部最大電源A電廠機組出力，得出支路和穩定斷面靈敏度如表3-3。
由表3-3靈敏度分析可以看出GH1、 GH2和G站主變斷面受A電廠影響較大，若A電廠出力越大，該線路和該站安全性越低。綜述可以看出，“D-E-F-G-H-J”輸電通道，目前輸電壓力最大的是福洛線通道，需在“H-G”通道投入變電站實現了分流，使“H-G”斷面潮流得到了一定改善。故鑒于該地區目前變電站建設情況，制定電網建設方案：在“H-G”通道投入變電站M、Q。
表3-3 2014年原始電網重載線路和變電站主變靈敏度
3.3 安全性指標計算
將該建設方案并入原始電網，可以得出在2014年基礎上，新站投運后的安全性指標。
表3-4 該建設方案并入原始電網重載線路和變電站主變情況
由表3-4可以得出，將該建設方案并入原始電網2014年重載線路和變電站主變負載率都大幅度降低。在計算安全性指標時，以2014年該地區電網的結構及參數為基礎，計算得到該地區電網220kV重載線路和主變安全性指標。如表3-5所示，可以看出按照上述電網建設方案，變電站投運后線路協調因子和變電站協調因子都相應減小，表明該地區變電站的空間布局與負荷分布匹配越好；該地區電網運行的線路潮流更加均衡。
表3-5 2014年該地區220kV重載線路和主變前后安全性指標
4 結論
本文提出一種基于電網安全性決策的電網建設優化方法，并引入一種電網建設項目的安全性評價指標，對于評價電網安全穩定運行較為科學、全面和合理。以某一地區電網為例，按本文提出方法對制定電網建設方案，并校驗其合理性?？傊?，本文提出的理論和用的方法具有科學性和可操作性，對電網建設項目排序問題有重要的參考價值。
參考文獻
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[2] 王綿斌，譚忠富，張麗英，等.市場環境下電網投資風險評估的集對分析方法[J].中國電機工程學報，2010，30（19）： 91-98.
[3] 馬博.電網建設投資評估與優化方法應用研究[D].北京：華北電力大學（北京）’ 2010.
方案優化方法范文6
關鍵詞：電廠電氣 電氣設備 設備檢修
中圖分類號：TM07 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973(2011)006-037-02
1 引言
隨著我國經濟的飛速發展，對電力的需求與日俱增，我國也在十二五規劃中明確提出要著力發展特高壓電力傳輸等一系列電力領域發展的課題。隨著傳輸電壓的升級，對于發電廠的電力電氣設備的要求也逐漸提高，尤其是高壓電氣設備，倘若電氣設備發生老化及其他類型的故障，勢必將影響整個發電廠的發電效益，對于經濟發展也是有不小的損失的，為此，必須加強對電力系統發電設備的電氣檢修，從根本上提高電力發電設備的可靠性，只有如此，才能夠從根本上實現電力供應的可靠。
本論文重點結合發電廠電氣設備的特點，探討電氣設備檢修的方案，以期從中找到有效的電氣設備檢修方法，并以此和廣大同行分享。
2 我國當前發電設備檢修體制現狀
目前我國電力系統電氣設備的服役狀況參差不齊，對于電氣設備的檢修水平也不能一概而論，但是總的來說，我國目前對于電氣設備的檢修體制還是停留在事后維修、預防性檢修的層面上，對于國外一些先進的檢修體制應用的不多。我國當前發電設備檢修體制現狀的主要問題表現在以下幾個方面：
(1)臨時性檢修頻繁。我國目前電力系統內存在著很多老期甚至是超期服役的電力設備，這些設備可靠性很差，往往在一次檢修結束后運行很短的一段時間就會再次發生故障，對于這樣的電力設備往往是出故障即臨時檢修，導致了大量的臨時性頻繁檢修，對于電力設備的電氣可靠性也將大打折扣。
(2)維修不足。目前電力系統也有很多設備，不對其運行狀態進行監測，直至發生故障才進行檢修，平常根本不進行狀態檢修與維護，這導致了很多電力機組及設備維修不足，有時故障惡化會造成本可避免的嚴重事故損失。
(3)維修過剩。另一方面，有些電力設備就存在著維修過剩的現象，對一些運行狀態較好的設備，由于缺乏認識，認為比較重要的設備，定期進行狀態檢修，在一定程度上造成了設備有效利用時間的損失，甚至有可能引發新的故障。
(4)盲目維修。多數電氣電力設備，對于其維修往往是依據老電氣工人的經驗，缺乏科學的維護檢修制度，對電氣設備要么是不修，要么是頻繁檢修，要么是無法對癥下藥的檢修，存在著盲目檢修的現象，造成了很多電氣設備提前報廢。
3 發電廠電氣設備檢修方案優化應用
3.1 發電設備檢修基本步驟
對于我國電力系統電氣設備的檢修，大體可以按照以下幾個基本步驟實施：
(1)發電廠評估
發電廠首先要對需要檢修的設備進行評估，評估的內容主要包括以下幾個問題：
1)設備哪里出了問題，是否可以檢修?
2)檢修的時間、技術是否成熟，是否有完整的解決方案?
3)檢修的成本是否能夠承受?
4)本次檢修結束，對于電氣設備的運行可靠性是否有明顯影響?
只有在上述四個問題有了清晰明確的答案之后，才能夠真正實施電氣設備的檢修工作。
(2)作好基礎管理工作
所謂做好基礎管理工作，就是要將設備檢修的技術方案、技術人員都配備到位，整個發電廠的運行時間上要配合，確保檢修順利實施，同時還有其他基礎性工作要進行管理，例如檢修工具的配備，安全措施的制定等等。
(3)作好基礎技術工作
基礎技術工作就是指在對電氣設備進行檢修之前，確定完整的技術檢修和實施方案，并對檢修過程中有可能出現的各種技術問題加以考慮，并給出完善的解決方案和解決措施，要對整個檢修流程做到程序化，才能夠正式實施檢修。
(4)狀態檢修的實施和完善化
當全部的檢修技術方案和技術措施都落實到位之后，配備了相應的技術人員的基礎上，就可以正式實施電氣設備檢修了，當檢修結束之后還要對設備開機運轉進行測試，同時完善檢修報告和技術分析，以為后期設備的再次檢修及其其他技術人員的檢修提供基礎技術依據。
3.2 電氣設備檢修方案優化――發展點檢定修制度
傳統的電氣設備檢修制度在實際運行過程中暴露出了大量的不足與缺點，例如有的設備檢修不足而有的設備檢修過剩，無法全面而清晰的了解和掌握發電電力設備的工作狀態。近年來國際普遍流行的一種點檢修制度能夠為我國電力系統電氣設備提供一些借鑒經驗。
設備點檢制度是由技術人員事先利用監測設備或者儀器，按照預先訂制的設備壽命檢修狀態表對設備進行定點、定量、定技術、定周期的檢修模式，這樣的檢修方式能夠全面掌握設備的壽命周期和運行狀態，同時對于設備發生的故障能夠全面排除，既不會發生檢修不足的現象，也不會發生檢修過剩的現象，大大降低了設備維護的費用，有效的抑制了“過維修”和“欠維修”的發生。如下圖所示，是對設備進行點檢的流程示意圖：
對電力設備進行點檢，其流程及制度其實可以從如下兩個方面來理解和實施：
(1)對電力設備實施點檢，首先從制度上規范，即對技術人員的點檢時間、點檢周期、點檢技術、點檢流程、點檢規范、點檢標準等都有著明確的規定，只有嚴格按照點檢制度對電力設備實施點檢，才能夠實現預期的故障排除、節約維護成本、提高電力設備可靠性穩定性等目標。
