前言：中文期刊网精心挑选了方案优化方法范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
方案优化方法范文1
中图分类号：TU2 文献标识码：A
引言
建筑设计的理念是着眼于持久的长期价值，它通过良好的功能与适用性的产品，在很长一段时间里，能够给消费者带来很高的价值。因此在目标要求、市场要求、销售要求、材料要求、结构及其要素的合理选用与商品生命周期间的配合下。形成了最佳配比和系统优化的组合，避免了资源的浪费及增加无效的投入。房地产是一项投资大、风险高的行业,企业投资必须要有一定的回报率,为了提高建筑工程投资效果,优化建筑工程设计方案,是有效提高工程经济合理的关键。
1.建筑工程设计方案优化概述
建筑工程方案设计是依据设计任务书而编制的文件。主要由设计说明书、设计图纸、投资估算、效果图等四部分组成。根据国家规范及地方有关工程建设政策和法令的基础文件，建筑工程方案设计是建筑工程投资有关指标、定额和费用标准的的最初依据。建筑工程设计方案对建设投资有着重要的影响，通过科学的建筑工程设计方案优化能够有效降低工程造价10%左右，同时还能够对工程施工成本、施工质量起到简介的促进作用。因此，加强现代建筑工程设计方案优化对提高投资使用率、提高企业综合市场竞争力都有着重要的影响。加强建筑工程设计方案优化已经成为现代工程建筑投资与建设的首要工作。
1.1建筑工程设计方案现状分析
目前我国的建筑工程设计方案主要是本着对投资方要求负责的理念进行,有关部门仅对图纸等进行简单的审核,这就造成对建筑工程设计方案缺乏必要的考核与评价。而且投资方没有认识到方案设计对投资的影响,仅注重投标价与标底价的差距,没有认识到设计方案的优化对投资的影响。因此导致在投标过程中方案审核不细、概算粗略、要求出图时间紧、刻意压低设计费用。种种原因导致了建筑工程设计方案没有得到足够的重视,设计方案的优化也无从谈起,最终导致工程投资超标的现象屡屡发生。针对这样的情况,建筑工程投资企业必须认识到建筑工程设计方案优化的重要性,认真审核投标方设计方案,通过对设计方案的优化达到降低工程投资、提高工程造价管理水平的目的。
2.建筑设计方案优化的必要性
建筑设计方案优化是在建筑设计招标工作结束后，建设单位与中标设计单位需要立刻展开的一项重要工作，其必要性在于：1、中标设计方案有待成熟与完善方案中标并不意味着方案的完善。通常情况下，自招标文件公布至提交方案，留给设计单位的有效设计周期不会超过40天。同时，依据招投标法规，招标期间建设单位与设计单位之间除“答疑”之外不能进行其他方式的沟通，因此，在有限时间与有限交流的前提下，要求设计单位拿出能够充分领悟建设单位意图、完全满足建设需求的方案是不现实的。此外为了加快进度，目前建设单位一般都采用“概念设计方案”招标。在功能布局及技术标准等方面，中标设计方案的深度难以直接衔接后续的相关设计活动，需要在设计方案优化阶段加以深化与细化。
2.1建设单位的技术要求有待明确与落实
目前的建设项目，尤其是大型复杂建设项目，面临功能、交通、环保、景观、法规等越来越复杂的内外部环境条件和设计约束，在缺乏建筑设计方案雏形的情况下，建设单位很难提出明确详细的设计要求，其在设计招标文件中对功能需求、建筑风格的描述往往是模糊的或是框架的。因此，在明确中标方案后，应该基于中标方案的建筑布局，对各项技术要求、功能需求及设计约束进行逐一细化、优化和协调，并最终落实和确认。
2.2集思广益，博采众长
中标方案仅为一家单位的设计成果，其设计思路的局限性在所 难免。而设计招标过程中，少则三家，多则十几家单位参与设计，各投标方案的设计手法、设计亮点对开拓建设单位和中标设计单位的思路是有价值的，可以在设计方案优化阶段集思广益、博采众长，充分借鉴其他投标方案的优点，对中标方案进行优化完善。
3.建筑工程设计方案优化重点
3.1建筑工程设计方案的综合优化
建筑工程设计方案的优化以工程功能需求出发,以技术先进性、工程造价严谨性、财务审核规范性为重点,科学的进行设计方案优化。通过对施工技术的先进性的设计,科学的应用现代建筑施工技术,提高工程施工效率,达到降低施工成本、降低投资的目的。通过工程造价严谨性控制,达到工程造价对施工的指导目的,为施工成本控制奠定基础。通过财务审核规范性对工程造价、施工资金使用等进行控制,达到工程投资的科学使用,避免职务侵占、偷工减料等情况的发生。同时科学的建筑工程设计方案优化还需要对施工过程材料进场数量、进场时间、堆放场地与堆放方法的进行设计优化。通过科学的进场数量设计减少材料进场过多造成的场地占用、资金占用以及材料管理费用。通过科学的堆放场地设计能够有效减少施工过程二次运输费用,提高施工效率。通过科学的堆放方法设计优化能够有效的避免材料堆放不当造成的材料损失。总之,科学的建筑工程设计方案优化施工对施工全过程各项工作的充分考虑,建立现代化、精细化施工管理,以此达到建筑工程施工设计方案的最终目的。
3.2建筑工程设计方案的质量优化与管理
建筑工程设计方案的质量优化与管理对建筑投资企业与施工企业都有着重要的意义,是为了提高工程设计质量、满足设计规范要求、达到高标准工程的关键。建筑工程设计方案的质量优化是通过人员优化、项目设计管理优化以及科学的统筹安排来完成的系统工作。设计人员必须具有较高的专业技术基础,并对每个设计人员的专业项目进行整合,是专业人员的强项得到发挥,以此提高设计方案质量的提高。项目设计管理过程要抓住重点与关键点、对项目设计的方案图、施工图、预算等进行重点控制,以此提高建筑工程设计方案质量。设计过程中还要通过优化统筹安排工作、提高设计效率与各环节的交接,对交叉工作进行统筹安排。通过设计工作的统筹安排提高设计工作效率、缩短设计时间。对于工程设计中需使用新技术、新材料的,还要加强对可行性的分析与验证,对比同类工程中新技术新材料使用情况确保工程质量。设计部门或企业还要加强自身设计人员综合水平与素质的优化,通过在职学习、交流等方式提高设计人员的综合水平,有针对性的对专长人员进行培训。
4.如何提高我国建筑工程设计方案优化水平
建筑工程设计方案优化水平的提高不仅仅是提高投资方对设计方案的认识,还要通过国家主管部门提高监管力度、提高设计监理推广、完善有关法规、强化综合性设计方案优化等多方面工作共同提高我国建筑工程设计方案优化水平。通过建筑工程设计方案优化不能够单纯的强调节约投资,应从综合性考虑出发,注重设计的科学性、技术的先进性,以提高设计价值目标为基础、总体效益为出发点,达到建筑工程设计方案优化效果。
建筑设计方案的优化管理对设计项目的方案有着重要的意义,建筑设计方案的确定不仅仅是为了评选好的方案,优化选取方案不是目的,重要的是在建筑设计方案运行中进行优化管理。当建筑设计方案选取后,按专业部分进行优化、细化、量化而后运行。建筑设计方案优化管理,旨在于打破旧的、固定不变的教条,采取积极地动态管理方法。建筑设计质量的优化管理,在于建筑设计质量的优化与管理。建筑设计质量的优化关键在于建筑设计思想目标的确立,建筑设计思想的优以及专业技术人员的专业水平。因此,建筑工程设计部门或企业必须注重人才的培养,通过人才培养提高建筑工程设计方案质量、提高优化水平,以此提高企业的综合市场竞争力。
5.结语
现代建筑工程设计方案要求的提高对建筑工程施工企业有关部门的工作人员提出了更高的要求,要求施工企业专业技术人员不断提高专业技术与管理水平,以全过程、全面性施工管理理念对就建筑工程设计方案进行审核与优化,积极与设计单位进行沟通,为提高投资效率、提高施工质量奠定坚实的基础。
参考文献：
[1]杨永波.建筑工程设计方案概述[M].中国建材工业出版社,2008,1.
