智能變電站建筑節(jié)能系統(tǒng)分析

王治杰

摘要：在當(dāng)前我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，電力能源作為基礎(chǔ)動力成為構(gòu)筑經(jīng)濟(jì)增速的重要基礎(chǔ)。當(dāng)前我國多種變電站系統(tǒng)中，智能變電站的應(yīng)用也隨著技術(shù)的進(jìn)步成為了目前變電站建筑工程的主流形式。而智能變電站建筑節(jié)能系統(tǒng)作為智能變電站建筑的重要部分，在保障變電站正常工作的同時可以實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能目的。本文將從智能變電站建筑多種結(jié)構(gòu)入手，綜合分析智能變電站建筑節(jié)能系統(tǒng)的功能、作用、效果。

關(guān)鍵詞：智能變電站；建筑；節(jié)能系統(tǒng)；分析

中圖分類號：TM63 文獻(xiàn)識別碼：A 文章編號：1001-828X（2018）025-0353-02

一、智能變電站建筑節(jié)能系統(tǒng)應(yīng)用意義

當(dāng)前我國電力供應(yīng)仍以化石燃料燃燒的火力發(fā)電為主。火力發(fā)電作為一種高耗能、高污染的發(fā)電形式，對于環(huán)境的污染和破壞是顯著地。我國是全球第一大碳排放國家，平均每年人均碳排放量為5.5噸。大量的碳排放量不僅加劇了溫室效應(yīng)，同時煤礦石內(nèi)含多種有毒物、PM2.5等有害物質(zhì)也會造成人民健康和環(huán)境污染的破壞。因此十九大報告中指出：當(dāng)前我國需要加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)，打好生態(tài)環(huán)境保護(hù)攻堅戰(zhàn)，建設(shè)美麗中國?？梢哉f當(dāng)前我國在發(fā)電環(huán)節(jié)對能源和資源的優(yōu)化成為重要的手段和方法。

變電站調(diào)節(jié)區(qū)域間各部分電壓，可以說是電力輸配過程中重要的設(shè)備。在當(dāng)前環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)、能耗標(biāo)準(zhǔn)的多種要求下，變電站也隨著技術(shù)的發(fā)展逐漸演化為一人工智能為主要控制技術(shù)的變電站建筑系統(tǒng)。智能變電站建筑突破了傳統(tǒng)變電站建筑設(shè)備“容器”的概念，創(chuàng)新性地在建筑結(jié)構(gòu)、設(shè)計方面融入了多種智能化的設(shè)計結(jié)構(gòu)和設(shè)計體現(xiàn)。使得建筑在變電站工作期間可以更加高效地得到保障，在提高變電站系統(tǒng)工作效率的同時，也格外強(qiáng)調(diào)了節(jié)能的意義。在當(dāng)前智能變電站系統(tǒng)中，有關(guān)的節(jié)能系統(tǒng)主要通過多種檢測方式來對建筑內(nèi)接入能源、建筑周圍環(huán)境、變電站自身設(shè)備的能耗等項(xiàng)目對變電站建筑內(nèi)外進(jìn)行多種數(shù)據(jù)的監(jiān)控、采集、處理，來確保智能變電站建筑的工作體現(xiàn)出環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排的目的。

二、智能變電站建筑節(jié)能系統(tǒng)的具體構(gòu)架

在智能變電站建筑節(jié)能系統(tǒng)的具體構(gòu)架中，由于需要對建筑系統(tǒng)內(nèi)各部件進(jìn)行一系列監(jiān)控、采集、處理均需要通過最基礎(chǔ)的建筑能源監(jiān)測系統(tǒng)來得以實(shí)現(xiàn)。在建筑能源檢測系統(tǒng)的構(gòu)架上，主要組成形式如下圖：

可以看出，監(jiān)控系統(tǒng)由動力監(jiān)控子系統(tǒng)驅(qū)動，信號經(jīng)由動力監(jiān)控子系統(tǒng)傳遞至底層核心元件與客戶端之間的數(shù)據(jù)分析，同時將相應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存在數(shù)據(jù)庫內(nèi)。具體來說：

（一）變電站自用電力監(jiān)測模塊

節(jié)能系統(tǒng)中借助站內(nèi)綜合自動化系統(tǒng)接口，可以對變電站內(nèi)低壓側(cè)總電壓、總電流，各支路的電壓與電流等數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和監(jiān)控。同時，電力監(jiān)測模塊也可以根據(jù)設(shè)備自身狀態(tài)感知系統(tǒng)和多種傳感器來探測變電站內(nèi)部各部件的具體工作狀態(tài)。比如在變電站工作時，建筑內(nèi)部的攝像監(jiān)控設(shè)備、空調(diào)、信息設(shè)備、燈具、散熱系統(tǒng)、排風(fēng)系統(tǒng)等設(shè)備的總電壓和總功率等，都可以借助相關(guān)數(shù)據(jù)的收集和處理以多種uI形式呈現(xiàn)出來。同時，模塊系統(tǒng)自身還可以將以往的歷史用電信息進(jìn)行處理。工作人員可以按照季節(jié)、氣候、天氣等不同因素的具體影響來綜合性分析變電站內(nèi)部的電量使用情況，進(jìn)而對變電站自身的能耗進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。具體系統(tǒng)模塊工作流程如圖2：

（二）蓄電池狀態(tài)監(jiān)測模塊

節(jié)能系統(tǒng)可以經(jīng)由站內(nèi)綜合自動化系統(tǒng)接口，來提取系統(tǒng)中蓄電池總電壓、總電流，蓄電池組內(nèi)單電池電壓、電流，各電池內(nèi)阻等綜合電池信息。系統(tǒng)在提取上述蓄電池綜合信息后，經(jīng)由動力檢測系統(tǒng)下的各子系統(tǒng)，子系統(tǒng)內(nèi)預(yù)先設(shè)置好的閾值來對各種信號進(jìn)行管理和控制，對于超出閾值范圍的電池組，子系統(tǒng)在處理時可以將相關(guān)信號傳遞至蓄電池監(jiān)測點(diǎn)周邊的攝像頭提取目標(biāo)區(qū)域圖像；相關(guān)燈光發(fā)出警告指令。蓄電池狀態(tài)監(jiān)測模塊在此階段將一系列指令與信號進(jìn)行記錄與存儲，工作人員進(jìn)而可以結(jié)合多種因素對相關(guān)蓄電池狀態(tài)與故障進(jìn)行分析，進(jìn)而調(diào)整子模塊中相關(guān)閾值的設(shè)定。

（三）UPS監(jiān)測模塊

UPS（uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply）即不間斷供電系統(tǒng)。UPS檢測模塊在節(jié)能系統(tǒng)中的工作模式相同，站內(nèi)綜合自動化系統(tǒng)接口可以對主機(jī)狀態(tài)、逆變報警、裝置報警等多種UPS信息進(jìn)行收集和提取并傳遞至動力檢測子系統(tǒng)中。動力檢測子系統(tