朱少波 吳基健
摘要:對(duì)于變電站的電力設(shè)備非電量和運(yùn)行環(huán)境監(jiān)測(cè),如:端子箱溫濕度微環(huán)境監(jiān)控等還存在不少監(jiān)測(cè)的空白和不足,后期無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的項(xiàng)目,形成了一個(gè)個(gè)信息孤島,不能及時(shí)獲取溫濕度信息,不能回溯歷史溫濕度信息,不能及時(shí)判斷防潮除濕設(shè)備故障,現(xiàn)變電站端子箱存量在用不具有邊緣計(jì)算功能的常規(guī)溫濕度控制器不能集中管理測(cè)控防潮除濕設(shè)備,這與狀態(tài)檢修、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、微環(huán)境監(jiān)控的運(yùn)維需求是存在很大的矛盾。
關(guān)鍵詞:邊緣計(jì)算;溫濕度;控智能制器;端子箱;集中測(cè)控管理
1現(xiàn)變電站端子箱存量在用不具有邊緣計(jì)算功能的常規(guī)溫濕度控制器存在的問題。
⑴相關(guān)溫濕度數(shù)據(jù)信息獲取不及時(shí)。⑵防潮除濕裝置故障需到現(xiàn)場(chǎng)檢查才能發(fā)現(xiàn),班組巡視工作量大。⑶分散管理,控制方式和參數(shù)設(shè)置非常不便。
2現(xiàn)狀分析
⑴端子箱內(nèi)除濕設(shè)備配置不合理;定值設(shè)置不合理、無定值額差造成設(shè)備頻繁啟動(dòng),增加能耗和損害設(shè)備壽命,且修改定值需要到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)打開箱門操作。⑵端子箱內(nèi)除濕設(shè)備協(xié)同工作或相互備用進(jìn)行智能協(xié)調(diào);故障檢測(cè)不全面,無法支撐狀態(tài)檢修;沒有數(shù)據(jù)分析應(yīng)用。⑶端子箱在站內(nèi)分布較為分散,人工巡維檢查時(shí)間長(zhǎng),效率低下。
3、具有邊緣計(jì)算功能的智能溫濕度控制器在變電站端子箱的應(yīng)用研究設(shè)計(jì)方案
通過信息化手段,解決全站電力設(shè)備溫濕度監(jiān)測(cè)的信息采集和傳輸問題,開發(fā)具有邊緣計(jì)算功能的智能溫濕度控制器;提升管理方式,建立巡維中心的變電站端子箱濕度集中測(cè)控管理建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)集中測(cè)控管理標(biāo)準(zhǔn)化,減少重復(fù)投資和低水平建設(shè),顯著提高經(jīng)濟(jì)效益。
3.1設(shè)計(jì)出符合變電站端子箱內(nèi)安裝的邊緣計(jì)算功能的智能溫濕度控制器
研究智能監(jiān)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),詳細(xì)確定應(yīng)用層、傳輸層、設(shè)備層(間隔層)的配置要求,達(dá)到應(yīng)用層需求清晰、傳輸層兼容各種有線/無線傳輸方式和統(tǒng)一協(xié)議,運(yùn)行穩(wěn)定、設(shè)備層數(shù)據(jù)采集目標(biāo)明確,控制模塊和傳感器成熟可靠,滿足高電壓大電流環(huán)境的電磁兼容要求和高溫高濕運(yùn)行要求。
3.2研究出適合變電站電氣設(shè)備適用邊緣計(jì)算功能的智能溫濕度控制器關(guān)鍵技術(shù)。
具有邊緣計(jì)算功能的智能溫濕度控制器的控制邏輯設(shè)計(jì)按如下步驟實(shí)現(xiàn):①邊緣計(jì)算判定濕度越限→②判定除濕設(shè)備投入1→③邊緣計(jì)算判定單獨(dú)工作時(shí)間 →④濕度變化率判定→⑤ 判定除濕設(shè)備投入2→⑥濕度變化率判定→⑦邊緣計(jì)算判定單獨(dú)工作時(shí)間→⑧判定除濕設(shè)備投入3→⑨端子箱運(yùn)行(溫濕度)微環(huán)境達(dá)標(biāo),見圖1。
