新型智能一體化電源系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

沈森煥

【摘 要】新型一體化電源監(jiān)控系統(tǒng)的科學(xué)設(shè)計，彌補了變電站傳統(tǒng)電源系統(tǒng)存在的缺陷，更加智能高效。論文以xx項目一體化電源系統(tǒng)為例，簡述其概況，圍繞新型智能一體化電源監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)，從三個方面分析了智能一體化電源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。此研究以探究智能一體化電源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)為目的，有效增強一體化電源監(jiān)控系統(tǒng)的作用。

【Abstract】The scientific design of the new integrated power monitoring system makes up for the shortcomings of the traditional power system of substation， which is more intelligent and efficient. Taking the integrated power system of XX project as an example， the paper briefly describes its general situation， and the design and implementation of the intelligent integrated power monitoring system are analyzed from three aspects around the architecture of new intelligent integrated power monitoring system. The purpose of this study is to explore the design and implementation of the intelligent integrated power monitoring system， and effectively enhance the function of intelligent integrated power monitoring system.

【關(guān)鍵詞】智能一體化電源；監(jiān)控系統(tǒng)；變電站

【Keywords】intelligent integrated power； monitoring system； substation

【中圖分類號】TM63 【文獻標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）05-0172-02

1 引言

對于一般的變電站而言，主要涵蓋了直、交流系統(tǒng)、通信電源系統(tǒng)以及UPS系統(tǒng)等站內(nèi)常見電源。長期以來，獨立、分散式的組屏設(shè)計方式，再加上提供設(shè)備的供應(yīng)商有所差異，各專業(yè)人員負(fù)責(zé)相應(yīng)的制造、安裝、測試以及電力供應(yīng)等不同的服務(wù)，由此形成一定的限制性。智能一體化電源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計，實現(xiàn)了信息與數(shù)據(jù)采集、故障預(yù)警與處理、運行測定等統(tǒng)一體化管理功能，發(fā)揮出及時排查故障，保證安全性的作用。因此，將此監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用到變電站當(dāng)中具有一定實踐意義[1]。

2 項目概況

為了滿足施工現(xiàn)場、實驗檢測以及維護保養(yǎng)等方面的需求目的，此次研究設(shè)計項目以電力系統(tǒng)為目標(biāo)，研發(fā)設(shè)計出一種針對并適用于野外場地運用的電源終端設(shè)備，即：一體式智能安全保護試驗電源箱。依靠此電源箱所擁有的高集成性與便捷性等優(yōu)勢作用，可以使得電力系統(tǒng)的維修與保護效率與質(zhì)量獲得極大提升。同時運用紅外管控與漏電保護等相關(guān)技術(shù)，確保安全穩(wěn)定性。其中涉及的相關(guān)指標(biāo)涵蓋如下：輸入電壓是220V，輸出電壓是220V，最大的負(fù)載電流是15A，負(fù)載的漏電門限為30Ma，相應(yīng)的溫度在-25℃～60℃之間，而濕度則在10%～99%范圍之內(nèi)。所選用的設(shè)備材料如下：運用密封的ABS電源機箱。發(fā)揮出簡便、防水以及防漏電的良好作用。同時采用一體式線筒，使處于箱底端的線筒可以自行完成收縮，運用雙側(cè)鋼珠軸承的卷線軸和鋼質(zhì)的棘爪座的固定支架，確保其不會出現(xiàn)變形。而依靠自動伸縮的電纜卷軸，能夠?qū)崿F(xiàn)過流保護的功能。其高溫達到100℃，耐低溫-35℃，相應(yīng)的國標(biāo)橡套為2×1.5的20m纜線[2]。

3 智能一體化電源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

3.1 功能檢測模塊設(shè)計分析

從智能一體化電源系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計規(guī)定中可知，要求電源系統(tǒng)對開關(guān)功能狀態(tài)、電池與電壓運行狀況、交直流的模擬量情況以及充電機輸出運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)信息加以監(jiān)測與管控。由于電源系統(tǒng)現(xiàn)場的屏柜一般很多，較為常見的500kV電壓等級的變電站，通常情況下，智能一體化電源系統(tǒng)的屏柜大概為30面屏，采用集中化的監(jiān)控與管理，導(dǎo)致很多二次接線的情況形成，完全違背了統(tǒng)一化管理與分散監(jiān)控的宗旨[3]。

此次針對智能一體化電源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計過程中，設(shè)計了四類不同的測控模塊，具體的相關(guān)功能和作用見下表1。

對于智能一體化電源系統(tǒng)當(dāng)中的測控模塊來說，主要以測定目標(biāo)作為依據(jù)，在不同的屏柜之中科學(xué)予以布設(shè)。例如：把絕緣測控模塊合理設(shè)置于直流饋線柜里面，并且使開關(guān)量測控模塊也被科學(xué)設(shè)置于不同支路的饋線柜里，對于相同種類和功能的測控模塊而言，則依據(jù)基地址與偏移地址相結(jié)合的編址模式，從而完成通信組網(wǎng)構(gòu)建。

