变电站辅助设施智能控制系统设计与应用

变电站辅助设施智能控制系统设计与应用

发表时间：2019-12-11T15:25:05.333Z 来源：《河南电力》2019年6期作者：常欣

[导读] 本文对一、变电站辅助设施智能控制系统构成与功能作了分析，提出变电站辅助设施智能控制系统设计与应用对策，为探索满足中国变电站发展需求的高水平智能控制系统提供有效参考。

（广东电网有限责任公司韶关供电局）

摘要：变电站辅助设施智能控制系统在变电站智能化发展中具有至关重要的作用。物联网技术飞速发展以及传感器广泛应用促使人类社会和物理系统有效整合，实现辅助设备的自动识别、自动定位、自动追踪以及实时监控，提升辅助设备管理与控制的有效性。本文对一、变电站辅助设施智能控制系统构成与功能作了分析，提出变电站辅助设施智能控制系统设计与应用对策，为探索满足中国变电站发展需求的高水平智能控制系统提供有效参考。

关键词：变电站；辅助设施智能控制系统；设计；应用

变电站智能化强调信息的数字化、信息共享的标准化以及通信平台的网络化，结合实际需求实现实时协同互动、实时自动控制、实时在线分析决策以及实时智能调节等，从目前来看，智能化更加侧重数据分析功能、在线监测功能、自动执行功能以及高级应用功能，但是却并没有涉及到火灾报警功能、采暖通风功能、图像监视功能等辅助设施只能控制系统，变电站智能化逐渐深入，为了能够搭建全站的辅助控制、辅助监测平台，那么就需要做好变电站辅助设施智能控制系统运行，成为变电站的智能化发展新趋势[1]。

一、变电站辅助设施智能控制系统构成与功能

（一）变电站辅助设施智能控制系统构成

辅助设施智能控制系统综合图像识别技术、网络通信技术、计算机技术、射频识别技术、视频解压缩技术与智能控制技术等，将视频监控系统同门禁系统、电源系统、环境系统、火灾系统等有机整合，同时以视频监控系统为核心实现各个子系统智能联动，最终达成自动化、多维度、远程化、实时性智能控制核心与安全运行核心，对变电站采暖通风、视频照明、动力环境以及火灾安防等进行全天候监视以及智能化控制。结合变电站实际应用情况，辅助设施智能控制系统分层式结构与分布式结构，包含主站、站内两个部分，借助前端变电站智能设备、管理中心等实现前端综合监控主机的管理，对前端相关信息实现实时监看，面对前端突发情况能够实现及时性、高效性处理。主站部主要包含省级、地区级监控中心，站内则是根据辅助系统智能控制系统监控平台的综合化、视频监控的智能化、环境监测系统以及火灾自动报警系统等等，后台提前预留同变电站系统化系统、远方主站系统的通信结构，同时各站端现场元件构成子系统[2]，系统结构详见图1.

图1 辅助设置智能化控制系统图

（二）变电站辅助设施智能控制系统的功能

变电站智能化旨在于推广少人值班模式或者无人值班模式，传统变电站的辅助设备控制系统无法满足变电站生产需求，随着计算机技术、图像识别技术、网络通信技术等快速发展为辅助设施控制系统的智能化功能、扩大化监控范围奠定良好的基础。除了传统的辅助设备控制系统功能，辅助设施智能控制系统实现了信息数据分层分类的智能化、数据信息分享自由以及各子系统间智能化联动[3]。

综合监控平台。综合监控平台采取分层化、分区化分布式结构，将智能控制、IEC标准作为核心，综合服务器、中间件，实现前端上传信息的整合分类，借助中心平台、智能设备智能化处理图像、事件，对变电站的主要电气设备、周围环境、关键性设备安装点等进行全天候监控与智能化控制，实现主界面监控量的一体化现实，分类存储相关数据信息，实现各个子系统间、子系统内部职能联动。

智能照明系统。智能照明系统具有智能分析推理功能、信息采集功能、信息传输功能以及反馈控制功能等等，结合环境变化以及用户的预定需求实现照明系统内各类信息自动采集，同时对所采集信息实现有效逻辑分析、推理以及判断，结合实际需求进行形式存储、形式显示以及形式传输，智能照明系统结合事件实现变电站照明设备的远程开启、远程关闭操作，同时满足夜间模式摄像机监视需求。