方案优化方法范文2
【关键词】风电场；无功；优化配置
1.存在的问题分析
2012年6月生效的国标《风电场接入电力系统技术规定》（GB/T 19963-2011）对通过110（66）kV及以上电压等级线路与电力系统连接的新建或扩建风电场的无功容量配置原则进行了阐明，具体见标准第19、20两大条，分别对风电场无功电源的符合要求和无功容量配置进行了规定。
上述标准条文仅给出了指导性建议，其所规定的风电场无功容量配置存在的主要问题在于，在现行工程计算中，往往采取风电场额定容量一定百分比的形式粗略计算。计算结果极容易造成容量浪费，带来投资浪费；或者容量不足；再者，目前风电场无功容量配置缺乏对无功补偿类型细分。在现行工程计算中，往往“宁枉勿纵”，对动态调节性能较好、价格较高的无功补偿装置配置过剩。此外，该规程在具体设计时应用存在局限性，按照规程要求进行补偿，当风电装机容量较小、送出线路较短时，其无功补偿容量裕度较大，经济性略差；当风电装机容量较大，送出线路长度较长时，其无功补偿容量裕度较小，可靠性略差。风电场无功优化控制可以分为无功规划优化和无功运行优化两个部分。目前，国内外关于风电场无功优化控制的文章并不是很多，但是对电力系统无功优化的讨论已经比较成熟。对于无功优化的的研究，学者们大都关注于电力系统内部或含有风电场的配电网内部的无功优化研究，专门研究风电场内无功优化的文献较少。[1]以电网有功损耗和无功补偿装置投资的综合费用作为电力系统无功规划优化的目标函数，将电压稳定性作为无功会话问题的约束条件，求得在和合理电压水平下的最佳无功补偿配置方案。[2]针对风电场无功优化补偿模型，提出无功投资、电压稳定和有功网损的多目标函数，应用灵敏度发和改进遗传算法分别来确定风电场的补偿地方和容量，文中没有充分考虑风力发电机的无功支撑能力。[3]通过对调压变压器、投切电容器、SVC和SVG等无功补偿装置制定不同的无功控制策略，实现了风电场低电压穿越能力和最小有功损耗，但也只考虑了无功补偿装置和补偿能力。文献[4]综合考虑风速和负荷的变化对风电场有功和无功输出的影响，对系统各种工况进行计算，得出总的补偿容量值。在基于遗传算法求得无功补偿值下，可使得风电场母线电压在允许值范围内并且电容器动作次数最少，但文中对风机无功出力分配只采取了简单的平均分配原则，没有更细致的研究，且基于遗传算法的无功优化配置方法计算复杂。
综上所述，提供一种能够考虑风力发电机组无功容量、综合考虑风电场接入方式、无功补偿与电压管理多目标的并易于工程设计实现的无功容量计算方法及相应的无功补偿配置方案，解决目前风电场无功优化配置问题，十分必要。本文以华能大龙潭风电场为分析研究对象。针对规划中风电场的动态无功补偿设计和已建电场无功补偿装置改造设计中涉及的容量优化配置分别提出了基于潮流计算的无功配置方法和基于现场录波数据仿真模型的优化设计方式。
2.风电场动态无功补偿安装地点
风电场动态无功补偿装置加装地点主要有集中补偿点和分散补偿点两类，示意图如下所示，集中补偿点根据又可以分为汇流站主变高压侧、低压侧，分别对应图中的集中补偿点A和集中补偿点B，分散补偿点在风机端，见图中的分散补偿点C。感应异步风机由于本身需要较多的无功功率，一般在风机端加装无功补偿装置进行分散补偿，并在风电场并网点出安装集中补偿。双馈风机和直驱风机由于变流器可控输出功率因数，并且可发少量的无功功率补偿，因此，不需要在风机端分散补偿，只需要在风场并网点进行集中补偿即可。并网点集中补偿，受限于目前的电力电子功率器件电压等级和SVG拓扑结构限制，若在主变高压侧设置动态无功补偿，SVG连接专用变压器和SVG装置本体成本会很高，因此，目前国内外集中补偿点均选择安装在主变低压侧35kV母线支路下。SVG拓扑一般为链式多电平结构，根据补偿功能，可选择星接或角接拓扑。
3.规划风电场动态无功补偿容量评估方法
对无功功率补偿前的风电场运行情况进行潮流分析，是风电场无功功率补偿方案的基础，通过对潮流计算结果的分析，可以掌握风电场的运行特点，发现可能出现的风电场运行问题。下文通过含有风电场的电力系统潮流计算的迭代算法，综合考虑风电场母线电压、有功功率、无功功率之间的关系，能够在风电场母线电压不变的情况下，计算出风电场不同有功功率下需要的无功补偿容量的实时值。
3.1风电机组的稳态等值数学模型
相比较传统潮流计算分析方法，含风电场的电力系统系统潮流计算不同之处就在于如何正确处理风力发电机组。异步发电机的型等值电路如下图所示，s为发电机转差率，r1、x1分别为定子电阻和漏抗，r2、x2分别为转子电阻和漏抗，rm，xm分别为励磁电阻和电抗[6]。
转差率为
可得发电机向并网点注入的无功功率
另一种广泛应用的双馈风机的稳态等值电路如下图所示[5]，U2为转子外机电源电压。当风速为已知时，可以通过风电机组的风功率特性求得该风速下发电机注入系统的中的总有功功率pe，其由两部分组成，一部分是由定子绕组发出的有功功率，另一部分是转子绕组发出或消耗的有功功率 pr。
风电机组注入系统的有功功率为
其中pe可由风功率曲线确定，转差s可由双馈风电机组的转速控制规律求取。
目前双馈电机基本是以恒功率因数方式运行为主。该运行方式下，通过调节转子绕组外接电源电压的幅值和相角，可以维持风电机组定自测功率因素恒定不变。由于转子侧变频器传递的有功功率比较小，因而由变频器吸收或发出的无功功率很小，可近似认为风电机组的无功功率等于定子绕组的无功功率，则有：当风速给定后，风电场总的有功功率即为已知，此时无功功率仅仅是风电场电压函数，因此，方便进行潮流计算。
3.2大龙潭风电场现场概况
大龙潭升压站由110kV龙洱线供电，升压站110kV I段母线与龙洱线相连，I段母线上有两台110kV/35kV主变，分别为1号主变和和2号主变，容量均为50MVA，其中1号主变35kV侧与35kV I段母线相连，2号主变35kV侧与35kV II段母线相连，I段母线和II段母线之间通过母联开关连接，35kV I段母线上连接有大龙潭I回线和大龙潭II回线，以及35kV 1号无补偿器；35kV II段母线上连接有观音山I回线，观音山II回线和观音山III回线，以及35kV 2号无功补偿器。各回线上连接风机情况如下：1）35kV大龙潭I回线：1#、11#～22#、27#、29#～33#风机，共17台；2）35kV大龙潭II回线：2#～10#、21#、22#～26#、28#风机，共16台；3）35kV观音山I回线：8#～20#风机，共13台；4）35kV观音山II回线：21#～26#风机，共6台；5）35kV观音山III回线：1#～7#风机，共7台。
3.3风电场系统潮流分析计算
由于PSASP中没有合适的风电机组模型，用发电机代替，按照上文给出的电网结构，搭建基于PSASP的华能大龙潭风电场全场单线图模型，主要包括59台风电机组、2台主变压器、以及相应的集电线和送出线路。系统的基准容量为100MVA，110kV母线基准电压115kV，35kV母线基准电压35kV。大龙潭风电场风机均采用双馈感应发电机，发电机虽然可以发出或吸收少量的无功功率，但是范围有限，故潮流计算时可是做功率因数1.0运行，从而将其视作PQ节点，此模型不考虑尾流效应[7]。在潮流计算过程中，需要对电源节点的电压、变压器变比等进行调整，才能得到可行的潮流计算结果。全风电场潮流计算时，针对不同的系统运行方式（以大龙潭风电场110kV汇流站母线电压作为系统电压）、风电场输出功率、主变压器投运台数、主变压器分接头位置，分别进行了24中不同运行方式的潮流计算。24种不同运行方式下大龙潭风电场全场潮流计算结果，关键节点电压数据，如下表1所示。50%PN（#1主变）是指#2主变检修停运，风力发电机通过#1主变并网，并网发电功率44.25MW运行情况；50%PN（#2主变）是指#1主变检修停运，风力发电机通过#2主变并网，并网发电功率44.25MW运行情况。
表1 大龙潭风电场全场潮流计算结果―关键节点电压
计算条件 节点电压
系统运行 风场输出 主变分接 作业编号 110kV 35kV/I段 35kV/II段
最大运行方式
（U=1.03） 最大
（2台主变） 最高 7 1.013 0.954 0.939
主抽头 8 1.012 1.002 0.984
最低 9 1.010 1.054 1.033
最小
（2台主变） 最高 2 1.006 0.958 0.940
主抽头 1 1.004 1.004 0.983
最低 3 1.001 1.054 1.029
50%PN
（#1主变） 最高 18 1.024 0.971 ―
主抽头 17 1.021 1.017 ―
最低 16 1.019 1.068 ―
50%PN
（#2主变） 最高 19 1.023 ― 0.951
主抽头 20 1.021 ― 0.995
最低 21 1.018 ― 1.043
最小运行方式
（U=0.93） 最大
（2台主变） 最高 12 0.890 0.831 0.821
主抽头 11 0.891 0.875 0.862
最低 10 0.891 0.922 0.906
最小
（2台主变） 最高 6 1.006 0.958 0.940
主抽头 4 1.004 1.004 0.983
最低 5 1.001 1.054 1.029
50%PN
（#1主变） 最高 13 0.923 0.872 ―
主抽头 14 0.921 0.915 ―
最低 15 0.919 0.961 ―
50%PN
（#2主变） 最高 24 0.922 ― 0.854
主抽头 23 0.920 ― 0.894
最低 22 0.918 ― 0.937
通过上述各种典型运行方式的潮流计算，可以全面了解风电场在无功功率补偿前节点电压、支路功率等关键节点运行情况，对潮流计算结果进行综合分析，该风电场在加装动态无功补偿装之前，主要问题为：系统电压最低时，风电场110kV母线电压偏低，改善主变分接头位置效果不明显，尤其是观音山和大龙潭5条回线满发功率时，110kV母线电压更低，这主要是因为大龙潭风电场集电线大都采用架空集电线，充电无功较小，系统主要是感性无功，导致母线电压低。
3.4大龙潭风电场无功补偿容量评估
针对上述结果分析，在系统电压最低时，对每一确定的风机有功功率，可以计算出补偿不同无功容量（PSASP可以批处理作业，无功补偿容量可以按照0.1Mvar步长逐渐递增）后相应的不同的风电场母线电压值，从这些母线电压中可以比较出达到最低电压下限，最靠近额定电压的电压值，此电压值对应的无功补偿容量即为系统所需的动态无功补偿容量[8]。
表2 确定大龙潭风电场无功补偿容量的潮流计算结果
计算条件 节点电压
系统运行 风场输出 主变分接 作业编号 110kV 35kV/I段 35kV/II段 #1
SVG #2
SVG
最小运行方式
（U=
0.93） 最大
（2台主变）
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
主抽头 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主变） 最高 34 1.033 1.088 ― 0.03
主抽头 35 1.032 1.032 ― 0.03
最低 36 1.033 1.088 ― 0.03
50%PN
（#2主变） 最高 37 1.031 ― 0.981 0.03
主抽头 38 1.032 ― 1.032 0.03
最低 39 1.033 ― 1.088 0.03
根据潮流计算结果，稳态情况下，I/II段母线需至少配备3Mavr的容性动态无功补偿装置，再考虑一定的设计裕量即可。
4.已建风电场动态无功补偿装置改造优化
对于已建风电场无功补偿设备改造或者容量重新匹配应用场合，利用现场实际运行数据更能准确的优化无功补偿设备容量。
对于风电场动态无功补偿容量，各个无功负荷自身的模型并非是最重要的，其对风电场接入点表现出的电气特性是最重要的，由于风电场对系统的外部总体特性可近似为电流源，因此，为克服上述建模方法计算复杂的特点，本课题还拟采用基于现场实际录波数据构建风电场无功负荷电流源模型的方法，并根据系统短路容量配置仿真模型电源负荷和短路阻抗，以模拟风电场无功功率、电压的变化，从而为风电场无功补偿容量的优化设计提供参考指导，但是这种方法只能针对已建成风电场，无法应用于风电场前期设计动态无功补偿装置定型。
4.1基于现场录波数据的模型建立
基于现场实际录波数据构建的风电场系统模型如图1所示，仿真环境采用PSCAD软件，主要包括系统电源、主变压器、集电线以及基于风电场现场实际录波数据构建的无功负荷电流源模型。
在风电场现场主变压器高、低压侧，各集电线及选定风机设置测点，利用电能质量监测仪器实时记录测点的电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数等关键电气变量数据，这些现场实际无功、电压变化录波数据经相应的格式转换成无功电流数据导入到PSCAD仿真环境的FileRead模块，输出分别控制风电场负荷等效无功电流源，以达到模拟实际风电场无功、电压等动态变化的目的。
4.2现场录波数据处理
实际现场录波数据处理步骤如下：
1）将数据复制转存成txt格式；
2）在Matlab中通过textread命令读取各列数据；
3）通过str2num命令将字符型转换为数值型；
4）将取出的各列数据另存为PSCAD软件认可的text格式如下：
5）录波数据导入，通过PSCAD的File Reader模块直接读取；
将录波的电流数据作为电流源作为风电场系统仿真模型的无功负荷模型。
为进一步模拟复现风电场实际运行情况，在基于风电场现场实际录波数据构建无功负荷电流源模型的基础上，根据系统短路容量配置仿真模型电源负荷和短路阻抗，可以依据仿真模型电压与现场实测录波电压有效值波动差异进行调整修正，修正后的结果如下图所示，模型仿真与现场录波数据基本一致，为下面的仿真奠定基础。
4.3 补偿容量仿真确定
通过SVG的无功补偿，通过两台110kV变压器注入到系统的无功功率都补偿为零。
如图7所示，6月6号该天中1号SVG需要输出的最大无功功率为7.6Mvar，2号SVG需要输出的最大无功功率为10Mvar。如图8所示，6月8号改天#1 SVG需要输出的最大无功功率为12.4Mvar，#2 SVG需要输出的最大无功功率为10.4Mvar。
根据这两天的仿真数据可见，要满足风场系统无功功率为零目标，稳态无功需求#1号SVG容量应大于12.4Mvar，#2号SVG的容量应大于10.5Mvar。
但是，若以满足风电场接入点电压满足0.97～1.07pu范围为目标，#1号SVG容量应大于3Mvar，#2号SVG的容量应大于3.5Mvar。与上述潮流计算的结果较为接近。
5.结论
针对现有国标规程在风电场无功容量设计过程中的局限性，本文以实际风电场为分析研究对象，针对规划中风电场的动态无功补偿设计和已建电场无功补偿装置改造设计中涉及的容量优化配置分别提出了基于潮流计算的无功配置方法和基于现场录波数据仿真模型的优化设计方式，避开了繁杂的计算，具有较高的工程实用价值。
参考文献
[1]刘明波.计及静态电压稳定约束的无功优化规划.电力系统自动化，2005，29（5）.
[2]张平.风电场无功优化补偿技术研究.湖南：长沙理工大学，2009.
[3]Daniel F O Wind farm reactive support and voltage control. Proceeding of the IREP 2010.
[4]张洋.风电场无功补偿容量及其控制方法研究.吉林电力大学，2005
[5]陆以军.基于双馈机组的风电场潮流计算模型研究.新能源发电控制技术，Vol.31，No.4，2009.
[6]刘序.计及集电线路的风电场潮流计算变PQ迭代法及应用.吉林电力，Vol.38，No.6，2010.
[7]饶成诚.基于PSASP的并网风电场潮流分析.水力发电，Vol.39，No.4，2013.
[8]刘艳妮.电力系统潮流计算中风电场模型研究.华东电力，Vol.36，No.4，2008.
作者简介
孙大南（1986.1―），博士，安徽桐城人，2012年毕业于北京交通大学电气工程专业，现供职于思源电气股份有限公司，主要进行高压静止无功补偿装置研发.
基金项目
方案优化方法范文3
【关键词】 神经症；强迫症；社交焦虑障碍；惊恐障碍；广泛性焦虑障碍；专家咨询法；Delphi研究
中图分类号：R749.705.3 文献标识码：A 文章编号：1000-6729(2011）004-0273-06
doi:10.3969/j.issn.1000-6729.2011.04.009
（中国心理卫生杂志，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.）
神经症是一组患病率高的非精神病，据世界卫生组织报告，其中强迫症的疾病负担已居疾病负担的前十位［1］。
我国精神病专科医院对神经症的治疗水平参差不齐，可能延误神经症患者诊治，浪费医疗资源，使之成为较大的疾病负担［2-5］。因此，急需优化神经症已有明确疗效的药物和心理治疗方案，建立标准化神经症治疗指南和早期干预模式，提高疗效，达到降低国家经济负担，促进人群精神健康的目的。
为此，本研究采用专家咨询法，又称特尔菲法（Delphi法），调查了精神科临床专家对神经症的已有明确疗效的药物和心理治疗方案的治疗经验，以期探讨不同类型神经症治疗的最优治疗方案，为神经症规范化治疗和相关研究提供临床依据。
1 对象和方法
1.1 对象
根据我国医院的分级标准可以看出三级医院反映的是我国最先进、更权威的治疗技术，且其医疗服务覆盖面最广，故本研究选择我国三级医院日常从事精神科临床治疗工作的副高及以上职称的精神卫生学临床专家（非专职心理师、老年、儿童精神病治疗师）。此次咨询的专家人数共计20人。
1.2 方法
1.2.1问卷设计
本研究纳入4种常见神经症：强迫症（obsessive-compulsive disorder，OCD）、社交焦虑障碍（social anxiety disorder，SAD）、惊恐障碍（panic disorder，PD）和广泛性焦虑障碍（generalized anxiety disorder，GAD）。首先，采用文献法对这4种神经症目前已有明确疗效的全部药物和心理治疗进行回顾，第1轮问卷将初步筛选出的治疗方案分为2级进行设计：第1级条目为治疗方案名，例如：单纯药物治疗。其中强迫症4个治疗方案，社交焦虑障碍、惊恐障碍和广泛性焦虑障碍均为3个治疗方案；第2级条目为单个治疗名，例如：氯丙咪嗪。其中强迫症47个治疗名、社交焦虑障碍23个治疗名、惊恐障碍39个治疗名、广泛性焦虑障碍44个治疗名。
问卷包括了对每个治疗方案、治疗措施的推荐程度的判断；还包括专家对各治疗方案和治疗名的熟悉程度、判断依据以及专家的基本情况，如年龄、职务职称、专业及从事工作年限等内容。此外问卷中设置了开放性的问题，以便专家对课题和备选指标提出自己的意见和建议。
第2轮咨询问卷是在汇总第1轮咨询的分析结果及专家提出的意见与建议后形成的，条目为每个疾病具体的治疗名，例如：强迫症使用氯丙咪嗪联合行为疗法。其中强迫症27个治疗名、社交焦虑障碍19个治疗名、惊恐障碍5个治疗名、广泛性焦虑障碍13个治疗名。其他评价内容与第1轮问卷一致。
1.2.2 赋值依据
在调查表中，推荐程度赋值：首选推荐（5分），比较推荐（4分），一般推荐（3分），不太推荐（2分），不推荐（1分）。考虑到每位专家对不同问题的权威程度不同，需了解专家对每个指标的熟悉程度和判断依据，熟悉程度分为6个等级：很熟悉，熟悉，比较熟悉，一般熟悉，不太熟悉，不熟悉。判断依据按常规分为理论知识，实践经验，国内外同行的了解，直觉4类。
1.2.3 专家咨询法调查步骤
在2008年全国精神病学学术重庆年会会场发放第1轮专家咨询问卷，由20名专家本人填写，并现场回收。根据第1轮专家咨询的结果，形成第2轮专家咨询问卷。1个月后，采用信函的方式，将第2轮专家咨询问卷、填表说明及贴好邮票的回执信封一起寄给专家，由专家本人填写，并在规定的时间内寄回。
1.2.4 统计分析和指标
使用Epidata3.0进行平行双录入，使用SPSS16.0进行数据分析。首先对专家进行评价，如专家的基本情况、专家的积极性、专家的权威程度等；随后，采用众数、算术平均数、中位数、变异系数、满分率及专家协调程度系数等统计指标进行集中程度和离散程度的分析。
2 结 果
2.1 专家一般情况的描述性分析
本研究两轮咨询的专家为同一批人，人数均为20人，专家所在地域覆盖面广，具体为华北地区7人（35%），华东地区4人（20%），东北地区3人（15%），西北和西南地区各2人（10%），华南和华中地区各1人（5%），华中地区1人（5%）。除1位专家是副高级职称以外其余专家均为正高级以上职称，平均精神科临床工作年限为（27.6±8.1）年，详见表1。
2.2 专家的积极性和权威性
两轮专家咨询表回收率均为100.0%。两轮咨询专家的平均权威系数分别为0.70和0.73。
2.3 专家协调程度
各评价指标的变异系数详见表2。本研究两轮调查的专家协调系数分别是0.422和0.476。
2.4 专家意见的集中程度
第2轮专家咨询的每种治疗推荐程度的专家意见集中程度的统计结果见表2~表5。结果显示，众数、算数平均数和满分率的分布趋势基本一致，专家推荐程度OCD满分比≥50%的治疗方案是帕罗西汀联合认知行为治疗，SAD满分比≥50%的治疗方案是帕罗西汀联合综合性心理治疗和帕罗西汀联合认知行为治疗，PD满分比≥50%的治疗方案是选择性5-羟色胺再摄取抑制剂（SSRI）类+苯二氮艹卓类联合认知行为治疗和帕罗西汀联合认知行为治疗，GAD满分比≥50%的治疗方案是帕罗西汀联合认知行为治疗和SSRI类+苯二氮艹卓类联合认知行为治疗。这7种治疗的变异系数均在0.25以下，且专家推荐程度的众数均为5。
3 讨 论
近年来神经症开始逐渐引起医学界的广泛关注。在治疗方面，既往多采用单纯药物疗法或单纯心理治疗，国内外关于神经症治疗方案的研究很多，但都是针对单个神经症且或单独某种治疗方法［6- 7］，且众说纷纭，莫衷一是。对于临床治疗方案效果的评价，一般多采用临床试验等定量研究的方法，需要耗费大量的人力财力物力。专家咨询法是专家会议预测法的一种发展，它突破了传统的数量分析限制，可获得其他任何经验预测方法难以获得的明确结果，从而能将专家们的看法在没有倾向性的情况下集中起来，达到克服其中少数专家主观片面地看问题的弱点，此方法还具有比较扎实的定量依据，常用于历史数据不足或制约因素很复杂的预测领域中［8-10］。本研究首次在精神医学领域采用定性研究的专家咨询法优化神经症已有明确疗效的治疗方案，方法简便易行，对筛选临床治疗方案是一个很好的尝试。
选择专家是专家咨询法成败的关键。本研究纳入的专家均为我国三级医院的副高及其以上级别的临床医生，日常从事精神科临床治疗工作均在15年以上，最长的已经有50年工作经验，且两轮专家平均权威系数均在0.70及其以上。一般要求专家权威程度大于或等于0.70［11］，说明专家在此领域具有很强的权威性。
据文献［12］报导专家咨询法专家函询表回收率达到50%是可以用来分析和报告的起始比例，60％以上的回收率是好的。本研究两轮专家咨询表回收率均达到100.0%，说明专家积极性非常好。有44个治疗方案的变异系数≥0.25，说明专家对这些治疗的评价存在较大分歧，协调程度不高，有20个治疗方案的变异系数在0.25以下，说明专家对这些治疗的评价比较一致。协调系数表示专家意见的协调程度，协调系数W在0~1 之间，协调系数越大表示协调程度越好，国内几项大型专家咨询法在卫生系统的应用研究显示，经过2~3轮咨询协调后，如果误差控制较好，协调系数一般在0.5的范围内波动［13］。本研究两轮专家咨询协调系数分别为0.422和0.476，说明专家意见协调性好，预测结果可取。综上所述，在此基础上得到的研究结果是科学的、可靠的。
通过两轮筛选，成功选出了4种神经症的最优治疗方案：强迫症的最佳治疗方案是帕罗西汀联合认知行为治疗，社交焦虑障碍的最佳治疗方案是帕罗西汀联合综合性心理治疗和帕罗西汀联合认知行为治疗，惊恐障碍的最佳治疗方案是SSRI类+苯二氮艹卓类联合认知行为治疗和帕罗西汀联合认知行为治疗，广泛性焦虑障碍的最佳治疗方案是帕罗西汀联合认知行为治疗和SSRI类+苯二氮艹卓类联合认知行为治疗。本研究在国内精神障碍治疗研究中首次采用特尔菲法调查，为优化神经症的治疗方案提供了定性研究的方法学和临床治疗的专家意见。
4 未来研究方向
本研究因为经费和时间限制，选择的是参加2008年全国精神病学学术重庆年会的精神科专家，专家地域和医院的选择有一定的局限性，在未来的研究中，可以考虑扩大样本量，选择更有代表性的专家来进行调查。
参考文献
［1］Murray CJ,Lopez AD.The Global Burden of Disease:a comprehensive assessment of mortality and disability from diseases,injuries and risk factors in 1990 and projected to 2020:Global Burden of Disease and Injury Series.vol.I［M］. Cambridge,MA：Harvard School of Public Health,1996:16-23.
［2］高哲石.神经症的临床分类及其药物治疗进展［J］. 世界临床药物,2009,3(10):625-631.
［3］李晓丽，毛家亮，韦彩雯，等.抗抑郁药物治疗心脏神经症效果评估［J］. 上海交通大学学报(医学版),2008,28(9):1134-1136.
［4］童建明.神经症的药物治疗［J］. 精神医学杂志,2007,20(2):125-128.
［5］崔浩,姚黄.黛力新治疗心脏神经症的临床效果［J］. 中原医刊.2007,34(17):80.
［6］周云.黛力新治疗躯体形式障碍的效果分析［J］. 现代中西医结合杂志,2009,18(5):544-545.
［7］郭克锋，郭珊，杨文清，等.焦虑性神经症的心理与药物治疗［J］. 第四军医大学学报,2004,25(5):462-464.
［8］李俊漪，白玫，刘华平，等.Delphi法在护理岗位任务分析及人才需求预测研究中的应用［J］. 护理管理杂志,2004,4(6):35-37.
［9］梁智，袁建平，孙宁生.卫生现代化评估指标体系研究［J］. 国外医学卫生经济分册,2003,20(3):97-104.
［10］梁裕楷.人力资源开发与管理［M］. 广州:中山大学出版社,1999:165-166.
［11］李俊勇，刘民，周丽.医学科研项目全程评价指标体系的建立［J］. 中华医学科研管理杂志,2005,18(1):34-37.
［12］艾尔巴比.社会研究方法［M］.李银河,译.成都:四川人民出版社,1987:112-114.
方案优化方法范文4
风能作为最干净的可再生能源，蕴含量巨大，取之不尽，用之不竭，早已成为全世界范围的研究热点。笼型转子感应电机因其具有价格低廉、结构坚固简单及可靠性等优点，已成为独立电源和风力发电系统的重要选择之一[1,2]。而定子双绕组感应发电机（DWIG）作为笼型转子感应发电机中的一种，它具有的独特电机结构和诸多优点，克服了传统单绕组笼型转子感应电机发电系统的诸多不足，亦受到越来越多国内外学者们的密切关注[3-6]。
DWIG有两套定子绕组：一套称为功率绕组，用于输出发出的电能；一套称为控制绕组，用来控制电机内部的励磁，两套绕组之间无电气连接，仅靠磁耦合，易实现高性能的控制[3]。功率侧绕组接交流励磁电容，通过整流桥负载输出直流电，控制侧绕组接入滤波电感消除控制侧SEC的开关管通断引入的谐波以改善电流波形，通过对SEC的控制来实现连续调节电机内部磁场，使系统输出稳定的直流电压[4-6]。DWIG发电系统在恒速以及变速运行下的舰船、坦克以及飞机电源上的应用均取得了一定的研究成果[5-9]，同时，DWIG发电系统在风力发电上应用的研究也已展开[10-12]，并且针对当前各种机型的风力发电系统无法充分利用低风速下风能的不足，提出了新的拓扑和控制策略，使得系统在很宽的风速范围内均能输出额定的高压直流[13]。
宽风速运行的DWIG风力发电系统，与双馈感应电机（DFIG）风力发电系统相比，其优势在于两系统励磁控制器容量相当的前提下，笼型转子结构更坚固，无电刷和滑环、易维护，且系统的输出为直流电能，相对于输出恒频交流电的DFIG而言，更适合于采用直流输电的海上风力发电[14]；与直驱式永磁电机风力发电系统相比，优势则在于弱磁控制的能力以及发电机本体和励磁控制器（相比于永磁发电机侧的控制变换器）的成本优势。因此，DWIG风力发电系统若要具备更强的竞争力，除了宽风速范围运行的能力以外，对系统成本影响较大的SEC容量大小讲起着决定性作用。
文献[6,9-11]均以变速运行下的DWIG发电系统SEC容量最小为目标，分别进行了励磁电容的优化设计。文献[6,9]主要对全转速范围恒功率运行（最低速设计为额定转速）的独立电源系统展开研究，未考虑额定转速以下的情况和原动机特性；文献[10,11]则针对于DWIG风力发电系统，兼顾了恒功率区转速以下运行情况以及风力机（原动机）的功率特性，但是全文只针对功率绕组侧输出电能的运行方式，未对系统在宽风速下运行尤其是低风速下运行的控制及优化作进一步的探讨。
本文从宽风速范围运行DWIG风力发电系统的实际运行控制要求出发，结合发电机的功率输出特性，分析了系统在宽风速运行时控制侧SEC的电流变化规律，以SEC容量最小为目标，得到适合于该系统的励磁电容优化方案，并在一台37kW/1500r/min的DWIG样机上进行了实验验证。
2系统构成和工作原理
DWIG风力发电系统主要由风力机、一级增速齿轮、DWIG、SEC等主要部件组成，风力机经一级增速齿轮箱拖动DWIG至发电状态运行，将风能转化为电能。功率侧绕组接交流励磁电容，通过整流桥输出直流电，控制侧绕组与SEC之间接有滤波电感，由SEC控制发电机内部磁通，使得系统变速变负载情况下输出稳定的直流电压。为了充分利用低风速下的风能，利用控制侧绕组经SEC发电，输送至SEC直流母线，拓扑采用控制侧SEC的直流母线经功率二极管与功率侧整流桥并接输送电能的方式，具体的系统结构框图如图1所示。
图1所示的新拓扑使得DWIG风力发电系统在很宽的风速范围内都能输出稳定的直流电压，充分利用低风速下的风能[13]。系统在低风速下运行时，由于发电机的转速较低，功率侧绕组的端电压无法达到额定电压的要求，因此通过控制侧SEC的泵升作用，利用电机控制绕组的自身漏感和滤波电感作储能，将SEC的开关管信号为零矢量时存储的能量在非零矢量时泵升至直流母线侧，使其端电压达到指令值，发出的电能通过SEC的直流母线端经并联二极管往外送出。为了使DWIG具备良好的带载能力，此时需维持发电机内部的磁通恒定。
当风速逐渐上升，直至功率侧绕组端电压提升达到指令值时，由功率侧的整流桥往外输出电能，并联二极管被阻断，此时由并联的交流励磁电容和SEC共同向电机提供需要的励磁无功，SEC的调控功能是维持其自身直流母线电压恒定不变的同时，调节输出的励磁无功维持系统输出直流电压恒定。
3励磁电容的优化
特定的风力机在一定风速下，都存在一个最大功率输出点，因此发电机输出功率也会有一个最大点。将所有不同风速下的最大输出功率点连接起来，即可得到发电机最优输出功率曲线，如图2所示。
DWIG系统所需的励磁无功容量主要取决于发电机参数、转速范围、负载等因素[9-11]，在发电机参数、转速范围等这些因素都确定的情况下，DWIG风力发电系统运行于图2所示的最优输出功率曲线上，选择不同大小的励磁电容必然会影响SEC工作时的电流大小：如果选择过小，系统在低速运行时SEC需要提供过大的励磁无功；选择过大，高速运行时会产生大量多余的励磁无功需要由SEC吸收。
因此优化选择一个合适的励磁电容值，可以使得SEC容量最小化。
3.1系统励磁电容优化的难点
由图2所示，本系统以高低风速运行状态的切换转速ns为分界点，形成了两段不同的运行区间：一为低风速区ABC段，包含风力机的起动、系统建压以及低风速运行，此阶段由控制侧SEC直流母线端输出电能，功率侧的整流桥被阻断，由励磁电容和SEC共同提供励磁无功以维持电机内部磁通恒定，此时因发电机频率低，励磁电容低频下提供的励磁无功电流较小，励磁无功由SEC提供，因此该运行区间内控制绕组电流的大小取决于励磁无功电流分量与有功电流分量的合成，根据发电机转速与输出功率之间的特性关系，可知两种运行状态之间的切换转速会影响有功分量的大小，继而也会影响励磁电容的优化选取；二为高风速区CDE段，包括部分额定转速以下以及超过额定转速的弱磁区，此时系统从功率侧输出电能，由SEC吸收励磁电容提供的过多的励磁无功，以此来调节电机内部磁通，从而稳定输出的直流母线电压，此时控制侧SEC的有功损耗只占很小一部分，因此无功电流分量在控制绕组电流中占主要成分。
综上所述，本文研究的宽风速运行的DWIG风力发电系统，与文献[10,11]研究的系统在拓扑和控制上有非常大的不同，造成了系统存在着另外几个影响励磁电容优化选取的关键点如下：一是系统存在两种运行状态，在有功和无功电流已解耦的情况下，高低风速两种状态下控制绕组电流中有功和无功分量的组成完全不同，造成了文献[10,11]中的优化原则对于本系统完全失去了作用，必须针对本系统探讨新的优化原则；二是何时从低风速运行切换至高风速运行，即两种运行状态之间切换时机的选择将会影响励磁电容的优化选取；三是如何将高低风速两种运行状态不同控制方式下的控制电流综合起来考虑励磁电容的优化，选择一个合适的方案。
3.2控制绕组电流的计算
下面针对两种不同的运行状态，分析控制电流的组成。为了简化分析，忽略定子绕组之间互漏感的影响，且只考虑系统的基波分量。假设负载为阻性，以RL表示，其中p,s,r分别代表功率绕组、控制绕组和等效的转子绕组。两种运行状态下的DWIG电机数学模型均相同，不同之处在于各自运行状态下电机发出的电能由何处输出，由此导致系统的等效电路与相量图与之前拓扑的系统有所不同。低风速下运行时，由控制侧SEC的直流母线输出电能，参考文献[9]的DWIG数学模型，此时系统的等效电路与相量图如图3所示。由图3a所示等效电路，根据基尔霍夫电流定律，可得各电流之间关系为由图3b所示相量图，可得mI的幅值与各电流的幅值关系为将上面各式全部代入式（2），得化简可得控制绕组电流中的励磁无功电流分量为最终控制电流可表示如下发电状态下s为负值，依据参考文献[9]，可得式中Pe——转子侧传递到定子侧的电磁功率。由式（4）～式（6）可得低风速运行状态下不同转速和负载下控制绕组电流的大小。系统在高风速下运行时由功率侧的整流桥输出电能，此时由于控制侧的有功损耗很小，可忽略不计，SEC提供的调节电机内部磁通的励磁无功电流可看成是一个可控电流源，依据参考文献[6]，控制绕组电流为由式（6）和式（7）可得高风速运行状态下不同转速不同负载下控制绕组的电流大小Is。
3.3励磁电容的优化原则
根据上面的计算与分析，可得到低风速区ABC段和高风速区CDE段控制绕组电流随电机转速的变化规律，如图4中曲线1，2所示，曲线定性地给出了两种运行状态下的电流变化趋势，曲线2中的负值电流表示此时SEC正从发电机抽取过多的励磁无功。而图中曲线3表示电机转速变化时励磁电容可提供的无功电流变化趋势。从控制绕组电流变化规律可以看出，低风速区控制绕组电流随转速呈现单调性变化，高风速区电流会出现减小至零再增大的变化过程，因此控制绕组电流最大值出现在低风速区运行段切换转速时（图4中A点）和高风速区运行段的高速满载时（图4中B点），即控制绕组最大电流Ismax可表示为通过选取一个合适的励磁电容值，使得控制侧绕组电流在A点和B点的值能保持：|Is|=|Ih|，即可使得控制绕组最大电流达到最小值，SEC容量达到最小。
4系统优化励磁电容的选取
下面在Matlab的Simulink环境下分别针对低风速运行状态下不同运行转速以及高风速运行状态下高速满载情况时的控制绕组电流变化分别进行仿真，以此寻找出最佳的切换转速及最优的励磁电容值。
4.1励磁电容大小对控制绕组电流的影响
本文用于仿真和实验研究的37kW3/3相DWIG样机的相关参数为：Rp=0.78，sR=0.535，rR=0.384，Llp=5.84mH，lsL=4.38mH，lrL=2.86mH，Lm=165.5mH，极对数p=2，额定转速n=1500r/min，最高转速nmax=2000r/min；功率侧输出额定电压600V（发电机转速需达到1000r/min以上）；功率绕组和控制绕组的有效匝数比Ns:Np=52:60。控制策略仍延用数字电流滞环控制[6]，仿真时以阻性负载来代替对应的发电机输出功率。根据式（4）～式（7），对低风速运行状态下500～1400r/min以及高风速运行状态下2000r/min满载两种情况，分别进行了不同励磁电容大小的仿真，由此得到的控制绕组电流Is变化规律如图5所示。图5中曲线簇Is1和曲线Is2分别表示低风速运行状态下不同转速以及高风速运行状态下高速满载时的控制绕组电流变化规律，励磁电容大小从100～300F，每5F为一间隔。曲线Is2为曲线Is2关于x轴的对称曲线，它与曲线簇Is1的交点可表示为不同转速下当励磁电容为某一值时，控制绕组电流在整个工作过程中正向最大电流与负向最大电流相等。而本实验样机设计时在1000r/min以后才能输出额定电压600V，即1000r/min以下输出额定电压必须以低风速运行状态运行，从控制侧SEC直流母线端输出电能。因此结合上面得到的仿真结果，可初步确定|Is|=|Ih|所对应的最佳切换转速与最优励磁电容在图5中四边形区域内，其左侧边界点分别对应为1000r/min，205F，|Ih|=15A。
4.2励磁电容的优化选取
由低风速运行状态切换至高风速运行状态时，发电机的输出功率与转速之间仍然要满足发电机最优输出功率特性，且必须切换平滑，无冲击及扰动，因此切换转速的选取尤为重要，在切换后此转速下功率侧必须仍然具备输出所需最优功率的能力。仿真结果是理想化的，未考虑系统中的非线性因素，但是可以作为优化选取的参考。本文在仿真结果的基础上，结合了循环计算和实验验证的方法来获取最佳切换转速和最优励磁电容值，其流程图如图6所示。以边界点1000r/min、205F为起始参考条件，判断约束条件|Is+Ih|≤和Pout≤Popt(n)，当不满足条件时，循环叠加对应的C和n，直至找到最优的励磁电容值和最佳切换转速。其中Popt(n)表示发电机最优输出功率曲线上转速为n时对应的输出功率值。采用图6所示的方法，经过若干次循环计算和验证之后，可求得优化励磁电容值Copt=235F，ns=1100r/min，此时控制绕组的正向最大和负向最小电流都约为18A。
5实验研究
在实验室一台37kW的DWIG风力发电系统样机上对前面理论分析和仿真优化选取的结果进行实验验证。采用西门子MM440变频器驱动一台普通三相交流异步电机来模拟风力机[15]。实验时负载采用自制的并网逆变器，效率达99%，THD＜5%，输出的有功功率给定遵循DWIG的最优输出功率曲线。SEC选择飞思卡尔MC56F8346DSP作处理器，硬件由MitsubishiIPM模块构建，控制周期为100s，滤波电感为4mH，励磁电容为235F。
