時間：2023-03-15 15:02:32
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論文關鍵詞：MATLAB，矩陣，自動化，教學方法
引言
MATLAB是MATrixLABorotory(矩陣實驗室)的縮寫。MATLAB語言是一種廣泛應用于工程計算及數值分析領域的新型高級語言，它在數值計算、符號計算、繪圖功能以及圖形化編程等方面有著非常強大的功能。同時MATLAB具有豐富的工具箱，包括符號數學工具箱、SIMULINK仿真工具箱、控制系統工具箱、信號處理工具箱、圖象處理工具箱、通訊工具箱、系統辨識工具箱、神經元網絡工具箱、金融工具箱等數十種，使其在工業研究與開發，數學、電子學、控制理論和物理學、經濟學、化學和生物學等學科的教學與研究中得到廣泛應用。MATLAB功能強大、簡單易學、編程效率高，深受廣大科技工作者的歡迎，自1984年由美國MathWorks公司推向市場以來，歷經二十多年的發展與競爭，現已成為國際公認的最優秀的工程應用開發環境。在歐美各高等院校，MATLAB已經成為線性代數、自動控制理論、數字信號處理、時間序列分析、動態系統仿真、圖像處理等課程的基本教學工具，成為大學生、碩士生、以及博士生必須掌握的基本技能。
目前，國內大學的理工科專業都將MATLAB作為專業基礎課程，那么如何能夠讓學生在本課程的學習中提高興趣，掌握相關知識為后續課程搭建好學習和實驗研究的平臺就成為了本課程教學中的一個重要問題。本文結合作者MATLAB課程多年的教學經驗，對該課程的教學做以下探討。
1、掌握MATLAB語言的特點矩陣，把握細節教學
MATLAB提供了豐富的矩陣運算處理功能，是基于矩陣運算的處理工具，所有的變量都被看作矩陣，例如 C = A + B，A，B，C都是矩陣，是矩陣的加運算，即使一個常數，Y=10，MATLAB也看做是一個1′1的矩陣。對于矩陣的學習，關鍵是掌握矩陣元素的標識并靈活運用。在教學中，我們可以通過下面的矩陣使學生對矩陣的標識進行掌握中國知網論文數據庫。
（1）
掌握矩陣元素的基本標識之后，對于應用和提取矩陣中的元素，通過以下表格并演示運行結果來掌握。
舉例，如對于
A(:, 4)=
表1 矩陣元素尋訪
標識
使用說明
A(m, n)
提取第m行，第n列元素
A(:, n)
提取第n列元素
A(m, :)
提取第m行元素
A(m1:m2, n1:n2)
提取第m1行到第m2行和第n1列到第n2列的所有元素
A(m:end, n)
提取從第m行到最末行和第n列的子塊
關鍵詞：動態系統理論；自動化專業英語；討論式教學
中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）11-0107-02
一、引言
英語是國內外從事學術研究和工程應用人員的通用語言，目前，已經成為一種事實上的國際標準。以控制類學科及其應用領域為例，國際企業的自動化產品和設備的使用手冊及說明書用英文編寫，優秀的控制仿真軟件、控制領域的研究論文、自動化專業國際經典教材、互聯網上的自動化技術信息等多數資料也以英語作為寫作語言。如此大量的自動化專業信息被非母語國家的理工科學生所接受和掌握，必然要求學生具備良好的專業英語知識[1]。因此，開設“自動化專業英語”課程或有選擇地開設其他雙語教學課程成為自動化專業培養計劃中重要的教學環節[2]。合理地配置“自動化專業英語”的教學內容和改進教學方法，不但可以促進學生的專業外語能力的提高，而且更有助于其專業知識的學習與鞏固。具有“一石二鳥”的人才培養效果。
內蒙古工業大學的“自動化專業英語”課程為自動化本科專業開設的一門專業必修課，分兩個學期教授，總課時量為64學時。目前，“自動化專業英語”教學在服務于“國際化人才”培養方面存在著如下幾點迫切需要解決的問題：（1）部分學生對學習“自動化專業英語”的重要性和必要性認識不足，致使學生學習的課堂積極性不高[3]；（2）教師現有的教學方式過于簡單，主要以科技文章翻譯和生詞講解為主，難以激發學生的學習興趣；（3）教學內容死板，以自動化技術基礎課和專業課的英文原版教材節選的章節為主要學習內容，各教學內容之間彼此相對獨立，教學效果等同于普通的“英文閱讀理解”，無法形成對本專業理論體系的宏觀認識和專業認同感。鑒于以上自動化專業雙語課程體系建設中存在的若干問題，課題組提出以“動態系統理論”教學為主線重構“自動化專業英語”課程教學內容的新思想，在統一的“動態系統理論”框架下引入高等數學、電路、液壓傳動、信號系統、系統建模和控制原理的基礎知識點，在組織教學的過程中，始終強化各知識點的有機結合，努力使學生在掌握“自動化專業英語”課程大綱所要求的科技詞匯和科技文獻翻譯能力的同時，對“動態系統理論”體系融會貫通，為進一步專業知識的學習打下良好的基礎。
二、“動態系統理論”思想指導下的“自動化專業英語”課程教學改革的現狀分析
結合使用英語進行專業課程學習、科技文獻閱讀、研究論文寫作以及從事雙語教學工作的體會，筆者深切認識到：“動態系統理論”是自動化課程的方法論核心。動態系統理論最初來源于經典力學中對于物體運動和動力過程進行數學描述的需要，美國數學家G.D.伯克霍夫發展了法國數學家H.龐加萊在天體力學和微分方程定性理論方面的研究，奠定了動態系統理論的基礎。現代控制理論的發展促進了對動態系統的研究，使其應用從經典力學擴大到一般意義下的系統，并成為應用于工程學、經濟學、生物學、乃至社會科學的一般方法論。那么什么是動態系統呢？動態系統是指按確定性規律隨時間演化的系統。嚴格地講，任何有記憶的系統都可被稱為動態系統，控制科學與控制工程研究本身就是一個對“動態系統”進行建模、分析和綜合的過程。
目前，在一些發達的國家和地區，如，美國、英國、日本、韓國、新加坡、香港等，幾乎所有工科專業，廣泛開設被稱為“系統動態”（System Dynamics）的英語教學課程，涵蓋的內容包括：信號和系統的基本概念、電氣、力學、機械、化學、生物過程的動態建模、微分方程的時間域和頻域求解、控制理論基礎知識、非線性系統理論基本知識、典型動態系統的仿真等。通過該課程的學習，控制專業的學生可以了解到本專業本質的理論核心，和由這一“系統動態”觀點派生出的理論體系及其在各科學領域的應用，從而加深對系統理論和控制論的理解，進而提高學生的抽象思維水平和科研能力。
三、開展以“動態系統理論”教學為指導的“自動化專業英語”課程教學改革
借鑒國外工科教學體系改革的重要經驗，并順應當前我國人才的培養模式向“厚基礎寬口徑”方向改革的趨勢，課題組提出加強以“動態系統理論”思想為主線的自動化專業英語教學，以深化自動化專業課程內容和教學方法改革，結合控制理論與控制工程科學研究的方法論本質和前沿動態，在增強學生專業英語聽、說、讀、寫能力的同時，激發學生的學習興趣，形成對本專業知識應用的認同感。
我們在自動化本科雙語教學過程中明確和強化“動態系統理論”教學這一主線，著重從以下幾個方面進行了改革與建設。
（一）整合現有“自動化專業英語”課程教學內容
從“系統學”的角度出發，提升課程的教學內容至方法論水平，將其統一到“動態系統理論”這一宏觀框架下。課題組嘗試使用一種具有連貫內容的“系統動態”講義來進行專業外語教學，這一新穎的形式在“自動化專業英語”的學時內講述了“系統動態”課程，學生既學習了專業英文詞匯、翻譯技巧，又掌握了“動態系統理論”分析和綜合的方法，獲得了專業知識的提升。授課講義以自編部分為主，同時參考“系統動態”方面的國際經典教材（如，Katsuhiko Ogata教授編寫的《System Dynamics》）[4]，吸收了這些經典教材中大量的有益內容，講義涵蓋動態系統理論的大多數內容，不求精，但求邏輯上的連貫性和理論體系上的系統性。將高等數學、線性代數、矩陣論、電路、信號與系統、自動控制原理、過程控制等主干課程的核心內容統一到動態系統建模、分析、仿真這一完整框架中進行概括總結。（二）改革了過去較為單一的教學方式，充分調動學生的積極性和主動性
安排學生就某一理論、觀點、概念進行專題討論（內容涉及：系統、信號、線性向量空間、系統穩定性、可控性、可觀測性、魯棒性等基本問題）。鼓勵以學生為主體的課堂發表形式，學生根據課前調查、研究，在課堂討論中明確表明自己對某些理論問題的觀點。課下采取大作業的形式來促進學生對課堂知識的鞏固，從而提高他們分析問題、解決問題的能力。
（三）在課堂教學中引入教師的科研成果，廣泛介紹“系統科學”發展的前沿及其在各個研究領域的應用實例
重點結合系統生物學和飛行器控制兩個研究領域的研究實例，來進行“系統動態理論”的講授。科研實例的引入，幫助學生在掌握系統科學相關的專業英語詞匯的同時，還切實體會到本學科理論知識在其他各學科中的應用，使學生體會到本專業所學方法論的強大力量和廣泛應用，激發學生的學習興趣，進一步調動他們學習其他專業課程的積極性。
四、結語
本教學改革研究為促進自動化專業本科生專業外語水平的提高，提高他們對本專業基本方法和基本理論的認識，提出在現有的自動化專業外語課程教學過程中強化“動態系統理論”教學，以這一主線來改革課程內容安排和調整教學方法，幫助自動化專業學生構建自身的專業知識體系框架，加深對系統理論和控制論的理解，提高學生的抽象思維水平和科研能力。課題組采用雙語或者英語教學方式來進行“系統動態”等相關課程內容的教學，參考國際經典教材，編寫了英文課件和講義，不但促進了學生對理論知識的理解，而且提高了學生的專業英語水平。筆者希望，這種雙語教學改革的“理念”能引起國內教育、教學管理層面的重視，從而推動其他工科專業的雙語課程教學改革，使廣大學生受益。 [本文由WWw.dYLW.nEt提供，第 一專業，歡迎光臨dYLW.neT]
參考文獻：
[1]于宗艷，王麗，孟嬌茹.“自動化專業英語”教學探討[J].中國電力教育，2012，（26）：148-149
[2]王海泉，王東云，馬薇.自動化專業英語教學改革初探[J].教學研究，2011，（4）：67-69.
關鍵詞：變電站，綜合自動化系統
近年來，隨著電網運行水平的提高，各級調度中心要求更多的信息，以便及時掌握電網及變電站的運行情況，提高變電站的可控性，進而要求更多地采用遠方集中控制、操作、反事故措施等，即采用無人值班的管理模式，以提高勞動生產率，減少人為誤操作的可能，提高運行的可靠性。基于上述原因，變電站自動化由“熱門話題”已轉向了實用化階段，電力行業各有關部門把變電站自動化做為一項新技術革新手段應用于電力系統運行中來，各大專業廠家亦把變電站自動化系統的開發做為重點開發項目，不斷地完善和改進相應地推出各具特色的變電站綜合自動化系統，以滿足電力系統中的要求。
變電站綜合自動化系統應能實現的功能
1．微機保護。是對站內所有的電氣設備進行保護，包括線路保護，變壓器保護，母線保護，電容器保護及備自投，低頻減載等安全自動裝置。
2．數據采集。包括狀態數據，模擬數據和脈沖數據。
3．事件記錄和故障錄波測距。事件記錄應包含保護動作序列記錄，開關跳臺記錄。其SOE分辨率一般在1～10ms之間，以滿足不同電壓等級對SOE的要求。
變電站故障錄波可根據需要采用兩種方式實現，一是集中式配置專用故障錄波器，并能與監控系統通信。另一種是分散型，即由微機保護裝置兼作記錄及測距計算，再將數字化的波型及測距結果送監控系統由監控系統存儲和分析。
4．控制和操作閉鎖。操作人員可通過CRT屏幕對斷路器、隔離開關、變壓器分接頭、電容器組投切進行遠方操作。為了防止系統故障時無法操作被控設備，在系統設計時應保留人工直接跳合閘手段。
5．周期檢測和同期合閘。該功能可以分為手動和自動兩種方式實現。可選擇獨立的同期設備實現，也可以由微機保護軟件模塊實現。
6．電壓和無功的就地控制。無功和電壓控制一般采用調整變壓器分接頭，投切電容器組，電抗器組，同步調相機等方式實現。操作方式可手動可自動，人工操作可就地控制或遠方控制。無功控制可由專門的無功控制設備實現，也可由監控系統根據保護裝置測量的電壓，無功和變壓器抽頭信號通過專用軟件實現。
7．數據處理和記錄。歷史數據的形成和存儲是數據處理的主要內容，它包括上一級調度中心，變電管理和保護專業要求的數據。
8．人機聯系。
9．系統的自診斷功能。系統內各插件應具有自診斷功能，自診斷信息也象被采集的數據一樣周期性地送往后臺機和遠方調度中心或操作控制中心。
10．與遠方控制中心的通信。本功能在常規遠動‘四遙’的基礎上增加了遠方修改整定保護定值、故障錄波與測距信號的遠傳等，其信息量遠大于傳統的遠動系統。
根據現場的要求，系統應具有通信通道的備用及切換功能，保證通信的可靠性，同時應具備同多個調度中心不同方式的通信接口，且各通信口及MO-DEM應相互獨立。保護和故障錄波信息可采用獨立的通信與調度中心連接，通信規約應適應調度中心的要求，符合國標及IEC標準。
變電站綜合自動化系統應具有同調度中心對時，統一時鐘的功能，還應具有當地運行維護功能。
11．防火、保安系統。從設計原則而言，無人值班變電站應具有防火、保安措施。
幾個問題的認識及探討
1．變電站自動化的基本概念。變電站自動化是指應用自動控制技術、信息處理和傳輸技術，通過計算機硬軟件系統或自動裝置代替人工進行各種運行作業，提高變電站運行、管理水平的一種自動化系統。變電站自動化的范疇包括綜合自動化技術；變電站綜合自動化是指將二次設備(包括控制、保護、測量、信號、自動裝置和遠動裝置)利用微機技術經過功能的重新組合和優化設計，對變電站執行自動監視、測量、控制和協調的一種綜合性的自動化系統，它是自動化和計算機、通信技術在變電站領域的綜合應用。博士論文，變電站。其具有以下特征：
(1)功能綜合化。是按變電站自動化系統的運行要求，將二次系統的功能綜合考慮，在整個的系統設計方案指導下，進行優化組合設計，以達到協調一致的繼電保護及監控系統。博士論文，變電站。博士論文，變電站。“綜合”(INTEGRATED)并非指將變電站所要求的功能以“拼湊”的方式組合，而是指在滿足基本要求的基礎上，達到整個系統性能指標的最優化。博士論文，變電站。
(2)系統構成的數字化及模塊化。博士論文，變電站。保護、控制、測量裝置的數字化(即采用微機實現，并具有數字化通信能力)，利于把各功能模塊通過通信網絡連接起來，便于接口功能模塊的擴充及信息的共享。
(3)操作監視屏幕化。當變電站有人值班時，人機聯系在當地監控系統的后臺機(或主機)上進行，當變電站無人值班時，人機聯系功能在遠方的調度中心或操作控制中心的主機或工作站上進行，不管那種方式，操作維護人員面對的都是CRT屏幕，操作的工具都是鍵盤或鼠標。
(4)運行管理智能化。體現在無人值班、人機對話及操作的屏幕化、制表、打印、越限監視和系統信息管理、建立實時數據庫和歷史數據庫、開關操作及防誤操作閉銷等方面，能夠減輕工作人員的勞動及人無法做到的工作。
2．變電站綜合自動化站內通信網絡的建立。變電站內傳送或交換的基本信息有：測量及狀態信息；操作信息；參數信息。根據信息傳送的性能要求，大致可分兩類考慮，一類要求實時響應較高的信息，如事故的檢出、告警、事件順序記錄和用于保護動作的信息，要求傳送速度較高；另一類是對時間響應要求不高的信息，如用于錄波、記錄及故障分析的信息，可允許較長的傳送時間。對于不同的數據亦有不同的安全性要求，站內通信網聯系站內各個智能單元、后臺監控及遠方通信裝置，是整個系統的關鍵。
3．實際工程設計的考慮。為了使實際工程工作可靠，維護方便，擴展靈活，易于用戶操作和管理，在系統不同的層次，需解決不同的問題。
(1)前置智能單元。前置智能單元是系統的基層，執行系統最基本的功能，如保護、測量、控制等。我們希望這些基層模塊盡量不受網絡狀態的影響，特別是繼電保護裝置，要求在無網絡的狀態下能完成保護的基本功能，因此在設計基層裝置時，盡量采用自成—體的辦法。
為了提高基層功能模塊的質量，盡量采用通用化的模塊，因此硬件平臺的模塊化設計，在基層尤為重要。本著這種思想設計出有限品種的模塊，拼裝成不同的功能裝置，這對模塊設計成本的降低、生產的組織等均具有好處。
在實際應用中，為了減少基層模塊軟件對工程的依賴性(即工程有關部分的軟件)，一種辦法將與工程有關的軟件改成系統配置文件存于可擦寫的存儲器內，另一種辦法是將與工程有關的(例如通信規約)軟件用一個獨立的模塊來實現。
(2)網絡通信層。為了保證網絡層的完好，應該注意對網絡層的監視，這可以從后臺和前置兩個層次來實現，在硬件條件比較好的地方，可以采取兩個獨立通訊網絡工作，或同時工作，或者互為備用。博士論文，變電站。
(3)后臺監控。后臺監控的操作、管理、維護是系統中用戶最關心的問題，為了減少用戶對廠家的依賴，在后臺軟件的設計別要注意人機界面的友善性，操作要方便、易學、易懂，功能的開放性，當系統中功能模塊的增加和減少或具有不同通信協議規約的設備加入，后臺監控系統應能方便的增加及刪除，操作也簡單明了，不至于遇到上述問題時要修改后臺軟件。
論文摘要:本文針對電氣自動化專業英語的教學目標，研究了其教學方法。在教學內容方面，強調與主干課程同步;在詞匯學習方面，采用普遍聯系法、同義詞法和反義詞法;在句子層次上，強調句子成分劃分方法的使用和常用句型的模仿應用;在段落層面上，突出主題句的提綱作用，剖析段落的展開方法;在篇章水平上，討論了摘要的寫作方法和整個文章的組織結構;在教學過程中，強調師生交流和互動。并結合具體的教學內容，制作多媒體課件，選派合適的任課教師，以拓寬學生的知識面，提高專業英語知識的應用能力。
一、引言
電氣自動化專業英語是為了培養和提高該專業學生對英語專業文獻的閱讀、寫作、聽說和翻譯能力而開設的課程，對于學生在專業方向上的發展，如研究生入學復試、工作面試、閱讀和翻譯實際工作中遇到的英文專業文獻等，具有重要的作用。然而，在實際教學中，電氣自動化專業英語卻沒有得到應有的重視，多數大學的自動化專業教學大綱對此多列為考查課的形式，學時也較少。以河南科技大學為例，該課程以必選考查課的形式，分成三個階段進行，分別在第5、6、7學期開課，每階段為16學時，共48學時。這種課程設置方式，無形地使學生降低了對該課程的重視程度。另外，由于各個大學都非常重視英語四、六級考試通過率，加大了對公共英語的教學投入，使學生的公共英語水平有了較大的提高，對專業英語則在主觀上認為難度不大而不夠重視。