實施數(shù)據(jù)建模的過程中，主要參考各個測控模塊的具體功能情況，構(gòu)成類模板，予以科學(xué)表述相應(yīng)的模型文件信息。從試驗中可知，其表示的為綜合測定模塊的相應(yīng)模型文件信息，其中從模型文件信息中能夠了解到有關(guān)設(shè)備的名稱、裝置表現(xiàn)、基地址、測控模塊的具體數(shù)據(jù)測試數(shù)量、種類以及ID信息等等。通過以具體工程實施中的模塊數(shù)量作為參考，科學(xué)配置系統(tǒng)相應(yīng)的工具，完成實例分析，從而使相應(yīng)的電源數(shù)據(jù)模型文件信息滿足IEC61840的要求。實際上，不同的測控模塊，以模型信息文件作為依據(jù)，均存在相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體，而管控顯示模塊則以測控模塊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體以及組態(tài)配置情況作為依據(jù)，達到對數(shù)據(jù)的內(nèi)存塊實時闡釋的效果，依靠不同測控模塊與開放式的通信協(xié)議，完成準(zhǔn)確映射關(guān)系的構(gòu)建任務(wù)[4]。

3.2 管控顯示模塊的設(shè)計分析

在設(shè)計通信架構(gòu)的過程當(dāng)中，需要管控顯示模塊可以對相應(yīng)各個測控模塊的數(shù)據(jù)信息予以及時采集處理，實現(xiàn)本地顯示與管控功能。此次研究設(shè)計涉及的管控顯示模塊將ARM、WinCE以及觸摸屏緊密結(jié)合到一起，形成科學(xué)的設(shè)計方式，其中的通信接口主要供應(yīng)了4路RS484接口，1路RS231接口以及1路以太網(wǎng)接口等。

實際上，管控顯示模塊在發(fā)揮功能時需要結(jié)合具體的狀況，對配置文件信息予以讀取，緊密依據(jù)系統(tǒng)模型的相應(yīng)設(shè)計，形成相應(yīng)的運行拓?fù)鋱D，同時工作人員可以從其界面中獲得電氣量的關(guān)鍵信息，并以測定模塊的具體種類與樹木情況，自動形成對應(yīng)的運行內(nèi)存，從而構(gòu)建和不同的模塊間的實時通信運行內(nèi)存的更新優(yōu)化制度。

3.3 智能通信管控單元的科學(xué)設(shè)計分析

通過科學(xué)設(shè)計智能通信管控單元，使其按照IEC61840的要求把整個變電站的全部電源信息數(shù)據(jù)準(zhǔn)確傳遞至信息一體化管理平臺當(dāng)中，同時依據(jù)科學(xué)的屏柜組態(tài)設(shè)計規(guī)定，完成準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)建模任務(wù)，并且?guī)椭O(jiān)控人員對變電站一體化的電源系統(tǒng)的整體組態(tài)設(shè)計情況予以詳細掌握，此外還包括了不同專業(yè)電源的布設(shè)與電氣量的運行數(shù)據(jù)情況等。

實際上，進行智能一體化電源監(jiān)控系統(tǒng)的組網(wǎng)設(shè)計當(dāng)中，智能通信管控單元發(fā)揮出重要的功效。此通信單元運用多種類型的通信接口，和相關(guān)的管控顯示模塊形成重要的通信通道，實時掌握整個變電站不同專業(yè)電源監(jiān)控系統(tǒng)的運行情況，同時結(jié)合具體的需要，對有關(guān)的數(shù)據(jù)信息加以科學(xué)分析，完成通信操作。此次設(shè)計的智能管控單元充分發(fā)揮出CPLD模塊、Hi3516處理器、存儲電路模塊、電源模塊以及通信接口模塊等諸多功能，體現(xiàn)出新型智能一體化電源監(jiān)控系統(tǒng)的實際效果[5]。

4 結(jié)論

從此研究的分析與論述中可知，深入探究和分析新型智能一體化電源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)十分關(guān)鍵。本文通過以xx項目一體化電源系統(tǒng)為例，簡述其概況，圍繞新型智能一體化電源監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)，從三個方面分析了智能一體化電源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)：功能檢測模塊設(shè)計分析、管控顯示模塊的設(shè)計分析、智能通信管控單元的科學(xué)設(shè)計分析。望此次研究的內(nèi)容和結(jié)果，可以獲得相關(guān)人員的重視，發(fā)揮出智能一體化電源監(jiān)控系統(tǒng)的功效。

【參考文獻】

【1】劉珍，刁守斌，陳曰印，等.分體式變電站一體化電源監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J].山東電力技術(shù)，2016，43（10）：48-51.

【2】張可，張令意，劉鴻濤.新型智能一體化電源監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].工業(yè)控制計算機，2015，28（07）：190-200.

【3】吳博， 呂曉平， 盧澤光，等. 智能變電站一體化電源監(jiān)控系統(tǒng)[J]. 山東工業(yè)技術(shù)， 2016，27（14）：159-160.

【4】張修華， 劉序軍， 孟祥軍，等. 變電站開放式輔助監(jiān)控系統(tǒng)平臺設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 自動化儀表， 2016， 37（9）：52-55.

【5】楊小杰. 智能變電站一體化電源監(jiān)控系統(tǒng)[J]. 江西建材，2017，19（3）：195-198.