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        變電站直流系統(tǒng)智能操作系統(tǒng)的研究及應(yīng)用

        2020-10-27 23:13:23閉勇貴
        關(guān)鍵詞:直流系統(tǒng)變電站智能化

        閉勇貴

        摘要:隨著變電站建設(shè)規(guī)模加大,智能技術(shù)也逐步被引入變電站中?;诖?,針對(duì)變電站使用的直流智能系統(tǒng)展開(kāi)探討,闡述直流系統(tǒng)與智能化的基本概念,對(duì)其在項(xiàng)目中的具體應(yīng)用進(jìn)行分析,最后總結(jié)其應(yīng)用優(yōu)勢(shì),以期為相關(guān)工程提供參考。

        關(guān)鍵詞:變電站; 直流系統(tǒng); 智能化;

        變電站直流系統(tǒng)主要組成包括以下幾部分:其一是高頻開(kāi)關(guān)電源整流模塊;其二是微機(jī)絕緣監(jiān)測(cè)設(shè)備;其三是蓄電池組等。通常會(huì)通過(guò)模塊式的管理模式對(duì)直流系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行管控,主要方式是由監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)各個(gè)模塊運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)控和收集,并有效調(diào)節(jié)直流系統(tǒng)的運(yùn)行方法,最終實(shí)現(xiàn)對(duì)直流系統(tǒng)的有效管控。在變電站運(yùn)行方式發(fā)生變化的時(shí)候也不會(huì)受到影響,并且在外部交流電因發(fā)生故障不能正常供電的時(shí)候,直流系統(tǒng)可以通過(guò)內(nèi)部蓄電池為設(shè)備提供可以供其正常運(yùn)行的直流電源。

        1 直流系統(tǒng)

        自動(dòng)化系統(tǒng)是調(diào)控變電站運(yùn)行的關(guān)鍵,為實(shí)現(xiàn)對(duì)操作信號(hào)的精確控制,需針對(duì)斷路器的分合采取可靠的保護(hù)措施。若變電站內(nèi)部未形成足夠的沖擊電流,則要參考行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),采取科學(xué)的計(jì)算方法,對(duì)其做靈活調(diào)整。此外,還要保留足夠的容量,一旦出現(xiàn)異常狀況依然可以滿(mǎn)足變電站在短時(shí)間內(nèi)的運(yùn)行需求。

        在直流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案中,可省去降壓硅鏈,增設(shè)微機(jī)型監(jiān)測(cè)裝置,而為了掌握蓄電池的容量情況,需適配特定檢測(cè)儀。變電站的運(yùn)行必須得到特定直流電源的支持,其與通信模塊的直流電源存在較大差異,二者不具備公用的條件,因此要獨(dú)立設(shè)置,形成一套滿(mǎn)足變電站運(yùn)行需求的直流系統(tǒng)。

        2 智能化概念

        不同于人工操作方式的是,智能化的基本特點(diǎn)在于得到自動(dòng)化技術(shù)的支持,在程序的調(diào)度下自發(fā)執(zhí)行某些操作。在常規(guī)變電站的基礎(chǔ)上引入智能系統(tǒng),可以改變電網(wǎng)調(diào)度依賴(lài)人工的局面,相關(guān)事宜可借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)而實(shí)現(xiàn)。此外,通過(guò)智能化技術(shù)的引入,可以聯(lián)合各地區(qū)變電站,彼此間實(shí)現(xiàn)信息的高度共享,而智能系統(tǒng)還具備為信息傳輸保駕護(hù)航的能力,能避免信息丟失。通過(guò)智能系統(tǒng)的引入,在變電站工作效率大幅提升的同時(shí),還緩解了對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題。

        3 操作系統(tǒng)的研究及應(yīng)用

        3.1 蓄電池與絕緣監(jiān)察置應(yīng)用狀況

        蓄電池被廣泛應(yīng)用于變電站中,2003年是我國(guó)變電站發(fā)展的重要節(jié)點(diǎn),原本大量使用的堿性鎳鎘電泡被取代。盡管如此,現(xiàn)階段固定式鉛酸蓄電池依然被廣泛用于變電站。從研究資料來(lái)看,多數(shù)直流系統(tǒng)都使用到了絕緣監(jiān)察裝置,一系列的改造措施正在改變變電站工作系統(tǒng)不完善的情況。還有部分變電站在絕緣監(jiān)察裝置的應(yīng)用方式上較為特殊,由大量分立元件構(gòu)成。

        3.2 類(lèi)型概況

        電源系統(tǒng)人機(jī)交互是本次直流系統(tǒng)的主要功能,應(yīng)具備遠(yuǎn)程電源切換的能力,操作者可在變電站以外的區(qū)域進(jìn)行一鍵式操作,避免誤動(dòng)作、誤解讀等問(wèn)題。

        根據(jù)變電站直流系統(tǒng)的使用需求,適配合適的設(shè)備,此項(xiàng)工作要高度注重各柜體結(jié)構(gòu)的特性,各廠家的設(shè)備型號(hào)、操作模式均存在一定的差別,因此在整個(gè)直流系統(tǒng)中應(yīng)形成配套。

        從部分設(shè)備廠家來(lái)看,所提供的直流系統(tǒng)并未增設(shè)隔離開(kāi)關(guān),取而代之的是采集熔斷器等形式,當(dāng)充電機(jī)獲得直流電源后,整個(gè)柜體結(jié)構(gòu)均通上了DC110 V/DC220 V直流電,一旦運(yùn)行中某結(jié)構(gòu)出現(xiàn)異常,檢修人員的工作量與工作難度都有所提升,且由于熔斷器的特殊性,檢修工作伴隨大量的帶電操作行為,稍有不當(dāng)將引發(fā)安全事故。若在直流系統(tǒng)的特定區(qū)域安裝隔離開(kāi)關(guān),如蓄電池、充電機(jī)等處,此時(shí)僅通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)便可實(shí)現(xiàn)對(duì)直流系統(tǒng)的控制,自動(dòng)化操作水平得到提升。

        從各類(lèi)新、老設(shè)備直流系統(tǒng)的基本特性入手,對(duì)其展開(kāi)優(yōu)化設(shè)計(jì),主要目的在于:提升直流系統(tǒng)的自動(dòng)化水平;除本地操作外,還衍生出了遠(yuǎn)程控制功能,達(dá)到精簡(jiǎn)操作流程的效果;一旦直流系統(tǒng)出現(xiàn)意外,檢修工作可在安全環(huán)境下完成,避免因步驟繁多而產(chǎn)生誤操作等行為,最大程度降低風(fēng)險(xiǎn)。

        3.3 技術(shù)特點(diǎn)

        (1)引入廠家拓?fù)鋱D,基于此方式反映各開(kāi)關(guān)狀態(tài),將實(shí)際情況通過(guò)觸摸屏呈現(xiàn)。

        (2)引入顯示拓?fù)鋱D后,能夠?yàn)椴僮髡咧庇^呈現(xiàn)遙測(cè)量。

        (3)提供一鍵化控制功能,可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)各細(xì)分部分的控制,典型的控制對(duì)象有直流獨(dú)立運(yùn)行、蓄電池充電模式等。

        (4)模擬化分析,匯總操作步驟并通過(guò)顯示屏直觀呈現(xiàn)出來(lái),以用戶(hù)要求為基本出發(fā)點(diǎn),達(dá)到一鍵操作的效果。

        (5)經(jīng)模擬化分析且確認(rèn)各項(xiàng)流程無(wú)誤后,系統(tǒng)執(zhí)行該流程,其在運(yùn)行過(guò)程中還具備自動(dòng)化采集數(shù)據(jù)的功能,如直流量、交流量等,將檢測(cè)信息與標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)比分析,評(píng)定系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。

        (6)系統(tǒng)具有優(yōu)良的兼容性,從配置上來(lái)看,主監(jiān)控機(jī)選擇的是通用接口,具備同時(shí)接入多個(gè)采集模塊的條件,產(chǎn)生的數(shù)據(jù)能夠及時(shí)傳遞至后臺(tái),為技術(shù)人員的分析提供依據(jù)。

        (7)系統(tǒng)時(shí)間具有可調(diào)性。

        (8)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)記錄能力,如各項(xiàng)操作的發(fā)生時(shí)間、開(kāi)關(guān)狀態(tài)等數(shù)據(jù)均可得到完整的記錄。

        4 優(yōu)勢(shì)概述

        在傳統(tǒng)變電站的基礎(chǔ)上接入智能系統(tǒng)后,可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化采集與傳輸,實(shí)時(shí)掌握電網(wǎng)工作狀況,根據(jù)使用需求以自動(dòng)化的方式調(diào)整運(yùn)行參數(shù),如內(nèi)部電壓等,確保電網(wǎng)處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。因此,智能系統(tǒng)的引入能夠?yàn)樽冸娬镜倪\(yùn)行提供更充足的技術(shù)支持,其具備如下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì):