实验中DWIG的最优输出功率与转速的对应关系满足风力机的特性，转速变化范围为500～2000r/min，每隔100r/min给出对应的发电机输出功率及控制绕组电流大小，具体实验结果如图7所示，其中控制绕组电流值以有效值表示。系统在500～2000r/min转速范围内能运行稳定，切换速度下控制绕组电流正向最大值与高速满载抽取励磁无功时负向最大电流基本相等，约为17.5A，SEC容量约为额定功率的31%，与原拓扑的DWIG风力发电系统的优化结果相比（文献[6]给出的结果为37%，文献[11]中为33%），基本相当，从而也验证了优化方案的正确性和有效性。
图8给出了几个典型运行转速下的实验波形。图8a为原动机转速上升到500r/min时系统在蓄电池的辅助励磁下建压运行（输出DC600V额定值）的波形。待建压完成后，系统按最优输出功率曲线运行，在转速范围（500～1100r/min）内为低风速运行状态，通过电压泵升原理由控制侧SEC直流母线端输出电能。图8b为1000r/min时输出8kW功率的实验波形，此时SEC向发电机提供少量励磁无功以维持发电机内部磁通恒定以保证其足够的带载能力，控制绕组电流主要取决于其有功分量，这时的控制绕组线电流有效值约为16.1A。当转速达到1100r/min后切换为高风速运行状态，发电机的输出功率约为12kW时，由功率侧整流桥输出电能，整个变速运行过程中，输出的直流母线电压（即并网逆变器的直流侧电压）均能保持稳定，实验波形如图8c所示。当转速较高时，励磁电容提供的励磁无功超出了发电机所需，SEC必须抽出多余的部分，图8d给出最高转速2000r/min输出额定功率时的系统电压和电流波形，此时控制绕组电流有效值约为17.3A。
方案优化方法范文5
关键词：电网建设优化；安全性决策； 优化方法
0 引言
传统的电网项目建设侧重经济性目标，主要考虑投资所带来的经济效益[1]，缺乏考虑对电网安全性的影响。而安全性是电网运行的根本，良好的安全性是电网安全稳定运行的重要保障。因此，如何根据电网安全性进行电网项目建设排序，保障其电网安全稳定运行，是电网十分关心的课题。
目前，国内外对电网建设排序进行一定的研究，主要着重电网投资效益[2]，其注重项目建设的经济性，而电网建设项目排序是一项综合性工程，所涉及和影响的因素很多，这样会导致方案在其它方面的适应性不强[3]。针对以上问题，本文针对性的提出一种考虑电网安全性决策的电网建设优化方法。首先，根据某地区电网220kV变电站负载率和220kV线路负载率，设计一种基于电网安全性决策的电网建设优化方法。
1 电网建设优化安全性指标
本文首先提出一种安全性评价指标体系，包含了变电站负载率和线路负载率两项指标，能较科学合理地反映电网建设项目排序方案水平，为电网提供投资参考和决策支持。综合评价指标体系如图1-1所示。
图1-1 基于电网安全性决策的电网建设评价指标
1.1 变电站协调因子定义
变电站协调因子指标定义为电网内各变电站负载率的标准差，文献[4]采用方差计算，但标准差更能反映一个数据集的离散程度，是一个全局参数。变电站协调因子用标准差形式的计算方法，数学描述见式（2-1）：
（2-1）
式中 Cs―年度变电站协调因子；
Si―第/个变电站负载率；
S―变电站负载率平均值；
Ns―变电站总数。
变电站协调因子Cs数值越接近于0，表明变电站的空间布局与负荷分布匹配越好，站间的运行情况差异性越小，不存在部分变电站长期重载而部分变电站长期轻载的情况，各变电站布点、建设时间安排合适，有利于保障电网安全性较好。
1.2 线路协调因子定义
线路协调因子CL指标定义为电网内各线路负载率的标准差，数学描述见式（2-2）：
（2-2）
式中 CL―年度线路协调因子；
Li―线路i的负载率；
―线路负载率平均值；
NL――线路总数。
线路协调因子CL反映了电网运行的线路潮流是否均衡。在同一负荷水平下，CL的数值越接近于0，表明电网的各线路潮流越平均，电网运行的安全性越高。
2 基于电网安全性决策的电网建设优化方法
电网规划的目的是满足不断增长的负荷需求，提高电网可靠性，防止电力系统发生故障而出现大面积停电，以及由于负荷的增加出现线路、变压器及其它电力设备严重过负荷情况。因此，电网建设项目的投产方案应当首先满足电网安全稳定运行[5]。
在正常运行最大负荷方式下，为了满足电网安全性要求，需要新建变电站来缓解重载情况，通过新建项目，可以分担重载变电站部分负荷，降低重载变电站的负载率[6]。在缓解重载问题过程中，由于重载变电站可以由其附近不同的待建项目来承担部分过负荷，这样解决变电站过载问题会有不同措施[7]。因此，本文根据电力系统潮流灵敏度分析，得出机组出力变化时，相关重载变电站和重载线路变化量，变化程度越大，说明该部分线路和主变安全性越低，在电网建设规划时应优先解决该部分的重载变电站和重载线路。本文提出基于电网安全性决策的电网建设优化方法，具体步骤如下：
（a）变电站负荷预测
据该地区2014年负荷预测，可以得到规划年即第2015年在不考虑建站前提下的各220kV变电站负荷预测值，由最大负荷预测值可以得到过载的220kV变电站主变信息和线路信息，文中变电站主变负载率重载界定值取60%，线路负载率为50%。
（b）根据潮流灵敏度制定电网建设方案
以解决过载变电站主变和过载线路为目标，根据潮流计算的灵敏度分析，得出改变机组出力时，相关线路和稳定断面变化量[8]。此时分析线路和主变过载原因，制定电网建设方案。
所研究电网系统的每一个电源节点的发电功率，给定一个变化量（？驻Pi ），计算支路和稳定断面潮流变化量（？驻Pj），将二者的比值zji作为支路和稳定断面潮流功率对电源功率的灵敏度，定义为，如公式（2-3）所示：
（2-3）
（c）安全性指标计算校验
将该建设方案并入原始电网，可以计算在2014年基础上，新站投运后的安全性指标，校验制定的电网建设方案实效性。
3 算例及分析
以某地区电网为例，该电网系统有11个节点，包括8个220kV变电站和3个常规电厂，22条已建支路，系统的初始可行网络如图3-1所示（虚线表示规划部分）。如图所示，该地区电网大部分负荷位于北部，而电源位于西部；由于电厂B、C处于居民负荷区，考虑环保减排，规划其发电量将逐年减少，后期电源规划着重放在西部，这必然造成西电北送的潮流加剧，进一步增加A-D-E-F-G-H-J-K输电通道压力，故该地区电网项目建设重点一直处在西部地区。
3.1 变电站负荷预测
根据2014年负荷预测，可以得到规划年即次年在不考虑建站前提下的各220kV变电站负荷预测值，如图3-2所示，该地区220kV变电站次年最大负荷预测和地区最大负荷预测趋势一致，预测趋势较为合理。由最大负荷预测值可以得到过载的220kV变电站信息，具体如表3-2。
表3-1 该地区电网规划年西北部各变电站最大负荷预测结果
表3-2 2014年原始电网重载线路和变电站主变情况
图3-2该地区220kV变电站最大负荷预测分布图
3.2通过潮流灵敏度制定电网建设方案
