未曉妃
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
0.引言
在電力企業(yè)生產(chǎn)過程中需要用到大量的電力設(shè)備,電力設(shè)備的應(yīng)用對(duì)電力企業(yè)的安全平穩(wěn)生產(chǎn)至關(guān)重要。同時(shí),與電力設(shè)備相配套的是電力設(shè)備對(duì)電力企業(yè)電網(wǎng)的供電和調(diào)度具有較高的要求。在過去一段時(shí)間,電力企業(yè)變電站的自動(dòng)化水平不高,電力保護(hù)設(shè)施存在較大的短板,不同電力設(shè)備之間的存在配合不暢的問題,很大地影響到電力企業(yè)的生產(chǎn)效率。隨著我國(guó)電力系統(tǒng)整 體技術(shù)的進(jìn)步提升,借助計(jì)算機(jī)輔助和自動(dòng)化控制設(shè)備,電力企業(yè)變電所能夠?qū)崿F(xiàn)電力的數(shù)字化建設(shè),為電力企業(yè)生產(chǎn)電力供應(yīng)平穩(wěn)有效奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),本文就數(shù)字化變電技術(shù)在電力企業(yè)變電站中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。
1.數(shù)字化變電站技術(shù)在電力企業(yè)變電所應(yīng)用現(xiàn)狀
1.1電力企業(yè)變電站發(fā)展現(xiàn)狀
1.2 數(shù)字化變電站的技術(shù)要點(diǎn)
從數(shù)字化變電站技術(shù)在電力企業(yè)變電所應(yīng)用上看,一方面,數(shù)字化變電站對(duì)提升電力企業(yè)電網(wǎng)管理能力,促進(jìn)配電效率提升具有較大的促進(jìn)作用,數(shù)字化技術(shù)在電力企業(yè)變電站的應(yīng)用對(duì)變電站綜合效能的提升作用明顯。因此,在對(duì)電力企業(yè)變電站改造提升當(dāng)中,應(yīng)當(dāng)注重?cái)?shù)字軟件和硬件系統(tǒng)的綜合運(yùn)用,結(jié)合電力企業(yè)生產(chǎn)用電的需求和電網(wǎng)設(shè)置的實(shí)際情況,做好改造過程記錄,增強(qiáng)數(shù)字智能設(shè)備的應(yīng)用數(shù)量,確保電力企業(yè)電網(wǎng)能夠始終運(yùn)行在安全可靠的區(qū)間。另一方面,在對(duì)電力企業(yè)變電站的控制方式上,相較于傳統(tǒng)的依靠人工方式進(jìn)行用電線路調(diào)整,數(shù)字化變電站的技術(shù)可以在計(jì)算機(jī)的控制下,利用各種 智能化終端設(shè)備對(duì)線路實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的調(diào)整,減少電力企業(yè)變電所對(duì)人工的依賴,很大地提升變電效率。
1.3電力企業(yè)變電站數(shù)字化發(fā)展基礎(chǔ)
2.數(shù)字化變電技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)
相較于數(shù)字化變電技術(shù),電力企業(yè)傳統(tǒng)的變電站在應(yīng)用上存在很大的技術(shù)缺陷,特別是在 用電安全和供電穩(wěn)定性上存在明顯的不足,如果涉及到用電設(shè)備較大的調(diào)整,供電網(wǎng)絡(luò)在調(diào)整的靈活性上存在較大的短板,無法滿足電力企業(yè)采掘設(shè)備的用電需求,造成電力企業(yè)電力供應(yīng)效率較低。在電力企業(yè)變電站數(shù)字化發(fā)展過程中,呈現(xiàn)出明顯的特征。電磁式保護(hù)裝置對(duì)電子保護(hù)裝置的替換,從簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)保護(hù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)集 成自動(dòng)保護(hù)。在不斷的設(shè)備更新中,電力企業(yè)變電站逐漸實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的數(shù)字化,具體體現(xiàn)在, 一次設(shè)備的智能化提升,二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化水平的提升,兩種設(shè)備通過計(jì)算機(jī)控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力線路的有效操控,提升了電力網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化程度。電力企業(yè)變電站實(shí)現(xiàn)數(shù)字化改造的在實(shí)際生產(chǎn)中的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在:
電子互感器終端裝置性能優(yōu)良,具有較好的安裝和維護(hù)性,絕緣性較好,CT動(dòng)態(tài)范圍相較于傳統(tǒng)的互感器范圍較寬,無磁飽現(xiàn)象,相較于傳統(tǒng)的互感器在使用性能上有了較大的提升。
在數(shù)字變電站中應(yīng)用較多的職能開關(guān)裝置可以實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)供電 網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的數(shù)字化控制,信號(hào)傳播的效率和反映速度有了質(zhì)的提升,能夠有效實(shí)現(xiàn)在一次設(shè)備和其它電器裝置之間電纜的使用數(shù)量,降低電網(wǎng)維 護(hù)和建設(shè)成本。
在傳統(tǒng)的電力企業(yè)變電站建設(shè)當(dāng)中,通常會(huì)使用多種規(guī)約的電器設(shè)備,造成不同廠商和不同型號(hào)設(shè)備之間的配合程度較低, 系統(tǒng)之間的融洽性較差,在實(shí)際使用過程中會(huì)出 現(xiàn)設(shè)備銜接故障,不僅會(huì)造成電力傳輸效率降低,甚至?xí)l(fā)供電系統(tǒng)的故障,造成電力企業(yè)生產(chǎn)停滯。數(shù)字化變電設(shè)備的應(yīng)用,采用標(biāo)準(zhǔn)的IEC61850通信協(xié)議,能夠在更大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的有效銜接,且具有較大的設(shè)備延展性,在需要的情況下能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行有效的升級(jí)提升。
在IEC61850通信協(xié)議應(yīng)用方面,通過數(shù)字設(shè)備通信功能,能夠?qū)崿F(xiàn)變電站的聯(lián)閉鎖邏輯等功能,不用再依賴交換設(shè)備,變電設(shè)備的總體可靠性大大超過了傳統(tǒng)的電力企業(yè)變電站。
3.電力企業(yè)變電站數(shù)字化提升路徑
在此系統(tǒng)之中,數(shù)字化電力設(shè)備具有較好的系統(tǒng)兼容性,都支持IEC61850通信協(xié)議,可以通過接口功能對(duì)變電站的系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)提升,軟件升級(jí)的方式能夠有效降低電力企業(yè)變電站的維護(hù)成本,同時(shí)使變電系統(tǒng)更加適應(yīng)電力企業(yè)生產(chǎn)。 在電力企業(yè)變電站的二次回路中,繼電器裝置可以通過編程方式進(jìn)行升級(jí),所有設(shè)備都可以通過光纖與控制系統(tǒng)進(jìn)行鏈接,優(yōu)化了控制系統(tǒng)回路設(shè)置。過渡階段的電力設(shè)備需要滿足于支持 IEC61850通信協(xié)議,設(shè)備信息借助工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn) 行傳輸。如果只能裝備支持支持IEC61850通信協(xié)議,那么可以直接通過工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行連接,如果智能設(shè)備無法與IEC61850通信協(xié)議有效連接, 那么需要通過相關(guān)的轉(zhuǎn)換設(shè)備進(jìn)行連接轉(zhuǎn)換,然后在通過工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)連接。
4.電力企業(yè)數(shù)字化變電技術(shù)的發(fā)展方向
4.1 自動(dòng)化操控系統(tǒng)
在當(dāng)前的電力企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中,越來越多的電力企業(yè)意識(shí)到了數(shù)字化變電站在提升用電效能,確保供電安全上的促進(jìn)作用,開始對(duì)傳統(tǒng)電力企業(yè)變電站進(jìn)行數(shù)字化的改造提升,在變電站中應(yīng)用了大量的數(shù)字化設(shè)備,實(shí)現(xiàn)了電力企業(yè)供電系統(tǒng)的智能化改造提升了電力企業(yè)的生產(chǎn)效率。相較于傳統(tǒng)的電力企業(yè)變電站,數(shù)字化變電站的應(yīng)用能夠?qū)芎玫仡A(yù)防和管理電力企業(yè)變電 故障的發(fā)生,在故障發(fā)生之后則能很好地通過智 能設(shè)備檢測(cè)故障發(fā)生的位置,從而有效降低故障處理的時(shí)間,提升變電站的設(shè)備可維護(hù)性。電力企業(yè)變電站的自動(dòng)化的主要構(gòu)成包含了分流交換自動(dòng)化、資料記錄、電力工作數(shù)據(jù)、信息分層等,電力企業(yè)數(shù)字化變電站維護(hù)工作人員可以通過自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)變電站的運(yùn)行狀態(tài),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化操作。