因此，對電氣自動化專業英語的教學方法進行研究和探討是很有必要的。劉怡闡述了專業英語和基礎英語在學習階段、學習重心和教材甄選上的差異，結合電子技術類專業英語的新詞層出不窮和縮寫詞匯多的特點，提出了增強學生對專業英語重要性的認識、提高教學的趣味性和教材多樣化的建議。[1]李文娟等在明確專業英語定位的基礎上，就電氣工程及其自動化專業英語的教學內容、教學方式和教師培養進行了探討，給出了所涵蓋的專業知識范圍，采用了回顧、自述、教學和總結的四步課堂教學方式及平時、筆試、口試綜合的考核方式，指出了專業英語教師培養的建議。[2]李俊梅針對專業英語教學中存在的問題，提出了重構專業英語教學模式的具體解決辦法。[3] 上述文獻在不同側面反映了當前專業英語教學的現狀，所提出的解決方案對于專業英語教學具有一定的借鑒意義。
本文對教學內容和課堂教學方法進行探討，強調教學內容與開課學期的主干課內容同步，針對不同的教學內容，提出了具體的教學方法。例如，針對詞匯短語，提出了普遍聯系法、反義詞法和同義詞法;針對句子，主要討論句子成分劃分和句型結構;針對段落，主要強調動詞和名詞的變化、段落主題句、段落的組織結構和語句之間的起承轉合;針對篇章，主要講述文章的層次結構、英文摘要寫作、剖析和解讀;同時，重視師生交互，關注學生對講課內容和學習方法的掌握程度。主要手段有:課堂提問、公布電子郵箱、約定答疑和作業。還強調了多媒體教學、課外讀物選擇、考核方法、任課教師的選擇在專業英語教學中的重要性。
二、課堂教學方法
1.教學內容與主干課程同步
強調教學內容與開課學期的主干課內容同步的目的，是在學習專業英語基本內容的同時，培養學生閱讀英文教材的能力，提高主干課程學習興趣，開拓學生獲取專業知識的來源，相互印證專業主干課程的教學內容，起到查漏補缺的作用，還促使學生有能力登錄國外重點大學的相關課程網站(如MIT的courseware網站)，下載和閱讀專業課程學習資料，進一步提高專業主干課程的教學質量和學生的專業素質。
2.詞匯短語學習
專業英語的詞匯短語是構成句子和文章的基本要素，探討詞匯的教學方法有助于提高學生的專業英語水平。專業英語詞匯一般比較生僻，往往是一個詞的第三個意思，甚至更靠后，這與公共英語學習中所記憶的詞義有很大的不同。例如:step一詞，人們往往知道其意思是“腳步、臺階”等，但是在自動化專業英語中，它常用來表示階躍信號，用在step response短語中，則表示為“階躍響應”。在這種情況下，教師應鼓勵學生與所學專業主干課程相聯系，找到其中的中文表達，以幫助理解英文資料的內容。另外，還可在專業主干課程中找到其它的短語，如“斜坡響應”和“脈沖響應”，此時，教師應給出相應的英文表達，即“ramp response”和“pulse response”，這種稱為“普遍聯系法”的方法對于擴充專業英語詞匯量非常有效。還可以借鑒一些公共英語詞匯書籍的方法，通過查找同義詞和反義詞來擴充詞匯量。
3.句子成分劃分和句型
專業英語的句子結構不是很復雜，偶爾會遇到一些長句和難句，可采用公共英語中的句子成分劃分的方法來剖析句子的結構，明晰各個部分之間的修飾關系，進而用符合中文習慣的行文方式，將其翻譯出來，努力做到信、達、雅。對于一些常見句型，則通過模仿造句的方式加以練習，提高句型的實際應用能力。
4.段落主題句和動詞、名詞變化
英文段落往往有一個主題句，段落根據主題句層層深入地展開論述，將一個個句子組合成一個段落。應通過對段落主題句和段落組織結構的剖析，使學生模仿和掌握段落展開的方法。在英語文章中，強調動詞和名詞的變化，使文章富于變化，不再呆板，例如，在關于電機Y-Δ起動的章節中，給出了wye configuration、wye connection和delta arrangement三種變化。再如，在英文論文的摘要中，動詞也富于變化，經常會看到present、discuss、scribe、propose等動詞。 轉貼于
5.篇章
篇章階段的課程材料是選擇專業相關的、地道的英文學術論文。在整個文章的結構方面，主要理清作者架構文章的思路脈絡，學習如何行之有效地組織整篇文章，進而寫出符合英文論文格式的英文摘要。在寫摘要時，強調動詞和名詞的變化。將論文的目的、主要研究過程、所用方法和由此得到的主要結果及推出結論表達清楚，在可能的情況下，還應提及論文結果和結論的適用范圍和條件。閱讀文章實際上是與作者的交流。有時，需要站在作者的角度去看問題、去構思文章和遣詞造句，以此思路去閱讀專業學術論文，能夠獲得很大程度的提高。
6.加強師生之間的溝通
加強師生之間的交互、交流和溝通，有助于教師更好地設計課堂內容，有助于教師了解學生對所講內容的掌握程度和薄弱環節，有助于教師發現課程講授中的問題，也有助于增強師生間的了解。常用的方式是上課隨堂提問、課后答疑、公共電子郵箱和布置作業。通過這些手段，可以了解學生的英語水平和學習態度，進而給教師的課堂教學設計提供第一手資料。
7.課件設計和師資配備
專業英語學時少、任務重，僅依靠任課教師板書講解，很難按計劃完成教學任務，因此不得不對教學內容做出取舍。另外，一些專業的設計圖和原理圖是教師手工難以繪制的。這些問題均可借助多媒體課件加以解決。任課教師可根據教學內容制作相應的、多樣的課件，形式可以是Gif和Flash動畫，也可以是各種格式的圖片，將這些素材放到PowerPoint文檔中就制作成了課件，也可將其以講義的形式打印出來，便于學生復習，也有利于他們課前預習、課堂中集中精力聽講，節約筆記時間。
關于師資力量配備，可結合各階段課程的具體教學內容和教師的專業背景、研究方向，選派合適的教師任教各個階段的課程，避免了一個教師和一種風格的弊端。在專業英語的講授過程中，可酌情添加各任課教師負責的科研項目等內容，有助于開拓學生的眼界，加深對課堂內容的理解，進一步調動學習積極性和主動性。
專業英語在各個專業學生的培養過程中起著重要的作用。教師通過各種方法和手段調動學生的學習熱情、積極性和主動性，利用各種可以利用的資源，拓寬學生的專業知識面，發展他們應用專業英語知識解決實際問題的能力，能夠讀懂專業文獻，寫出高質量的英文摘要，聽懂專業學術報告，講出自己的學術思想，以及翻譯出符合信、達、雅要求的專業文獻資料，做到學以致用。
參考文獻:
[1]劉怡.電子技術類“專業英語”課程的探討[J].電氣電子教學學報，2004，4，26(2).
