建筑供配电系统课件

前修课程
1、《概率论与数理统计》，概率的计算 2、《线性代数》，矩阵及其运算，线性空间的概念
后续课程
1、语音信号处理 2、数字图像处理
通信工程和电子信息工程专业的专业基础课
考核方法：
1、平时成绩： 20% （包括考勤、作业、测验） 2、期末考试： 80%
第一章 绪论
主要内容： 信息论的形成和发展
三、信息、消息和信号之间的关系
信息是指各个事物运动的状态及状态变化的方式。人们 从来自对周围世界的观察得到的数据中获得信息。信息 是抽象的意识或知识。 消息是指包含有信息的语言、文字和图像等，例如我们 每天从广播节目、报纸和电视节目中获得各种新闻及其 它消息。消息是具体的，它承载信息，但它不是物理性 的。在通信中，消息是表示信息的符号或符号序列。
四、确定计算负荷的系数
一、 计算负荷的概念 统计计算求出来的；
供电设计计算的基本依据； 力求接近实际。 我们选取一个假想的持续性的负荷，在一定时间间隔和特定效 应上与实际负荷相等。这一计算过程就是负荷计算。这一假想 的持续性的负荷就称为计算负荷。 表示符号： Pc：有功计算负荷(kW) Qc ：无功计算负荷 (kVar) Sc：视在计算负荷(kVA) Ic：计算电流 (kA) 。
通信系统的模型 信息论的定义：
信息论是关于信息的本质和传输规律的科学理 论，是研究信息的度量、发送、传递、交换、接收和 储存的一门新兴学科。它为各种具体的信息技术提供 理论依据，而信息技术则以此为根据去研究如何实现 、怎样实现的问题。
举例说明：
电话通信中的PCM编码是一种具体的信息技术。 语音信号以8KHz的速率抽样后，进行对数量化，然后 进行8位二进制编码，变换成数字信号。这个过程叫做 PCM(脉冲编码调制)。其理论基础就是信息论。
v
信宿
k
窃听者 干扰源
加密 密钥
解密 密钥
传输的本质内容：信息 发送端：将信息表示成具体的消息（符号或符号序列），再将 消息载至信号上。 信道：传送信号（信息） 接收端：信号----〉消息-----〉信息
1. 信源 • 信源是向通信系统提供消息（u）的人和机器 • 信源输出的是以符号形式出现的具体消息，它载荷信 息。 信源输出的消息可归纳为两类 • 离散消息，例如由字母、文字、数字等符号组 成的单个符号或者符号序列； ----离散信源 • 连续消息，例如话音、图像等。----连续信源
半小时平均功率
1.0
日有功负荷曲线
0.9 0.8 0.7 0.6
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
2001年夏季 2001年冬季
年每月（日）最大负荷曲线：
每年每个月（或日）最大负荷的变化情况。
1.05 1.00 0.95 0.90 0.85 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月
50年代信息论在学术界引起了巨大的反响
60年代信道编码技术有较大进展，使它成为信息论的 又一重要分支；信源编码的研究落后于信道编码。香农 1959年的文章(Coding theorems for a discrete source with a fidelity criterion)系统地提出了信 息率失真理论，它是数据压缩的数学基础，为各种信源 编码的研究奠定了基础 到70年代，有关信息论的研究，从点与点间的单用 户通信推广到多用户系统的研究。1972年盖弗（Caer ）发表了有关广播信道的研究，以后陆续有关于多接 入信道和广播信道模型的研究，但由于这些问题比较 难，到目前为止，多用户信息论研究得不多，还有许 多尚待解决的课题。 理论上还有突破吗？ 内奎斯特（香农）抽样定理
Pm 800 600 400 200
P/kW
0
2000
4000
6000
8000 8760
t/h
年最大负荷持续时间曲线
最大负荷 P m 持续运行所消耗的电能恰好等 于该电力负荷全年实际消耗的电 能。
年负荷曲线 Pm
Tmax
信息论与编码
2012年2月
教材及参考书
教材：曹雪虹、张宗橙，《信息论与编码》，清华大学出版社
参考书：1. 傅祖芸，《信息论—基础理论与应用》，电子工业出版社 2. 方军、俞槐栓，《信息论与编码》，电子工业出版社
3. 吴伯修、祝宗泰、钱霖君，《信息论与编码》，东南大学出版
社 4. 姜丹，《信息论与编码》，中国科学技术大学出版社 。。。。。。
举例：
(1) 电焊机组
要求统一换算到ε=100% ε Pe PN εN PN ε N (2) 吊车电动机组 要求统一换算到ε=25%。电葫芦、起重 机、行车等均按吊车电动机考虑。
三、负荷曲线
ε Pe PN εN 2PN ε N
表征电力负荷随时间变动情况的一种图形 1、负荷曲线的绘制与类型 按负荷对象可分为工厂、车间或设备的负荷曲线。 按功率性质可分为有功和无功负荷曲线。 按时间可分为有年、月、日或工作班的负荷曲线。