4.2 系統(tǒng)集成化
4.3 網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)
在電力企業(yè)數(shù)字化變電站技術(shù)構(gòu)成當(dāng)中,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化變電站的核心,能夠有效確保數(shù)字化變電站的建成和投用。電力企業(yè)電力企業(yè)由于生產(chǎn)體量比較大,無論是管理還是生產(chǎn)都利用局域網(wǎng)絡(luò)將不同崗位和工作內(nèi)容鏈接在一起。在變電站方面也是如此,利用局域網(wǎng)絡(luò)把各個(gè)用電設(shè)備的信息情況傳輸?shù)綌?shù)字變電站系統(tǒng)內(nèi)部,然后利用計(jì)算機(jī)判斷分析,發(fā)出不同的指令信號(hào),能夠?qū)﹄娏鬏攲?shí)施更加有效的控制。利用光纖手段傳播信心速度快捷,且設(shè)備的建設(shè)成本較低,相對(duì)于光纜傳輸信息,數(shù)字化的信息傳播方式更加適合現(xiàn)代化的電力企業(yè)生產(chǎn)。
5.安科瑞AcrelCloud-1000變電所運(yùn)維云平臺(tái)
5.1概述
基于互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)通訊等技術(shù)開發(fā)的云端管理平臺(tái),滿足用戶或運(yùn)維公司監(jiān)測(cè)眾多變電所回路運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)、室內(nèi)環(huán)境溫濕度、電纜及母線運(yùn)行溫度、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或環(huán)境視頻場(chǎng)景等需求,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)一個(gè)*心,集中存儲(chǔ)、統(tǒng)一管理,方便使用,支持具有權(quán)限的用戶通過電腦、手機(jī)、PAD等各類終端鏈接訪問、接收?qǐng)?bào)警,并完成有關(guān)設(shè)備日常和定期巡檢和派單等管理工作。
5.2應(yīng)用場(chǎng)所
適用于電信、金融、交通、能源、醫(yī)*衛(wèi)生、文體、教育科研、農(nóng)林水利、商業(yè)服務(wù)、公用事業(yè)等行業(yè)變配電運(yùn)行維護(hù)系統(tǒng)的新建、擴(kuò)建和改建。
5.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)可分為四層:即感知層、傳輸層、應(yīng)用層和展示層。
感知層:包含變電所安裝的多功能儀表、溫濕度監(jiān)測(cè)裝置、攝像頭、開關(guān)量采集裝置等。除攝像頭外,其它設(shè)備通過RS485總線接入現(xiàn)場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)RS485端口。
傳輸層:包含現(xiàn)場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)和交換機(jī)等設(shè)備。智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù),并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換,數(shù)據(jù)存儲(chǔ),并通過交換機(jī)把數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器端口,網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在本地,待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù),保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。
應(yīng)用層:包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,若變電所數(shù)量小于30個(gè)則應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器可以合一配置。服務(wù)器需要具備固定IP地址,以接收各智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)傳送過來的數(shù)據(jù)。
展示層:用戶通過手機(jī)、平板、電腦等多終端的方式訪問平臺(tái)信息。
5.4系統(tǒng)功能
5.4.1用能月報(bào)
