集成电路设计自动化范例(12篇)

集成电路设计自动化范文

关键词：集成电路设计；应用型人才；课程改革

中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2016）14-0059-02

一、引言

在过去的20多年来，中国教育实现两大历史性跨越。第一是实现了基本普及义务教育，基本扫除青壮年文盲的目标；第二是中国高等教育开始迈入大众化阶段，高教毛入学率达到17%。据《2012年中国大学生就业报告》显示[1]，在2011年毕业的大学生中，有近57万人处于失业状态，10多万人选择“啃老”；即使工作一年的人，对工作的满意率也只有47%。2012年，全国普通高校毕业生规模达到680万人，毕业人数再创新高，大学生将面临越来越沉重的就业压力。面对这样的困境，国家相关部分提出了一系列的举措，其中对本科毕业生的培养目标逐渐向应用型人才转变[2-4]。集成电路作为信息产业的基础和核心，是国民经济和社会发展的战略性产业，已成为当前国际竞争的焦点和衡量一个国家或地区现代化程度以及综合国力的重要标志。本文将在对集成电路设计专业特点分析的基础上，以北京信息科技大学集成电路设计专业课程设置为例，介绍面向应用型人才培养目标地集成电路设计本科课程现阶段存在的问题并给出相关可行的改革方案。

二、集成电路设计专业特点

进入本世纪后，我国的集成电路发展迅速，集成电路设计需求剧增。为了适应社会发展的需要，国家开始加大推广集成电路设计相关课程的本科教学工作[5]。经过十年多的发展，集成电路设计专业特色也越来越明显。

首先，集成电路设计专业对学生的专业基础知识要求高。随着工艺的不断进步，集成电路芯片的尺寸不断下降，芯片功能不断增强，功耗越来越低，速度越来越快。但随着器件尺寸的不断下降，组成芯片的最基本单元――“器件”的高阶特性对电路性能的影响越来越大。除了器件基础，电路设计人员同时还需要了解后端电路设计相关的版图、工艺、封装、测试等相关基础知识，而这些流程环环相扣，任何一个环节出现问题，很难想象芯片能正常工作[6]。因此，对于一个合格的电路设计人员，深厚的专业基础知识是必不可少的。

其次，集成电路设计专业需要学生对各种电子设计自动化工具熟悉，实践能力强。随着电子设计自动化工具的不断发展，在电路设计的每一个阶段，电路设计人员可以通过计算机完成电路设计的部分或全部的相关内容。另一方面，电子设计自动化工具的相关比较多，即使是同一家公司的同一种软件的更新速度相当快，集成电路设计工具种类繁多，而且没有统一的标准这对集成电路设计教学增加了很大的难度。

再次，集成电路设计专业的相关教学工作量大。正如前面所介绍，要完成一个电路芯片的设计，需要电路设计人员需要了解从器件基础到电路搭建、电路仿真调试、版图、工艺、封装、测试等相关知识，同时还要通过实验熟悉各种电子设计自动化工具的使用。所有相关内容对集成电路设计专业的教学内容提出了更多的要求，但从现有的情况看，相关专业的课时数目难以改变，所以在有限的课时内如何合理分配教学内容是集成电路设计专业教师重要的工作。

最后，集成电路设计专业对配套的软、硬件平台要求高，投入资金成本高。从现有的情况看，国际上有4大集成电路设计EDA公司，还有很多中、小型EDA公司。每个公司的产品各不相同，即使针对相同的电路芯片，设计自动化工具也各不相同。在硬件方面，软件的安装通常在高性能的服务器上，因此，硬件方面的成本也很高。软硬件方面的成本严重地阻碍了国内很多高等院校的集成电路设计专业发展。

三、集成电路设计专业课程设置及存在的问题

在集成电路设计专业课程设置方面，不同的学校的课程设置各不相同。但总的来说可以分为三类：基础课、专业课和选修课。在三类课程的设置方面，每个学校的定义各不相同，主要是根据本校集成电路设计专业的侧重点不同而有所区别。从国内几大相关院校的课程设置看，基础课主要包括：《固体物理》、《半导体物理》、《晶体管原理》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》等；专业课主要包括：《模拟集成电路设计》、《数字集成电路设计》、《信号处理》、《高频电路》等；选修课主要包括：《集成电路EDA》、《集成电路芯片测试》、《集成电路版图设计》、《集成电路封装》等。

从现有的课程设置可以看到，针对国家应用型人才培养目标，现有的课程设置还存在很多问题，具体地说：

首先，课程设置偏于理论课程，实践内容缺乏，不符合应用型人才的培养目标要求。从上面的课程设置情况可以看到，各大高校在课程安排方面都侧重于理论教学，缺乏实践内容。比如：《模拟集成电路设计》课程总学时为48，实验学时为8，远远低于实际需求，难以在短短8学时内完成模拟集成电路设计相关实践活动。虽然集成电路设计专业对于专业基础知识要求宽广，但并不深厚，因此，浪费太多时间在每个设计流程相关的理论知识的阐述是不合适的，也不符合我国大学生的现状。

其次，实践活动不能与集成电路设计业界实际需要相结合，实践内容没有可行性。从目前各大高等院校的课程内容方面调研结果表明，对于本科教学情况，90%以上的实践内容都是教师根据理论教学内容设置一些简单可行的小电路，学生按照实验指导书的内容按相关步骤操作即可完成整个实验过程。实验内容简单、重复，与集成电路设计业界实际需要完全不相关，这对学生以后的就业、择业意义不大。

最后，没有突现学校的专业特色，不适于当今社会集成电路设计业界对本科毕业生的要求。但在竞争激烈的电子信息产业界，如果想要毕业生择业或者就业时有更强的竞争力，各大高校需要有自己的专业特色，但现在各个高校的现状仍然是“全面发展，没有特色”。这对于地方高校的集成电路设计专业毕业生是一个劣势。

四、面向应用型人才培养目标的课程改革

针对上面阐述的相关问题，本文给出了面向应用型人才培养目标的集成电路设计专业课程改革的几点方案，具体地说：

首先，削减理论课的课时，加大实验内容比例。理论课时远远高于实践课时是当今大学生教育的一个重要弊端，这也直接导致了大学生动手能力差、实践活动参与度低、分工合作意识薄弱。而在不增加授课学时的前提下要改变这一现象，唯一的方法就是改变授课内容，适当削减理论课的课时，加大实验内容的比例。这样既能满足国家对于本科毕业生应用型人才的培养目标，也符合创新型本科生的特点。

其次，积极推进“校企联合办学”，让学生更早接触业界发展，指导择业、就业。正如前面介绍，现在各大高等院校的教学内容理论性太强，学生在大学四年学习到的相关知识与实际应用相脱离。这也造成很大一部分本科毕业生在入职后的第一年难以进入工作状态，工作效率差，影响后面学生的就业、择业。如果能在学生在校期间，比如大学三年级或更早，推进“校企联合办学”，使学生更早了解到业界真正工作模式以及业界关注的重点，这对于学生后续进入工作非常有利，同时也能推进学校科研工作。

最后，实现优质教学资源的共享。这里的教学资源，除了包括授课笔记、教案、教学讲义外还包括高水平教师。虽然现在高等教育研究相关机构也开设了一些青年教师课程培训相关内容，但真正取得的成效还相对比较小。另外，针对集成电路设计专业来说，跟随业界发展的相关知识更新较快，配套的软硬件代价较高，如果能实现高校软硬件教学资源的共享，尤其是高水平高校扶持低水平高校，这将更有利于提高毕业生的整体水平。

五、结论

本文详细分析面对应用型人才培养目标的集成电路设计专业的特点，并在对国内相关院校集成电路设计专业调研基础上给出集成电路设计专业的基础课、专业课、选修课课程的内容以及教学方式情况，指出面向应用型人才培养目标现在课程设置方面存在的问题。同时，文章给出了在当今大学生招生人数剧增情况下，如何合理安排集成电路设计专业课程的方案从而实现应用型培养目标。

参考文献：

[1]王兴芬.面向应用型人才培养的实践教学内涵建设及其管理机制改革[J].实验技术与管理，2012，（29）：117-119.

[2]殷树娟，齐臣杰.集成电路设计的本科教学现状及探索[J].中国电力教育，2012，（4）：64-66.

[3]侯燕芝，王军，等.实验教学过程规范化管理的研究与实践[J].实验室研究与探索，2012，（10）：124-126.

[4]张宏勋，和荫林，等.高校实验室教学文化变革的阻力及其化解[J].实验室研究与探索，2012，（10）：162-165.

集成电路设计自动化范文篇2

【关键词】集成电路；EDA；项目化

0前言

21世纪是信息时代，信息社会的快速发展对集成电路设计人才的需求激增。我国高校开设集成电路设计课程的相关专业，每年毕业的人数远远满足不了市场的需求，因此加大相关专业人才的培养力度是各大高校的当务之急。针对这种市场需求，我校电子信息工程专业电子方向致力于培养基础知识扎实，工程实践动手能力强的集成电路设计人才[1]。

针对集成电路设计课程体系，进行课程教学改革。教学改革的核心是教学课程体系的改革，包括理论教学内容改革和实践教学环节改革，旨在改进教学方法，提高教学质量，现已做了大量的实际工作，取得了一定的教学成效。改革以集成电路设计流程为主线，通过对主流集成电路开发工具TannerProEDA设计工具的学习和使用，让学生掌握现代设计思想和方法，理论与实践并重，熟悉从系统建模到芯片版图设计的全过程，培养学生具备从简单的电路设计到复杂电子系统设计的能力，具备进行集成电路设计的基本专业知识和技能。

1理论教学内容的改革

集成电路设计课程的主要内容包括半导体材料、半导体制造工艺、半导体器件原理、模拟电路设计、数字电路设计、版图设计及TannerEDA工具等内容，涉及到集成电路从选材到制造的不同阶段。传统的理论课程教学方式，以教师讲解为主，板书教学，但由于课程所具有的独特性，在介绍半导体材料和半导体工艺时，主要靠教师的描述，不直观形象，因此引进计算机辅助教学。计算机辅助教学是对传统教学的补充和完善，以多媒体教学为主，结合板书教学，以图片形式展现各种形态的半导体材料，以动画的形式播放集成电路的制造工艺流程，每一种基本电路结构都给出其典型的版图照片，使学生对集成电路建立直观的感性认识，充分激发教师和学生在教学活动中的主动性和互动性，提高教学效率和教学质量。

