電力設計的智能化發展研究

崔玉詠

摘要：人們的生活中，電力資源是不可缺少的一部分，在電力時代，電力的相關產業隨著科技的發展在不斷轉型，尤其是電力一次設備智能化被廣泛應用。電力一次設備智能化被納入電氣自動化范疇，是電力相關產業不斷轉型、提升生產力的基礎。本文對電力設計的智能化發展進行簡要分析，并進對一次設備智能化設計的了解，推動電力智能化設備的發展。

關鍵詞：電力設計;一次設備;智能化

一、電力設計智能化概述

智能設計是指應用現代信息技術，采用計算機模擬人的思維活動，提高計算機的智能水平，從而使計算機能夠更多、更好地承擔設計過程中各種復雜任務，成為設計人員的重要輔助工具。現在電力設計行業數字化設計經過十多年的發展已經趨于成熟，可視化設計、自動繪圖、自動材料統計、碰撞檢查、數據檢查等功能大大推動了設計的自動化水平，但是仍然需要人工材料設置、人工設備布局、人工管道布置、人工應力分析、人工支吊架設計等等，這些繁復的工作仍然束縛了設計人員的手腳、限制了設計人員的創新能力，設計管理模式仍然沿用了傳統手工繪圖時的手段，點到點、人對人的模式不僅手續繁瑣，而且過程無法精確控制。

二、電力一次設備智能化設計的內容

1.基礎條件

目前，通常的工程設備設計所采用的都是通過總線加以連接的拓撲結構，而在通訊協議上，數據間的傳遞則采用的是“向下兼容”的原則。但隨著電氣自動化的進一步發展，網絡通訊的機電一體化和芯片嵌入的標準都發生了很大的改變，已經能夠實現終端設備鏈條的獨立測控。由此可見，根據設備系統的拓撲結構，現場總線作為通訊協議的重要一步，要包含硬件和軟件兩個部分，在現場控制器和人機界面掛歷計算機這兩個方面都要考慮。目前，大型現場總線體系需要有強大兼容性的總線通訊協議，從而將控制器、控制裝置和儀表等設備串入到體系中，實現對整體設備的掌控。

2.電力一次設備智能化設計的內容和特點

目前，一般采用的設備系統都是利用一個小型的 PLC系統，將嵌入式控制裝置和高低壓變配電設備的應用情況融合進去，所以，在進行電氣設計時，不用把二次信號和集中、計量保護系統設備與自動控制系統之間的預留互聯條件考慮進去，只需要根據使用操作要求進行電力系統的設計即可。此外，在電力系統的設計中，儀表系統設計是不可或缺的一部分，傳統的設計方案所使用的電力設備設計與自動化設計之間沒有交叉，這種平行的關系很難滿足今后的電力系統設備的發展。因此，在新設計中，針對這種狀況進行了改變，簡化了傳統的設計方案，大大提升了設備的使用效率，從而使系統更加能滿足需求。在新的設計方案中，利用軟件和通信協議就能完成電力設備系統的建立工作，省去了對自動化組態硬件確定的工作，將電力設備與自動化結合，不但能合理協調二者之間的關系，還能夠促進工作的分配和調動，有很大的發展前景。

三、變電站一次設備智能化

一次設備與二次設備共同組成了變電站設備，一次設備主要有斷路器、變壓器、母線及互感器等幾部分構成，二次設備包括自動化系統、輔助系統，以及智能組件等部分。在一次設備的智能化上能充分體現變電站的智能化，一次設備的智能化是以較為精準的信息接口為基礎，進一步實現信息保護、自動調節和狀態監控等方面應用為一體，做好智能電網中的信息應用，實現對電力系統任務的集中控制工作。變電站的一次設備智能化，已經擁有了較為完善的自我運行監控調節系統，實現自我調節運行功能，能夠對一次設備實際運行狀態中存在的故障實施有效監控，準確的掌握運行故障的具體源頭與程度，為電氣設備維修人員在檢修工作上提供準確的數據支持。在智能化一次設備上，電網往往具有較大的靈活性，基于此種特性，可以在大規格間隙發電與分布式發電中接入。在變電站智能一體化信息平臺的建設過程中，智能化一次設備發揮了巨大的作用，智能化一次設備的運用大大的完善了變電站的自我監測系統，提升了變電站的自我監測能力，使變電站的各個單元狀態得以更好的報告與檢測，從而構成一個更加完善的在線監控數據庫。準確掌握設備不同時段內的運行數據，并為電網設備監測管理提供數據，專業系統的數據分析對管理者和使用者決策具有較高的參考價值，更好的實現變電站智能設備的自行監控診斷目標。智能組件作為一次設備智能化的核心部件，應用上有著嚴格要求： 第一，投入使用的智能組件不能影響或改變一次設備的正常運行。第二，智能組件要實施連續自動監測、數據的存儲和處理; 發揮智能組件報警和自檢功能，實現智能組件合理監測的靈敏度和抗干擾能力。第三，智能組件能夠提升監測結果的重復性和可靠性、準確度。

四、電力一次設備智能化的未來發展

智能化的新設計方略自引入以來，已經得到了全面的實現，當前電路終端設備的諸多應用中都得到了體現。當前現場總線體系與通訊協議的吻合程度屬于歷史最好，網路通訊實現了完整的功能展現，連接節點處分布式數據庫的采用增強了獨立模塊組網能力與抗干擾能力。此外，系統的設備管控體系經由智能化設計實現了數據實時空閑、反饋的功能，降低了設備管理成本并提升了設備管理可靠性。在未來，希望電力一次設備智能化可以用更加簡便的形式實現，在大框架明確的前提下豐富細節，朝著小型化、智能化的方向不斷邁進。

五、一次設備智能化在10KV配電系統的應用

我國配電網包括農村電網和城市電網農村電網最主要采取架空線的方式城市電網則主要采取電纜網的形式。所采用的電力一次設備主要包括配電開關、配電變壓器等。這些開關及變壓器大多數沒有自我控制測量、控制、通訊功能。目前采用的二次設備主要包括稈TTU，FTU，DTU等設備。通過在一次設備上融合二次測量、控制、通訊功能是配電終端與配電一次設備無縫融合。實現包括就地手動、遠方控制、環網控制、保護動作等方面的應用。設備同時具有現場總線通訊、網絡通訊或光纖通訊功能。實現現場單元間、子站之間、子站對

六、結束語

隨著經濟社會的飛速發展，企業生存壓力不斷加大。作為國民經濟中最重要一環的電力行業，如何借助現代科學手段進一步提升生產力，是其要深入思考的問題。本文探討的電力一次設備的智能化設計與發展課題是一個很好地案例，是電力企業順應時代發展，不斷改革提升生產力的鮮活證明。希望本文能夠為電力智能化領域的研究做出貢獻，為電力企業可持續健康發展給予啟示。

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（作者單位：安徽意通電力設備有限公司）