無人值守變電站發(fā)展與電力自動化應(yīng)用研究

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（湖北省電力勘測設(shè)計院有限公司，湖北 武漢 430040）

在電力系統(tǒng)發(fā)展過程中，無人值守變電站的出現(xiàn)，有效地替代了傳統(tǒng)變電站的管理模式，從根本上降低了人力資源的投入，為電力系統(tǒng)的發(fā)展節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。此外，變電站在無人值守的運(yùn)行模式下，基于電力自動化系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠?qū)⒕唧w的運(yùn)行工況直接或間接地反饋給后臺，為運(yùn)行檢修人員提供數(shù)據(jù)支持，降低了排查問題的工作時間，大大提升了人員的工作效率，進(jìn)一步加強(qiáng)了變電站的管理工作，優(yōu)化了管理策略，改進(jìn)了管理質(zhì)量，推動了變電站更好的發(fā)展。

1 無人值守變電站的發(fā)展

基于當(dāng)前我國電力資源生產(chǎn)與調(diào)配的模式，無人值守變電站的發(fā)展占據(jù)著十分重要的作用，在其發(fā)展過程中，憑借高效的管理模式，安全的管理技術(shù)理念，經(jīng)濟(jì)成本投入較小的優(yōu)勢，在整個電力行業(yè)發(fā)展中得到了高度的關(guān)注。以下就通過對無人值守變電站的機(jī)電自動化和信息數(shù)字化分別進(jìn)行分析探討。

1．1 機(jī)電自動化

變電站的機(jī)電自動化技術(shù)，最早是20世紀(jì)80年代中期，清華大學(xué)研制成功后投入市場開發(fā)的，這也拉開了無人值守變電站的序幕。近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，作為國民經(jīng)濟(jì)命脈的電力行業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)，已經(jīng)體現(xiàn)出越來越大的重要性。保證供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行已經(jīng)成為電力管理部門的首要任務(wù)。在現(xiàn)代化的供電系統(tǒng)中，變電站的管理網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和機(jī)電自動化是電力發(fā)展要求的必然趨勢，變電站的無人值守、綜合管理和安全管理是電網(wǎng)現(xiàn)代化的必由之路。首先，對于機(jī)電自動化無人值守變電站，是以人工值守模式為前提，在科技技術(shù)不斷發(fā)展和融入的過程中，形成的一種新型管理模式。調(diào)整傳統(tǒng)的管理理念，整改了在傳統(tǒng)人工值守管理模式下工作效率不高、投入的經(jīng)濟(jì)成本過高、人力資源過大的缺陷。從根本上節(jié)省了經(jīng)濟(jì)成本的投入，通過運(yùn)用新型的管理理念，整個管理策略更加規(guī)范科學(xué)，提升了變電站的管理效率。

1．2 信息數(shù)字化

在信息技術(shù)不斷發(fā)展的影響下，人們生活質(zhì)量的逐漸提升，用電安全及電網(wǎng)可靠性成為人們關(guān)注用電的核心問題。傳統(tǒng)的“遙控、遙調(diào)、遙測、遙信”功能顯然已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化變電站的發(fā)展要求，隨著當(dāng)今計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，如何集中管理各變電站設(shè)備的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)無人值守變電站的遠(yuǎn)程圖像實(shí)時監(jiān)控，即“遙視”功能的實(shí)現(xiàn)，已成為當(dāng)前工作的重中之重。隨著5G技術(shù)的發(fā)展，無線通信信道的拓寬，遠(yuǎn)程高清遙視已逐漸成熟。其中，在自動化網(wǎng)絡(luò)中，基于局域網(wǎng)的應(yīng)用，現(xiàn)場總線占據(jù)著十分重要的地位。在電力系統(tǒng)、變電站等工作環(huán)境中，現(xiàn)場總線科學(xué)運(yùn)用，對整個用電經(jīng)濟(jì)用電穩(wěn)定方面涉及的經(jīng)濟(jì)利益，占據(jù)著十分重要的優(yōu)勢。在電力系統(tǒng)發(fā)展過程中，對于一些環(huán)境較為惡劣、地勢形態(tài)復(fù)雜的工作環(huán)境，通過總線網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)用，能夠?qū)Ω黜?xiàng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行集中，而且抗震性較強(qiáng)，傳播速率較快，帶動了整個變電站的工作效率。此外，信息數(shù)字化能夠簡化電力繼電器的二次接線，通過運(yùn)用數(shù)字程控器，在傳統(tǒng)的導(dǎo)線模式下，推進(jìn)變電站更好的發(fā)展。在信息數(shù)字化技術(shù)的帶動下，通信網(wǎng)絡(luò)主要集中在一次電氣設(shè)備與二次電子裝置的連接之間，在運(yùn)行過程中，要符合變電站的實(shí)際運(yùn)行情況，呈現(xiàn)統(tǒng)一運(yùn)行趨勢。以數(shù)據(jù)通信平臺為主，能夠優(yōu)化操作流程，使得智能裝置正常運(yùn)行。建立一次電氣設(shè)備與二次電子裝置之間的聯(lián)系，使得變電站智能裝置數(shù)量逐漸增加，從而進(jìn)一步優(yōu)化操作平臺，使其更好地進(jìn)行數(shù)據(jù)建模。

2 電力自動化應(yīng)用

電力自動化是以網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)為基礎(chǔ)從而在變電站運(yùn)營中的一種裝置。在具體運(yùn)行過程中，對于變電站實(shí)際運(yùn)行情況綜合分析，對實(shí)施的管理制度進(jìn)行改進(jìn)，從科學(xué)的角度出發(fā)，進(jìn)一步優(yōu)化管理質(zhì)量，提升管理效率。

