基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的10kV變電站自動化研究

張英杰

摘? ? 要：目前，我國10kV變電站輔助生產(chǎn)系統(tǒng)配置現(xiàn)狀不容樂觀，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的引入，將有效改善這一窘境。本文首先介紹了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在10kV變電站自動化領(lǐng)域的應(yīng)用前景，然后分析了10kV變電站智能監(jiān)測與輔助控制系統(tǒng)的組成及其功能，文章的最后就如何完善系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案給出了解決措施。旨在為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有效地應(yīng)用于10kV變電站自動化領(lǐng)域提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);10kV變電站自動化;應(yīng)用前景;完善設(shè)計(jì)方案

1? 引言

“物聯(lián)網(wǎng)”，顧名思義指的就是物與物互相聯(lián)系，組成的信息化網(wǎng)絡(luò)，在10kV變電站自動化研究領(lǐng)域意義重大。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對10kV變電站的智能監(jiān)測、智能判斷、智能管理與智能驗(yàn)證，在很大程度上減少人的工作量，不僅如此，還能大大地提高工作的效率與準(zhǔn)確性。因此，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于變電站大勢所趨，也是社會發(fā)展、科技進(jìn)步的必然產(chǎn)物。

2? 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在10kV變電站自動化領(lǐng)域的應(yīng)用前景

10kV變電站自動化控制配合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)屬于現(xiàn)階段變電站發(fā)展的主要趨勢。從客觀上來看，該模式的特征在于實(shí)現(xiàn)信息化、自動化，通過可靠穩(wěn)定的組合設(shè)備來實(shí)現(xiàn)高效的信息采集、傳輸與分析，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行合理利用，實(shí)現(xiàn)計(jì)量與監(jiān)測等活動。最為關(guān)鍵的是，整個(gè)過程都可以自動完成。通過智能化學(xué)習(xí)，還可以強(qiáng)化電網(wǎng)的實(shí)時(shí)自動化控制，通過自動化控制與調(diào)節(jié)的方式來滿足各種應(yīng)用功能的基本要求。就現(xiàn)階段而言，基于互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建智能化變電站，大多采用了智能開關(guān)搭配監(jiān)控設(shè)備、在線監(jiān)測設(shè)備以及數(shù)字保護(hù)設(shè)備等技術(shù)類型。然而，對于一些輔助設(shè)備的關(guān)注、認(rèn)識水平普遍不高。隨著近些年來學(xué)界研究的不斷深入以及生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)才逐漸積累，人們也意識到合理的輔助配套設(shè)備也是維護(hù)互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建智能化變電站科學(xué)運(yùn)行的必要條件。隨著認(rèn)識的不斷深入以及智能化功能不斷完善，未來互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建智能化變電站也會向著輔助系統(tǒng)監(jiān)測控制平臺的方向延伸，通過科學(xué)構(gòu)建平臺來實(shí)施站內(nèi)全面掌控，從而有效提升監(jiān)管的效果。

3? 10kV變電站自動化監(jiān)測與輔助控制系統(tǒng)的組成及功能

3.1? 輔助生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)及運(yùn)行環(huán)境

在進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)智能化變電站構(gòu)建時(shí)，需要充分考慮好輔助生產(chǎn)設(shè)備的狀態(tài)與運(yùn)行環(huán)境，這樣一來才能夠調(diào)整其信息收集與建模的方向。針對不同類型的數(shù)據(jù)與來源進(jìn)行建模、標(biāo)準(zhǔn)化訪問，同時(shí)做好數(shù)據(jù)服務(wù)工作，才能夠輔助生產(chǎn)并完成環(huán)境的運(yùn)行，確保信息庫的應(yīng)用效果。

3.2? 智能化協(xié)調(diào)感知

關(guān)于變電站的運(yùn)行因素來進(jìn)行整體協(xié)調(diào)，需要結(jié)合實(shí)時(shí)聯(lián)網(wǎng)檢測等技術(shù)手段來隨時(shí)對運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評估和調(diào)整，確保運(yùn)行狀態(tài)時(shí)刻處于最佳。

3.3? 智能信息處理

在互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建智能化變電站運(yùn)行過程中，需要對監(jiān)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)評估，在出現(xiàn)異常后需要根據(jù)異常的特征與位置來生成相應(yīng)的處理途徑，這樣可以更好的輔助完成判斷工作。

3.4? 執(zhí)行判斷結(jié)果

執(zhí)行判斷主要通過輔助系統(tǒng)的內(nèi)部協(xié)調(diào)聯(lián)動來實(shí)現(xiàn)，這個(gè)過程主要目的就是消除異常的不良反應(yīng)，以此來確保運(yùn)行的效果。在這個(gè)過程中除了做好異常情況的分析判斷，還需要及時(shí)進(jìn)行報(bào)告，將相關(guān)內(nèi)容上報(bào)給調(diào)控中心進(jìn)行統(tǒng)一管理，并下達(dá)各種控制反饋的指令。

3.5? 智能驗(yàn)證

智能化驗(yàn)證是互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建智能化變電站的重要功能，主要通過工作要求與物理操作等特殊請求來完成操作維護(hù)與檢修的互動，同時(shí)也可以借助于這種驗(yàn)證模式來強(qiáng)化內(nèi)部溝通協(xié)調(diào)，對于確保人員的安全并降低事故影響具有重要的意義和價(jià)值。

3.6? 進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)評價(jià)

設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控主要屬于智能調(diào)度的延伸，核心在于為后續(xù)狀態(tài)反饋調(diào)整提供數(shù)據(jù)與參考。

4? 10kV變電站自動化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

4.1? 主機(jī)系統(tǒng)

主機(jī)系統(tǒng)主要包括變電站的運(yùn)行狀態(tài)控制以及異常分析判斷，該過程可以借助于輔助系統(tǒng)的聯(lián)動機(jī)制來實(shí)現(xiàn)，以此來盡可能降低異常帶來的各種不利影響。值得注意的是，異常情況的處理需要通過集控的方式來進(jìn)行管理，所以信息會被匯總后再指導(dǎo)后期的控制活動，各項(xiàng)命令都通過調(diào)控中心來進(jìn)行下達(dá)，整個(gè)過程具有很強(qiáng)的規(guī)范性，溝通協(xié)調(diào)也基本依靠主機(jī)系統(tǒng)來完成，所以系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性以及穩(wěn)定性往往直接決定了互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建智能化變電站的整體效果。

4.2? 傳感網(wǎng)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)

一般來說，傳感網(wǎng)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建需要依靠匯聚的節(jié)點(diǎn)以及傳感器來實(shí)現(xiàn)。其中，溫濕度傳感器、煙霧探測傳感器以及其他類型的節(jié)點(diǎn)設(shè)備都可以很好的完成具體的操作工作。不同類型的節(jié)點(diǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠經(jīng)過節(jié)點(diǎn)匯聚后進(jìn)入到主機(jī)，這樣一來可以很好的完成系統(tǒng)的內(nèi)部調(diào)整，將匯聚的節(jié)點(diǎn)上傳。在整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中，有線傳感網(wǎng)絡(luò)與無線傳感網(wǎng)絡(luò)具有各自的特征與功能，其中如果是選擇利用電池進(jìn)行持續(xù)供電，那么需要選擇合適的容量來匹配工作電流的實(shí)際需求。結(jié)合變電站的實(shí)際情況來進(jìn)行選擇時(shí)，推薦選擇高壓帶電設(shè)備的傳感器，該設(shè)備可以搭配無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，利用鋰亞電池來完成系統(tǒng)的供電。由于這種電池的物化性質(zhì)十分穩(wěn)定，同時(shí)電容量相對也比較充足，所以在整個(gè)壽命周期內(nèi)不需要對其進(jìn)行更換，而其他類型的傳感設(shè)備則由于絕緣的問題可能會存在一些風(fēng)險(xiǎn)，采用有線網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行控制則可以顯著降低成本，提升投資回報(bào)率。

4.3? 圖像監(jiān)測及安全警衛(wèi)子系統(tǒng)

在進(jìn)行常規(guī)變電站的安全控制與配置調(diào)整時(shí)往往出現(xiàn)軟硬件不協(xié)調(diào)的問題。互聯(lián)網(wǎng)智能化變電站的構(gòu)建對于探測器的穩(wěn)定性以及安全子系統(tǒng)要求較高，需要通過多探測器節(jié)點(diǎn)配合感知網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行構(gòu)建，這個(gè)過程中合理的目標(biāo)識別與協(xié)同感知系統(tǒng)是必不可少的。如果根據(jù)具體需要來進(jìn)行總結(jié)，那么至少需要做好前端探測技術(shù)與綜合識別技術(shù)的統(tǒng)一。除此之外，在進(jìn)行探測分析以及復(fù)合響應(yīng)方面也需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，根據(jù)實(shí)際的情況做到按需設(shè)置與撤防。在整個(gè)聯(lián)動控制系統(tǒng)當(dāng)中，其作為互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建智能化變電站的核心環(huán)節(jié)，需要做好系統(tǒng)平臺的軟硬件搭配，其中功能包括報(bào)警聯(lián)動以及視頻的觸發(fā)。除此之外，硬件的I0控制則主要依靠控制器來實(shí)現(xiàn)?；趫D像識別的內(nèi)容要求來進(jìn)行信號處理技術(shù)的調(diào)整，需要做好系統(tǒng)的可自動識別與跟蹤入場，重點(diǎn)做好入侵目標(biāo)的管理。在入侵的行為觸發(fā)警報(bào)后，需要及時(shí)對系統(tǒng)的聯(lián)動性進(jìn)行調(diào)整，通過攝像機(jī)自動凝視的方式來做到隨時(shí)監(jiān)控，對現(xiàn)場的情況進(jìn)行分析與反饋，該圖像也可以直觀的反映到最上層的控制主機(jī)上，所以不容易出現(xiàn)遺漏的問題。相類似的情況，變電站在進(jìn)行主機(jī)控制時(shí)，音頻與視頻信號都可以通過設(shè)備來進(jìn)行傳送，通過聲音警告的方式來進(jìn)行信息的傳達(dá)，從而達(dá)到安全警衛(wèi)的效果，盡可能維護(hù)好互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建智能化變電站的運(yùn)行效果。

5? 結(jié)束語

總而言之，物聯(lián)網(wǎng)的引入將在很大程度上為10kV變電站的工作提供便利。為此，我們要優(yōu)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，在主機(jī)運(yùn)行過程中，需自動判斷出各種異常情況，并及時(shí)上報(bào)給終端以便做出快速處理，同時(shí)，應(yīng)該加強(qiáng)圖像的監(jiān)視并完善安全警衛(wèi)系統(tǒng)。只有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與10kV變電站緊密地結(jié)合在一起，才能行之有效的確保變電站的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而保障人們的用電需求。

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