淺談智能變電站中電力一次設(shè)備的智能化設(shè)計(jì)及發(fā)展

鹽城供電公司 周哲遠(yuǎn)

智能變電站內(nèi)部綜合自動(dòng)化系統(tǒng)相關(guān)部件使用了免維修的新型設(shè)備，但由于自動(dòng)化系統(tǒng)中硬件、軟件設(shè)施的缺陷或是人為因素等影響，都會(huì)對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行過程造成一定的影響。智能變電站在運(yùn)行中要保持其穩(wěn)定性，需確保站內(nèi)的電源系統(tǒng)可提供高效穩(wěn)定的電流輸出。隨著我國變電站的數(shù)字化和智能化程度越來越高，智能變電站內(nèi)部的運(yùn)行管理水平也要相應(yīng)的提升，才可滿足當(dāng)前智能變電站中的管理需求。

1 智能變電站開發(fā)技術(shù)概述

現(xiàn)階段智能變電站在電力一次設(shè)備智能化開發(fā)的建設(shè)過程中，只有變電站內(nèi)傳統(tǒng)的綜合化自動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新，從而改變成現(xiàn)代化的集中分布式數(shù)字系統(tǒng)才可更好的保障電力一次設(shè)備智能化開發(fā)的建設(shè)，在智能化電源系統(tǒng)技術(shù)的建設(shè)過程中主要需要做好以下兩點(diǎn)。

智能變電站在電力一次設(shè)備智能化開發(fā)的建設(shè)過程中，需建立變電站電力一次設(shè)備的智能化設(shè)計(jì)共享平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站內(nèi)部電源進(jìn)行整體化的網(wǎng)絡(luò)管理和對(duì)變電站的內(nèi)部電源實(shí)施智能化的控制，在管理控制的過程中就可將傳統(tǒng)交流、直流、逆變和應(yīng)用電源網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)行智能化[1]。通過電力一次設(shè)備的智能化設(shè)計(jì)控制就可使智能變電站具有優(yōu)良的一致性，向自動(dòng)化控制系統(tǒng)中輸入任何未知的數(shù)據(jù)也不會(huì)影響變電站ECU系統(tǒng)對(duì)操作對(duì)象的控制。電力一次設(shè)備的智能化設(shè)計(jì)控制在操作過程中出現(xiàn)的誤差較小，由于其在機(jī)械工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用過程不會(huì)受到外界干擾因素影響，同時(shí)變電站ECU系統(tǒng)本身的抗干擾能力也非常強(qiáng)，這就可保證機(jī)械工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)在所設(shè)定參數(shù)的操作過程中不會(huì)發(fā)生變動(dòng)，這樣變電站的產(chǎn)品實(shí)際值與理論值不會(huì)出現(xiàn)大幅度的偏差。

智能變電站在建設(shè)過程中還需對(duì)電力一次設(shè)備智能化開發(fā)進(jìn)行優(yōu)化，在優(yōu)化過程中就需取消傳統(tǒng)應(yīng)用蓄電池組和相應(yīng)的充電裝置，然后采用DC/DC變換器和直流母線進(jìn)行代替；同時(shí)還需取消傳統(tǒng)電源系統(tǒng)中的UPS蓄電池組，然后采用逆變器和直流母線進(jìn)行代替，通過這樣的措施就可在一些重要的場(chǎng)所進(jìn)行逆變電源供電，從而保證智能變電站開發(fā)可正常運(yùn)行；此外還需對(duì)電源系統(tǒng)進(jìn)行波形處理，并配備相應(yīng)的配電監(jiān)控管理裝置，這樣可對(duì)智能變電站交直流電智能化電源系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)管理。

2 電力一次設(shè)備智能化設(shè)計(jì)控制的應(yīng)用理論及具體建設(shè)

2.1 電力一次設(shè)備智能化設(shè)計(jì)控制的應(yīng)用理論

在電力一次設(shè)備的智能化設(shè)計(jì)控制中存在較多智能化的設(shè)備運(yùn)行，通過變電站ECU控制就可對(duì)預(yù)先設(shè)置好的變電站對(duì)象進(jìn)行變電站加工，并對(duì)加工過程中所產(chǎn)生的問題進(jìn)行自動(dòng)化的處理。此外，變電站ECU控制還可在變電站過程中對(duì)周邊變電站環(huán)境進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)，保障變電站作業(yè)的有序進(jìn)行。在變電站ECU標(biāo)定中通過應(yīng)用變電站電力一次設(shè)備，可在變電站過程中自行建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)模型，通過使用模糊控制系統(tǒng)對(duì)較為復(fù)雜的模塊進(jìn)行處理，改善變電站ECU標(biāo)定的加工變電站方式，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站ECU控制電流信號(hào)進(jìn)行自我故障診斷和修復(fù)作業(yè)，對(duì)變電站ECU標(biāo)定中的相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

2.2 智能變電站一次設(shè)備智能化開發(fā)的具體建設(shè)

目前智能變電站內(nèi)電力一次設(shè)備智能化開發(fā)在建設(shè)過程中，主要是將原有的變電站電源進(jìn)行全面整合，在此過程中需將變電站內(nèi)交流電源系統(tǒng)、直流電源系統(tǒng)、逆變電源系統(tǒng)和應(yīng)用電源系統(tǒng)進(jìn)行智能化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)智能化電源系統(tǒng)的變電站和服務(wù)。同時(shí)還需將交直流電源系統(tǒng)中的監(jiān)控模塊應(yīng)用于智能變電站內(nèi)的各個(gè)子系統(tǒng)，從而在應(yīng)用的過程中智能變電站內(nèi)電力一次設(shè)備的智能化設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)共享。還需建設(shè)相應(yīng)的數(shù)字化軟件管理平臺(tái)，將智能變電站內(nèi)的所有開關(guān)模塊進(jìn)行智能化，對(duì)相應(yīng)的分散功能開關(guān)進(jìn)行集中化，實(shí)現(xiàn)模塊外的無二次接線，這樣就可建立出系統(tǒng)性的數(shù)字化電源硬件管理平臺(tái)[2]。

