智能變電站中電力一次設備的智能化設計及發展探析

程斌

（廣東電網有限責任公司中山供電局，廣東 中山 528400）

進入21世紀以來，人們的物質生活和精神生活在質量上逐漸提高，舊的能源系統已經滿足不了人們的需求，在外部供求市場的壓力下能源系統也發生了變化。電力自動化是能源改革的重要組成部分，變電一次設備的智能化適應與發展對整個能源的建設與發展具有重要影響。

1 智能變電站概述

1．1 智能變電站基本定義和特性

智能變電站具有先進的節能、環保、穩定等特點并兼具較高的應用價值。其具有網絡信息平臺提供數據采集、傳輸、記錄等維護功能。智能電網能在線決策分析問題，實時控制其他應用程序，保證電廠與電網交換信息的準確性，協調電力系統的網絡集成、分析決策和控制。綜合分析能力和自動控制能力已成為變電站智能化的重要指標之一，為提高變電站的安全、高效、智能運行性能提供了良好的依據，其構成了智能化、數字化設備的綜合信息領域，提高了變電站的性能。

1．2 智能變電站結構

智能變電站主要由過程層、站控層和隔臺層組成。過程層主要用于實時檢測電力，識別電氣設備實際運行狀態參數，負責監控整個變電站的數據，根據歷史數據庫協議更新，聯系和傳輸這些數據，保證數據的準確性和及時性，確保完成指揮中心的規劃任務。站控層是必要的控制和保護設備。通信功能在連接之前，有一層流程相關的，具有在線維護修改功能的設備，這就是隔臺層。為了確保網絡通信的速度和可靠性,有必要提供下行網絡接口連接層的技術保證,智能組件最重要的功能包括狀態顯示、信息交互和網絡控制。隨著科學技術的發展，一次設備的智能化設計推動了智能元器件與主設備的有機結合。

2 傳統電氣自動化設計的特點及要求

傳統的電氣自動化有許多不同的設計、測試和維護元素，以及和終端用戶特定服務之間的聯系，電氣系統的設計應能夠驗證商業用戶的具體電氣性能，計算電力設備的有效負荷分布，總結性能效益和預留方案，同時，根據用戶的實際情況配置電網的電壓，其工作條件必須滿足電氣設備的安全以及輔助保護系統的自動化和能耗要求。根據設計要求，低壓系統安裝、檢修設計的合理性直接影響到下一階段的現場測試和電路設計。因此，系統的投入產出結構非常重要，直接影響到獨立設備與整個系統網絡的有效連接。

3 電力一次設備智能化設計的建設條件及內涵與特征

3．1 電力一次設備智能化設計的建設條件

主機采用“總線拓撲”，通信協議采用兼容的數據傳輸原理。隨著電氣自動化的發展，通信網絡機電一體化標準和基本元件集成統一標準的影響越來越重要。終端鏈的測量和控制是獨立的，可以單獨管理，這決定了總線拓撲邊界的重要性。為了了解基站控制器與管理系統的人機交互，即硬件與軟件的交互，必須采用現場總線通信。地面人員通過總線通信協議訪問當前系統，該協議允許通過與總線系統通信來控制設備。

3．2 電力一次設備智能化設計的內涵與特征

目前,智能變電設備包括可編程邏輯控制器,控制單元集成等組成低壓和高壓變電站。電氣系統的建設必須基于監控系統的設計,也就是說,建筑電氣和自動化系統是一個整體。新型智能模型大大減少了復雜的傳統模式,減少了人工操作,并提高了效率,從而實現自動化。

4 電力一次設備智能化設計的內容

4．1 基礎條件

目前，電力一次設備的設計通?；诳偩€連接拓撲，在通信過程中采用兼容協議原理。但是，隨著電氣自動化的發展，機電一體化和芯片集成標準發生了很大的變化，使得電力一次設備可以獨立于終端。作為通信過程中一種重要的通信協議，不僅要了解硬件和軟件，還要了解計算機控制器，所以總線系統需要一個兼容的總線通信協議，控制設備、儀表設備等集成在系統中，對整個系統進行控制。

4．2 內容與特點

目前，變電站一次電力設備的智能化設計不再依賴于二次信號、保護系統和自動控制的連接，一次電力設備的設計重點考慮了設備的運行要求而不考慮電氣設備的傳統設計和電氣設備的智能設計。這種設計相對落后，不符合能源系統的要求。智能設計改進了這些缺點，簡化了傳統設計，提高了一次電力設備的利用率和能源供應系統的可行性。