2实践教学内容的改革

实践教学的目的是依托主流的集成电路设计实验平台，让学生初步掌握集成电路设计流程和基本的集成电路设计能力，为今后走上工作岗位打下坚实的基础。传统的教学方式是老师提前编好实验指导书，学生按照实验指导书的要求，一步步来完成实验。传统的实验方式不能很好调动学生的积极性，再加上考核方式比较单一，学生对集成电路设计的概念和流程比较模糊，为了打破这种局面，实践环节采用与企业密切相关的工程项目来完成。项目化实践环节可以充分发挥学生的主动性，使学生能够积极参与到教学当中，从而更好的完成教学目标，同时也能够增强学生的工程意识和合作意识。

实践环节选取CMOS带隙基准电压源作为本次实践教学的项目。该项目来源于企业，是数模转换器和模数转换器的一个重要的组成模块。本项目从电路设计、电路仿真、版图设计、版图验证等流程对学生做全面的训练，使学生对集成电路设计流程有深刻的认识。学生要理解CMOS带隙基准电压源的原理，参与到整个设计过程中，对整个电路进行仿真测试，验证其功能的正确性，然后进行各个元件的设计及布局布线，最后对版图进行了规则检查和一致性检查，完成整个电路的版图设计和版图原理图比对，生成GDSII文件用于后续流片[2]。

CMOS带隙基准电压源设计项目可分为四个部分启动电路、提供偏置电路、运算放大器和带隙基准的核心电路部分。电路设计可由以下步骤来完成：

1）子功能块电路设计及仿真；

2）整体电路参数调整及优化；

3）基本元器件NMOS/PMOS的版图；

4）基本单元与电路的版图；

5）子功能块版图设计和整体版图设计；

6）电路设计与版图设计比对。

在整个项目化教学过程，参照企业项目合作模式将学生分为4个项目小组，每个小组完成一部分电路设计及版图设计，每个小组推选一名专业能力较强且具有一定组织能力的同学担任组长对小组进行管理。这样做可以在培养学生设计能力的同时，加强学生的团队合作意识。在整个项目设计过程中，以学生探索和讨论为主，教师起引导作用，给学生合理的建议，引导学生找出解决问题的方法。项目完成后，根据项目实施情况对学生进行考核，实现应用型人才培养的目标。

3教学改革效果与创新

理论教学改革采用计算机辅助教学，以多媒体教学为主，结合板书教学，对集成电路材料和工艺有直观感性的认识，学生的课堂效率明显提高，课堂气氛活跃，师生互动融洽。实践环节改革通过项目化教学方式，学生对该课程的学习兴趣明显提高，设计目标明确，在设计过程中学会了查找文献资料，学会与人交流，沟通的能力也得到提高。同时项目化教学方式使学生对集成电路的设计特点及设计流程有了整体的认识和把握，对元件的版图设计流程有了一定的认识。学生已经初步掌握了集成电路的设计方法，但要达到较高的设计水平，设计出性能良好的器件，还需要在以后的工作中不断总结经验[3]。

4存在问题及今后改进方向

集成电路设计课程改革虽然取得了一定的成果，但仍存在一些问题：由于微电子技术发展速度很快，最新的行业技术在课堂教学中体现较少；学生实践能力不高，动手能力不强。

针对上述问题，我们提出如下解决方法：

1）在课堂教学中及时引进行业最新发展趋势和（下转第220页）（上接第235页）技术，使学生能够及时接触到行业前沿知识，增加与企业的合作；

2）加大实验室开放力度，建立一个开放的实验室供学生在课余时间自由使用，为学生提供实践机会，并且鼓励能力较强的学生参与到教师研项目当中。

【参考文献】

[1]段吉海.“半导体集成电路”课程建设与教学实践[J].电气电子教学学报，2007，05（29）.

集成电路设计自动化范文篇3

关键词:配电系统自动化实践

1城区配电网结构概况

目前济宁城区共有7座变电所,即市中所、东郊所、西郊所、南郊所、北郊所、后铺所和高新所,城区10kV主干线路46条。结合城网建设改造和标准化工作,以市中变为中心,城区全部实现了多电源点供电和"手拉手"供电,供电符合"N-1"准则,满足配电自动化对手拉手线路供电电源的要求。整个配电网络结构合理,各种电力设施标准,为配电自动化的实施打下了坚实的基础。

2配电自动化系统实施范围

3配电自动化系统简介

实践证明,建设DA与基于GIS的DMS一体化系统,实现在线系统与离线系统、电网结构与地理图形、电网信息与用户信息的有机结合,给我们构建了完整的、时间与空间一体的现代化数字配电网概念,在配电调度、运行、规划、设计、施工、业扩、抢修、营销、客户服务等多方面将发挥重要的作用,应是我国配电自动化及配电管理的基本模式,它也是当今世界配电管理现代化的发展方向,是数字化供电公司的最重要的组成部分。我公司的配电自动化系统即是上述DA与基于GIS的DMS一体化系统。

传统意义上的DA系统有两种模式,即电压型和电流型。两种模式在理论上均能实现,主要应考虑本地区的实际情况。电流型开关由于需要直流电源做为操作电源,运行维护工作量大,故障处理和网络重构高度依赖通信系统和后台系统支持,具有较大的风险性,配电线路供电半径和缩短和分段数量的增加以及线路上负荷情况的变化,给各级开关的动作时间的配合带来了整定难题,且开关需切断故障电流,造价高昂推广受限,基于上述原因,根据我市配电网现状,我公司选用电压型DA系统。

3.1概况

配电自动化设备采用日本东芝公司开发、设计、生产的电压型自动化设备,包括:柱上自动真空开关、电源变压器、一体型遥控终端单元和站内故障指示设备。

配电自动化系统由配电主站系统、配电子站系统和系列户外测控终端及通信系统组成,能够对配电网络进行全面的计算机监视、控制和管理。位于配电调度中心的配电主站系统具有配电SCADA、配电GIS、配电仿真、在线维护、大屏幕显示和高级应用分析等功能。配电子站系统分布于市区变电所,负责各变电所管辖的户外测控终端RTU(FTU、TTU、DTU等)的信息转发和监控,并可转发站内RTU和保护信息。户外测控终端分布于广阔的配电网络各个节点,负责采集配电线路的信息及转发,并执行配电线故障的就地保护和配电线路的遥测、遥控、遥信功能。

3.2配电主站系统

配电主站是整个配电自动化系统的核心,主站系统采用日本东芝技术的TOSCAN-D3000C系统,其硬件和软件遵循国际标准设计。配电主站的设备包括分布于两层开放型LAN网上的服务器、工作站、TCM和外设等。服务器和工作站选用的是UNIXEWS生产厂家SunMicrosSystem制造的SunUltra60。

系统主要功能:

(1)配电SCADA功能:配电SCADA不仅包括数据采集(遥信、遥测)、报警、事件顺序记录、事故追忆、远方控制(遥控)、计算、趋势曲线、历史数据存储和制表打印、事件记录等常规SCADA功能,还包括线路的动态着色、地理接线与GIS集成等功能。它主要包括数据采集、处理、显示和控制功能。

(2)故障处理功能:

自动查找配电网、变电所发生的故障并自动恢复故障区间以外停电区间的正常供电。当配电网、变电所发生故障时,根据发生故障引起的配电线开关、保护、柱上开关的状态变化判断故障的发生区间及原因,并通过画面显示、警报鸣响、打印等来通知操作人员。

(3)DMS功能:

配电网地理信息系统(GIS)是建设DMS的基础,它与AM/FM结合,形成AM/FM/GIS系统,把配电网图形资料和非图形参数建立于地理图形的基础上,真实反映配网线路的实际走向、电力设备地理位置和属性、所属电力用户的属性等各种信息。为监视配电网的运行和电力系统运行管理提供具有地理信息的网络模型,支撑系统应用软件的开发,实现图形处理、线路工程辅助设计、查询统计、设备运行台帐管理、用户报修、用户业扩辅助设计等功能。

(4)与其他系统的接口:配电自动化系统具有开放分布的特点,网络通信采用TCP/IP国际标准协议,因此系统可直接通过LAN、或经网桥与其他自动化系统进行集成。其中包括与公司MIS系统、用电MIS系统、调度自动化系统和大屏幕显示等系统的接口。

(5)高级应用软件:

包括网络拓扑、状态估计、在线仿真、负荷管理、潮流计算、短路电流计算、可靠性分析、运行管理、工程管理等软件

(6)三大指标计算:

包括配网可靠性分析、网损计算、电压合格率统计。

3.3配电子站系统(TCR)配电子站主要采集变电所内RTU和户外各种RTU(FTU、DTU、TTU等)的信息,并进行数据汇集和转发。由于配电子站管理的RTU数量众多(是变电所监控系统的3~5倍),因此配电子站的高可靠性和灵活配置的设计是必不可少的。

配电子站的主要功能包括:

(1)变电所内RTU数据的汇集和转发。

(2)户外RTU(包括FTU、DTU、TTU等)数据的汇集和转发。

(3)数据预处理。

(4)规约转换。

(5)当地维护功能。

(6)自我诊断功能。

3.5系统通信

系统通信采用以光纤通信为主,双绞线通信和载波通信为辅的模式。配电子站及主站之间的信息传送量大,对通信速率要求较高,光纤通信具有容量大、传输速率高、可靠性强的特点,同时光纤双环网还具有"自愈"功能,因此配电系统自动化的主干通信通道全部设计为光纤通信;子站与终端通讯数据量相对较少,根据现场架设场地和设备实际,设计为光纤与双绞线混合模式,部分处于城区边缘、需架设线路较长且下步无商业化运营的需要,则采用配电载波的形式。