        (1)精確性高。先進(jìn)的光電變壓器被廣泛應(yīng)用于智能變電站中,運(yùn)行穩(wěn)定性有所提升,敏感性更高,在各類(lèi)高性能電子元器件的共同作用下,可提供保護(hù)與監(jiān)測(cè)功能,準(zhǔn)確捕捉變電站運(yùn)行信息。

        (2)自動(dòng)化水平高。智能的突出特點(diǎn)在于自動(dòng)化,省去了人工看護(hù)的繁瑣環(huán)節(jié),系統(tǒng)以電網(wǎng)運(yùn)行狀況為準(zhǔn)做出靈活的調(diào)整。從自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行模式來(lái)看,采取的是與檢測(cè)系統(tǒng)協(xié)同工作的方式,通過(guò)監(jiān)測(cè)裝置的作用可獲得實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù),隨即傳導(dǎo)至終端設(shè)備,根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)分析電網(wǎng)運(yùn)行狀況,生成結(jié)果后給出調(diào)節(jié)指令,電網(wǎng)系統(tǒng)獲得指令后,將進(jìn)入自定調(diào)節(jié)階段,以確保系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。自數(shù)據(jù)采集開(kāi)始直至最終的調(diào)節(jié)工作,整個(gè)環(huán)節(jié)都無(wú)需人員的參與。

        (3)電網(wǎng)穩(wěn)定性好。在社會(huì)不斷發(fā)展的背景下,對(duì)電能的需求量逐步提升,為給用戶(hù)提供高品質(zhì)的電力服務(wù),擴(kuò)容成為主要途徑。此時(shí),由于電網(wǎng)運(yùn)行規(guī)模的擴(kuò)大,對(duì)電能傳輸穩(wěn)定性提出更高要求,增設(shè)的大量電力元件在工作中會(huì)發(fā)出諧波,在其作用下電能傳輸穩(wěn)定性有所下降。而通過(guò)智能系統(tǒng)的運(yùn)用,則有效消除了諧波的影響,電能傳輸品質(zhì)得到保障。

        (4)通信質(zhì)量提升。通過(guò)智能系統(tǒng)的調(diào)節(jié),信息流通效率提高,解決了傳統(tǒng)方式下信息傳輸滯后的問(wèn)題。智能系統(tǒng)能夠?qū)﹄娏鬏敔顩r做出準(zhǔn)確的判斷,根據(jù)分析結(jié)果選擇通信通道,各模塊的交流水平得到提升,可更為準(zhǔn)確地傳輸信息,外界電磁波干擾得到有效控制。

        (5)實(shí)時(shí)監(jiān)控。智能變電站具備強(qiáng)大的監(jiān)控功能,可實(shí)時(shí)獲取主電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)并及時(shí)傳輸至終端,若存在異常之處,則會(huì)給出調(diào)節(jié)指令,促使電網(wǎng)做出自動(dòng)化調(diào)節(jié)行為,而檢修信息也將被完整記錄。

        (6)兼容性好。現(xiàn)階段,如太陽(yáng)能發(fā)電等領(lǐng)域技術(shù)不斷成熟,分布式能源不斷被接入大電網(wǎng)中,各類(lèi)型發(fā)電方式的特點(diǎn)有所不同,電網(wǎng)具備較強(qiáng)的兼容性尤為關(guān)鍵。智能系統(tǒng)的出現(xiàn),從根本上解決了這一問(wèn)題,如電廠和用戶(hù)等主體具有相協(xié)調(diào)的關(guān)系,電網(wǎng)可維持穩(wěn)定工作狀態(tài)。

        5 結(jié)語(yǔ)

        本文圍繞變電站智能化展開(kāi)研究,提出直流智能操作人機(jī)交互系統(tǒng),梳理了智能電網(wǎng)的基本特點(diǎn),明確了其在變電站乃至整個(gè)電網(wǎng)中的應(yīng)用效果。在傳感器、通信等多個(gè)領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)的支持下,應(yīng)用直流智能操作人機(jī)交互系統(tǒng),人工操作量減少,系統(tǒng)高效運(yùn)行,為電力事業(yè)提供了可靠的技術(shù)支持。

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