智能變電站設計配置一體化技術的實施研究

侯兵浩

【摘要】為了確保智能變電站在順利運行的過程中可以方便操作并節(jié)約人力物力，應加強配置一體化技術。在設計方面，需要解決配置和設計的相符性、標準效率以及維護設計二次回路的信息安全等方面的大量問題。交直流電源系統(tǒng)、順序控制系統(tǒng)和維修方式等是智能變電站的基礎部分，交直流系統(tǒng)可以保證智能電站順利安全的運行。在本文中，對智能變電站的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、順序控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡系統(tǒng)和電源系統(tǒng)方面進行了設計分析，關注了設計過程中的重點和難點，借以提高變電站的智能化。

【關鍵詞】智能變電站；配置一體化；順序控制

前言：變電站智能化是目前電站工程的趨勢，建造智能變電站需要解決大量的設計問題和施工問題，在設計方面，需要解決配置和設計的相符性、標準效率以及維護設計二次回路的信息安全等方面的大量問題。交直流電源系統(tǒng)、順序控制系統(tǒng)和維修方式等是智能變電站的基礎部分，交直流系統(tǒng)可以保證智能電站順利安全的運行。而采用一體化設計可以全面促進電站系統(tǒng)一次性達到安全標準。本文首先解析職能變電站設計配置一體化的工作原理，闡述職能變電站順序控制的應用現(xiàn)狀，并分析其網(wǎng)絡設計和一體化電源設計。

一、設計配置一體化的工作原理

設計配置一體化的前提是制作出設計圖，采用已有的實驗操作對相關設備進行測驗，檢驗其工作性能。其相應的設備是通過智能ICD模型進行加工制作的。通過模型模擬映射，將各個裝置合理組合，再進行下一步的工作。由于ICD模型是有相互對應的，所以在建設智能變電站的過程中應采取標準規(guī)范，如果相關規(guī)范不明確則應盡量避免采用該規(guī)范。在創(chuàng)建圖形模型的過程中，應先將部分文件輸入，如果產(chǎn)生不良結(jié)果則應發(fā)出警報，停止運行并檢查問題[1]。目前，對ICD文件并無統(tǒng)一的規(guī)定，所以大部分廠家指生產(chǎn)符合某一地區(qū)規(guī)范的ICD設備，因此規(guī)范ICD設備難度較大。

由于智能變電站采用光纖傳輸信息而不是銅導線，因此其信息傳輸誤碼率非常低，正確率很高，可以相應地減少資源浪費，保留了了人力和物力。在機房子設計方面，應采取必要的抗干擾措施。一是應盡量使其遠離高壓部分，降低強電場對微機系統(tǒng)的干擾。二是機房應采用獨立接地，應與變電站接地系統(tǒng)分開，防止電氣系統(tǒng)故障時產(chǎn)生干擾。同時，機房應配備通風或空調(diào)設施，防止溫度高而產(chǎn)生不穩(wěn)定因素。此外，還有一些方面是需要注意的，例如，連接裝置的過程需要設計師事先畫出標準設計圖，根據(jù)設計圖進行操作。虛端子映表是智能變電站的基礎，在設計中，應在圖紙上對數(shù)據(jù)庫和文檔等重點部分進行標記。

二、智能變電站的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

智能變電站的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以支持二次回路信息、通信端口信息、虛端子映射和裝置模型信息等。通過數(shù)據(jù)庫，可將智能變電站設計配置一體化的工作過程中產(chǎn)生的各項數(shù)據(jù)資料存儲，便于工作和維護。其基礎平臺為AutoCAD，在此基礎上嵌入ObjectARX控件，其控件可以完成管理圖紙、配置檢索和文件檢索等多項功能[2]。

三、智能變電站的順序控制

智能變電站的順序控制包括兩種，分別是單間隔和跨間隔操作。間隔層的工作方式可以不依賴外部信息，運用系統(tǒng)即可以直接進行工作，可以提高工作效率。但是如果系統(tǒng)中的某一設備損壞，則所有裝備都必須重新進行配置。目前智能變電站逐漸普及，為了降低間隔層工作系統(tǒng)出現(xiàn)故障的幾率，應對順序控制實現(xiàn)標準化設計，其兩個前提條件為控制模型和狀態(tài)模型的建立。

狀態(tài)模型的主要功能是監(jiān)視作用，可以掌握整個順序控制的工作全程，任何一個細節(jié)都可以檢測到并進行操作。控制模式是順序控制的重點，配置過程中的工作量極大，具體工作步驟繁瑣，而控制模式就可以將后臺站點所有設備聯(lián)系起來作為起點，進行關聯(lián)工作。但是，順序控制也存在著缺陷，雖然控制順序程序可以再全站進行，但是順序控制有兩個可以獨立操作的客戶端，共同操作使得順序控制操作較為復雜。

在系統(tǒng)后臺，應采用單間隔的順序控制，這種方式可以提高工作效率，被廣泛應用?？傮w來說，控制模型是程序運行的中心，對整個變電站的后臺程序起著總體的支配作用，其設備的體積也較為龐大，需要多名專業(yè)人員進行操作[3]。

四、智能變電站的網(wǎng)絡分析

網(wǎng)絡是變電站智能化的基礎，因此，需要對網(wǎng)絡進行全方面的設計和分析，才能真正應用于智能變電站。智能變電站在運行過程中會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)類型和數(shù)量自動創(chuàng)建多個模塊，所有模塊的內(nèi)容最終都會進入故障模塊中，并集中解決問題。因此，智能變電站網(wǎng)絡系統(tǒng)必須可以對所有數(shù)據(jù)進行采集，對模塊進行記錄和檢測，不能發(fā)生丟失信息的現(xiàn)象，還應設計評估功能，可以對故障進行記錄和監(jiān)控。同時，網(wǎng)絡應可以自動快速啟動電流系統(tǒng)，為變電站順利運行提供基礎。

網(wǎng)絡系統(tǒng)還應設有分析站點，分析站的作用在于對網(wǎng)路系統(tǒng)的運行情況和故障進行監(jiān)督和檢測，發(fā)現(xiàn)問題根源。其特別功能在線監(jiān)督可以對信息進行智能化總結(jié)分析[4]。網(wǎng)絡系統(tǒng)平臺應設有多種接口，可以采集線上數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，利用操作系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行排列，方便工作人員作進一步分析。

五、智能變電站一體化的電源設計

變電站的重點在于交直流電源，無交直流電源意味著變電站失去了基本作用。智能變電站之所以具有智能化特征，是因為其工作方式為自動啟動系統(tǒng)，所以智能變電站的電源系統(tǒng)是研究重點。隨著變電站建造技術的提升，交直流電源系統(tǒng)也隨之發(fā)展，可以做到電源和信息共享一體化，提高工作效率。

在蓄電池方面，智能變電站的電源系統(tǒng)對蓄電池設備的日損耗較小，這是因為智能變電站的蓄電池的設計較為先進，可以減少相關成本，減少設備重復的情況，達到一體化運行，監(jiān)控也可以通過網(wǎng)絡進行監(jiān)控，減少人力資源的浪費。

在接口方面，經(jīng)過數(shù)年的發(fā)展，接口的功能和數(shù)量也全面發(fā)展，單個接口可以應用于多個模塊單元，從而降低了設計費用，信息安全也有更好的安全保障。

在變壓器方面，智能變電站的主要電源設備是變壓器，變壓器容量選擇應兼顧負荷需求與經(jīng)濟性，在建設過程中可以采用分段線進行組裝。變壓器的設計也應符合相應的標準，所選變壓器應能接受最大負荷允許時間的考驗。蓄電池應采用高頻開關電源進行充電，充電電流符合國家規(guī)定的電流量[5]。在監(jiān)督方面，應采用DL/T860進行綜合型監(jiān)督，注意其監(jiān)督的秩序性。直流一體電源系統(tǒng)可以簡化設備的組織過程，使系統(tǒng)簡潔明了，節(jié)省空間，并且其網(wǎng)絡系統(tǒng)使操作簡單快捷，方便工作人員順利工作。

總結(jié)：規(guī)劃完成智能變電站一體化設計方案后，應盡快實現(xiàn)站內(nèi)信息共享，減少運行過程中的成本和工作量。在設計智能變電站的過程中，應對可能存在的缺點和問題及時進行修改。對相關方案進行分析研究后，還應有試運行階段，以達到最好效果。在本文中，對智能變電站的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、順序控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡系統(tǒng)和電源系統(tǒng)方面進行了設計分析，關注了設計過程中的重點和難點，借以提高變電站的智能化。

參考文獻：

[1]呂翔.對智能變電站設計配置一體化技術的探討[J].中國新技術新產(chǎn)品，2015，07（15）：2.

[2]王增華，竇青春，王秀蓮，李響，王克祥，宋曄懌.智能變電站二次系統(tǒng)施工圖設計表達方法[J].電力系統(tǒng)自動化，2014，06（07）：112-116.

[3]高翔.智能變電站技術應用探討[J].供用電，2014，02（27）：54-55.

[4]辛建波，吳素農(nóng).智能變電站建設過程中值得關注的幾個問題[J].江西電力，2010，03（19）：5-6.

[5]宋璇坤，李敬如，肖智宏，林弘宇，李震宇，鄒國輝，黃寶瑩，李勇.新一代智能變電站整體設計方案[J].電力建設，2012，11（22）：6-7.