4配电自动化系统实现目标

(1)完成适用于开闭所DTU、柱上开关FTU及部分配变TTU的功能,监视配电设备运行工况,准确及时发现缺陷,减少人员的现场操作,提高配网安全运行水平。

(2)优化网络运行方式,提高设备利用程度,减少备用容量,降低电网建设投资和运行维护费用,实施分区线损考核,减少电能损失,提高运行经济性和企业经济效益。

(3)提供业扩工程辅助设计,实现各类统计报表的自动生成,提高工作效率。

(4)提高供电可靠性,改善电能质量,加快业扩报装速度,缩短故障抢修时间,为用电管理提供科学依据,提高优质服务水平,树立良好的社会形象。

集成电路设计自动化范文篇4

关键词：overlap模拟退火算法自动布局规划

中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1007-9416（2013）12-0129-03

1引言

随着半导体工艺的迅速发展，目前绝大部分芯片已经采用32nm及以下工艺进行设计。因此集成电路的集成度也越来越高，集成电路已经进入超大规模集成电路（VeryLargeScaleIntegratedcircuits）时代。超大规模集成电路20世纪70年代后期出现，其主要用于制造存储器和微处理机。超大规模集成电路及其相关技术是现代电子信息技术迅猛发展的关键因素和核心技术。超大规模集成电路的研究水平已经成为衡量一个国家技术和工业发展水平高低的重要标志，也是世界工业国家竞争最激烈的一个领域。在VLSI中其集成度一直遵循着“摩尔定律”，即以每18个月翻一番的速度急剧增加，目前一个芯片上集成的电路元件数早已远超数亿个。如此迅速的发展，除了半导体工艺技术、设备、原材料等方面的不断改进之外，设计技术的革新也是重要原因之一。这一革新技术主要表现在全面采用了电子设计自动化（ElectronicDesignAutomation，EDA）技术。因为集成电路发展到现在已经十分复杂，要在几十平方毫米上硅片上完成线条只有零点几微米的数以亿计门器件的整个电子系统设计，依靠手工设计是完全不可能的，必须借助电子设计自动化技术和工具集成电路的发展对EDA技术不断提出新的要求，以满足日益提高的设计需求；相应地，EDA技术的发展又使得集成电路设计向着更广（产品种类越来越多）、更快（设计周期越来越短）、更准（一次成功率越来越高）、更精（设计尺寸越来越小）、更强（工艺适应性和设计自动化程度越来越强）的方向发展一个典型的集成电路设计流程，几乎在其中的每个设计环节和整个设计过程都普遍用到CAD技术和工具。其中，版图规划是一个极其重要的设计环节，也是最费时的，并且版图的优劣决定了最终芯片的性能。该阶段的设计任务是根据逻辑和电路功能要求以及工艺制造的约束条件（如线宽、线宽距等），完成电路中单元的摆放和互连，最终形成设计的掩膜图。在版图规划中布图设置是很重要的一环。布图规划算法完成的任务是在满足各项电学和工艺要求的条件下，在给定区域内（或尽可能小的区域内）互不重叠地安置电路中的所有单元，并且尽可能好地满足单元互连的要求。超大规模集成电路的布局规划作为物理设计阶段的重要组成部分近年来受到了广泛关注，其质量直接影响后续布线工作的顺利完成，乃至最终影响到电路的性能，随着布局设计过程中各种新问题的不断引入，布局规划问题较原先更加复杂，也越来越难以解决。

2目前现状

2.1布局算法的提出

自动化版图设计实际是在有限的区域内，寻找出一个最优的摆放结果，不仅能够把所有的单元全部放入其中，并且为后续的布局布线提供最优的结果，使最终的芯片得到最好的性能。其对应的数学问题为对合法构形空间的搜索问题。VLSI物理设计中的布局、布线等问题是高度复杂的，且其中很多问题已被证明为NP-Hard问题。NP就是Non-deterministicPolynomial的问题，也即是多项式复杂程度的非确定性问题。而如果任何一个NP问题都能通过一个多项式时间算法转换为某个NP问题，那么这个NP问题就称为NP完全问题（Non-deterministicPolynomialcompleteproblem）。经过前人的研究，布图规划已经被证明为是NP完全问题的数学模型。所以，布图规划是一个值得深入的课题。随着VLSI向深亚微米纳米不断推进，系统规模不断扩大，系统目标的多样化，问题空间维数随之剧增。传统的优化算法要么面临计算量爆炸（如穷举法、线性规划等），要么易陷入局部极值，无法接近全局最优解（如贪心算法等）。因此对各种新的智能优化方法的研究应运而起，先后提出了遗传算法、模拟退火法[11]等算法。各种方法各有千秋，但到目前为止，还没有任何一种方法可以有效地应用于解决VLSI物理设计中的所有问题。

对于布局规划中，特别是自动布局规划（masterplan），通过对比相关算法，采用模拟退火算法。使用模拟退火算法我们可以较快的得出全局最优解。在用模拟退火算法反复迭代找出最优解时，会出现一些不可避免的重叠（overlap），这个时候我们要尽可能的消除它们，同时还要考虑模块间的距离（wirelength）以及通过的总线长（timingpath）。模块间中心距离是我们布局最主要的约束条件，理论上我们要使它尽可能的小。因为在一块小小的集成电路板块中可能会有千万个单元（standcell），它们组成了各个模块（module），为此，布局开始阶段模块在起始的温度下自由排列，随着温度的下降，当找到不错的排列组合时存档，继续寻找，直到达到最优解。模拟退火算法的基本原理是：跳出局部最优，亦称爬山解（（up-hill）当满足一定的条件时以收敛到全局最优。算法可以看成是随机和贪婪算法的结合。当然模拟退火有着坚实的数学基础，其对新解的接受概率是min{1，e-C/T}，其中C为代价函数的差，T为当前温度。开始当温度较高时，接受坏解的概率近似等于1，无论解的质量是好是坏，一律接受，可以看成是随机搜索。当温度足够低时，接受坏解的概率近似等于0，只接受好的解，可以近似的认为是贪婪搜索。在温度变化的过程中是一个从随机到贪婪的渐变过程[12]（图1）。

3算法的改进

3.1功能模块设计

4运行结果与分析

对于以上改进算法的实现进行代码编写，并且在Linux操作系统开发环境下运行encounter软件，采用一组case进行实现，得到的结果如（图3、4）。

通过对实验结果的分析可以看出，改进后的算法是有效的，跟传统的布局规划相比布局线路wirelength优化了17.5%，overlap降低了12.1%，达到了实验预期的效果。

5结语

本文主要通过对自动布局规划设计分析，提出了改进的模拟退火算法，并消除布局中不应产生的overlap。该算法中采用了自顶向下的结群策略，实验表明，该算法比较稳定，得出的结果好，适用性强。

参考文献

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[6]RichardAuletta，ExpertSystemPerimeterBlockPlacementFloorplanning，”date，p.30140，Design，AutomationandTestinEuropeConferenceandExhibitionDesignersForum（DATE’04），2004.

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[8]Alupoaei，S.；Katkoori，S.Antcolonysystemapplicationtomacrocelloverlapremoval，VeryLargeScaleIntegration（VLSI）Systems，IEEETransactions，Vol.12，Iss.10，pp.1118-1123，Oct.2004.

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[10]W.ChoiandK.BazarganHierarchicalGlobalFloorplacementUsingSimulatedAnnealingandNetworkFlowAreaMigration，DATE2003.

[11]杨依忠，解光军.基于遗传模拟退火算法的门阵列布局方法.计算机工程，2010，1.

[12]蒋中华.超大规模集成电路布图布局算法及热模型研究.2008.3.21.

[13]刘怀亮.模拟退火算法及其改进.广州大学学报（自然科学版）.2005，4（6）：503-506.

集成电路设计自动化范文篇5

关键词：农村配电网；10kV线路；无功优化

0.前言

随着我国经济与科学技术的发展，根据我国电力部门近年来的网损统计10～220kV电力系统的网损率达10％，其中10kV配电网的网损占60％左右，而配电线路中流动的无功功率造成的有功损耗所占比例很大，因此，在10kV配电网中进行无功优化，对降低网损的意义十分重大，对提高供电企业的经济效益有着极为重要的作用。

1.我国农村配电网无功特点与现状

近些年,随着国家投入大量的资金对农村电网进行了建设和改造，无论在网架结构上，还是在设备优化及运行方式优化上，都已取得了明显的、根本性的改变，但是无功优化却始终滞后于电网建设。利用电容器进行无功补偿基本采用“集中补偿、分散补偿、单独补偿”等方式。低压集中补偿是将移相电容器组接到配电房低压母线上或是将低压电容器通过保险接到配电变压器的二次侧，能补偿低压母线以前的无功功率，可减少变压器的无功负荷，从而可有效节省变压器的容量。无功补偿装置的自动化程度低，随器补偿、线路分散补偿大多数采用固定补偿，不能做到实时监控，不能满足农网无功负荷的季节性和时段性强的特点。

农网的无功负荷有其自身的特殊性，存在的问题主要集中在无功补偿设备不足且自动化程度不高，动态补偿和固定补偿比例失调，研究出一套适合于农村配电网的10kV线路无功优化智能系统是十分必要并具有实际意义。

2.农村配电网10kV线路无功优化

农村配电网的随机补偿、随器补偿和变电站集中补偿，在相关文献中有许多报道，技术上已基本成熟。调度室里的上位机，根据线路各电容器投切装置经GPRS上传的实测电压和投切情况，以及变电站出口（线路首端）功率因数值和无功功率值，判断集中处理后，直接整定上下限值，由调度室发出各线路电容器投切装置的投切命令。达到电压和功率因数双控的目的。

2.1.农村配电网10kV线路无功优化智能系统设想

无功优化自动化系统采用DotNet技术进行开发，以C／S架构的方式运行。运行在客户端的系统可随时与服务器交互，监视线路上各补偿装置的运行状态。系统服务器端将获取的实时数据存储在数据库中，数据库采用SQLServer2005进行设计与管理。系统客户端可对存储于数据库中的数据进行分析与统计，并可生成统计报表或以Excel文件的形式导出。

2.2.系统功能设想

系统在设计时要充分考虑到了软件的可操作性、易用性等，并且界面要友好。本文主要就如何在农村10KV配电线路实施来思考其功能如下：

（1）数据导出功能。用户指定查询或统计条件，可查询出满足统计条件的投切事件或统计信息。用户可将统计信息导出到文本文件或导成Excel文件，便于用户在Excel系统下对数据进行分析或制作出满足要求的统计报表。

（2）拓扑维护。考虑到线路改造或移动补偿装置的位置等因素，将系统设计成可允许用户维护的方式。用户只需在拓扑窗格中选定指定的静态补偿电容器，即可为其录入投切状态变化事件。

（3）投切事件查询与容量统计。系统用户可以通过指定查询时间，并选定查询线路的方式查询某条线路上的所有电容器在某一天的运行状态变换，并同时在图中绘制出无功变化曲线，以及投切曲线。以直观的方式支持用户分析系统的运行状况。用户可以年或月为单位，统计指定线路在该时间范围内的投切容量。统计数据来源于记录在系统数据库中的投切事件变化。