以解决表3-2过载变电站主变和过载线路为目标，根据潮流计算的灵敏度分析，得出改变机组点出力时，相关线路和稳定断面变化量。此时，将过载变电站主变设置为稳定断面纳入灵敏度分析，调节西部最大电源A电厂机组出力，得出支路和稳定断面灵敏度如表3-3。
由表3-3灵敏度分析可以看出GH1、 GH2和G站主变断面受A电厂影响较大，若A电厂出力越大，该线路和该站安全性越低。综述可以看出，“D-E-F-G-H-J”输电通道，目前输电压力最大的是福洛线通道，需在“H-G”通道投入变电站实现了分流，使“H-G”断面潮流得到了一定改善。故鉴于该地区目前变电站建设情况，制定电网建设方案：在“H-G”通道投入变电站M、Q。
表3-3 2014年原始电网重载线路和变电站主变灵敏度
3.3 安全性指标计算
将该建设方案并入原始电网，可以得出在2014年基础上，新站投运后的安全性指标。
表3-4 该建设方案并入原始电网重载线路和变电站主变情况
由表3-4可以得出，将该建设方案并入原始电网2014年重载线路和变电站主变负载率都大幅度降低。在计算安全性指标时，以2014年该地区电网的结构及参数为基础，计算得到该地区电网220kV重载线路和主变安全性指标。如表3-5所示，可以看出按照上述电网建设方案，变电站投运后线路协调因子和变电站协调因子都相应减小，表明该地区变电站的空间布局与负荷分布匹配越好；该地区电网运行的线路潮流更加均衡。
表3-5 2014年该地区220kV重载线路和主变前后安全性指标
4 结论
本文提出一种基于电网安全性决策的电网建设优化方法，并引入一种电网建设项目的安全性评价指标，对于评价电网安全稳定运行较为科学、全面和合理。以某一地区电网为例，按本文提出方法对制定电网建设方案，并校验其合理性。总之，本文提出的理论和用的方法具有科学性和可操作性，对电网建设项目排序问题有重要的参考价值。
参考文献
[1] 符杨，孟令合，胡荣，等.改进多目标奴群算法在电网规划中的应用[J].电网技术，2009，33（18）： 57-61.
[2] 王绵斌，谭忠富，张丽英，等.市场环境下电网投资风险评估的集对分析方法[J].中国电机工程学报，2010，30（19）： 91-98.
[3] 马博.电网建设投资评估与优化方法应用研究[D].北京：华北电力大学（北京）’ 2010.
方案优化方法范文6
关键词：电厂电气 电气设备 设备检修
中图分类号：TM07 文献标识码：A 文章编号：1007-3973(2011)006-037-02
1 引言
随着我国经济的飞速发展，对电力的需求与日俱增，我国也在十二五规划中明确提出要着力发展特高压电力传输等一系列电力领域发展的课题。随着传输电压的升级，对于发电厂的电力电气设备的要求也逐渐提高，尤其是高压电气设备，倘若电气设备发生老化及其他类型的故障，势必将影响整个发电厂的发电效益，对于经济发展也是有不小的损失的，为此，必须加强对电力系统发电设备的电气检修，从根本上提高电力发电设备的可靠性，只有如此，才能够从根本上实现电力供应的可靠。
本论文重点结合发电厂电气设备的特点，探讨电气设备检修的方案，以期从中找到有效的电气设备检修方法，并以此和广大同行分享。
2 我国当前发电设备检修体制现状
目前我国电力系统电气设备的服役状况参差不齐，对于电气设备的检修水平也不能一概而论，但是总的来说，我国目前对于电气设备的检修体制还是停留在事后维修、预防性检修的层面上，对于国外一些先进的检修体制应用的不多。我国当前发电设备检修体制现状的主要问题表现在以下几个方面：
(1)临时性检修频繁。我国目前电力系统内存在着很多老期甚至是超期服役的电力设备，这些设备可靠性很差，往往在一次检修结束后运行很短的一段时间就会再次发生故障，对于这样的电力设备往往是出故障即临时检修，导致了大量的临时性频繁检修，对于电力设备的电气可靠性也将大打折扣。
(2)维修不足。目前电力系统也有很多设备，不对其运行状态进行监测，直至发生故障才进行检修，平常根本不进行状态检修与维护，这导致了很多电力机组及设备维修不足，有时故障恶化会造成本可避免的严重事故损失。
(3)维修过剩。另一方面，有些电力设备就存在着维修过剩的现象，对一些运行状态较好的设备，由于缺乏认识，认为比较重要的设备，定期进行状态检修，在一定程度上造成了设备有效利用时间的损失，甚至有可能引发新的故障。
(4)盲目维修。多数电气电力设备，对于其维修往往是依据老电气工人的经验，缺乏科学的维护检修制度，对电气设备要么是不修，要么是频繁检修，要么是无法对症下药的检修，存在着盲目检修的现象，造成了很多电气设备提前报废。
3 发电厂电气设备检修方案优化应用
3.1 发电设备检修基本步骤
对于我国电力系统电气设备的检修，大体可以按照以下几个基本步骤实施：
(1)发电厂评估
发电厂首先要对需要检修的设备进行评估，评估的内容主要包括以下几个问题：
1)设备哪里出了问题，是否可以检修?
2)检修的时间、技术是否成熟，是否有完整的解决方案?
3)检修的成本是否能够承受?
4)本次检修结束，对于电气设备的运行可靠性是否有明显影响?
只有在上述四个问题有了清晰明确的答案之后，才能够真正实施电气设备的检修工作。
(2)作好基础管理工作
所谓做好基础管理工作，就是要将设备检修的技术方案、技术人员都配备到位，整个发电厂的运行时间上要配合，确保检修顺利实施，同时还有其他基础性工作要进行管理，例如检修工具的配备，安全措施的制定等等。
(3)作好基础技术工作
基础技术工作就是指在对电气设备进行检修之前，确定完整的技术检修和实施方案，并对检修过程中有可能出现的各种技术问题加以考虑，并给出完善的解决方案和解决措施，要对整个检修流程做到程序化，才能够正式实施检修。
(4)状态检修的实施和完善化
当全部的检修技术方案和技术措施都落实到位之后，配备了相应的技术人员的基础上，就可以正式实施电气设备检修了，当检修结束之后还要对设备开机运转进行测试，同时完善检修报告和技术分析，以为后期设备的再次检修及其其他技术人员的检修提供基础技术依据。
3.2 电气设备检修方案优化――发展点检定修制度
传统的电气设备检修制度在实际运行过程中暴露出了大量的不足与缺点，例如有的设备检修不足而有的设备检修过剩，无法全面而清晰的了解和掌握发电电力设备的工作状态。近年来国际普遍流行的一种点检修制度能够为我国电力系统电气设备提供一些借鉴经验。
设备点检制度是由技术人员事先利用监测设备或者仪器，按照预先订制的设备寿命检修状态表对设备进行定点、定量、定技术、定周期的检修模式，这样的检修方式能够全面掌握设备的寿命周期和运行状态，同时对于设备发生的故障能够全面排除，既不会发生检修不足的现象，也不会发生检修过剩的现象，大大降低了设备维护的费用，有效的抑制了“过维修”和“欠维修”的发生。如下图所示，是对设备进行点检的流程示意图：
对电力设备进行点检，其流程及制度其实可以从如下两个方面来理解和实施：
(1)对电力设备实施点检，首先从制度上规范，即对技术人员的点检时间、点检周期、点检技术、点检流程、点检规范、点检标准等都有着明确的规定，只有严格按照点检制度对电力设备实施点检，才能够实现预期的故障排除、节约维护成本、提高电力设备可靠性稳定性等目标。
