電力設(shè)計(jì)的智能化發(fā)展研究

崔玉詠

摘要：人們的生活中，電力資源是不可缺少的一部分，在電力時(shí)代，電力的相關(guān)產(chǎn)業(yè)隨著科技的發(fā)展在不斷轉(zhuǎn)型，尤其是電力一次設(shè)備智能化被廣泛應(yīng)用。電力一次設(shè)備智能化被納入電氣自動(dòng)化范疇，是電力相關(guān)產(chǎn)業(yè)不斷轉(zhuǎn)型、提升生產(chǎn)力的基礎(chǔ)。本文對(duì)電力設(shè)計(jì)的智能化發(fā)展進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，并進(jìn)對(duì)一次設(shè)備智能化設(shè)計(jì)的了解，推動(dòng)電力智能化設(shè)備的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電力設(shè)計(jì);一次設(shè)備;智能化

一、電力設(shè)計(jì)智能化概述

智能設(shè)計(jì)是指應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)，采用計(jì)算機(jī)模擬人的思維活動(dòng)，提高計(jì)算機(jī)的智能水平，從而使計(jì)算機(jī)能夠更多、更好地承擔(dān)設(shè)計(jì)過(guò)程中各種復(fù)雜任務(wù)，成為設(shè)計(jì)人員的重要輔助工具?，F(xiàn)在電力設(shè)計(jì)行業(yè)數(shù)字化設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展已經(jīng)趨于成熟，可視化設(shè)計(jì)、自動(dòng)繪圖、自動(dòng)材料統(tǒng)計(jì)、碰撞檢查、數(shù)據(jù)檢查等功能大大推動(dòng)了設(shè)計(jì)的自動(dòng)化水平，但是仍然需要人工材料設(shè)置、人工設(shè)備布局、人工管道布置、人工應(yīng)力分析、人工支吊架設(shè)計(jì)等等，這些繁復(fù)的工作仍然束縛了設(shè)計(jì)人員的手腳、限制了設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)新能力，設(shè)計(jì)管理模式仍然沿用了傳統(tǒng)手工繪圖時(shí)的手段，點(diǎn)到點(diǎn)、人對(duì)人的模式不僅手續(xù)繁瑣，而且過(guò)程無(wú)法精確控制。

二、電力一次設(shè)備智能化設(shè)計(jì)的內(nèi)容

1.基礎(chǔ)條件

目前，通常的工程設(shè)備設(shè)計(jì)所采用的都是通過(guò)總線加以連接的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而在通訊協(xié)議上，數(shù)據(jù)間的傳遞則采用的是“向下兼容”的原則。但隨著電氣自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)通訊的機(jī)電一體化和芯片嵌入的標(biāo)準(zhǔn)都發(fā)生了很大的改變，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)終端設(shè)備鏈條的獨(dú)立測(cè)控。由此可見(jiàn)，根據(jù)設(shè)備系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)總線作為通訊協(xié)議的重要一步，要包含硬件和軟件兩個(gè)部分，在現(xiàn)場(chǎng)控制器和人機(jī)界面掛歷計(jì)算機(jī)這兩個(gè)方面都要考慮。目前，大型現(xiàn)場(chǎng)總線體系需要有強(qiáng)大兼容性的總線通訊協(xié)議，從而將控制器、控制裝置和儀表等設(shè)備串入到體系中，實(shí)現(xiàn)對(duì)整體設(shè)備的掌控。

2.電力一次設(shè)備智能化設(shè)計(jì)的內(nèi)容和特點(diǎn)

目前，一般采用的設(shè)備系統(tǒng)都是利用一個(gè)小型的 PLC系統(tǒng)，將嵌入式控制裝置和高低壓變配電設(shè)備的應(yīng)用情況融合進(jìn)去，所以，在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)，不用把二次信號(hào)和集中、計(jì)量保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備與自動(dòng)控制系統(tǒng)之間的預(yù)留互聯(lián)條件考慮進(jìn)去，只需要根據(jù)使用操作要求進(jìn)行電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)即可。此外，在電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，儀表系統(tǒng)設(shè)計(jì)是不可或缺的一部分，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案所使用的電力設(shè)備設(shè)計(jì)與自動(dòng)化設(shè)計(jì)之間沒(méi)有交叉，這種平行的關(guān)系很難滿(mǎn)足今后的電力系統(tǒng)設(shè)備的發(fā)展。因此，在新設(shè)計(jì)中，針對(duì)這種狀況進(jìn)行了改變，簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，大大提升了設(shè)備的使用效率，從而使系統(tǒng)更加能滿(mǎn)足需求。在新的設(shè)計(jì)方案中，利用軟件和通信協(xié)議就能完成電力設(shè)備系統(tǒng)的建立工作，省去了對(duì)自動(dòng)化組態(tài)硬件確定的工作，將電力設(shè)備與自動(dòng)化結(jié)合，不但能合理協(xié)調(diào)二者之間的關(guān)系，還能夠促進(jìn)工作的分配和調(diào)動(dòng)，有很大的發(fā)展前景。