（4）系统运行状态要实时更新。而当投切装置动作后，系统服务器端将该事件通知给系统的客户端，系统的客户端接到通知后，将会更新客户端的运行状态显示，同时将投切事件记录在数据库中，用于作为统计数据的来源。

2.3.无功补偿远程无线集控系统设想

要利用GPRS通信技术，实现对自动装置的远程无线监测与数据传输。本系统后台软件要灵活、安装要简便、要易于操作，运行环境只需Win9x~xp操作系统及通用Access数据库软件，不需要单独维护。

2.3.1系统构成

系统要由上级远程主控微机、下级执行微机和远程通信网络组成两级微机控制系统。收到上位机发来的控制目标值后自动投切补偿电容器，使线路保持在重负荷时稳定在0.95以上的功率因数，在轻负荷时不会出现过补现象，系统拓扑图设想如下图1所示。

图110kV线路无功补偿自动化系统拓扑图

2.3.2模糊控制算法流程

（1）调度自动化系统将线路首端的功率因数cosφ、无功功率Qi，下位机将实时电压Ui、开关的投切状态Ki，传送给调度室内的上位机；

（2）如果cosφmin

（3）通过cosφ和Qi计算出所需补偿投入或切除的补偿容量QC；

（4）搜索满足投切条件的Ki；

（5）Qc−Qci=min且Qc〉Qci，确定Qci的值和位置，线路中自动投切装置的各组电容Qc={Qc1,Qc2,Qc3.......}Qci={Qc，Q，…}（它是一个具有优先级的集合，越靠近线路末端的优先级越高）；

2.3.3无线数据通信的实现

利用现代的公网INTER宽带网络技术和CMNET移动数据通信技术（GPRS数据流无线传输），可以廉价且方便地将上级集控微机与分布在农电网线路上的无功补偿自动投切控制器（下级控制微机）终端设备连接起来，组成二级分布式远程自动化无功补偿系统。通过这一数据链路实现双向数据交换。

3.结束语

农村配电网10kV线路如实现无功补偿智能系统，按电压投切方式来确定最佳补偿点的位置和容量。电压型无功投切装置，采用了现场取电压在局调度室获取无功功率和功率因数的通讯技术，将会克服以往投切装置同时采集电压、电流使设备体积大、造价高的弊端。同时对提高农村10kV线路电压质量、减少线损、提高功率因数都是有益的，对客户、对电力企业是双赢的好事。

参考文献：

1.张勇军，廖民传.配电线路10／0.4kV综合无功优化配置建模[J].电力系统及其自动化学报，2009，21（3）.

2.许文超，郭伟.电力系统无功优化的模型及算法综述[J].电力系统及其自动化学报，2003（15）.

3.成立，闫巍，王振宇，等.基于改进型遗传算法的农电网无功优化规划研究[J].农业工程学报，2006，2（4）.

集成电路设计自动化范文篇6

【关键词】电力系统及其自动化；配电网；数据采集；一体化

随着供电业业务管理不断发展的要求，目前国内县级供电企业建设了配网自动化、调度自动化、营销等系统，这些系统不能提供全面的电网数据，对管理决策起不到实质的帮助作用。为了便于管理者决策，又开发出了新的系统，新的系统有助于管理者的决策，但具有周期长、投资大、经济效益差等不足。为了适应智能配电网发展需要，又能降低投资、满足信息化发展需求，本文构建了一种基于“统一采集、分布应用”的数据采集平台方案。

一、一体化数据采集平台的功能

1、专用系统基本功能

针对以往配电网应用系统建设中存在的问题，在大量认真调研的基础上，提出一种小型县级配电网应用系统建设改进方案：建立一个一体化数据采集前置处理平台，配电网各类应用终端采集来的数据统一收录在这个平台上，在前置系统进行解码处理，处理后的数据向各应用系统的服务器分发。该平台可以实现配电网的实时监测、电压质量统计，停限电情况统计，线损率核算“三率”的综合监管，对配电网实行全面的监测。此外，该平台还具有配电网数据采集与处理、状态监视、历史数据管理、事件管理、故障定位、动态拓扑、运行工况可视化监视、线路供电能力可视化、系统接线图、电压质量监测、无功电压考核、停电统计等系统基本功能。

一体化数据采集平台集把调度自动化、电能计量自动化等各类实时数据进行集成，MDB将这些集成数据有效组织起来，这些数据确保多种实时类型的综合应用，及电网运行信息的综合展示和单一系统难以完成的综合应用。该系统还可以整合基础应用及高级应用。例如：在同一电网接线图上可同时展现变电站自动化、电能表和配网状态信息，便于综合比较和分析等，结合地理信息系统（GIS）提供的拓扑信息，实现10kV配电线路状态监视等功能。

2、专用系统不具备的功能

线损率在线计算分析功能，包括指标统计和线损分析，主要对线损数据进行分类统计和分析。例如以组为单位对每台公用变查询其供电量、售电量和线损情况。

数据平台采集了关口表、配变台区、低压客户同一时刻的计量数据，核算的线路、台区线损率真实可靠，可以真正反映管理和技术方面存在的问题。通过系统，不但可以分类查阅任一线路的线损数据，还支持多组数据的对比分析，能直接的反应线路线损状况，便于线损管理。例如进行指标对比，将线路数据与在指标管理中设置的相应指标进行对比，百分率超过标准则以红色标出，直接反映线路指标状况。

抄表与核算分离造成工作效率的降低，电力的专门部门管理一体化数据采集平台，采集来的原始数据存入历史库，然后提供给相关应用系统进，自动化的控制避免了抄表和核算长期分离的现象，业务人员不必进行繁琐数据的调整，也起到了监管的作用。

数据平台能自动统计以客户为单位的停限电范围、时间、数量、少供电量等，计算供电可靠性指标，按统计周期自动生成报表，实现了高效的精细化管理。

对采集数据进行比对、统计分析，可以发现用电异常。如同一测量点不同采集方式的采集数据比对或实时数据和历史数据的比对，发现功率超差、电能量超差、负荷超容量等用电异常，记录异常信息；对现场设备运行工况进行监测，发现用电异常。如计量柜门、TA/TV回路、表计状态等，发现异常，记录异常信息；用采集到的历史数据分析用电规律，与当前用电情况进行比对分析，分析异常，记录异常信息；发现异常后，启动异常处理流程，将异常信息通过接口传送到相关职能部门。

二、一体化数据采集平台的优势

1、新的特色功能

作为业务部门管理报表和分析数据的平台具有使用客户端工具，可快速有效地提取电网运行实时数据，生成各种报表，结合业务需求可开发丰富的数据分析等功能。

应用平台实时数据库提供的工具，可方便地进行各类分析，全网电压与无功补偿、变压器油温与负荷关系、全网与分区负荷特性，及全网电容器运行状态、变压器运行状态、母线电压集中监测等独特的专用系统不便完成的功能；同时，利用平台保存的历史数据，可以查询到任意对象任意时刻的运行数据、任意对象任意时段的最大值、最小值及平均值，以及任意时刻的历史断面，并可导出报表，实现电网运行数据的“全息”保存和查询，弥补专业系统只能查询指定时刻数据的缺憾。

2、在线监测系统的主站或接入平台

系统可作为变压器设备油气监测、变电站蓄电池在线监测、线路温度监测等设备在线监测的“主站”系统或接入平台。同时，结合变压器负荷数据可实现完善的变压器设备在线监测功能，结合线路负荷实时数据可实时分析线路的传输容量，便于设备状态的在线监视和综合分析，进而可实现设备的状态检修等应用。

3、配电网一体化的平台和模型中心

一体化数据采集平台收集了大量的数据，包括调度自动化、配电网自动化和GIS等系统的实时数据和模型数据，整合数据能够建立配电网一体化的数据采集平台和模型中心，对数据和模型进行统一化的网络管理；这种符合CIM标准的电网一体化模型具有很强的广泛性，另外的系统也可以利用。

一体化数据采集平台可以监测配网信息，实现了管理的自动化，可测查线路、负荷开关、配变台区等各测量点的实时运行情况，全方位管理现有的各类配网设备；能方便地配合实施智能配电网的高级应用，为全网、局部区域电网优化运行分析与控制提供决策依据，同时能够及时发现、及时处理用户异常用电行为，减少电线的线路，走精细化的管理道路。

三、结语

数据平台是一个服务于高级应用的基础平台，后续的方向是基于此系统的GIS设备台账管理系统、营业管理系统、配电网故障自愈系统等高级应用系统的开发。一体化数据平台在电力中的运用，提高了配电网管理的水平，减少了停电的时间，提高了电压的稳定量，降低线路损耗，不仅给电业部门带来大量的经济效益，而且社会效益明显，是一个前景广阔的运用平台。

参考文献

[1]邵亚波，黄备.智慧之光耀万家――宁波鄞州供电局农网智能化试点项目建设侧记[J].农村电气化，2012，3：11～13.

