适应泛在物联的变电站智能化改造方法研究

发布时间：2020-04-08 12:50

【摘要】：变电站是实现能源转换、电力控制、电能分配的重要平台。近年来,传统产业领域的相关技术发展迅速,“人工智能”、“互联网+”等一系列创新技术陆续应用,“工业4.0”及“工业互联网”等新概念得到重视与实施,工业生产模式已产生巨变,全面提升了社会的创新力和生产力,变电站智能化的技术提升具备大量可融入的创新技术元素。在运检模式上,随着无人值守模式的推进,人员效率已得到充分挖掘,但与技术上的高速发展相比,运检模式相对滞后。智能变电站相对于常规变电站,主要应用了交换机、智能终端、一体化监控、智能汇控柜等设备;取消了传统的二次接线,用SCD文件决定设备间逻辑关系和数据流向,智能化程度有所提高。但日常运检工作依旧大量采取人工操作,包括信息抄录、现场往返等重复性工作,在传统模式上未能进行有效改进,创新技术与新概念的优势未得到充分发挥。随着变电站数量的显著上升,对电网安全运行水平和服务质量的要求也不断提高,运检工作量日渐繁重,有限的人员数量增长和人员结构问题日益突出。本文针对目前常规变电站、智能变电站的运行现状,提出适应泛在物联的变电站智能化改造方案,实现变电站的全面感知以及一次设备、二次系统的智能化,同时解决就地操作人工效率低的问题。该方案细分为三个方面的研究:一次设备智能化改造方面,研究变压器、组合电器、开关柜的智能化改造方法,通过新增传感器,实现对一次设备运行状态的全面监视;二次系统智能化改造方面,研究一种新的网络架构,将二次系统回路可视化,优化SCD文件管控模式,实现对二次设备运行状态的全面监视;变电站倒闸操作方面,研究“一键顺控”倒闸模式,解决目前倒闸过程操作繁琐的问题,优化人力资源,提高倒闸效率。通过对以上三方面的研究,最终实现变电站所有设备的全面感知和智能预警,解决人员数量不足与运检工作量日益繁重的矛盾,实现变电站的泛在物联。
【图文】：

设备集成度低和网架结构复杂带来了诸多问题，变电设备和日常运检仍依赖大量逡逑人工操作，新技术的优势并未得到充分利用和有效发挥。我国在２００９－２０１２年、逡逑２０１２－２０１８年两个阶段分别实现了智能变电站的全面建设。如图２－１所示，与传逡逑统变电站相比，智能变电站系统集成度更高、系统架构更完善、设备更智能、整逡逑体更经济环保。主要采用了交换机、合并单元、一体化监控、智能汇控柜、智能逡逑终端等设备；使用ＳＣＤ邋（全站系统配置）文件代替原本复杂的二次接线，重新逡逑定义逻辑关系；取消大部分电缆，采用光缆进行代替。智能变电站与典型变电站逡逑的差别主要体现在设备运行、与主站交互、二次回路等方面，，更强调智能化、数逡逑字化、可视化等要求，能高效处理信息，应用灵活便捷，具备更强的状态感知功逡逑能，具有泛在物联的雏形。逡逑工作站１邋工作站２邋ｍｉｉｉｔ逦工作站１工作站２邋远动站逡逑５邋ｍ邋＿ｉ邋■逦；ｓ邋ｍｍ邋■＇逡逑站控层逦逦ｆ邋１＇１逦ｌｔＣ６０？７０邋ＩＥＣ６１８５０＊＾Ｔ一￣厂＾邋｜７＾ｊ逦＾邋｜逡逑Ｉ逦｜逦Ｉ逦｜逡逑Ｉ逦｜逦Ｉ逦邋邋邋邋｜逡逑’一电＾霞士yU．逦［逡逑Ｉ逦ｋｉＤ逦ｌｉ逦传《丌关！逦！逦，＞ｕｉ邋丨！逡逑过程层邋Ｉ逦ｊ逦Ｉ逦Ｈ邋—邋Ｉ逡逑Ｉ邋二邋＿４＿二勹二１」逡逑传统７７？器＾开力逡逑传统变电站结构图逦《［字化变电站结构ｆｆｉ逡逑图２－１传统变电站与智能变电站结构对比图（摘自杨林

山东大学硕士学位论文逦逡逑２—次设备智能化改造方法逡逑３．２．１变压器智能化改造方法逡逑将变压器与传感器高度融合。充分利用光纤传感器优越的物理特性，将光纤逡逑绕组导线绕在一起，进行绕组内部状态分布式精确测量。采用基于ＮＤＩＲ邋（非逡逑散性红外技术）原理的油气在线监测设备，实现对九种气体和微水的快速准确逡逑测。由于不使用常规的载气、色谱柱等设备，后期的运维检修工作量显著降低。逡逑１．传感器配置方法逡逑如图３－１所示，配置传感器包括①油位光纤传感器；②顶层油温光纤传感器；逡逑光纤温度传感器；④油气光纤传感器；⑤光纤压力传感器；⑥局部放电光纤传逡逑器；⑦振动光纤传感器；⑧铁芯接地电流光纤传感器⑨油压力光纤传感器。逡逑
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM63

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本文编号：2619363