當(dāng)測(cè)控設(shè)備區(qū)內(nèi)端子箱內(nèi)的濕度高于預(yù)設(shè)門限時(shí)按邊緣計(jì)算法屬于濕度越限,啟動(dòng)除濕設(shè)備投入1;若除濕設(shè)備投入1 啟動(dòng)后,啟動(dòng)濕度斜率控制,濕度斜率=濕度調(diào)整變化量/濕度調(diào)整時(shí)間。若濕度斜率低于設(shè)置溫升斜率值或超過除濕設(shè)備投入1單獨(dú)工作時(shí)間(按360秒計(jì)算)濕度未達(dá)到額定值以下,啟動(dòng)除濕設(shè)備投入2(按300秒計(jì)算)。箱內(nèi)濕度仍高于濕度門限,啟動(dòng)除濕設(shè)備投入3;在除濕過程中,若濕度下降到預(yù)設(shè)的濕度門限,進(jìn)入除濕結(jié)束判定停止所有除濕設(shè)備投入。工作流程圖見下圖2。
⑴研究基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的在線測(cè)控新技術(shù)的應(yīng)用。⑵研究基于邊緣計(jì)算技術(shù)的智能測(cè)控新技術(shù)的應(yīng)用。⑶具有組網(wǎng)簡(jiǎn)單可靠,集中監(jiān)控與個(gè)體智能自主運(yùn)行相結(jié)合的應(yīng)用價(jià)值。⑶開發(fā)出變電站邊緣計(jì)算功能的智能溫濕度控制器集中管控全站電力設(shè)備的溫濕度數(shù)據(jù),解決站場(chǎng)內(nèi)各個(gè)分散獨(dú)立端子箱內(nèi)控制器的相互連接和數(shù)據(jù)融合共享問題;同時(shí)具有多種通信方式與系統(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行通信。
4應(yīng)用研究實(shí)際效果
把邊緣計(jì)算功能的智能溫濕度控制器部署在變電站站場(chǎng)端子箱內(nèi)的,能夠通過RS485能夠連接除濕機(jī)、溫濕度傳感器,同時(shí)通過繼電接口啟動(dòng)多塊加熱板。監(jiān)控設(shè)備區(qū)內(nèi)的端子箱已安裝的具有邊緣計(jì)算功能的智能溫濕度控制器內(nèi)置無線Zigbee通信模塊,能夠相互間自主組網(wǎng)經(jīng)協(xié)調(diào)器網(wǎng)關(guān)融入到端子箱智能測(cè)控服務(wù)器(控制后臺(tái))達(dá)到監(jiān)測(cè)+智能控制網(wǎng)絡(luò)化三維一體的端子箱智能集中測(cè)控的應(yīng)用效果。部分應(yīng)用模塊圖表見圖3、圖4
5結(jié)論
通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際部署的具有邊緣計(jì)算功能智能溫濕度控制器能實(shí)行智能一體化分散測(cè)控和集中管理,提高電網(wǎng)(端子箱)設(shè)備和狀態(tài)檢測(cè)的智能化、信息化水平,實(shí)現(xiàn)了實(shí)物資產(chǎn)的精益化管理。依托電網(wǎng)運(yùn)檢智能化分析管控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)集成分析,推進(jìn)現(xiàn)代信息通信技術(shù)、智能控制技術(shù)與運(yùn)檢專業(yè)的深度融合,設(shè)備狀態(tài)管控能力得到進(jìn)一步加強(qiáng),電網(wǎng)安全運(yùn)行水平得到進(jìn)一步提升。以智能化應(yīng)用優(yōu)化業(yè)務(wù)流程,有效完善運(yùn)維專業(yè)人力資源配置,提高“單兵作戰(zhàn)”和“協(xié)同作業(yè)”的效率,進(jìn)一步提升了“大檢修”扁平化組織架構(gòu)的運(yùn)行效率;通過遠(yuǎn)程指揮、專家支撐決策,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的“置前管理”,有效集約了優(yōu)勢(shì)運(yùn)維資源;強(qiáng)化了對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的管控。
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