集成电路设计自动化范文

关键词：变电站；综合自动化技术；电力系统；防雷

中图分类号：TM743文献标识码：A文章编号：1006-8937（2013）35-0021-03随着社会经济不断进步，社会各界对电力系统运营的要求日渐提高，在当前环境下，加快电网系统改革的步伐，加大电网改造的力度，成为电力系统所面临的重点工作。在电力系统建设中，充分利用现代科技，借鉴现代化的管理手段及技术方法，逐渐提高电网系统的自动化水平。

变电站在电力系统中占据重要地位，其运行情况对整个电力系统的安全性有重要影响。而变电站的二次设备，对变电站运行的健康程度意义重大。现有的变电站主要包括：常规变电站；具有一定自动化水平的变电站；全面综合自动化变电站。常规变电站中，所有二次设备均采用分立式设备，设置复杂，不易于维护。而且不具备自诊断能力，系统本身无法进行故障检测。电网在不停地建设，新建设的变电站在逐步加入到电网系统中，导致电力系统的整体规模日益膨胀，组网结构也越来越复杂化，这就要求变电站长时间无故障安全运行的可靠性非常高。

变电站综合自动化：指在电网系统中，综合利用自动化、网络通信及现代遥测遥控技术，对传统变电站二次设备的组成模式加以改造，把常规变电站的控制、测量、保护等功能整合，实现一体化的监控系统。以微机化的新型二次设备取代传统使用的分立式设备，实现变电站综合自动化，使变电站管理的自动化水平得到提高，从而提高变电站可靠性。

相对传统变电站的问题，综合自动化技术展示了良好的优越性。①具有电压、无功自动控制的功能，能够大大提高电压合格率、降低电能损耗；②变电站基本达到自动化要求的水准，通过计算机自动完成日常测量、监视、记录等工作，使电力系统的管理水平进一步提高；③综合自动化能够进行自检及互检作业，使检修时间大大缩短，具有多种实时在线功能的应用，使维护工作量得到减少。

1变电站自动化综合设计

1.1综合自动化的功能要求

在电力系统中，变电站的作用、地位、规模大小以及电压等级高低、设备运行状况，这几个方面的特征共同决定了变电站需要具备哪些功能。对高压以及超高压变电站自动化系统来讲，其系统功能要求包括三方面内容。①控制系统：运维监视与控制、完成对数据自动进行分析任务；②保护系统：对高压、超高压输电线路的保护、对各个级别变压器的保护、遇到情况能够自动重合闸；③运行支持系统：支持设备维修、自动故障恢复、电力系统故障恢复支持。

微机保护应具备与监控系统通信的功能，包括：接受监控查询；传送事件报告，且掉电后能够保留信息；修改时钟及对时，并能GPS外部对时。

监控系统的功能。进行电力运营现场各类数据的采集，包括采集现场所有状态量，并且从保护装置进行采集特征因素的状态量及自检信息。

事件记录及故障录波。高压变电站采用两种方式实现故障录波：①配置专用微机故障录波器；②由微机保护装置兼作记录及测距计算，再送监控系统，然后存储、打印波形。

电压无功综合控制。当给定电压曲线时，由变电站自动化系统控制，确保电压质量及优化无功补偿。

系统的自诊断检测功能。系统的各装置都具有自诊断功能，具有失电保护、自复位能力。在数据采集过程中，如果遇到错误，能够及时输出错误部分的信息内容，同时激活报警装置，并能够及时对故障单元进行闭锁。

1.2系统网络组网布局设计

变电站自动化系统的集成分为两个级别，即间隔级以及变电站级。间隔级集成主要通过对平台的构建及集中来完成，在构建软、硬件通用平台后，将保护、控制等功能在平台上进行集成。站级集成将各个功能通过信息网络组合在一个系统中（如图1所示）。

目前，在国内外变电站综合自动化系统的结构类型中，大体上可以划分为完全集中化、集中与分散结合式及全分散式三种结构。

集中式结构的变电站自动化系统，对于规模较小的变电站较为合适。在这类结构中，把计算机的接口电路进行扩展，通过对相关数据的集中采集，并集中计算处理这些变电站数据信息，完成微机控制、保护及自动化控制功能。这种结构典型的特点是其中各功能单元相互独立、互不联系。主要缺点：多重化采集、精度误差大，难以维护，运行可靠性低。

分散与集中相结合：在这类结构中，高压线路和主变压器保护测控装置等集中组屏，而配电线路的保护装置分散安装在开关柜内。采用分散式结构对配电线路进行保护，交换信息的工作通过现场总线与保护管理机来完成。整个二次设备智能化，通过在各总控单元、间隔层中采用独立的微机系统实现，使得系统达到具备较强的自诊断能力，可维护性较高。

在全分散式综合自动化系统中，采取一次回路的方式进行设计。按照某种特性或者功能特点，把各个电力设备划分为若干组成单元，其中，将控制单元、微机保护单元、数据采集单元安装在户内开关柜内或户外高压开关附近。

2综合自动化系统二次回路设计

2.1防误闭锁回路的设计

一般情况下，传统电气防误通过开关与刀闸的辅助接点联锁实现，其建立在二次操作回路的基础上。需要接入大量二次电缆，接线方式较复杂，维护困难，户外电磁锁机构易损坏等问题，对于误入接地线的挂接、带电间隔等情况则没有任何办法。

采用高压开关电气元件，由主机、机械编码锁、电气编码锁等一系列电气功能元件组装成这些设备，以达到电气不被误操作的目的。具闭锁的实现是通过微机锁来达到的，微机“五防”系统通过软件规则库和现场锁具实现防误闭锁。该系统包含维护模块与模拟操作模块，其设计十分合理；从电力运维的现场需要角度来考虑，核心为变电安全运行任务模式，按照标准化的指标要求，对各种保护电路、设备电源进行逐项审核，看其操作是否正确（如图2所示）。

2.2系统设计同期功能

在电网系统正常供电过程中，变电站作为电网系统中各个单元联结的枢纽，进行同期并网操作的时候常有发生。按照性质不同可以将同期并网划分为：同频、差频。同频并网：同一系统内合环运行。差频并网（同期）：通过两个独立电源系统之间的断路器实现并列。由于各类线路保护测控装置主要对线路保护、测控，电力系统中的各类电子系统产品均虽然都涵盖了传统意义上“检同期”的内容，但并没有完全满足妥善解决电网线路并网同期操作的需要。而目前电力系统的网络结构越来越复杂，有较多输电线路要求系统具备进行同期并网操作的功能。电网自动化设计人员面临解决这一同期技术难题的压力，把寻求解决这一线路自动同期问题的方法寄托在测控装置上。

在进行同频并网操作时，同期操作的线路两端具有相同的电源频率，而两端电源的相角存在一定差别，差别的大小通常和电路中的电抗以及有功功率有关。在进行并网操作前期，需要对并网操作两端的相角差以及电压差进行检测，断路器最佳合闸时刻则由计算程序确定捕捉。提供微机监控终端主机完成对两端进行同期条件判别，通过远端进行遥控同期作业，都存在一定问题。在远程遥控同期操作命令下达后，这些测控装置需要同时对同期、闭锁、远方控制状态等多因素进行判定，如果综合条件满足控制的要求，此时则执行相应的控制操作；各断路器测控元件对两端的电压实时检测，当处于同期操作的断路器两端相位差、电压差以及频率差全部处于既定范围内时，此时同期并网检测功能就达到允许进行合闸操作的状态。

2.3实现保护设计的双重化

电力系统继电保护的对象范围主要包括元件保护和系统保护两种。在进入信息化时代后，继电保护涉及的内容已从元件级延伸到设备级。随着电网建设的发展，电网稳定问题已上升为主要矛盾。对线路、主变压器及发电机变压器组继电保护装配产生了新要求，对主变压器采取双套化配置，即双主双后。双套保护且相互独立；每套主后备保护必须完整，且能真正承担主后备保护功能，以备独立运行。微机保护使双重化配置成为现实，双套主保护的直流电源、交流输入、跳闸回路尽可能的相互独立，使得冗余度得以提高。

一般而言，二次谐波制动原理躲励磁涌流成为较成熟的变压器差动保护所利用的方式，但当变压器发生涌流，出现两相或者单相线路内部故障时，再通过二次谐波制动，由于涌流制动会导致差动保护不起作用。变压器差动保护方法依据波形对称算法原理，通过把励磁涌流区与变压器在空载合闸时产生的故障电流分开，从而达到对变压器保护的目的。

3自动化电力设备选型

用于进行继电保护、测量控制、防误闭锁、在线状态检测等设备的选择，对变电站的综合化自动化至关重要。这些设备属于常规的二次设备，目前其设计制造全部基于模块化、标准化的微处理机制，高速的网络通信均为设备之间的所采用的连接，这样以来，常规功能装置重复的I/O现场接二口次设备便不复存在，数据资源的共享通过网络真正实现了。

智能化电气的应用越来越广泛，在电网系统的改造、变电站自动化领域中得到快速发展；智能开关、光电式互感器机电一体化设备产生并在电网系统中广泛应用，加快了变电站自动化技术进入智能化、数字化新阶段的步伐（如图3所示）。

在电网系统供电运行中，对动态电气参数信息进行实时检测，主要包括：电压、电流、谐波分量及相位，这些数据属于基础数据，其他电气信息量，如有功功率、无功功率等都可通过间隔层的设备计算得到。在采集数据信息时，利用直接采集数字量来取代对传统模拟量的采集，使得采样子系统及整个自动化系统的抗干扰性能得以增强；光电电压互感器、光电电流互感器替换了传统的电压互感器、电磁式电流互感器。智能性也表现在执行控制命令时，其能识别命令的真假及其是否合理，对即将进行的动作精确控制，能使断路器进行选相分闸，定相合闸操作，并且能够在给定的相角的前提下实现断路器的闭合以及断开。

光电流互感器的应用。其一般以弱功率数字量进行输出，特别适合微机继电保护装置的需求。其顺应了保护数字化、电力计量、微机化和自动化发展的浪潮。

电流瞬时采样值差动保护。在故障全程使用采样瞬时值进行计算，在大动态范围内能保持良好的线性，测量的电流能准确反应一次电流波形，可使现有保护的灵敏度及可靠性有效地提高。采样值电流差动保护是依据采样电流的瞬时值，完成以相量为基础的常规电流差动保护动作判据。在稳态条件下，电流瞬时采样值随时间的变化而变化，而常规相量电流差动保护中的电流相量保持不变，这就导致了瞬时采样电流值差动保护与一般相量电流差动保护在原理及特性等方面的差异性。

随着电网系统的不断增大，电压级别和输电功率都在成倍地增加，系统的故障也呈现多元化的趋势。在进行组网设备选型时，这种特性也是需要进行考虑的重要参考内容。如何做到快速定位问题部分，快速解决遇到的问题，对变电站逐渐走向智能化、自动化意义重大。合理选择设备，是确保整个电网系统安全和运行可靠性、供电质量最根本和最直接的措施。

4结语

变电站综合自动化系统跨专业、多学科的综合技术，在技术应用上发生了质的变化，在给电力系统的高质量运行提供保障的同时，对相关业务操作人员的基本技能提出了更为专业的技术要求。设计是进行电网建设的起点，因此，在设计阶段就要合理、妥善地解决电磁兼容、系统构成、性能等问题，做到功能强大、配置合理、性能可靠。

参考文献：

[1]刘青，王增平，徐岩，等.光学电流互感器对继电保护系统的影响研究[J].电网技术，2005，29（1）：11-14，29.

[2]孟祥忠.变电站微机监控与保护技术[M].北京：中国电力出版社，2004.