又如：图像压缩 哪些图像文件格式？ 它们的大小？ 哪些压缩工具？ 为什么能压缩？如何压缩？
理论依据 为信息论
一、信息的基本概念
信息的定义，不下百种，其中30多种比较典型、 有代表性。它们从不同的角度对信息进行定义。可以 归纳如下： 1、用人们熟知的与信息有某种联系的概念来定义信 息 如：信息是消息；信息是数据。 这种定义比较表面化，未反映信息的本质。 消息可能含有信息，也可能不含任何信息，消 息不是信息本身。（举例）
数据也是记录信息的一种形式，如： 工资报表。但
数据并不是信息的唯一形式，信息还可以表现为文 字、图像等。
2、用某些学科的专门术语和名词来定义信息 如：信息是信号；信息是一种场。。。 3、从控制论的角度来定义信息 信息是控制的指令，是与控制系统相联系的一种功能 现象。
4、从随机不确定性的角度 来定义信息 信息是指各个事物运动的状态及状态变化的形式。
t 为工作周期内的工作时间；t0 为工作周期内的停歇时间
注意
铭牌上的功率PN是对应于某一特定负荷持续率εN的额定功率。 要换算到实际的负荷持续率ε下的功率 ，应采用下面的公式：
ε Pe PN ε N
用电设备组 将功率因数和功率相似的设备归为一组，便于计算。 （工厂 中的用电设备组见附表1、民用建筑的用电设备组见附表4 ） 设备功率Pe的确定 连续工作制的设备组：设备组中的所有设备（不包括备用设 备）的额定容量之和。 Pe P N 周期工作制和短时工作制的设备组：其设备功率应为各设备 在不同负荷持续率下的铭牌容量换算到一个统一的负荷持续率 下的容量之和。
第2章主要介绍信源及信息度量，包括自信息量、条 件自信息量、互信息量、条件互信息量、平均信息量 （熵) 、熵的性质;连续信源熵、随机序列的熵和最大熵 定理等，并解释了冗余度的概念和产生的原因。
第3章主要介绍信道及信道容量。包括信道的基本概念、分 类、信道的表示参数（数学模型）。介绍离散单符号信道 （包括无干扰信道、对称DMC信道、准对称DMC信道和一般 DMC信道） 、离散序列信道、连续信道（包括连续单符号 加性信道、多维无记忆加性连续信道、限时限频限功率加 性高斯白噪声信道），它们的信道容量的计算。 第4章主要介绍了失真函数和信息率失真函数R(D)的定义及 性质，介绍率失真函数的计算方法。 第5章主要介绍信源编码。其中无失真信源编码定理，包括 定长编码定理和变长编码定理，并详细阐述了香农码、费诺 码和霍夫曼码的编码方法及其性能比较。简述了限失真信源 编码定理。 第6章主要介绍信道编码。包括信道编码定理和常用编码方 法，如：线性分组码、卷积码、级联码等。
信源的核心问题 • 它包含的信息到底有多少，怎样将信息定量地 表示出来，即信息的度量。
2、编码器（信源编码器、加密编码器、信道编码器） 编码器的作用：把消息变成适合信道传输的信号。 信源编码器 • 对信源输出的消息（符号）进行变换和处理， 提高信息传输效率。 变换成 如：压
信号 缩处理
分为：无失真信源编码器—适用于离散信源 限失真信源编码器—适用于离散信源 和连续信源 信道编码器 • 对信源编码器的输出进行检错和纠错处理（接 收端的译码器能够检错和纠错），提高信息传 输的可靠性。
年每月最大负荷曲线
年负荷持续时间曲线：根据一年中最大（具有代表性）的夏日 负荷曲线和冬日负荷曲线来绘制。年(按8760h计)每小时负荷按 大小排队作出的曲线。
图2-2 年负荷持续时间曲线的绘制 a) 夏日负荷曲线 b) 冬日负荷曲线 c) 年负荷持续
时间曲线
2、与负荷曲线有关的物理量 从发热等效的观点来看，计算负荷实际上与年最大负荷是 基本相当的。所以计算负荷也可以认为就是年最大负荷，即 Pc=Pm＝P30。 年最大负荷Pm
信息是事物运动状态或存在方式的不确定性的描述。 （香农---信息论的奠基人）
（举例：天气预报） 5、从广义或哲学的角度来定义信息 信息是事物之间的差异；
信息就是信息，既不是物质，也不是能量。（维
纳-----控制论的奠基人）
第一次将信息上升到“最基本概念”。
二、、信息论的形成与发展
20世纪20年代奈奎斯特（Nyquist，H.瑞典—美国）和哈特 莱（Hartley，L．V．R．美国）最早提出了信息的定义 1924年奈奎斯特解释了信号带宽和信息速率之间的关系 1928哈特莱最早研究了通信系统传输信息的能力，给出了 信息度量方法 1936年阿姆斯特朗（Armstrong）提出了增大带宽可以使 抗干扰能力加强 1941～1944年香农用概率论的方法研究通信系统（通信中的 数学理论），揭示了通信系统传递的对象就是信息，并对信 息给以科学的定量描述，提出了信息熵的概念。指出通信系 统的中心问题是在噪声下如何有效而可靠地传送信息以及实 现这一目标的主要方法是编码等。香农因此成为信息论的奠 基人。