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智能化背景下变电站的构建及运用朱雷明

发表时间：2020/7/2 来源：《电力设备》2020年第5期作者：朱雷明

[导读] 摘要：变电站的智能化建设与应用，不仅有利于提高电网的安全、稳定运行，还能够促使电网系统具备高效的运行能力，促使电网系统在变电过程中实现节能降耗，对提高电网系统的经济效益，稳定电力企业在整个社会经济发展中的地位起着重要的影响。

        （信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司江苏省无锡市 214063）
        摘要：变电站的智能化建设与应用，不仅有利于提高电网的安全、稳定运行，还能够促使电网系统具备高效的运行能力，促使电网系统在变电过程中实现节能降耗，对提高电网系统的经济效益，稳定电力企业在整个社会经济发展中的地位起着重要的影响。也正因如此，不断的加强对变电站的智能化研究，做好智能化变电站建设工作，充分体现智能化变电站的优势则势必成为今后电力企业发展与研究的重点，值得广大电力企业工作人员深入分析与探讨。
        关键词：变电站；智能化建设；应用
        一、智能变电站的主要技术特点
        1.1智能变电站为用户解决的问题
        1、确保低压配电系统安全运行，防止电气火灾发生。
        2、解决了因电力容量不足和负载不平衡造成的供电难题（如充电桩安装等难题）。
        3、新装云配电系统，整体投资比传统配电方案降低30-50%。
        4、运行维护由云端专业化自动执行，后期运维费用降低30%以上。
        5、用手机操作，管理人员在任何地点都能掌控一切。
        6、基于云的能效管控，杜绝电能浪费，节约电费。
        7、末端精细化点对点瞬态补偿，解决了动态负荷节能最后一公里问题。
        8、原有系统升级无需大动，只要一次换一个开关，不用大范围停电。
        9、和智慧社区、智慧工厂无缝对接。
        10、云平台大数据分析，管理工作向前迈进一大步。
        1.2智能变电站的独特优势
        1、配电系统无论规模多大，不限台数直接登陆云平台。
        2、基于云计算的电力大数据平台，无需建设集控中心。
        3、云端自动化，无需配备大量的运行维护团队。
        4、物联网通讯，无需专设通讯线路及设备。
        5、配电设备一二次完全融合，无需任何外接仪表。
        6、配电设备之间的自组网自协同，无需任何外部接线。
        7、能效管控到每一单元，每一组，每一群，无需另外配置补偿装置。
        8、通过云端管控调整或关闭无效负荷，节能降耗。
        1.3智能变电站的功能模块
        1、能源规划、能耗指标考核。
        2、能源效率提升，能源定制报表, 账单，能耗深度分析，优化节能，损耗定点、定量。
        3、电能质量监视分析、谐波分析系统诊断、供电负荷分布规划调整。
        4、随时随地自由掌控、电网实时监测、远程近控、智能操控。
        5、电气设备状态实时监控、精准预防性维护指导和计划。
        6、断路器老化评估分析、系统保护选择性分析、快速故障诊断以及恢复指导。
        7、移动终端APP及网页、柜门二维码快速访问、互动式的报警管理。