用能月報(bào)支持用戶按總用電量、變電站名稱、變電站編號(hào)等查詢所管理站所的用電量,
5.4.2站點(diǎn)監(jiān)測(cè)
站點(diǎn)監(jiān)測(cè)包括概況、運(yùn)行狀態(tài)、當(dāng)日事件記錄、當(dāng)日逐時(shí)用電曲線、用電概況。
5.4.3變壓器狀態(tài)
變壓器狀態(tài)支持用戶查詢所有或某個(gè)站所的變壓器功率、負(fù)荷率、等運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù),支持按負(fù)荷率、功率等升、降序排名。
5.4.4運(yùn)維
運(yùn)維展示當(dāng)前用戶管理的有關(guān)變電所在地圖上位置及總量信息。
5.4.5配電圖
配電圖展示被選中的變電所的配電信息,配電圖顯示各回路的開關(guān)狀態(tài)、電流等運(yùn)行狀態(tài)及信息,支持電壓、電流、功率等詳細(xì)運(yùn)行參數(shù)查詢。
5.4.6視頻監(jiān)控
視頻監(jiān)控展示了當(dāng)前實(shí)時(shí)畫面(視頻直播),選中某一個(gè)變配電站,即可查看該變配電站內(nèi)視頻信息。
5.4.7電力運(yùn)行報(bào)表
電力運(yùn)行報(bào)表顯示選定站所選定設(shè)備各回路采集間隔運(yùn)行參數(shù)和電能抄表的實(shí)時(shí)值及平均值行統(tǒng)計(jì)。
5.4.8報(bào)警信息
對(duì)平臺(tái)所有報(bào)警信息進(jìn)行分析。
5.4.9任務(wù)管理
任務(wù)管理頁面可以發(fā)布巡檢或消缺任務(wù),查看巡檢或消缺任務(wù)的狀態(tài)和完成情況,可以點(diǎn)擊查看任務(wù)查看具體的巡檢信息。
5.4.10用戶報(bào)告
用戶報(bào)告頁面主要用于對(duì)選定的變配電站自動(dòng)匯總一個(gè)月的運(yùn)行數(shù)據(jù),對(duì)變壓器負(fù)荷、配電回路用電量、功率因數(shù)、報(bào)警事件等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,并列出在該周期內(nèi)巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)的各類缺陷及處理情況。
5.4.11APP監(jiān)測(cè)
電力運(yùn)維手機(jī)支持“監(jiān)控系統(tǒng)"、“設(shè)備檔案"、“待辦事項(xiàng)"、“巡檢記錄"、“缺陷記錄"、“文檔管理"和“用戶報(bào)告"七大模塊,支持一次圖、需量、用電量、視頻、曲線、溫濕度、同比、環(huán)比、電能質(zhì)量、各種事件報(bào)警查詢,設(shè)備檔案查詢、待辦事件處理、巡檢記錄查詢、用戶報(bào)告、文檔管理等。
5.5系統(tǒng)硬件配置
6.結(jié)束語
綜上所述,電力企業(yè)在現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型發(fā)展中,需要對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和組織方式進(jìn)行更新,其中對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)代化的改造首先應(yīng)當(dāng)關(guān)注變電站的數(shù)字化建設(shè),電力企業(yè)變電站的數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用是我國(guó)電力企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型的重要內(nèi)容,做好數(shù)字化變電站的建設(shè)有助于電力企業(yè)電力企業(yè) 進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率,提高電網(wǎng)的供電穩(wěn)定性,保障電力企業(yè)平穩(wěn)生產(chǎn)。電力企業(yè)變電站是電力企業(yè)生產(chǎn)的能源樞紐,隨著我國(guó)的電力科技技術(shù)日益進(jìn)步,電力企業(yè)變電站的數(shù)字化轉(zhuǎn)型將是未來電力企業(yè)電力改革的大的趨勢(shì),電力企業(yè)電力企業(yè)在對(duì)變電站進(jìn)行數(shù)字化改造的同時(shí),需要綜合考慮電力企業(yè)的用電需求和改造模式,根據(jù)技術(shù)的成熟度選擇合適電力企業(yè)生產(chǎn)的改造模式,通過安裝智能化的電力設(shè)備,逐漸實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)變電站的數(shù)字化改造,穩(wěn)妥地推進(jìn)電力企業(yè)變電站的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
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