集成电路设计自动化范文篇8

【关键词】变电站；综合自动化系统；应用

1.前言

变电站综合自动化系统是指利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备（包括继电保护、控制、测量、信号、故障录播、自动装置及远动装置等）的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。通过变电站综合自动化系统内各设备间相互交换信息、数据共享，完成变电站运行监视和控制任务。

2.变电站综合自动化系统的基本结构及特点

2.1集中式系统结构。集中式一般采用功能较强的计算机并扩展其I/O接口，集中采集变电站的模拟量和数量等信息，集中进行计算和处理，分别完成微机监控、微机保护和自动控制等功能。由前置机完成数据输入输出、保护、控制及监测等功能，后台机完成数据处理、显示、打印及远方通讯等功能。此类结构对监控主机的性能要求较高，且系统处理能力有限，开发手段少，系统在开放性、扩展性和可维护性等方面较差，抗干扰能力不强，该结构在早期自动化系统中应用较多，目前国内许多的厂家尚属于这种结构方式。

2.2分布式系统结构。按变电站被监控对象或系统功能分布的多台计算机单功能设备，将它们连接到能共享资源的网络上实现分布式处理。其结构的最大特点是采用主、从CPU协同工作方式，各功能模块如智能电子设备（IntelligentElectronicDevice，IED）之间采用网络技术或串行方式实现数据通信，将变电站自动化系统的功能分散给多台计算机来完成。各功能模块（通常是多个CPU）之间采用网络技术或串行方式实现数据通信，选用具有优先级的网络系统较好地解决了数据传输的瓶颈问题，提高了系统的实时性。其结构方便系统扩展和维护，局部故障不影响其他模块正常运行。该模式在安装上可以形成集中组屏或分层组屏两种系统组态结构，较多地使用于中、低压变电站。分布式变电站综合自动化系统自问世以来，显示出强大的生命力。但目前，还存在在抗电磁干扰、信息传输途径及可靠性保证上的问题等。

2.3分散（层）分布式结构。分散（层）分布式结构采用“面向对象”设计。所谓面向对象，就是面向电气一次回路设备或电气间隔设备，间隔层中数据、采集、控制单元（I/O单元）和保护单元就地分散安装在开关柜上或其他一次设备附近，相互间通过通信网络相连，与监控主机通信。目前，此种系统结构在自动化系统中较为流行，主要原因是：①现在的IED设备大多是按面向对象设计的，如专门的线路保护单元、主变保护单元、小电流接地选线单元等，虽然有将所有保护功能综合为一体的趋势，但具体在保护安装接线中仍是面向对象的；②利用了现场总线的技术优势，省去了大量二次接线，控制设备之间仅通过双绞线或光纤连接，设计规范，设备布置整齐，调整扩建也很简单，成本低，运行维护方便；③系统装置及网络鲁棒性强，不依赖于通信网和主机，主机或1台IED设备损坏并不影响其它设备的正常工作，运行可靠性有保证。系统结构的特点是功能分散，管理集中。分散（层）分布有两层含义：其一，对于中低压电压等级，无论是I/O单元还是保护单元皆可安装在相应间隔的开关盘柜上，形成地理上的分散分布，其二，对于110kV及以上的电压等级，即使无法把间隔单元装在相应的开关柜上，也应集中组屏，在屏柜上明确区分相应间隔对应的单元，在物理结构上相对独立，以方便各间隔单元相应的操作和维护。

3.变电站综合自动化系统应能实现的功能

3.1微机保护。是对站内所有的电气设备进行保护，包括线路保护，变压器保护，母线保护，电容器保护及备自投，低频减载等安全自动装置。各类保护实现故障记录、存储多套定值、适合当地修改定值等功能。

3.2数据采集。①状态量采集：状态量包括：断路器状态，隔离开关状态，变压器分接头信号及变电站一次设备告警信号等。目前这些信号大部分采用光电隔离方式输入系统，也可通过通信方式获得。保护动作信号则采用串行口（RS-232或RS485）或计算机局域网通过通信方式获得；②模拟量采集：常规变电站采集的典型模拟量包括：各段母线电压，线路电压，电流和功率值。馈线电流，电压和功率值，频率，相位等。此外还有变压器油温，变电站室温等非电量的采集。模拟量采集精度应能满足SCADA系统的需要；③脉冲量：脉冲量主要是脉冲电度表的输出脉冲，也采用光电隔离方式与系统连接，内部用计数器统计脉冲个数，实现电能测量。

3.3事件记录和故障录波测距。事件记录应包含保护动作序列记录，开关跳合记录。其SOE分辨率一般在1～10ms之间，以满足不同电压等级对SOE的要求。变电站故障录波可根据需要采用两种方式实现，一是集中式配置专用故障录波器，并能与监控系统通信。另一种是分散型，即由微机保护装置兼作记录及测距计算，再将数字化的波型及测距结果送监控系统由监控系统存储和分析。

3.4控制和操作闭锁。操作人员可通过CRT屏幕对断路器，隔离开关，变压器分接头，电容器组投切进行远方操作。为了防止系统故障时无法操作被控设备，在系统设计时应保留人工直接跳合闸手段。操作闭锁应具有以下内容：①电脑五防及闭锁系统；②根据实时状态信息，自动实现断路器，刀闸的操作闭锁功能；③操作出口应具有同时操作闭锁功能；④操作出口应具有跳合闭锁功能。

3.5同期检测和同期合闸。该功能可以分为手动和自动两种方式实现。可选择独立的同期设备实现，也可以由微机保护软件模块实现。

3.6电压和无功的就地控制。无功和电压控制一般采用调整变压器分接头，投切电容器组，电抗器组，同步调相机等方式实现。操作方式可手动可自动，人工操作可就地控制或远方控制。无功控制可由专门的无功控制设备实现，也可由监控系统根据保护装置测量的电压，无功和变压器抽头信号通过专用软件实现。

3.7数据处理和记录历史数据的形成和存储是数据处理的主要内容，它包括上一级调度中心，变电管理和保护专业要求的数据，主要有：①断路器动作次数；②断路器切除故障时截断容量和跳闸操作次数的累计数；③输电线路的有功、无功，变压器的有功、无功、母线电压定时记录的最大，最小值及其时间；④独立负荷有功、无功，每天的峰谷值及其时间；⑤控制操作及修改整定值的记录，根据需要，该功能可在变电站当地全部实现，也可在远动操作中心或调度中心实现。

3.8系统的自诊断功能。系统内各插件应具有自诊断功能，自诊断信息也象被采集的数据一样周期性地送往后台机和远方调度中心或操作控制中心。

4.结语

随着国民经济的快速增长，传统的变电站已经远远不能满足现代电力系统管理模式的需求。变电站综合自动化是一项提高变电站安全稳定运行水平、降低运行维护成本、提高经济效益、向用户提供高质量电能服务的一项措施。

参考文献：

[1]蒋文泉，变电站综合自动化系统稳定性初探[J]，广东科技，2010（08）

集成电路设计自动化范文篇9

关键词变电站自动化系统通信网络

中图分类号：TM63文献标识码：A文章编号：

1常规自动化系统常规自动化系统是指采用常规远动方式，充分利用原有的二次设备，实现无人值守的模式。这种系统中保护和远动相对独立，结构简单，便于远动和维护，节省资金。主要适用于城农网改造中老旧变电站的无人值守改造。常规的有人职守变电站改造为无人值守变电站，需对传统的常规变电站二次系统在设计上作如下改进:①取消中央信号系统。②取消控制屏，在开关柜和保护屏上只保留控制开关及红绿灯，并增加当地、远方切换开关。③取消当地测量仪表。④取消光子牌，把各种预告、事故信号通过RTU上传，送往调度中心。⑤保护装置的运作信号和本身状态信号通过无源触点接入RTU，以供遥信用。⑥所有断路器、主变压器分接头均可在就地和遥控两种状态下进行控制。⑦新设远动设备，如RTU屏等。这种变电站自动化系统的缺点是系统不具备自诊断能力，对二次系统本身的故障无法检测。

2变电站综合自动化系统变电站综合自动化是将变电站的二次设备(包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等)经过功能的组合和优化设计，利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。变电站综合自动化系统，即利用多台微型计算机和大规模集成电路组成的自动化系统代替了常规的测量和监视仪表，代替常规的控制屏、中央信号系统和远动屏，用微机保护代替常规的继电保护屏，改变常规的继电保护装置不能与外界通信的缺陷。通过变电站各种设备间相互交换信息，数据共享，实现对变电站运行进行自动监视、管理、协调和控制，提高了变电站保护和控制性能，使变电站运行更为可靠，改善和提高了电网的控制水平。同时也使变电站设计合理、布局紧凑、运行更加安全可靠。目前，国内外变电站自动化系统设计上大体可分为四种结构形式:集中式、分布集中式、集中与分散式相结合和分散式。

2.1集中式:集中式结构是将设备按其不同功能进行归类划分，形成若干个独立系统，各个系统分别采用集中装置来完成自身的功能。集中式结构一般由一个或两个CPU实现对整个变电站的保护、监视、测量、远动的集中控制。其优点是:构成较简单、主机控制系统集中、便于分配调度各种实时任务、响应速度快、节省投资；其缺点是:主机系统负荷繁重、主机单CPU可靠性不高。为了提高可靠性，一般采用双系统互为备用；软件复杂，修改工作量大，系统调试麻烦；组态不灵活，对不同主接线或规模不同的变电站，软、硬件都必须另行设计，工作量大；集中式保护与长期以来采用一对一的常规保护相比，不直观，不符合运行和维护人员的习惯，调试和维护不方便，程序设计麻烦，只适合于保护算法比较简单的情况。

集成电路设计自动化范文篇10

SOC成为新一代应用电子技术的核心已成为不争事实，这不仅是电子技术本身的革命性标志，也是电子技术应用的重大历史变革。SOC并不是凭空产生的，而是几十年应用技术积累和电子技术发展的必然产物。

SOC正是成为满足现代科学和工程技术发展要求的现代应用电子技术。传统观念认为，只有大批量产品才有集成可能。到目前为止，大多数小批量产品，特别是研究性质的应用电子系统，一般都采用硬件（HW）、硬件加软件（HW+SW）、固件（FW）技术实现。但随着SOC的出现、发展和成熟，这种现状已发生极大变化。SOC为现代电子工程师提供了一个快捷经济的系统设计方法，使传统观念上认为高性能、高复杂度、高成本的嵌入式结构，能够通过低成本单片芯片实现。