三、變電站一次設(shè)備智能化

一次設(shè)備與二次設(shè)備共同組成了變電站設(shè)備，一次設(shè)備主要有斷路器、變壓器、母線及互感器等幾部分構(gòu)成，二次設(shè)備包括自動(dòng)化系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)，以及智能組件等部分。在一次設(shè)備的智能化上能充分體現(xiàn)變電站的智能化，一次設(shè)備的智能化是以較為精準(zhǔn)的信息接口為基礎(chǔ)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)信息保護(hù)、自動(dòng)調(diào)節(jié)和狀態(tài)監(jiān)控等方面應(yīng)用為一體，做好智能電網(wǎng)中的信息應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)任務(wù)的集中控制工作。變電站的一次設(shè)備智能化，已經(jīng)擁有了較為完善的自我運(yùn)行監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自我調(diào)節(jié)運(yùn)行功能，能夠?qū)σ淮卧O(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)中存在的故障實(shí)施有效監(jiān)控，準(zhǔn)確的掌握運(yùn)行故障的具體源頭與程度，為電氣設(shè)備維修人員在檢修工作上提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。在智能化一次設(shè)備上，電網(wǎng)往往具有較大的靈活性，基于此種特性，可以在大規(guī)格間隙發(fā)電與分布式發(fā)電中接入。在變電站智能一體化信息平臺(tái)的建設(shè)過(guò)程中，智能化一次設(shè)備發(fā)揮了巨大的作用，智能化一次設(shè)備的運(yùn)用大大的完善了變電站的自我監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，提升了變電站的自我監(jiān)測(cè)能力，使變電站的各個(gè)單元狀態(tài)得以更好的報(bào)告與檢測(cè)，從而構(gòu)成一個(gè)更加完善的在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)。準(zhǔn)確掌握設(shè)備不同時(shí)段內(nèi)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并為電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測(cè)管理提供數(shù)據(jù)，專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析對(duì)管理者和使用者決策具有較高的參考價(jià)值，更好的實(shí)現(xiàn)變電站智能設(shè)備的自行監(jiān)控診斷目標(biāo)。智能組件作為一次設(shè)備智能化的核心部件，應(yīng)用上有著嚴(yán)格要求： 第一，投入使用的智能組件不能影響或改變一次設(shè)備的正常運(yùn)行。第二，智能組件要實(shí)施連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理; 發(fā)揮智能組件報(bào)警和自檢功能，實(shí)現(xiàn)智能組件合理監(jiān)測(cè)的靈敏度和抗干擾能力。第三，智能組件能夠提升監(jiān)測(cè)結(jié)果的重復(fù)性和可靠性、準(zhǔn)確度。

四、電力一次設(shè)備智能化的未來(lái)發(fā)展

智能化的新設(shè)計(jì)方略自引入以來(lái)，已經(jīng)得到了全面的實(shí)現(xiàn)，當(dāng)前電路終端設(shè)備的諸多應(yīng)用中都得到了體現(xiàn)。當(dāng)前現(xiàn)場(chǎng)總線體系與通訊協(xié)議的吻合程度屬于歷史最好，網(wǎng)路通訊實(shí)現(xiàn)了完整的功能展現(xiàn)，連接節(jié)點(diǎn)處分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的采用增強(qiáng)了獨(dú)立模塊組網(wǎng)能力與抗干擾能力。此外，系統(tǒng)的設(shè)備管控體系經(jīng)由智能化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)空閑、反饋的功能，降低了設(shè)備管理成本并提升了設(shè)備管理可靠性。在未來(lái)，希望電力一次設(shè)備智能化可以用更加簡(jiǎn)便的形式實(shí)現(xiàn)，在大框架明確的前提下豐富細(xì)節(jié)，朝著小型化、智能化的方向不斷邁進(jìn)。

五、一次設(shè)備智能化在10KV配電系統(tǒng)的應(yīng)用

我國(guó)配電網(wǎng)包括農(nóng)村電網(wǎng)和城市電網(wǎng)農(nóng)村電網(wǎng)最主要采取架空線的方式城市電網(wǎng)則主要采取電纜網(wǎng)的形式。所采用的電力一次設(shè)備主要包括配電開(kāi)關(guān)、配電變壓器等。這些開(kāi)關(guān)及變壓器大多數(shù)沒(méi)有自我控制測(cè)量、控制、通訊功能。目前采用的二次設(shè)備主要包括稈TTU，F(xiàn)TU，DTU等設(shè)備。通過(guò)在一次設(shè)備上融合二次測(cè)量、控制、通訊功能是配電終端與配電一次設(shè)備無(wú)縫融合。實(shí)現(xiàn)包括就地手動(dòng)、遠(yuǎn)方控制、環(huán)網(wǎng)控制、保護(hù)動(dòng)作等方面的應(yīng)用。設(shè)備同時(shí)具有現(xiàn)場(chǎng)總線通訊、網(wǎng)絡(luò)通訊或光纖通訊功能。實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)單元間、子站之間、子站對(duì)

六、結(jié)束語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的飛速發(fā)展，企業(yè)生存壓力不斷加大。作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中最重要一環(huán)的電力行業(yè)，如何借助現(xiàn)代科學(xué)手段進(jìn)一步提升生產(chǎn)力，是其要深入思考的問(wèn)題。本文探討的電力一次設(shè)備的智能化設(shè)計(jì)與發(fā)展課題是一個(gè)很好地案例，是電力企業(yè)順應(yīng)時(shí)代發(fā)展，不斷改革提升生產(chǎn)力的鮮活證明。希望本文能夠?yàn)殡娏χ悄芑I(lǐng)域的研究做出貢獻(xiàn)，為電力企業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展給予啟示。

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（作者單位：安徽意通電力設(shè)備有限公司）