数智化背景下智能管控变电所的建设研究

数智化背景下智能管控变电所的建设研究

程学东

龙煤集团双鸭山矿业有限公司供电公司

摘要：随着科技的飞速发展，我国电力系统正逐步迈向数字化、智能化、高效化时代。以数字化技术为支撑，通过综合运用物联网、大数据分析等技术手段，实现对变电所的自动化管理和智能监控。本文主要探讨了智能管控变电所的技术原理、发展现状及其在未来电力系统中的应用前景，并提出了基于数智化背景下的智能管控变电所系统设计，实现了各种设备的智能联网、远程监控和自动化控制。

关键词：数智化；智能管控变电所；智能联网

1、数智化背景下变电所的发展需求

1.1能源需求和供给变化

随着经济的不断发展和人民生活水平的提高，电力需求量呈现出快速增长的趋势。同时，可再生能源的快速发展也为电力系统的供给方式带来了新的变化，传统的变电所无法满足大规模可再生能源的接入和调度要求，因此需要通过数智化技术提升变电所的能源管理能力，实现可再生能源的高效利用和平稳接入。

1.2电力系统的安全性和稳定性

随着电力系统规模的扩大和负荷的增加，变电所的运行环境变得更加复杂多变，传统的人工管理方式无法满足对电力系统安全性和稳定性的要求。因此，变电所需要运用智能化的监测和控制系统，通过实时监测和分析数据，快速判断电力系统的运行状态，以便在应急情况下及时采取相应措施来保障系统的安全稳定运行。

1.3电力系统的能源效率和经济性

传统的变电所存在着能源消耗高、设备利用率低等问题，无法满足现代社会对能源效率和经济性的要求。通过使用数智化的能源管理系统，优化变电所设备配置，可以提高变电所的能源利用率，降低运行成本，实现可持续健康发展。

2、智能管控变电所的系统设计

2.1建立全方位、多维度的变电所智能管控系统

随着数智化背景下电力系统的发展，变电所的智能管控成为了研究的热点之一，为了实现变电所的智能化管理，需要建立一个全方位、多维度的智能管控系统。（1）运用全方位、多维度的系统架构。全方位、多维度的系统架构平台需要考虑到变电所的各个环节和功能，包括输电线路、变压器和开关柜等设备，这些设备之间存在着复杂的相互作用，因此需要建立一个系统平台。系统架构应采用分层设计，包括感知层、网络层、服务层和应用层。（2）运用现代信息技术的支持。在建立全方位、多维度的智能管控变电所一体化平台过程中，运用现代信息技术的支持。例如，运用人工智能、大数据分析等技术来实现对数据的智能处理和决策支持。同时，还可以利用物联网技术实现对变电所各个设备的远程监测和控制。通过将此技术与智能管控系统相结合，实现对变电所的智能化管理。

2.2实施精确度高、实时反馈的自动化智能监控系统

随着数智化背景下智能管控变电所研究的深入发展，实施精确度高、实时反馈的自动化智能监控系统成为了变电所管理和运维的重要技术手段。

2.2.1采用电力监控系统测控技术

（1）系统概述。电力监控系统采用32位高端嵌入式处理器+DSP双核硬件平台结合FPGA，保证保护的稳定性和运算速度。先进的高精度16位AD的采集技术，大大提高测量精度，集于模块化、标准化的设计，任何一个模块故障，都不影响其它模块的正常工作，并采用双RS485或双以太网通信接口可选，集成IEC61850和IEC60870-5-103标准，完成事件报告处理能力，保存最新故障事件、预告事件及自检信息，包含多种报告的综合分析，便于还原故障的全部过程，监视装置的各种操作。采用嵌入式实时操作系统，实现统一硬件平台、软件平台和数据库管理功能。采用硬件实时时钟，掉电后仍连续计时，支持外部秒脉冲和IRIG-B（DC）方式授时，既可分散安装在开关柜上，也可集中组屏，结构紧凑，防水、防潮和防尘性能优良，适应比较恶劣的运行环境。

（2）电力监控系统。可以实时显示电压、电流、功率因数、频率，以及开关、刀闸状态，运行信息一目了然，故障信息表述清楚。从启动、动作到返回全Industry Review行业综述XIANDAI SHIPIN现代食品89程记录，实现可视化动作逻辑，可以就地或通过RS485及以太网远程存取整定值、运行报告等信息。支持数据录波功能，本地存储最新录波数据，并及时备份到远程主机或监控系统，记录最新录波数据，实现可视化的实时在线监控功能，确保设备运行安全稳定。

2.2.2采用传感器技术、数据采集与处理技术、通信技术

在传感器技术方面，要求传感器能够准确地检测变电所设备的运行信息，包括运行状态、电压、电流、功率因数、温度等参数。在数据采集与处理技术方面，通过传感器、智能仪表等设备采集变电所的实时运行数据，如电压、电流、功率因数等，对采集到的数据进行处理，包括数据分析、转换和存储，以便做出决策，从而实现智能化管理。在通信技术方面，通过互联网、移动通信和通信协议等技术，实现各设备之间的数据传输和运维人员与系统之间的远程通信。

2.2.3采用先进的智能巡检系统结合智能巡检系统

在站内各系统数据互联共享的基础上，通过安全风险管控系统建设，充分利用设备监测数据、高清视频系统及辅助专家智能系统实现智慧设备管理。以智能工单联动、危险源智能识别、门禁管理、火灾报警联动、智能控制等业务单元实现智慧安全管理。通过智能识别摄像机巡检、红外热成像、无线测温、多系统智能联动等新技术应用来实现智能运维管理。

2.3应用大数据和数字孪生技术进行智能预测与优化管理

智能预测与优化管理是基于数智化背景下的智能管控变电所系统的重要手段之一。随着大数据、人工智能技术和数字孪生技术的快速发展，其在智能管控变电所中的应用将逐步成为现实。（1）大数据在智能预测中的应用。利用人工智能计算方法对变电所的运行数据进行分析，挖掘潜在的优化利用空间，实现数据的信息化管理，能源的精细化管理。通过收集和分析变电所的历史数据、实时数据以及相关环境数据，可以建立起庞大的数据集，进而利用数据挖掘、机器学习等技术进行智能预测。（2）数字孪生技术在优化管理中的应用。运用数字孪生技术，构建智能管控变电所的技术模型，将变电所内的电力监控系统、安全监控系统等系统进行集成，从而实现统一管理和调度，增强电力系统的安全性与稳定性。亦可模拟实际运行状态，预测未来的能源需求和设备故障，为决策提供支持。

结束语：本文通过对智能管控变电所的研究，提出了变电所的智能化管控系统，该系统将运用先进的计算机技术、现代电子技术、电力监控技术、通信技术和信息处理技术等，实现对变电所设备的功能进行重新组合、优化设计、统一调度，对变电所全部设备的运行情况进行监视、检测和控制。通过变电所系统内各设备间相互交换信息，数据共享，完成变电所运行监视和控制任务，是提高变电所安全稳定运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益以及向用户提供高质量电能的一项重要技术措施。随着相关技术的不断成熟，智能管控变电所将更好地服务于电力系统，为我国电力事业发展贡献力量。

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