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        二、变电站智能化建设
        2.1对变电站的一次设备进行智能化建设
        对变电站的一次设备进行智能化建设，不仅有利于变电站提高其自身的数据收集能力，还能够促使变电站在数据分析方面具备智能化的重要特性。也正因如此，要想实现变电站智能化建设首先就应该对变电站的一次设备进行智能化建设，主要可将建设力度集中在以下两个方面上：第一，GIS设备的智能化建设，其由多项元件组成，强化变压器的绝缘性能，排除其在运行中的缺陷，保障变电站具备智能化的能力，而且GIS提升变电站的抗干扰能力，以免其在运行中受到其他干扰因素的影响，由此提高了电网系统的运行效率；第二，互感器的智能化建设，变电站智能化建设中，承载了高压力的变电运行，促使互感器的结构逐渐复杂，利用电子技术，改进互感器的结构，保障其在变电站中可以体现出数字化的特点，同时该变电站内此类互感器结构，还可以在没有负载的状态下，输出变电站的信息，达到理想化的运行方式。
        2.2对变电站的辅助系统进行智能化建设
        在变电站的智能化改造建设过程中，对辅助系统的智能化改造尤为重要。目前，变电站的辅助系统主要包括：监控系统与控制系统，两个部分。第一，监控系统的智能化建设。在监控系统的智能化改造过程中，我们应该始终遵循智能化原则，对变电站实施全方位的监控，尤其是在通信模块内，实现协调建设，改进变电站的监控端，保证其在接受监控信息以后能够迅速得以分配并且及时将调度信息传递出去，从而使各项信息能够在变电站的智能电力设备中得以运行，实行监控系统内部信息的良好互换；第二，控制系统的智能化建设。实现控制系统的智能化建设主要是做好变电站内直流、交流的智能化控制，进而有效缓解变电站的运行负担。如：该变电站在原有控制系统的基础上，改进直流与交流的系统分配，尤其是交流配电方面，保护该变电站控制系统的运行，体现智能化的特性。
        三、变电站智能化应用
        3.1程序化控制
        作为变电站智能化应用的重要内容，程序化控制在完成各项设备的切换时，体现的控制优势在于能够智能化的分析出变电站的运行情况，提供故障发生时的诊断依据，作为现阶段来说，程序化控制还能够实现自动隔离。例如，在某个大型变电站应用智能化管理过程中，程序化的控制和管理流程组要由几方面构成：首先是通过监控和调度的方式为下达电站操作命令，然后就是通过控制程序化的状态，上传信息到智能服务器端，最后，变电站如果通过智能程序化控制系统进行命令下达，那么命令可以下达到相关的服务器，服务器就会按照命令的指示来完成程序控制。
        3.2智能报警
        变电站的应用中一般启用的报警装置是智能报警，而这种报警方式一般分为4个组成部分：第一，统一信息模型，变电站在发出智能信息时产生的报警称为事件源；第二，公共处理模块，此模块起到的作用是将事件源的各项信息进行监测和收集，并且进行实时的研究；第三，集合模块的智能体，这种模块信息主要是为了研究报警的信息；第四，知识库系统，此系统内包含很多变电站的系统性知识，在学习中主要为报警系统提供信息依据，用于在变电站中所有信息的判断，并能够同时提出理论性的、有依据的建议，并能够有效提供解决故障。
        四、结束语
        在未来新一代的智能变电站将以支撑调控一体以及功能集成优化为核心，并且实现变电站智能辅助控制系统与生产系统深度融合，从而具备高可靠性、强抗干扰性、高效性、自愈性等特点。分散独立运行向协同优化控制转变。整合系统功能，优化信息资源，满足发电、用电等各方面变化要求，实现空间维度、时间维度的正常运行及电网紧急情况的协调控制，提升决策控制能力，提高运行效率，提升电网综合管理的集约化和精细化水平。设备周期性巡检向智能巡检转变。收集设备运行信息，构建设备运营信息库，构建大数据平台，运用数据分析算法，估算设备故障概率和寿命周期，实现巡检智能化，提升运营效率，全面提升大运行、大检修管理方式转变的支撑能力。因此，我国智能变电站在未来的发展过程中，要在消除与解决当前存在问题的基础上，进一步向着设备高度集成、系统深度整合、结构更加开放、功能更加智能的方向发展，并以此为导向，开展系统高度集成、结构布局合理、装备先进适用、经济节能环保、支撑调控一体的新一代智能变电站建设。
        参考文献
        [1]胡心科.基于现场总线的舞台机械控制系统研究与开发[D].兰州理工大学,2012.
        [2]公茂利.舞台机械台面子系统的安全性关键技术研究[D].兰州理工大学,2014.
        [3]于建平,刘长荣.影视剧场舞台机械与自动控制系统的发展趋势[J].现代电视技术,2005,02：57-61.