5 變電站一次設備智能化

該設備由一次設備和二次設備組成。主要設備包括開關、變壓器、母線波束和傳感器。配套設備包括自動化系統、支撐系統和智能部件。其中，智能設備利用信息技術、自動控制等手段，確保智能電網和中央控制系統在保證電能消耗的同時能夠獲取、利用設備信息。

電力一次設備擁有較為完善的監控系統和自我調節功能，可以使其自動運行，有效監控故障來源和現有設備的運行，提供非常準確的動力設備供應和維護數據。在智能主設備中，電網通常非常靈活。相應的功能可以通過分布式遠程生產來實現。

核心系統子單元智能設備和智能化變電站,在整個框架中扮演著重要角色，變電站的子單元,提高了應用程序和智能監控系統的自動控制，根據中央注冊和訪問在線監測數據驗證，準確的設備運行周期數據為網絡設備監控和管理提供了依據。企業系統數據分析為管理者和用戶的決策提供了較高的基準，能夠更好地實現智能轉換系統的自我監測和診斷。

智能裝置是設備的智能核心部件，對其投入使用有嚴格要求，不能影響主要設備的正常運行，智能裝置必須連續自動控制，保證存儲和數據處理，充分利用智能組件的報警和自校準功能，保證智能組件合理控制設備的靈敏度和完整性。

6 電力一次設備智能化的未來發展

根據設備的實際位置對供電系統進行智能化設計是最重要的。在智能設計中，可以完全實現總線配置的網絡通信功能，通過標準的通信協議實現主網絡、信息平臺和操作終端之間的通信。一次供電系統的智能化設計就是利用實時數據庫來確定一次供電系統的運行狀態。這是一個能夠實現分時共享，降低數據傳輸成本，提高數據傳輸效率的實時系統。主設備智能設計主要包括主設備和智能供電系統兩個方面。在未來的電氣設備智能化設計中，我們能否協調好它們之間的關系，是保證電氣設備和諧發展的關鍵。

7 電力一次設備智能化設計應用

變電站主要由一次、二次設備組成，主電源由母線、變壓器、開關組成。輔助設施主要是輔助系統、自動化系統和智能部件。智能設備對于變電站的智能化具有重要意義。本設計主要基于地址接口和準確的數據來確定保護設備和自動監控設備的運行狀態，將這些功能與我們使用的網絡安全信息相結合，確保對配電的集中監控和能源系統的自我調節。

7．1 自動監控調節系統

變電一次設備的創新使其具有更好的自調節和自監測功能，能夠自動實現外部環境的自動監測。主電力系統的自動控制系統在功能上的有效干擾是標準運行的參數。一旦在運行中檢測到電氣設備的異常數據，監控系統就能找到異常數據的來源，為一次設備維修人員提供準確的數據支持，提高維修效率。該自動監測系統可靈活應用于一次供電系統。

7．2 智能化信息平臺建設

智能信息平臺是智能設備的保障。智能設備的設計非常重要。其組成主要有核心智能信息平臺、主電源和智能設備自律系統。操作過程中的數據將由響應信息平臺系統自動監控，并實時監控設備運行。通過完善信息數據庫，確定并傳遞給最終用戶，使維修人員隨時了解設備的運行情況。維護人員可以快速定位錯誤位置，提高錯誤處理效率。

7．3 智能組件

智能元件是最重要的元件，它不影響一次電源系統的正常運行。智能組件的應用是指對數據傳輸過程中的實時監控和處理。大大提高了靈敏度和抗干擾能力，為了提高智能組件的數據的準確性和可靠性，必須對智能元件進行監控。

7．4 變壓器自動監測

隨著變壓器自動監測技術的不斷發展，監測系統已成為變壓器結構各部分獨立的實時監測系統。智能處理器是一個專門的診斷系統，它分析了診斷過程中遇到的問題，并通過智能診斷平臺上的大量數據來實現智能診斷設備的當前狀態。

8 結語

綜上所述，隨著經濟的快速發展和科學技術的不斷進步，人們的物資生活和精神生活需求越來越大，企業生存和發展的壓力也越來越大，對技術改革和技術創新倍受重視，因此，電力一次設備智能化發展，提升企業價值的同時，促進了變電站安全、高效、智能運行，更好地為國民和社會提供服務。