論文摘要:本文針對電氣自動化專業英語的教學目標,研究了其教學方法。在教學內容方面,強調與主干課程同步;在詞匯學習方面,采用普遍聯系法、同義詞法和反義詞法;在句子層次上,強調句子成分劃分方法的使用和常用句型的模仿應用;在段落層面上,突出主題句的提綱作用,剖析段落的展開方法;在篇章水平上,討論了摘要的寫作方法和整個文章的組織結構;在教學過程中,強調師生交流和互動。并結合具體的教學內容,制作多媒體課件,選派合適的任課教師,以拓寬學生的知識面,提高專業英語知識的應用能力。
一、引言
電氣自動化專業英語是為了培養和提高該專業學生對英語專業文獻的閱讀、寫作、聽說和翻譯能力而開設的課程,對于學生在專業方向上的發展,如研究生入學復試、工作面試、閱讀和翻譯實際工作中遇到的英文專業文獻等,具有重要的作用。然而,在實際教學中,電氣自動化專業英語卻沒有得到應有的重視,多數大學的自動化專業教學大綱對此多列為考查課的形式,學時也較少。以河南科技大學為例,該課程以必選考查課的形式,分成三個階段進行,分別在第5、6、7學期開課,每階段為16學時,共48學時。這種課程設置方式,無形地使學生降低了對該課程的重視程度。另外,由于各個大學都非常重視英語四、六級考試通過率,加大了對公共英語的教學投入,使學生的公共英語水平有了較大的提高,對專業英語則在主觀上認為難度不大而不夠重視。
因此,對電氣自動化專業英語的教學方法進行研究和探討是很有必要的。劉怡闡述了專業英語和基礎英語在學習階段、學習重心和教材甄選上的差異,結合電子技術類專業英語的新詞層出不窮和縮寫詞匯多的特點,提出了增強學生對專業英語重要性的認識、提高教學的趣味性和教材多樣化的建議。[1]李文娟等在明確專業英語定位的基礎上,就電氣工程及其自動化專業英語的教學內容、教學方式和教師培養進行了探討,給出了所涵蓋的專業知識范圍,采用了回顧、自述、教學和總結的四步課堂教學方式及平時、筆試、口試綜合的考核方式,指出了專業英語教師培養的建議。[2]李俊梅針對專業英語教學中存在的問題,提出了重構專業英語教學模式的具體解決辦法。[3] 上述文獻在不同側面反映了當前專業英語教學的現狀,所提出的解決方案對于專業英語教學具有一定的借鑒意義。
本文對教學內容和課堂教學方法進行探討,強調教學內容與開課學期的主干課內容同步,針對不同的教學內容,提出了具體的教學方法。例如,針對詞匯短語,提出了普遍聯系法、反義詞法和同義詞法;針對句子,主要討論句子成分劃分和句型結構;針對段落,主要強調動詞和名詞的變化、段落主題句、段落的組織結構和語句之間的起承轉合;針對篇章,主要講述文章的層次結構、英文摘要寫作、剖析和解讀;同時,重視師生交互,關注學生對講課內容和學習方法的掌握程度。主要手段有:課堂提問、公布電子郵箱、約定答疑和作業。還強調了多媒體教學、課外讀物選擇、考核方法、任課教師的選擇在專業英語教學中的重要性。
二、課堂教學方法
1.教學內容與主干課程同步
強調教學內容與開課學期的主干課內容同步的目的,是在學習專業英語基本內容的同時,培養學生閱讀英文教材的能力,提高主干課程學習興趣,開拓學生獲取專業知識的來源,相互印證專業主干課程的教學內容,起到查漏補缺的作用,還促使學生有能力登錄國外重點大學的相關課程網站(如mit的courseware網站),下載和閱讀專業課程學習資料,進一步提高專業主干課程的教學質量和學生的專業素質。
2.詞匯短語學習
專業英語的詞匯短語是構成句子和文章的基本要素,探討詞匯的教學方法有助于提高學生的專業英語水平。專業英語詞匯一般比較生僻,往往是一個詞的第三個意思,甚至更靠后,這與公共英語學習中所記憶的詞義有很大的不同。例如:step一詞,人們往往知道其意思是“腳步、臺階”等,但是在自動化專業英語中,它常用來表示階躍信號,用在step response短語中,則表示為“階躍響應”。在這種情況下,教師應鼓勵學生與所學專業主干課程相聯系,找到其中的中文表達,以幫助理解英文資料的內容。另外,還可在專業主干課程中找到其它的短語,如“斜坡響應”和“脈沖響應”,此時,教師應給出相應的英文表達,即“ramp response”和“pulse response”,這種稱為“普遍聯系法”的方法對于擴充專業英語詞匯量非常有效。還可以借鑒一些公共英語詞匯書籍的方法,通過查找同義詞和反義詞來擴充詞匯量。
3.句子成分劃分和句型
專業英語的句子結構不是很復雜,偶爾會遇到一些長句和難句,可采用公共英語中的句子成分劃分的方法來剖析句子的結構,明晰各個部分之間的修飾關系,進而用符合中文習慣的行文方式,將其翻譯出來,努力做到信、達、雅。對于一些常見句型,則通過模仿造句的方式加以練習,提高句型的實際應用能力。
4.段落主題句和動詞、名詞變化
英文段落往往有一個主題句,段落根據主題句層層深入地展開論述,將一個個句子組合成一個段落。應通過對段落主題句和段落組織結構的剖析,使學生模仿和掌握段落展開的方法。在英語文章中,強調動詞和名詞的變化,使文章富于變化,不再呆板,例如,在關于電機y-δ起動的章節中,給出了wye configuration、wye connection和delta arrangement三種變化。再如,在英文論文的摘要中,動詞也富于變化,經常會看到present、discuss、scribe、propose等動詞。
5.篇章
篇章階段的課程材料是選擇專業相關的、地道的英文學術論文。在整個文章的結構方面,主要理清作者架構文章的思路脈絡,學習如何行之有效地組織整篇文章,進而寫出符合英文論文格式的英文摘要。在寫摘要時,強調動詞和名詞的變化。將論文的目的、主要研究過程、所用方法和由此得到的主要結果及推出結論表達清楚,在可能的情況下,還應提及論文結果和結論的適用范圍和條件。閱讀文章實際上是與作者的交流。有時,需要站在作者的角度去看問題、去構思文章和遣詞造句,以此思路去閱讀專業學術論文,能夠獲得很大程度的提高。
6.加強師生之間的溝通
加強師生之間的交互、交流和溝通,有助于教師更好地設計課堂內容,有助于教師了解學生對所講內容的掌握程度和薄弱環節,有助于教師發現課程講授中的問題,也有助于增強師生間的了解。常用的方式是上課隨堂提問、課后答疑、公共電子郵箱和布置作業。通過這些手段,可以了解學生的英語水平和學習態度,進而給教師的課堂教學設計提供第一手資料。
7.課件設計和師資配備
專業英語學時少、任務重,僅依靠任課教師板書講解,很難按計劃完成教學任務,因此不得不對教學內容做出取舍。另外,一些專業的設計圖和原理圖是教師手工難以繪制的。這些問題均可借助多媒體課件加以解決。任課教師可根據教學內容制作相應的、多樣的課件,形式可以是gif和flash動畫,也可以是各種格式的圖片,將這些素材放到powerpoint文檔中就制作成了課件,也可將其以講義的形式打印出來,便于學生復習,也有利于他們課前預習、課堂中集中精力聽講,節約筆記時間。
關于師資力量配備,可結合各階段課程的具體教學內容和教師的專業背景、研究方向,選派合適的教師任教各個階段的課程,避免了一個教師和一種風格的弊端。在專業英語的講授過程中,可酌情添加各任課教師負責的科研項目等內容,有助于開拓學生的眼界,加深對課堂內容的理解,進一步調動學習積極性和主動性。
專業英語在各個專業學生的培養過程中起著重要的作用。教師通過各種方法和手段調動學生的學習熱情、積極性和主動性,利用各種可以利用的資源,拓寬學生的專業知識面,發展他們應用專業英語知識解決實際問題的能力,能夠讀懂專業文獻,寫出高質量的英文摘要,聽懂專業學術報告,講出自己的學術思想,以及翻譯出符合信、達、雅要求的專業文獻資料,做到學以致用。
參考文獻:
[1]劉怡.電子技術類“專業英語”課程的探討[j].電氣電子教學學報,2004,4,26(2).
