智能變電站建筑節(jié)能系統(tǒng)分析

王治杰

摘要：在當前我國社會經(jīng)濟發(fā)展的過程中，電力能源作為基礎動力成為構筑經(jīng)濟增速的重要基礎。當前我國多種變電站系統(tǒng)中，智能變電站的應用也隨著技術的進步成為了目前變電站建筑工程的主流形式。而智能變電站建筑節(jié)能系統(tǒng)作為智能變電站建筑的重要部分，在保障變電站正常工作的同時可以實現(xiàn)高效節(jié)能目的。本文將從智能變電站建筑多種結構入手，綜合分析智能變電站建筑節(jié)能系統(tǒng)的功能、作用、效果。

關鍵詞：智能變電站；建筑；節(jié)能系統(tǒng)；分析

中圖分類號：TM63 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2018）025-0353-02

一、智能變電站建筑節(jié)能系統(tǒng)應用意義

當前我國電力供應仍以化石燃料燃燒的火力發(fā)電為主。火力發(fā)電作為一種高耗能、高污染的發(fā)電形式，對于環(huán)境的污染和破壞是顯著地。我國是全球第一大碳排放國家，平均每年人均碳排放量為5.5噸。大量的碳排放量不僅加劇了溫室效應，同時煤礦石內(nèi)含多種有毒物、PM2.5等有害物質也會造成人民健康和環(huán)境污染的破壞。因此十九大報告中指出：當前我國需要加強生態(tài)文明建設，打好生態(tài)環(huán)境保護攻堅戰(zhàn)，建設美麗中國。可以說當前我國在發(fā)電環(huán)節(jié)對能源和資源的優(yōu)化成為重要的手段和方法。

變電站調(diào)節(jié)區(qū)域間各部分電壓，可以說是電力輸配過程中重要的設備。在當前環(huán)保標準、能耗標準的多種要求下，變電站也隨著技術的發(fā)展逐漸演化為一人工智能為主要控制技術的變電站建筑系統(tǒng)。智能變電站建筑突破了傳統(tǒng)變電站建筑設備“容器”的概念，創(chuàng)新性地在建筑結構、設計方面融入了多種智能化的設計結構和設計體現(xiàn)。使得建筑在變電站工作期間可以更加高效地得到保障，在提高變電站系統(tǒng)工作效率的同時，也格外強調(diào)了節(jié)能的意義。在當前智能變電站系統(tǒng)中，有關的節(jié)能系統(tǒng)主要通過多種檢測方式來對建筑內(nèi)接入能源、建筑周圍環(huán)境、變電站自身設備的能耗等項目對變電站建筑內(nèi)外進行多種數(shù)據(jù)的監(jiān)控、采集、處理，來確保智能變電站建筑的工作體現(xiàn)出環(huán)境保護、節(jié)能減排的目的。

二、智能變電站建筑節(jié)能系統(tǒng)的具體構架

在智能變電站建筑節(jié)能系統(tǒng)的具體構架中，由于需要對建筑系統(tǒng)內(nèi)各部件進行一系列監(jiān)控、采集、處理均需要通過最基礎的建筑能源監(jiān)測系統(tǒng)來得以實現(xiàn)。在建筑能源檢測系統(tǒng)的構架上，主要組成形式如下圖：

可以看出，監(jiān)控系統(tǒng)由動力監(jiān)控子系統(tǒng)驅動，信號經(jīng)由動力監(jiān)控子系統(tǒng)傳遞至底層核心元件與客戶端之間的數(shù)據(jù)分析，同時將相應的數(shù)據(jù)轉存在數(shù)據(jù)庫內(nèi)。具體來說：

（一）變電站自用電力監(jiān)測模塊

節(jié)能系統(tǒng)中借助站內(nèi)綜合自動化系統(tǒng)接口，可以對變電站內(nèi)低壓側總電壓、總電流，各支路的電壓與電流等數(shù)據(jù)進行收集和監(jiān)控。同時，電力監(jiān)測模塊也可以根據(jù)設備自身狀態(tài)感知系統(tǒng)和多種傳感器來探測變電站內(nèi)部各部件的具體工作狀態(tài)。比如在變電站工作時，建筑內(nèi)部的攝像監(jiān)控設備、空調(diào)、信息設備、燈具、散熱系統(tǒng)、排風系統(tǒng)等設備的總電壓和總功率等，都可以借助相關數(shù)據(jù)的收集和處理以多種uI形式呈現(xiàn)出來。同時，模塊系統(tǒng)自身還可以將以往的歷史用電信息進行處理。工作人員可以按照季節(jié)、氣候、天氣等不同因素的具體影響來綜合性分析變電站內(nèi)部的電量使用情況，進而對變電站自身的能耗進行優(yōu)化和調(diào)整。具體系統(tǒng)模塊工作流程如圖2：