Zi2201射频识别标签SOC芯片

产品简介：Zi2201芯片是一个自主研发符合EPCGenClass1标准的UHFSOC芯片，包含了RF电路和数字电路两部分，采用0.35RFCMOS工艺，内置大容量EEPROM存储器，支持后备电源。针对不同物理特性，位置和运动状态下的物件加装RFID标签的方法及性能研究并建立相关应用模型。

该产品主要创新点在模拟电路方面有射频前端调制/解调电路设计、电压检测及电压整流电路设计，数字部分主要有编解码电路设计、超低功耗的架构设计等方面。

意义：该产品具有性能高、功耗低，应用面广，符合主流标准等特点，其工艺及设计达到国内先进水平。

32位嵌入式税控机处理器S698-ECR（LC698S）芯片研制

产品简介：该产品是专门为税控终端设备量身定做，符合国家税控设备标准高性能32位RISC嵌入式微处理器。采用了当今先进的SOC设计技术，把税控设备要求的32位SPARCV8处理器内核以及接口功能如I2C、PS2、SPI、符合ISO7816标准的智能IC卡模块控制接口、符合ISO7811标准的磁卡模块控制接口等接口功能集成到了SOC芯片中，既提高了集成度、降低了成本、又提高了系统的可靠性。同时，由于支持嵌入式操作系统，大大方便了系统应用开发和产品的升级换代。

意义：该项目将使我国在自主知识产权的高可靠嵌入式SOC芯片领域进入国际先进行列，也将为我国在消费电子、信息处理、电子政务、信息家电、工业控制等领域的技术发展及产业化提升奠定坚实基础。

SC6000系列芯片研制和开发

产品简介：该产品包括SC6600GSM/GPRS(2G/2.省略操作系统为技术核心的完整的GPS导航应用软硬件平台，系统包括硬件、软件两大部分，其中硬件由接收端、通讯部分、控制部分及终端显示等构成，软件由数据库及控制软件构成，集GPS定位、电子地图语音导航、音视频输入输出等功能于一体，实现声控操作、三维影像地图显示、实时交通信息查询等高级功能，通过GPS定位，能准确定位携带者的位置，与计算机终端进行数据交换。

意义：该系统可广泛应用于GPS调度指挥系统、汽车GPS终端设备、个人自助旅游及野外探险手持导航仪、森林调查、资源管理等领域。

铁路安全管理掌上通

产品简介：该产品主要内容是将嵌入式系统及代表嵌入式系统开发方向的SOC技术，应用于解决铁路行业信息化建设基本完成后即后PC时代各种信息资源融会贯通与利用问题，依托PDA为软硬件平台，开发了适用于铁路各种专用网络接入软平台的技术和适用于铁路各部门的业务处理资料电子文档化的技术，并定位于系列产品功能的实现。把“三网合一”理念本质功能――信息、通信、交互方式，三者合一，通过网络移动终端产品宋实现，使之作为铁路专用智能数据采集装置，联通铁路各种检测数据设备和铁路专用网络，又可作为铁路系统专用的移动办公终端设备。

意义：该系统运行稳定、安全可靠，软硬件均采用功能组件模式，易扩充，适用面广、使用效果明显。

消防应急灯智能控制驱动集成电路

项目简介：消防应急灯智能控制驱动集成电路是一款专为消防应急灯（照明/标识）设计的高耐压驱动芯片。目前国内大部分消防应急灯采用的是分离器件搭建，存在结构复杂，成本较高且性能不完全达到国家标准的缺点。由本芯片搭建的消防应急灯系统完全满足国家标准，并且结合实际需要，增加了充电时间选择（12/15小时）、充电计时功能快速检测、充电计时智能保护等功能，保证消防应急灯工作更安全有效的工作。

面向通信综合信息处理SOC平台

项目简介：该项目综合考虑了未来通信整机产业各项技术的发展趋势，率先提出并倡导的基于多项专利技术的多处理机协同运算、可再编程、可再配置的新型SOC设计平台。COMIP采用0.18mmCMOS工艺实现，内含高性能32位嵌入式CPU，一个或多个DSP，可编程总线和丰富的接口，在主频100MHz的情况下能够提供500MIPS的运算能力。COMIP具有卓越的低功耗特性，可以应用于通信整机，也可以应用于通信终端。

意义：该项目可应用于消费类电子、无线通信、移动通信和固网通信等多个领域。

适用于移动信息终端嵌入式Linux操作系统

项目简介：该系统以Linux操作系统为原型，建立了一个跨平台的面向应用的嵌入式操作系统和软件开发平台，适用于各种嵌入式微处理器，应用于移动信息终端设备。

该系统由系统软件和软件开发包组成，系统软件整合了操作系统内核、文件系统、设备驱动、嵌入式应用组件、人机图形界面等部分，实现了大容量IDE硬盘存储、高速串行总线数据通讯、多媒体音视频编解码、无线网络协议、GUI应用框架等模块，设备驱动程序和应用程序组件作为资源模块配置，使得功能可扩展，适用于不同产品开发需要；软件开发包由编辑器、汇编编译器、JTAG/GDB调试器组成，具有可视化支持断点调试操作界面。

意义：该系统运行稳定、安全可靠，软硬件均采用功能组件模式，易扩充，适用面广、使用效果明显。

智能化数字化测色仪器系统研制

项目简介：该项目研究采用信息技术提升传统测色仪器系统。创新点为：采用光机电一体化和智能仪器技术，明显提升了测色仪器的智能化、数字化、集成化、自动化和网络化水平；研发了新型光电转换测头，采用独特的聚四氟乙烯聚酯材料制成流线型积分球；研制了以SOC微处理器为核心的数字化电路系统；提供了智能数字拟合、颜色匹配函数智能优化等数据处理新方法；完成了上位机连接，实现自动分析、自检、误差补偿和网络通信；设计了新型光机电系统机构及外观造型；利用计算机匹配滤色器，科学、快速地确定参数；研制了柔性化集成化的研发实验平台。

无接触设置微功耗智能涡街流量计

产品简介：流量仪表的智能化关键技术一直是国外公司对国内封锁的内容，90年代初国内开始研究国产化的智能流量计，以涡街流量计为例，智能仪表就地显示一直是一个难点，其主要问题是涡街仪表输出是频率信号，要得到体积流量与质量流量必须经过复杂的换算才能实现；设置繁琐，使用人员需进行专业培训；设置与防爆问题无法解决；微功耗问题与电池长期供电问题。

面对以上问题，该产品研究智能化关键问题包括：无接触设置方法，智能微功耗流量仪表电路，专业soc芯片等技术。该仪表具有测量范围宽、使用方便、测量精度高、抗干扰能力强等优点，特别是解决了智能流量计长期未解决的就地显示问题与隔爆设置问题。

意义：该产品可广泛应用在石油、化工、轻工、食品、制药、造纸等行业的计量场合。

GHz微处理器高速时钟网络设计

产品简介：GHz时钟网络设计被列为21世纪集成电路物理设计的十大前沿问题之一，也是我国863计划和自然科学基金SOC重大研究计划的重要研究课题。在超深亚微米、特大规模GHz微处理器的设计中，该产品研究内容为自动实现GHz时钟网络自动综合，使得在几十皮秒系统时钟偏差范围内，将数千兆赫兹（Multi－GHz）系统时钟信号，准确从时钟源送达几厘米之远芯片各接收端点。

意义：该研究结果得到国际学术同行关注，已在与美国Synopsys公司和日本精工EDA公司合作研发项目中得到应用，该软件经国内工业用户使用也得到了较高评价。

便携式多通道食品安全检测仪

产品简介：该仪器采用国际上先进高集成度光电子元器件和计算机技术，应用SOC技术，并采用实时多任务微机系统的软硬件设计，电池或市电两用供电，触摸屏操作，配合相应的快速预处理技术和试剂盒，可根据需要任意选择和同时测定农药残留、亚硝酸盐、甲醛、六价铬等食品污染物。具有结构简单、体积小、使用方便，可以显示、储存、传输或打印测定结果等功能，适用于各种食品批发市场、集贸市场、超市、宾馆、食堂等需要对食品进行快速检测的场合，检测结果符合国家推荐标准方法的要求。此外，该项目首次将亚临界水萃取技术用作农药残留快速分析的预处理方法，并研制开发了相应的便携式快速预处理装置。研究建立了果蔬中农药残留的亚临界水萃取技术，与原有手动振荡方法相比，具有萃取效率高、时间短、操作简便等优点。

意义：该项目对于保障人民健康，具有重要社会意义。该成果经有关部门组织鉴定，已达到国际先进水平。

舞台吊杆微机控制系统设计

集成电路设计自动化范文1篇11

关键词：配电自动化；主站；通信网；终端；智能继电器；太阳能电池板

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.06.170

0引言

国家电网公司提出以统一规划、统一标准和统一建设的原则，建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，实现信息化、自动化和互动化，具有自主创新和国际领先的坚强智能电网的发展目标。

配电自动化是实现智能电网的重要组成之一，其利用现代现代电子设备、通信及计算机网络技术，建立了基于IEC61968/61970综合数据平台[1-2]。将配网一次设备的三遥数据、地理信息和配电网模型信息集成到一个平台上，对配电系统正常运行状态下和故障状态下的监测保护与控制。同时充分利用信息交互总线实现了调度自动化系统和营销系统等应用系统间的信息交互，实现配电网的科学管理，提高供电可靠性、经济效益和管理水平。

配电自动化已在国内外开展多年，其技术日趋成熟。2011年国家电网公司了一系列配电自动化技术规范，进一步促进了配电自动化的建设和运行[3-8]。2013年10月江苏省电力公司立项批准在宿迁经济开发区和洋河新城区域开展配电自动化一期工程。配电自动化一期工程规模为近20座110kV变电所，近100条10kV配电线路。安装了200多台柱上智能开关、10多台智能环网柜和几十组二遥故障指示器，改造了近30座配电室和10多座开关站，总计近300台配电自动化终端。

预计本期工程完工后，初步实现“营配调一体化”管理的要求。建成以集成型为主的配电自动化系统，解决一期工程区域的盲调问题、提高配电网故障的处理效率及减轻运维人员的工作压力。提升对用户的服务质量。