論文摘要：當今世界，在變電站自動化領域中，智能化電氣的發展，特別是智能化開關、光電式互感器等機電一體化設備的出現，變電站自動化技術即將進入數字化新階段。本文論述了數字化變電站自動化系統的特征、結構及功能劃分等。
經過幾十年的發展,變電站自動化技術已經達到了一定的水平，在我國城鄉電網改造與建設中不僅中低壓變電站采用了自動化技術實現無人值班，而且在220kV及以上的超高壓變電站建設中也大量采用自動化新技術，從而大大提高了電網建設的現代化水平，增強了輸配電和電網調度的可能性，降低了變電站建設的總造價，這已經成為不爭的事實。然而，技術的發展是沒有止境的，隨著智能化開關、光電式電流電壓互感器、一次運行設備在線狀態檢測、變電站運行操作培訓仿真等技術日趨成熟，以及計算機高速網絡在實時系統中的開發應用，勢必對已有
的變電站自動化技術產生深刻的影響，全數字化的變電站自動化系統即將出現。
一數字化變電站自動化系統的特點
(1）智能化的一次設備
通常一次設備被檢測的信號回路和被控制的操作驅動回路采用微處理器和光電技術設計，簡化了常規機電式繼電器及控制回路的結構，數字程控器及數字公共信號網絡取代傳統的導線連接。換言之，變電站二次回路中常規的繼電器及其邏輯回路被可編程序代替，常規的強電模擬信號和控制電纜被光電數字和光纖代替。
(2)網絡化的二次設備
變電站內常規的二次設備，如繼電保護裝置、防誤閉鎖裝置、測量控制裝置、遠動裝置、故障錄波裝置、電壓無功控制、同期操作裝置以及正在發展中的在線狀態檢測裝置等全部基于標準化、模塊化的微處理機設計制造，設備之間的連接全部采用高速的網絡通信，二次設備不再出現常規功能裝置重復的I/O現場接口，通過網絡真正實現數據共享、資源其享，常規的功能裝置在這里變成了邏輯的功能模塊。
(3)自動化的運行管理系統
變電站運行管理自動化系統應包括電力生產運行數據、狀態記錄統計無紙化；數據信息分層、分流交換自動化；變電站運行發生故障時能即時提供故障分析報告，指出故障原因，提出故障處理意見；系統能自動發出變電站設備檢修報告，即常規的變電站設備“定期檢修”改變為“狀態檢修”。
二數字化變電站自動化系統的結構
在變電站自動化領域中，智能化電氣的發展，特別是智能開關、光電式互感器機電一體化設備的出現，變電站自動化技術進入了數字化的新階段。在高壓和超高壓變電站中，保護裝置、測控裝置、故障錄波及其他自動裝置的I/O單元，如A/D變換、光隔離器件、控制操作回路等將割列出來作為智能化一次設備的一部分。反言之，智能化一次設備的數字化傳感器、數字化控制回路代替了常規繼電保護裝置、測控等裝置的I/O部分；而在中低壓變電站則將保護、監控裝置小型化、緊湊化，完整地安裝在開關柜上，實現了變電站機電一體化設計。
數字化變電站自動化系統的結構在物理上可分為兩類，即智能化的一次設備和網絡化的二次設備；在邏輯結構上可分為三個層次，根據IEC6185A通信協議草案定義，這三個層次分別稱為“過程層”、“間隔層”、“站控層”。
過程層是一次設備與二次設備的結合面，或者說過程層是指智能化電氣設備的智能化部分。過程層的主要功能分三類：（1）電力運行實時的電氣量檢測；（2）運行設備的狀態參數檢測；（3）操作控制執行與驅動。間隔層設備的主要功能是：（1）匯總本間隔過程層實時數據信息；（2）實施對一次設備保護控制功能；（3）實施本間隔操作閉鎖功能；（4）實施操作同期及其他控制功能；（5）對數據采集、統計運算及控制命令的發出具有優先級別的控制；（6）承上啟下的通信功能，即同時高速完成與過程層及站控層的網絡通信功能。必要時，上下網絡接口具備雙口全雙工方式，以提高信息通道的冗余度，保證網絡通信的可靠性。
站控層的主要任務是：（1）通過兩級高速網絡匯總全站的實時數據信息，不斷刷新實時數據庫，按時登錄歷史數據庫；（2）按既定規約將有關數據信息送向調度或控制中心；（3）接收調度或控制中心有關控制命令并轉間隔層、過程層執行；（4）具有在線可編程的全站操作閉鎖控制功能；（5）具有（或備有）站內當地監控，人機聯系功能，如顯示、操作、打印、報警，甚至圖像，聲音等多媒體功能；（6）具有對間隔層、過程層諸設備的在線維護、在線組態，在線修改參數的功能；（7）具有（或備有）變電站故障自動分析和操作培訓功能。
三數字化變電站自動化系統中的網絡選型
網絡系統是數字化變電站自動化系統的命脈，它的可靠性與信息傳輸的快速性決定了系統的可用性。常規變電站自動化系統中單套保護裝置的信息采集與保護算法的運行一般是在同一個CPU控制下進行的，使得同步采樣、A/D轉換，運算、輸出控制命令整個流程快速，簡捷，而全數字化的系統中信息的采樣、保護算法與控制命令的形成是由網絡上多個CPU協同完成的，如何控制好采樣的同步和保護命令的快速輸出是一個復雜問題，其最基本的條件是網絡的適應性，關鍵技術是網絡通信速度的提高和合適的通信協議的制定。
如果采用通常的現場總線技術可能不能勝任數字化變電站自動化的技術要求。目前以太網（ethernet）異軍突起，已經進入工業自動化過程控制領域，固化OSI七層協議，速率達到100MHz的嵌入式以太網控制與接口芯片已大量出現，數字化變電站自動化系統的兩級網絡全部采用100MHz以太網技術是可行的。
四數字化變電站自動化系統發展中的主要問題
在三個層次中，數字化變電站自動化系統的研究正在自下而上逐步發展。目前研究的主要內容集中在過程層方面，諸如智能化開關設備、光電互感器、狀態檢測等技術與設備的研究開發。國外已有一定的成熟經驗，國內的大專院校、科研院所以及有關廠家都投入了相當的人力進行開發研究，并且在某些方面取得了實質性的進展。但歸納起來，目前主要存在的問題是：（1）研究開發過程中專業協作需要加強，比如智能化電器的研究至少存在機、電、光三個專業協同攻關；（2）材料器件方面的缺陷及改進；（3）試驗設備、測試方法、檢驗標準，特別是EMC（電磁干擾與兼容）控制與試驗還是薄弱環節。
論文摘要:文章要介紹的是變電站綜合自動化系統的發展趨勢和重要性，提出了變電站綜合自動化基本概念，并對系統結構、通訊方式和能實現的基本功能及變電站自動化的發展前景進行分析。
一、概述
電網是一個不可分割的整體，對整個電網的一、二次設備信息進行綜合利用，對保證電網安全穩定運行具有重大的意義。變電站綜合自動化是一項提高變電站安全、可靠穩定運行水平，降低運行維護成本，提高經濟效益，向用戶提供高質量電能服務的一項措施。隨著自動化技術、通信技術、計算機和網絡技術等高科技的飛速發展，一方面綜合自動化系統取代或更新傳統的變電站二次系統，已經成為必然趨勢。另一方面，保護本身也需要自檢查、故障錄波、事件記錄、運行監視和控制管理等更強健的功能。發展和完善變電站綜合自動化系統，是電力系統發展的新的趨勢。
二、系統結構
目前從國內、外變電站綜合自動化的開展情況而言，大致存在以下幾種結構：
（一）分布式系統結構
按變電站被監控對象或系統功能分布的多臺計算機單功能設備，將它們連接到能共享資源的網絡上實現分布式處理。系統結構的最大特點是將變電站自動化系統的功能分散給多臺計算機來完成。分布式模式一般按功能設計，采用主從CPU系統工作方式，多CPU系統提高了處理并行多發事件的能力，解決了CPU運算處理的瓶頸問題。各功能模塊(通常是多個CPU)之間采用網絡技術或串行方式實現數據通信，選用具有優先級的網絡系統較好地解決了數據傳輸的瓶頸問題，提高了系統的實時性。分布式結構方便系統擴展和維護，局部故障不影響其他模塊正常運行。該模式在安裝上可以形成集中組屏或分層組屏兩種系統組態結構，較多地使用于中、低壓變電站。分布式變電站綜合自動化系統自問世以來，顯示出強大的生命力。目前，還存在在抗電磁干擾、信息傳輸途徑及可靠性保證上的問題等。
（二）集中式系統結構
集中式一般采用功能較強的計算機并擴展其I／O接口，集中采集變電站的模擬量和數量等信息，集中進行計算和處理，分別完成微機監控、微機保護和自動控制等功能。由前置機完成數據輸入輸出、保護、控制及監測等功能，后臺機完成數據處理、顯示、打印及遠方通訊等功能。目前國內許多的廠家尚屬于這種結構方式，這種結構有以下不足：
前置管理機任務繁重、引線多，降低了整個系統的可靠性，若前置機故障，將失去當地及遠方的所有信息及功能。
軟件復雜，修改工作量大，系統調試煩瑣。
組態不靈活，對不同主接線或規模不同的變電站，軟、硬件都必須另行設計，工作量大并且擴展一些自動化需求的功能較難。
（三）分層分布式結構
按變電站的控制層次和對象設置全站控制級——變電站層(站級測控單元)和就地單元控制級——間隔層(間隔單元）的二層式分布控制系統結構。也可分為三層，即變電站層、通信層和間隔層。
這種結構相比集中式處理的系統具有以下明顯的優點：
可靠性提高，任一部分設備故障只影響局部，即將“危險”分散，當站級系統或網絡故障，只影響到監控部分，而最重要的保護、控制功能在段級仍可繼續運行；段級的任一智能單元損壞不應導致全站的通信中斷，比如長期霸占全站的通信網絡。
可擴展性和開放性較高，利于工程的設計及應用。站內二次設備所需的電纜大大減少，節約投資也簡化了調試維護。
三、常見通訊方式
目前國內常采用以太網通訊方式，在以太網出現之前，無論RS-232C、EIA-422/485都無法避免通信系統繁瑣、通訊速度緩慢的缺陷。現場總線的應用部分地緩解了便電站自動化系統對通信的需求，但在系統容量較大時依然顯得捉襟見肘，以太網的應用，使通訊問題迎刃而解。常見的通訊方式有：
雙以太網、雙監控機模式，主要是用于220-500kV變，在實現上可以是雙控機+雙服務器方式，支撐光/電以太網；單以太網，雙/單監控機模式；雙LON網，雙監控機模式；單LON網，雙/單監控機模式。
四、變電站自動化系統應能實現的功能
微機保護：是對站內所有的電氣設備進行保護，包括線路保護，變壓器保護，母線保護，電容器保護及備自投，低頻減載等安全自動裝置。各類保護應具有下列功能：故障記錄；存儲多套定值；顯示和當地修改定值；與監控系統通信。根據監控系統命令發送故障信息，動作序列。當前整定值及自診斷信號。接收監控系統選擇或修改定值，校對時鐘等命令。通信應采用標準規約。
數據采集及處理功能：包括狀態數據，模擬數據和脈沖數據
狀態量采集。狀態量包括：斷路器狀態，隔離開關狀態，變壓器分接頭信號及變電站一次設備告警信號、事故跳閘總信號、預告信號等。目前這些信號大部分采用光電隔離方式輸入系統，也可通過通信方式獲得。
模擬量采集。常規變電站采集的典型模擬量包括：各段母線電壓、線路電壓，電流和有功、無功功率值。饋線電流，電壓和有功、無功功率值。
事件記錄和故障錄波測距。事件記錄應包含保護動作序列記錄，開關跳合記錄。
變電站故障錄波可根據需要采用兩種方式實現，一是集中式配置專用故障錄波器，并能與監控系統通信。另一種是分散型，即由微機保護裝置兼作記錄及測距計算，再將數字化的波型及測距結果送監控系統由監控系統存儲和分析。
控制和操作功能。操作人員可通過后臺機屏幕對斷路器，隔離開關，變壓器分接頭，電容器組投切進行遠方操作。為了防止系統故障時無法操作被控設備，在系統設計時應保留人工直接跳合閘手段。
防誤閉鎖功能。系統的自診斷功能
系統內各插件應具有自診斷功能，并把數據送往后臺機和遠方調度中心。對裝置本身實時自檢功能，方便維護與維修，可對其各部分采用查詢標準輸入檢測等方法實時檢查，能快速發現裝置內部的故障及缺陷，并給出提示，指出故障位置。
數據處理和記錄。歷史數據的形成和存儲是數據處理的主要內容，它包括上一級調度中心，變電管理和保護專業要求的數據，主要有：
斷路器動作次數；斷路器切除故障時截斷容量和跳閘操作次數的累計數；輸電線路的有功、無功，變壓器的有功、無功、母線電壓定時記錄的最大，最小值及其時間；獨立負荷有功、無功，每天的峰谷值及其時間；控制操作及修改整定值的記錄。
根據需要，該功能可在變電站當地全部實現，也可在遠動操作中心或調度中心實現。
人機聯系系統的自診斷功能。系統內各插件應具有自診斷功能，自診、斷信息也像被采集的數據一樣周期性地送往后臺機和遠方調度中心或操作控制中心與遠方控制中心的通信。
本功能在常規遠動“四遙”的基礎上增加了遠方修改整定保護定值、故障錄波與測距信號的遠傳等，其信息量遠大于傳統的遠動系統。還應具有同調度中心對時，統一時鐘的功能和當地運行維護功能。
論文摘要:文章要介紹的是變電站綜合自動化系統的發展趨勢和重要性，提出了變電站綜合自動化基本概念，并對系統結構、通訊方式和能實現的基本功能及變電站自動化的發展前景進行分析。