（二）蓄電池狀態(tài)監(jiān)測模塊

節(jié)能系統(tǒng)可以經(jīng)由站內(nèi)綜合自動化系統(tǒng)接口，來提取系統(tǒng)中蓄電池總電壓、總電流，蓄電池組內(nèi)單電池電壓、電流，各電池內(nèi)阻等綜合電池信息。系統(tǒng)在提取上述蓄電池綜合信息后，經(jīng)由動力檢測系統(tǒng)下的各子系統(tǒng)，子系統(tǒng)內(nèi)預先設置好的閾值來對各種信號進行管理和控制，對于超出閾值范圍的電池組，子系統(tǒng)在處理時可以將相關信號傳遞至蓄電池監(jiān)測點周邊的攝像頭提取目標區(qū)域圖像；相關燈光發(fā)出警告指令。蓄電池狀態(tài)監(jiān)測模塊在此階段將一系列指令與信號進行記錄與存儲，工作人員進而可以結合多種因素對相關蓄電池狀態(tài)與故障進行分析，進而調(diào)整子模塊中相關閾值的設定。

（三）UPS監(jiān)測模塊

UPS（uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply）即不間斷供電系統(tǒng)。UPS檢測模塊在節(jié)能系統(tǒng)中的工作模式相同，站內(nèi)綜合自動化系統(tǒng)接口可以對主機狀態(tài)、逆變報警、裝置報警等多種UPS信息進行收集和提取并傳遞至動力檢測子系統(tǒng)中。動力檢測子系統(tǒng)可以按照設定閾值對信號進行判斷和處理并記錄，工作人員可以根據(jù)多項數(shù)據(jù)進行相關閾值設定和調(diào)整，處理相關故障和錯誤信號。

三、智能變電站建筑能耗具體分析與管理

建筑節(jié)能檢測系統(tǒng)可以通過多種綜合自動化系統(tǒng)的接入來提取變電站內(nèi)部全部用電設備的具體工作狀態(tài)。從變電站內(nèi)部用電信息來看，經(jīng)由各種電量各種計算式，工作人員可以準確算出相關能耗的準確狀態(tài)。同時，前文中所述的對于變電系統(tǒng)內(nèi)部各環(huán)節(jié)的具體部件的具體監(jiān)控過程中，一方面根據(jù)相關預設閾值來對多種數(shù)據(jù)進行判斷，而另外一方面對于變電站內(nèi)各部件的多種數(shù)據(jù)，節(jié)能系統(tǒng)還可以以三維場景中將數(shù)據(jù)進行實際和現(xiàn)實的呈現(xiàn)（具體見流程圖3）三維可視化技術的直觀呈現(xiàn)可以幫助工作人員在高效率的狀態(tài)下對數(shù)據(jù)進行分析和處理，而由攝像頭、傳感器、數(shù)據(jù)采集器等組成的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以全方位地對變電站系統(tǒng)進行實時的監(jiān)控。四、結語

可以看出智能變電站建筑的節(jié)能系統(tǒng)具體核心部件在節(jié)能檢測系統(tǒng)的管理下，通過初期多種閾值的設定與邏輯系統(tǒng)的判斷控制，可以根據(jù)多種情況自行對設備的工作狀態(tài)與環(huán)境因素進行自動化的調(diào)整。同時，系統(tǒng)也可以根據(jù)各個檢測模塊的具體形狀進行搜集來全面的分析和判斷。全面分析各模塊間耗電量的具體形式，通過動力監(jiān)控子系統(tǒng)來對總體的電力模塊進行充分的分析和調(diào)整。這種模式充分體現(xiàn)了節(jié)能系統(tǒng)智能化的具體思想，通過智能化的節(jié)能技術，變電站可以能耗最低，效率更高地運行。可以說當前在變電站建筑節(jié)能系統(tǒng)的應用過程中，統(tǒng)一調(diào)配，綜合管理是今后智能化思想的主要模式，值得在全國范圍內(nèi)廣泛推廣。