鐵瑛
摘 要:抽水蓄能電站建設(shè)正朝智能化方向發(fā)展,建設(shè)過程中自動化技術(shù)的水平逐漸完善,已經(jīng)比較成熟。隨著抽水蓄電站建設(shè)的不斷研究,智能化建設(shè)方向已經(jīng)成為當(dāng)前的主要研究方向。該文對抽水蓄能電站自動化系統(tǒng)智能化建設(shè)作出淺要分析,期望為相關(guān)研究提供參考。
關(guān)鍵詞:抽水蓄能電站 智能化 自動化系統(tǒng) 實施途徑
中圖分類號:TV736 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)12(b)-0072-02
這些年來,隨著科技的進(jìn)步,我國在積極推進(jìn)智能電網(wǎng)的研究和建設(shè)工作,抽水蓄能電站作為電網(wǎng)調(diào)節(jié)、安全穩(wěn)定和提升電能質(zhì)量的重要組成部分,其智能化建設(shè)將是今后的主要方向和全新目標(biāo).目前,智能變電站技術(shù)已基本成熟,目前智能電網(wǎng)重要的標(biāo)準(zhǔn)體系中IEC 61850作為電力系統(tǒng)自動化領(lǐng)域唯一的全球通用標(biāo)準(zhǔn),在智能變電站中成功運用,并且獲得較好的效果。通過它實現(xiàn)了智能變電站的運作標(biāo)準(zhǔn)化,使得智能變電站的工程實施變得規(guī)范、統(tǒng)一和透明。對建設(shè)抽水蓄能電站自動化系統(tǒng)智能化起到了不可替代性的作用。
智能化管理在我國電站建設(shè)中的調(diào)速、繼電保護(hù)與監(jiān)測等方面廣泛應(yīng)用,并且技術(shù)水平相對較高。但因規(guī)范和接口標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一,未能實現(xiàn)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的共享化,無法充分發(fā)揮各個系統(tǒng)間功能,影響智能電網(wǎng)建設(shè)。目前我國變電環(huán)節(jié)在智能電網(wǎng)建設(shè)中取得了較大的突破,這說明我國發(fā)展的自動化技術(shù)基本成型,可以運用到抽水蓄能電站的建設(shè)中。
1 構(gòu)成智能化抽水蓄能電站自動化系統(tǒng)的主要部分
智能化抽水蓄能電站的建設(shè)是一個長期復(fù)雜的工程,其中包括抽水蓄能電站的建設(shè)、運行及管理的各個方面。與此同時,想要整個行業(yè)向智能化、標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的發(fā)展,那么對于智能抽水蓄能電站的規(guī)劃、設(shè)計和實施就非常重要,這也是未來抽水蓄能電站的發(fā)展方向。
查看設(shè)計的要求,可以知道在智能化抽水蓄能電站里設(shè)備分為一次設(shè)備和二次設(shè)備。據(jù)IEC 61850 通信協(xié)議定義,其中過程層、現(xiàn)地層和系統(tǒng)層是抽水蓄能電站自動化系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)的組成部分。
1.1 過程層
過程層是一次設(shè)備和二次設(shè)備的進(jìn)行有機(jī)結(jié)合的位置,是由變壓器、電子互感器、隔離開關(guān)和合并單元等元件組成。主要可以完成運行信息的監(jiān)測與采集、設(shè)備運行狀態(tài)的統(tǒng)計與監(jiān)察等功能。及時掌握系統(tǒng)的運行狀態(tài),有利于系統(tǒng)的正常運行。
1.2 現(xiàn)地層
水電站里一般會設(shè)置不同的現(xiàn)地控制單元,為了監(jiān)控不同的對象。它主要是由繼電保護(hù)系統(tǒng)、勵磁系統(tǒng)、現(xiàn)地控制單元(LCU)等幾部分組成,主要作用于實時數(shù)據(jù)信息采集,然后匯總計算,實現(xiàn)監(jiān)控、控制、保護(hù)等功能,并且可以實現(xiàn)與遠(yuǎn)方控制器和互感器通信。同時具備與系統(tǒng)層和過程層的網(wǎng)絡(luò)通信功能。
1.3 系統(tǒng)層
系統(tǒng)層是建立在一體化平臺的基礎(chǔ)上,由數(shù)據(jù)服務(wù)器(主計算機(jī))、操作員工作站、保護(hù)故障信息系統(tǒng)和其它各種應(yīng)用功能站組成,主要作用于整體性的監(jiān)控、警告、數(shù)據(jù)通信和對信息采集、處理、保護(hù)等功能,可以在設(shè)備出現(xiàn)故障的第一時間進(jìn)行控制,避免不必要的損失。
2 實施途徑
想要在抽水蓄能電站里實現(xiàn)智能化,是需要一次設(shè)備和二次設(shè)備一起進(jìn)步才能夠?qū)崿F(xiàn)的。目前,二次設(shè)備的智能化發(fā)展明顯比一次設(shè)備發(fā)展的快,所以還是需要一段時間,才能實現(xiàn)智能化的抽水蓄能電站,隨著新型能源的開發(fā)規(guī)模越來越大,人們對所需供電量也逐漸提升,對于抽水蓄能電站的發(fā)展也應(yīng)該加快腳步。