环境监测系统。环境数据处理、无线传感器以及气体探测器构成环境监测系统，实现变电站排水系统、变电站采暖通风系统、变电站动力设备室、变电站电器设备室等实现实时监测，结合监测数据对设备自动控制与自动调节进行分析推理，在环境监测系统后台借助图形方式显示出设备健康情况、设备气体海量以及水分含量。

火灾自动报警系统与消防系统。火灾自动报警系统能够及时的发现火灾事故，同时发出报警信号，对火灾地点进行显示，启动变电站联动控制系统，进一步抑制火灾的进一步蔓延，同时还能够将报警信号传输给集控站，最终实现火灾多点监控与远程控制等。

二、变电站辅助设施智能控制系统设计与应用对策

三维技术软件作为变电站技术发展新方向，同传统技术相比，应用设计成果更加立体、更加直观，有利于提升智能控制系统设计精度与设计效率。

（一）优化布置前端设备

辅助设施智能控制系统的前端布置需要满足安全性原则与经济性原则。从安全性的角度来看，确保变电站所有探测区都处于探测器保

护范围内，也就是并无探测的“死空间”。从经济性的角度来看，变电站实现保护空间的充分利用，在保证安全性前提下，实现传感器与摄像机总数的优化。在布置探测器时，仍然采取传统计算方式，也就是结合不同种类探测器保护面积与保护半径进行计算，但是确保其处于规范附录E中探测器安装间距所规定的极限曲线范围。由于在变电站的各个区域建筑结构位置与电气设备的安装位置存在着差异，这就使得传感器节点布设要求也存在着较大差别，因此，在传感器配置过程中，不能够单纯套用固定公式，智能控制系统算法较为复杂，设计工作人员的接受难度较大。将三维设计技术应用于辅助设施智能控制系统前端设备，借助三维设计软件实现对前端设备覆盖半径与覆盖区域进行设定，这样能够更加精细化、更加直观反映变电站的三维模型，实现总体空间优化，保证以最为经济设备实现全区域、无死角的覆盖。

（二）辅助设施智能控制系统的综合布线设计与碰撞校验

在确定变电站辅助设施智能控制系统前端设备布点后，需要借助三维设计平台实现埋管设计，这样能够更加直观、更加清晰体现各个前端设备信号线线路的路径，这样就为土建施工与土建预埋提供便利，尽可能提升变电站施工质量。借助三维空间实现辅助设备只能控制系统的前端埋线、带点设备、埋管布线以及建筑物构架的同步展示，同时做好辅助设备安全距离的校验，避免出现碰撞，这样有利于实现变电站辅助设备智能控制系统的精细化设计。在建立变电站三维模型后，可以借助三维设计软件模拟施工与管理进度，做好施工方案的预演工作，构成施工风险预警方案，为调整施工进度计划提供有效参考，为工程项目管理提供有效指导。

三、结语

从目前来看，变电站辅助系统都采取独立设置方式，包含图像监视系统、采暖通风系统、火灾报警系统、给排水系统、安全警卫系统以及消防系统等等，为完全实现变电站辅助设施管理的智能化仍然存在着较大差距。智能变电站技术以及物联网技术飞速发展，借助物联网技术实现变电站采暖通风系统、图像监视系统、消防系统、安全警卫系统、给排水系统等杜丽华，集成应用统一化通信规约，明确变电站辅助设施智能化设计理念。总之，三维设计软件应用于辅助设施智能控制系统设计中，促进前端设备优化配置与管线的综合布置，为变电站施工提供更加有力的支撑，同时促进智能控制系统应用智能化，提升变电站工作效率与经济效益，促进电网的安全发展。

参考文献：

[1]方景辉，徐伟明，朱晓峰，et al. 基于物联网与三维可视化技术的变电站智能辅助控制系统的研究与应用[J]. 电气自动化，2012（03）：71-74.

[2]王雷涛，张仑山，易永辉. 基于智能变电站智能辅助控制系统的研究[J]. 电气应用，2013（09）：77-80.

[3]董美玲，钱学成，陈辉，et al. 新一代智能变电站智能辅助系统设计与研究[J]. 智库时代，151（35）：206-207.