在智能變電站網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行布置的過程中，需將智能化變電站的網(wǎng)絡(luò)建立在IEC 61850應(yīng)用技術(shù)規(guī)范的基礎(chǔ)上，同時(shí)還需對(duì)該網(wǎng)絡(luò)采用分層分布式系統(tǒng)進(jìn)行集中控制，實(shí)現(xiàn)由站控層對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。此外在對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行具體布置的過程中，需將過程層、站控層網(wǎng)絡(luò)模塊進(jìn)行相互獨(dú)立，然后對(duì)不同的裝置采用獨(dú)立的數(shù)據(jù)接口進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接。同時(shí)在這個(gè)過程中還需確保過程層中SV/GOOSE局域網(wǎng)上的各個(gè)電壓等級(jí)相互獨(dú)立，這樣才可提高智能變電站網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率。

智能變電站內(nèi)部還需對(duì)所有后臺(tái)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)設(shè)置和顯示的雙重化，這樣一旦智能變電站內(nèi)部的智能化監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，也會(huì)在不影響變電站正常運(yùn)行的前提下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓運(yùn)行。同時(shí)智能化的監(jiān)控系統(tǒng)智能變電站內(nèi)部的電源進(jìn)行監(jiān)控的過程中，還可更好的發(fā)現(xiàn)電源系統(tǒng)中的故障。同時(shí)還需對(duì)電源系統(tǒng)的交流和直流進(jìn)行分開走線，如分開布置的方式就可避免交流與直流系統(tǒng)在工作過程中出現(xiàn)互相干擾。

3 智能變電站開發(fā)實(shí)施方案

智能變電站內(nèi)部的變電站電源所有開關(guān)都需實(shí)現(xiàn)智能模塊化，這就需在設(shè)計(jì)這個(gè)過程中將原有的開關(guān)、傳感器和智能電路都集成于一體，然后由專用的機(jī)箱模塊進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)智能變電站內(nèi)部開關(guān)進(jìn)行模塊化的智能管理，從而確保智能變電站內(nèi)部的開關(guān)模塊無二次接線，有效提升開關(guān)模塊應(yīng)用連線和檢修維護(hù)的效率；智能變電站需將原有集中功能進(jìn)行分散化，這就需將直流饋線結(jié)緣監(jiān)測(cè)功能放置于直流饋線模塊中進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，從而在工作中便可將蓄電池巡檢功能進(jìn)行分屏，可在智能化電源系統(tǒng)的管理過程中避免柜間聯(lián)絡(luò)電纜出現(xiàn)故障。

電力一次設(shè)備的智能化設(shè)計(jì)控制在集成化系統(tǒng)中的具體應(yīng)用，是變電站ECU應(yīng)用中的重要模式。通過其就可在應(yīng)用過程中實(shí)行大范圍的信息采集和信息處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)整體應(yīng)用流程進(jìn)行優(yōu)化，幫助應(yīng)用企業(yè)將技術(shù)功能與技術(shù)經(jīng)營指標(biāo)進(jìn)行深入融合。集成化系統(tǒng)中電力一次設(shè)備的智能化設(shè)計(jì)控制的應(yīng)用主要體現(xiàn)在四點(diǎn)：

通過應(yīng)用電力一次設(shè)備的智能化設(shè)計(jì)控制，可以在變電站ECU制造的過程中對(duì)應(yīng)用企業(yè)的人事、應(yīng)用資料、財(cái)務(wù)等方面的信息進(jìn)行綜合化的管理，進(jìn)而將變電站ECU制造應(yīng)用中的各環(huán)節(jié)進(jìn)行緊密相連；可以對(duì)應(yīng)用過程中的設(shè)備信息進(jìn)行檢測(cè)，在應(yīng)用測(cè)量、掃描等技術(shù)后便可實(shí)現(xiàn)變電站ECU設(shè)備信息的收集和錄入；可幫助變電站ECU應(yīng)用中的電流信號(hào)轉(zhuǎn)型成自動(dòng)化數(shù)控高頻信號(hào)；可對(duì)自動(dòng)化應(yīng)用中的輔助系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，可在應(yīng)用過程中實(shí)現(xiàn)數(shù)控風(fēng)險(xiǎn)分析、設(shè)備信息分析和變電站ECU輔助設(shè)計(jì)，進(jìn)而有效地提高變電電子設(shè)備的應(yīng)用效率和自動(dòng)化水平。

綜上，目前我國新型的智能變電站中的設(shè)計(jì)理念，是將傳統(tǒng)的變電站交流電源系統(tǒng)、直流電源系統(tǒng)、逆變電流電源系統(tǒng)和應(yīng)用電源系統(tǒng)等進(jìn)行智能化設(shè)計(jì)，可對(duì)這些電源系統(tǒng)進(jìn)行智能化配置，實(shí)現(xiàn)對(duì)電源系統(tǒng)實(shí)施更有效的工況管理和數(shù)據(jù)監(jiān)控。通過在智能變電站中應(yīng)用無線應(yīng)用技術(shù)，可增加電氣系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的可靠性、經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)通過對(duì)智能變電站的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，可進(jìn)一步減少智能變電站在施工過程中的施工成本和施工時(shí)間，還可減少日后智能變電站在使用過程中的檢修和維護(hù)工作，從而有效的提高智能變電站的運(yùn)行效率。