1配电自动化系统总体结构方案

得益于现代通信技术发展和强大的主站功能，已无需配电子站，配电终端可以通过IP直接与主站连接通信。因此配电自动化系统总体结构采用配电主站层和配电终端层的2层体系结构。其系统结构如图1所示，主要包括配电主站、通信通道和配电终端组成，FTU表示柱上开关的数据终端，DTU表示环网柜、配电室或开关站的数据终端，以及二遥故障指示器监测终端。

宿迁配电自动化主站具备完整的SCADA功能、集中式DA功能及与相关应用系统互联功能。SCADA功能实时采集、监测配电线路和设备的数据，当线路发生故障时，主站启动集中式全自动DA策略以快速切除故障区段和恢复非故障区段的供电。避免了线路故障时导致整条线路停电的情况，不但缩小了故障查找的范围，而且提高了故障的抢修效率。另外，宿迁供电公司主站充分利用自身系统资源，通过基于IEC61968标准的信息交互总线，实现与生产管理系统PMS、地理信息系统GIS、调度自动化系统EMS以及SCADA等相关应用系统间的信息交互，外延业务流程，完善配电信息，从而扩展并丰富配电自动化系统的使用功能[9]。配电自动化主站构成如图2所示。

2宿迁配电自动化系统通信方案

由于配电终端数量众多，地点分散且分布区域较广，甚至部分终端运行环境比较恶劣。但为了保证配电自动化系统能够稳定运行，必须实时采集配电终端的数据，才能准确定位故障区域和隔离故障区域、成功遥控终端及转移负荷。目前在已运行的10kV架空和电缆的混合线路没有同线敷设光缆或预留管道，因此无法在已建成的配电线路区域采用全光纤通信网。

分析目前的各类通信技术的优缺点、结合终端类型对通信的要求及具体地理环境等因素，一期工程采用了以太无源光网络（EPON）和GPRS无线公网组合的通信方式。综合利用上述两种通信方式的特点，实现主站系统接入层网络的通信全覆盖。

3配电终端设备改造

考虑到现场一次设备的运行年限、机构配置等情况，公司配电自动化一期工程区域的一次设备改造遵循以下基本原则。环网柜和柱上开关采用更换的方式进行改造，配电室和开闭所采用改造的方式进行改造。共更换200多台柱开，选用带有自动化接口的真空断路器、装设两组单相PT、加装FTU和通信通道。更换10多台环网柜，选用预留自动化接口、加装DTU、装设ONU和光配等通信设备。改造近30座配电室和10多座开关站，加装三相CT、DTU、ONU和光纤配通信设备。依此方案改造后，才能实现配电终端数据的采集、监控和集中式DA等功能。

在终端功能配置方面，一是对选用光纤通信的开发区变所辖线路上的柱开、部分环网柜和全部开关站，采用100%的遥测、遥信和遥控的全覆盖。二是对选用GPRS通信的其余柱开和全部配电室，采用100%的遥测和遥信全覆盖。在改造过程中，对没有备用触点的开关设备二次仓内增设4常开和4常闭备用触点，对没有测量或保护CT的开关柜间隔电缆头处加装三相开启穿入式电流互感器。

4建设和运维过程中的技术亮点和经验

4.1光缆架设问题

配电自动化一期工程的光缆方案问题主要存在以下两方面：

一是设计院的初期光缆架设方案设计不合理，其以配网线路为单位来部署光缆，造成同杆四回线路要架设4根光缆，不仅浪费，而且实施难度极大。已将其优化为只架设2根光缆，充分利用了光缆的24纤芯；

二是光缆入地处地段较多且敷设难度大。因本期工程大部分位于城区，不但架空和电缆的混合线路较多，而且已建成投运的电缆段处没有预留管道，造成需要政处的地段较多、成本较高和光缆通道建设周期长。为利于光缆后期施工，在对开发区范围内的所有路径重新进行了勘察，对原有设计方案进行了优化调整。将原来全部由10kV杆线架设的光缆调整为依托35kV及以上电压等级杆线为主干进出变电所，至10kV线路比邻处跨接部署。不仅解决了架设通道、缆芯配置和熔接方案、降低了光缆架设施工成本、缩短施工工期和提高光缆走廊的灵活性等问题，更是将原有的近四十处政处点缩减到几处。此方案不但优化了光缆架设路径，而且光纤主干通道固定、变化小。

4.2PT电缆标识和PT处连接方式问题

由于从柱上开关和两只PT引出到下方FTU中的三根二次电缆穿入在一根保护管中，而且电缆外观都为黑色，因此运维人员在地面处分辨不出二次电缆相连接的一次设备。尤其当回路信号异常或设备故障时，无法准确判断故障的回路和相应的一次设备。为了便于日后检修，要求在控制电缆及二次PT电缆线的颜色全部按照蓝红两色在线缆的两端做同一标识。

另外，一期工程中二次电缆与PT连接处采用经接线端子连接，存在接错和造成PT短路的情况，提出PT与二次线缆采用螺旋式航空插件的形式进行连接，提高了PT的运行安全性。

5配电自动化未来提升探讨

5.1终端运行安全性提升

由于配电终端数量众多、地点分散且分布区域较广，同时为了方便人工操作和维护，FTU的高度一般距地面2.5米至3米。因此存在外部暴力打开FTU箱门，从而直接控制操作面板的按钮对设备进行就地操作，影响配电网的安全运行。

在后期的配电自动化设备设计中，提出在就地操作的二次回路中只增加一个智能继电器。其内置智能芯片和控制核心，不但能从技术上控制就地操作回路的开断，也可以记录操作人的私秘钥、数字签名证书、开启就地操作的时间等信息。同时运行人员配备便携式智能锁芯硬件，以存储秘钥等认证信息，与智能继电器通过USB接口或者无线传输认证秘钥，以获得操作权限。保证配电自动化终端和配电网安全运行。

5.2配电自动化终端配套PT的替代性分析

为了给FTU供电和采集线路的电压，每台配电自动化终端需停电后安装两支单相PT。目前，调度自动化系统已经采集了电源侧电压，营销用采系统也采集了配变侧用户电压，从馈线自动化应用的角度看，如果无必要采集配电线路中间环节的电压，从而解决了电压再次采集的问题。利用太阳能电池板和蓄电池容量的合理组合不间断的给终端供电。从而对配电自动化终端进行不停电改造和更换，不仅提高了建设效率和降低建设成本，而且提高了供电可靠性和运维效率。

6结束语

本文介绍了宿迁地区配电自动化系统一期工程的主站系统总体结构设计、通信网模式选择与组建及配电自动化终端的改造方案。建成后优先实现了DSCADA功能和集中式DA等功能，能够快速进行故障区段判断、隔离和非故障区段的恢复送电。不但提高了宿迁配电网的供电可靠性和运维人员的工作效率，也降低了企业成本和减轻了运维人员的工作量。

解决了实施过程中存在的问题，采用依托35kV及以上电压等级杆线为主干进出变电所的光缆架设方案、选用不同颜色标识的PT电缆和采用螺旋式航空插件连接PT等技术措施，从而加快了工程的建设进度、方便日后检修及保证了配电自动化建设的可推广性。探讨了终端就地操作回路开断的智能管理和配电自动化终端的配套PT使用太阳能电池板替代的可行性，提高了终端运行安全性和降低了建设成本。

参考文献：

[1]辅，韩利群.佛山配电自动化建设及应用[J].供用电，2014（09）：31-34.

[2]杨华，陈涛，郜士琪等.天津城市核心区配电自动化技术实施与进展[J].电力系统自动化，2012，36（18）：42-48，71.

[3]Q/GDW382-2009配电自动化技术导则[S].北京：中国电力出版社，2011.

[4]Q/GDW625-2011配电自动化建设与改造标准化设计技术规定[S].北京：中国电力出版社，2011.

[5]Q/GDW626-2011配电自动化系统运行维护管理规范[S].北京：中国电力出版社，2011.

[6]Q/GDW567-2010配电自动化系统验收技术规范[S].北京：中国电力出版社，2011.

[7]Q/GDW514-2010配电自动化终端/子站功能规范[S].北京：中国电力出版社，2011.

[8]Q/GDW513-2010配电自动化系主站系统功能规范[S].北京：中国电力出版社，2011.

集成电路设计自动化范文1篇12

捍卫集成电路独创布图设计的专有权，保护所有者权益，集成电路设计业才能健康发展。

“钜锐案”的判决是我国集成电路知识产权保护的一个历史性的重大事件，对于集成电路布图设计侵权案的统一裁判尺度和法律适用标准以及促进集成电路技术创新和产业发展都具有重要意义，堪称经典性指导案例。

一、集成电路的布图设计是集成电路芯片核心技术的表现形式

集成电路布图设计表面上看是一种图形设计，实质上布图设计凝聚了集成电路设计思想的精华，图形是最后呈现的形式。布图设计是指实现某一电子功能，集成在某一半导体材料的基片上的集成电路全部元件与部分或全部连线的三维配置；布图设计不仅准确映射了设计者所设计电路的逻辑关系和输入输出关系，而且事关集成电路芯片的参数和指标。判定集成电路是否构成侵权，可以根据争议芯片两者的元件、元件空间布局、元件连接关系、连接线路排布与走向、元件及线路的尺寸规格等是否相同，即两集成电路全部元件与连线的三维配置是否相同。布图设计是创作者的智力劳动成果，应当予以保护。

二、集成电路的布图设计易于复制和抄袭，必须依法保护

布图设计是以某种信息状态存在的。布图设计在集成电路芯片中表现为一定的图形，在掩模版上，布图设计也是以图形方式存在的；借助于计算机辅助设计技术，布图设计以数字化代码的方式存在于各种存储介质中；在计算机控制的电子束曝光装置或离子注入机中，布图设计同样以代码的方式存在。通过相关设备，人们可以感知这些数字化代码信息。在不同的载体上，布图设计以不同的信息状态存在，同样，可以不同的方式被复制。因此，要保护设计者的知识产权，就要依法对独创的布图设计进行保护。根据《集成电路布图设计保护条例》，依法取得专有权是知识产权所有者保障权益的有效途径。集成电路设计的从业人员是最有条件接触、复制、传播布图设计的，权益所有人应与设计人员明确产权关系并签署保密协议，设计人员应自觉遵守法律法规，尊重所有者权益。

三、完善产权交易机制，发挥布图设计成果的再利用价值