一、概述
電網是一個不可分割的整體，對整個電網的一、二次設備信息進行綜合利用，對保證電網安全穩定運行具有重大的意義。變電站綜合自動化是一項提高變電站安全、可靠穩定運行水平，降低運行維護成本，提高經濟效益，向用戶提供高質量電能服務的一項措施。隨著自動化技術、通信技術、計算機和網絡技術等高科技的飛速發展，一方面綜合自動化系統取代或更新傳統的變電站二次系統，已經成為必然趨勢。另一方面，保護本身也需要自檢查、故障錄波、事件記錄、運行監視和控制管理等更強健的功能。發展和完善變電站綜合自動化系統，是電力系統發展的新的趨勢。
二、系統結構
目前從國內、外變電站綜合自動化的開展情況而言，大致存在以下幾種結構：
（一）分布式系統結構
按變電站被監控對象或系統功能分布的多臺計算機單功能設備，將它們連接到能共享資源的網絡上實現分布式處理。系統結構的最大特點是將變電站自動化系統的功能分散給多臺計算機來完成。分布式模式一般按功能設計，采用主從CPU系統工作方式，多CPU系統提高了處理并行多發事件的能力，解決了CPU運算處理的瓶頸問題。各功能模塊(通常是多個CPU)之間采用網絡技術或串行方式實現數據通信，選用具有優先級的網絡系統較好地解決了數據傳輸的瓶頸問題，提高了系統的實時性。分布式結構方便系統擴展和維護，局部故障不影響其他模塊正常運行。該模式在安裝上可以形成集中組屏或分層組屏兩種系統組態結構，較多地使用于中、低壓變電站。分布式變電站綜合自動化系統自問世以來，顯示出強大的生命力。目前，還存在在抗電磁干擾、信息傳輸途徑及可靠性保證上的問題等。
（二）集中式系統結構
集中式一般采用功能較強的計算機并擴展其I／O接口，集中采集變電站的模擬量和數量等信息，集中進行計算和處理，分別完成微機監控、微機保護和自動控制等功能。由前置機完成數據輸入輸出、保護、控制及監測等功能，后臺機完成數據處理、顯示、打印及遠方通訊等功能。目前國內許多的廠家尚屬于這種結構方式，這種結構有以下不足：
前置管理機任務繁重、引線多，降低了整個系統的可靠性，若前置機故障，將失去當地及遠方的所有信息及功能。
軟件復雜，修改工作量大，系統調試煩瑣。
組態不靈活，對不同主接線或規模不同的變電站，軟、硬件都必須另行設計，工作量大并且擴展一些自動化需求的功能較難。
（三）分層分布式結構
按變電站的控制層次和對象設置全站控制級——變電站層(站級測控單元)和就地單元控制級——間隔層(間隔單元）的二層式分布控制系統結構。也可分為三層，即變電站層、通信層和間隔層。
這種結構相比集中式處理的系統具有以下明顯的優點：
可靠性提高，任一部分設備故障只影響局部，即將“危險”分散，當站級系統或網絡故障，只影響到監控部分，而最重要的保護、控制功能在段級仍可繼續運行；段級的任一智能單元損壞不應導致全站的通信中斷，比如長期霸占全站的通信網絡。
可擴展性和開放性較高，利于工程的設計及應用。站內二次設備所需的電纜大大減少，節約投資也簡化了調試維護。
三、常見通訊方式
目前國內常采用以太網通訊方式，在以太網出現之前，無論RS-232C、EIA-422/485都無法避免通信系統繁瑣、通訊速度緩慢的缺陷。現場總線的應用部分地緩解了便電站自動化系統對通信的需求，但在系統容量較大時依然顯得捉襟見肘，以太網的應用，使通訊問題迎刃而解。常見的通訊方式有：
雙以太網、雙監控機模式，主要是用于220-500kV變，在實現上可以是雙控機+雙服務器方式，支撐光/電以太網；單以太網，雙/單監控機模式；雙LON網，雙監控機模式；單LON網，雙/單監控機模式。
四、變電站自動化系統應能實現的功能
微機保護：是對站內所有的電氣設備進行保護，包括線路保護，變壓器保護，母線保護，電容器保護及備自投，低頻減載等安全自動裝置。各類保護應具有下列功能：故障記錄；存儲多套定值；顯示和當地修改定值；與監控系統通信。根據監控系統命令發送故障信息，動作序列。當前整定值及自診斷信號。接收監控系統選擇或修改定值，校對時鐘等命令。通信應采用標準規約。
數據采集及處理功能：包括狀態數據，模擬數據和脈沖數據
狀態量采集。狀態量包括：斷路器狀態，隔離開關狀態，變壓器分接頭信號及變電站一次設備告警信號、事故跳閘總信號、預告信號等。目前這些信號大部分采用光電隔離方式輸入系統，也可通過通信方式獲得。模擬量采集。常規變電站采集的典型模擬量包括：各段母線電壓、線路電壓，電流和有功、無功功率值。饋線電流，電壓和有功、無功功率值。
事件記錄和故障錄波測距。事件記錄應包含保護動作序列記錄，開關跳合記錄。
變電站故障錄波可根據需要采用兩種方式實現，一是集中式配置專用故障錄波器，并能與監控系統通信。另一種是分散型，即由微機保護裝置兼作記錄及測距計算，再將數字化的波型及測距結果送監控系統由監控系統存儲和分析。
控制和操作功能。操作人員可通過后臺機屏幕對斷路器，隔離開關，變壓器分接頭，電容器組投切進行遠方操作。為了防止系統故障時無法操作被控設備，在系統設計時應保留人工直接跳合閘手段。
防誤閉鎖功能。系統的自診斷功能
系統內各插件應具有自診斷功能，并把數據送往后臺機和遠方調度中心。對裝置本身實時自檢功能，方便維護與維修，可對其各部分采用查詢標準輸入檢測等方法實時檢查，能快速發現裝置內部的故障及缺陷，并給出提示，指出故障位置。
數據處理和記錄。歷史數據的形成和存儲是數據處理的主要內容，它包括上一級調度中心，變電管理和保護專業要求的數據，主要有：
斷路器動作次數；斷路器切除故障時截斷容量和跳閘操作次數的累計數；輸電線路的有功、無功，變壓器的有功、無功、母線電壓定時記錄的最大，最小值及其時間；獨立負荷有功、無功，每天的峰谷值及其時間；控制操作及修改整定值的記錄。
根據需要，該功能可在變電站當地全部實現，也可在遠動操作中心或調度中心實現。
人機聯系系統的自診斷功能。系統內各插件應具有自診斷功能，自診、斷信息也像被采集的數據一樣周期性地送往后臺機和遠方調度中心或操作控制中心與遠方控制中心的通信。
本功能在常規遠動“四遙”的基礎上增加了遠方修改整定保護定值、故障錄波與測距信號的遠傳等，其信息量遠大于傳統的遠動系統。還應具有同調度中心對時，統一時鐘的功能和當地運行維護功能。