抽水蓄能電站智能化建設(shè)可以說是一項具有難度的系統(tǒng)工程,在建設(shè)過程中會遇到生產(chǎn)、運行以及維護(hù)等一些問題,其中涉及到的內(nèi)容相對較多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜繁瑣,對技術(shù)的要求較高。在建設(shè)過程中,應(yīng)該按照統(tǒng)一規(guī)劃進(jìn)行分布管理,避免出現(xiàn)重復(fù)性建設(shè)。根據(jù)實際情況有階段性的進(jìn)行實施,并與未來發(fā)展水平相適應(yīng),避免造成浪費資源,應(yīng)該最大化的利用資源。
以現(xiàn)在的情況來分析,對于智能化的傳感器和開關(guān)組件來說,相關(guān)的技術(shù)程度還沒有達(dá)到真正的穩(wěn)定和成熟,所以,在抽水蓄能電站的智能化建設(shè)中,技術(shù)工作者將它分為兩個組成部分。
2.1 二次設(shè)備的智能化
目前,該階段重點還是要放在二次智能設(shè)備、一體化數(shù)據(jù)平臺和高級智能應(yīng)用軟件的開發(fā)和研究上面,實現(xiàn)二次設(shè)備通信網(wǎng)絡(luò)化、集成標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)共享化、運管一體化和業(yè)務(wù)互動化,運行最優(yōu)化,決策智能化,提高抽水蓄能電站的安全、可靠和經(jīng)濟(jì)運行水平,提升網(wǎng)與廠之間的智能協(xié)調(diào),實現(xiàn)效益的最大化。提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和實時性。
在二次設(shè)備智能化中,關(guān)于智能設(shè)備的選擇至關(guān)重要,可以提高二次設(shè)備的工作效率和減少故障發(fā)生的概率。在選擇設(shè)備時,盡量選擇支持 IEC 61850 協(xié)議的設(shè)備,如果選擇暫不支持協(xié)議的設(shè)備,就需要使用規(guī)約轉(zhuǎn)換器來進(jìn)行轉(zhuǎn)換,再將其連接起來。
使二次設(shè)備向網(wǎng)絡(luò)化、標(biāo)準(zhǔn)化、共享化以及一體化的方向發(fā)展,從而保證二次設(shè)備更加的穩(wěn)定和可靠。在系統(tǒng)中主要運用2層結(jié)構(gòu)進(jìn)行管理(如圖1所示),實現(xiàn)系統(tǒng)層和現(xiàn)地層的智能化發(fā)展,而一次設(shè)備依然采用傳統(tǒng)的連接方式。這樣一來,抽水蓄能電站的智能化建設(shè)水平會顯著的提高,并且會進(jìn)一步提升系統(tǒng)的性能。
2.2 一次設(shè)備的智能化
一次設(shè)備智能化是指綜合監(jiān)控保護(hù)、信息通信等技術(shù)于一體,實現(xiàn)信息流、業(yè)務(wù)流、電力流一體化的需要。確保設(shè)備系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實時性。一次設(shè)備的智能化可監(jiān)測設(shè)備運行狀態(tài)和判斷故障發(fā)生的前兆。讓操作人員可以提前預(yù)防,及時通知維修部門來進(jìn)行合理的檢修。在設(shè)備發(fā)生故障時,系統(tǒng)能對設(shè)備進(jìn)行故障分析,對故障損壞部位和嚴(yán)重程度來進(jìn)行科學(xué)的判斷,這是一次設(shè)備智能化的重要要求。在系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)里,由現(xiàn)地層和系統(tǒng)層的設(shè)備連接所組成的2層結(jié)構(gòu),慢慢發(fā)展到系統(tǒng)層、現(xiàn)地層和過程層的3層結(jié)構(gòu)。運用大量的智能電子設(shè)備在抽水蓄能電站里,實現(xiàn)對 IEC 61850 協(xié)議的全面支持,經(jīng)過系統(tǒng)的智能化決策和其他功能應(yīng)用的相互結(jié)合使電站能夠自動運行。
3 結(jié)語
隨著科技在進(jìn)步,我國對抽水蓄能電站自動化系統(tǒng)智能化的研究越加深入,這使得在生產(chǎn)建設(shè)過程中漸漸的運用到自動化技術(shù),而且由我國自主研發(fā)的自動化的系統(tǒng)技術(shù),已經(jīng)成功的在許多地方建立起抽水蓄能電站,為當(dāng)?shù)鼐用窠鉀Q工作和生活的問題。并且在發(fā)展與建設(shè)中不斷的完善其技術(shù),相信在今后,這一項目還會向著更廣闊的方向發(fā)展。
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