2．1 管理程序的規(guī)范化

電力自動化技術(shù)的應(yīng)用，在規(guī)范變電站管理的同時，針對電力運(yùn)行中出現(xiàn)的干擾故障，能夠進(jìn)行預(yù)防和改進(jìn)。但是，在具體運(yùn)用中，要做好程序管理以及綜合應(yīng)用規(guī)范化，才能發(fā)揮電力自動化的價值。在具體改進(jìn)過程中，對于應(yīng)用的配置人員，要合理地進(jìn)行分工，并明確其責(zé)任和目標(biāo)，確保整個電力系統(tǒng)能夠安全運(yùn)行。完善其規(guī)章制度，針對運(yùn)用的配置人員，要進(jìn)行電力繼電保護(hù)相關(guān)知識的培訓(xùn)，加強(qiáng)管理，把無人值守中運(yùn)用到的技術(shù)、設(shè)備以及理念進(jìn)行更新，促使系統(tǒng)規(guī)范化管理與繼電保護(hù)裝置能夠構(gòu)成有效的運(yùn)行模式。此外，在電力自動化技術(shù)應(yīng)用過程中，要結(jié)合設(shè)備臺賬的維護(hù)情況、運(yùn)行中存有的事故以及設(shè)備缺陷，從而制定維護(hù)維修檔案，做好后期的跟蹤考核工作，嚴(yán)格地落實(shí)獎懲制度，帶動工作人員工作責(zé)任能力的同時，密切監(jiān)測二次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，使得繼電保護(hù)程序能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行。

2．2 通信技術(shù)的使用

對于整個電力系統(tǒng)的運(yùn)行管理工作而言，通過通信技術(shù)的應(yīng)用，以信息化技術(shù)為支持，在規(guī)模大、傳播速度快的特點(diǎn)下，持續(xù)推進(jìn)整個電力系統(tǒng)的管理方式進(jìn)行改進(jìn)，從而優(yōu)化變電站的發(fā)展趨勢。在早期運(yùn)行中，串行通信技術(shù)是主要的管理方式，但是，受技術(shù)條件的限制，串行通信技術(shù)在具體運(yùn)用中，通信速率較低，傳播速率較慢，而且功能較少，整體運(yùn)用效果不佳。在科學(xué)技術(shù)的帶動下，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了蓬勃的發(fā)展。通過在變電站自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用，調(diào)整了以往的自動化管理模式，優(yōu)化管理措施的同時，推進(jìn)變電站自動化的持續(xù)發(fā)展。由于局域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，延展性較強(qiáng)，穩(wěn)定性較高，經(jīng)濟(jì)優(yōu)惠，受到了人們的廣泛好評?？偩€型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以太網(wǎng)在運(yùn)用過程中，傳輸速率較高、穩(wěn)定性強(qiáng)、靈敏程度較高。

2．3 電力變頻器

現(xiàn)代電力電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，促進(jìn)了變頻器在工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，尤其是變頻器調(diào)速技術(shù)的出線，使得變頻器的使用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。通過變頻器的應(yīng)用，能夠利用程序?qū)﹄妱訖C(jī)變頻調(diào)速。變頻器主要組成部分包括整流器、控制器、驅(qū)動電路以及濾波器等，通過在電力設(shè)備中的應(yīng)用，能夠發(fā)揮節(jié)能減排、降低能耗量的作用，也是當(dāng)前電力自動化技術(shù)發(fā)展過程中的主要改進(jìn)方向?？傊?，在電力變頻器的運(yùn)用下，無人值守變電站運(yùn)行效率大大提升，全面落實(shí)節(jié)能減排的理念。

2．4 綜合控制系統(tǒng)

對于常規(guī)變電站來說，監(jiān)視系統(tǒng)、遙控系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、環(huán)境溫濕度變化是獨(dú)立的系統(tǒng)，由主控室的值班人員在電腦前操作，不計其數(shù)的監(jiān)控點(diǎn)令值班人員望而卻步，經(jīng)常成為管理的難題。無人值守變電站采用可擴(kuò)展的嵌入式系統(tǒng)，各功能子系統(tǒng)統(tǒng)一接口，統(tǒng)一界面，一處界面便可巡視所有子系統(tǒng)，在不影響原來的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下，便于以后系統(tǒng)的擴(kuò)展，系統(tǒng)后臺無須人員管理，適用于多種惡劣環(huán)境。人機(jī)界面采用可視化、擬物化，各子系統(tǒng)實(shí)時聯(lián)動，管理采用分級權(quán)限，不同的人員具有不同的使用權(quán)限，以便實(shí)現(xiàn)安全化管理。另外，統(tǒng)一的系統(tǒng)解決了不同網(wǎng)絡(luò)間實(shí)時視頻、錄像回放、視頻點(diǎn)播、視頻轉(zhuǎn)發(fā)等難題，便于上級領(lǐng)導(dǎo)通過Internet檢查各變電站的運(yùn)行情況。綜合控制系統(tǒng)的建立，實(shí)現(xiàn)了無人值守變電站的實(shí)用性、先進(jìn)性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、集成性和可擴(kuò)展性。

3 結(jié)語

綜上所述，無人值守變電站重新建立并完善了運(yùn)行管理制度，極大地提高了上級管理部門對下級操作部門的監(jiān)督管理水平，提高了變電運(yùn)行人員的專業(yè)技能和綜合素質(zhì)。對現(xiàn)有的科技手段展開深入的研究和應(yīng)用，能令檢測管理系統(tǒng)最大程度地發(fā)揮作用，從而節(jié)約了大量的人力和資金投入，同時，裝置巡視檢查效果得到了巨大的提升，在滿足人們的生活需求的同時，保證了整個變電站的管理更加安全化、規(guī)范化、科技化、高效化。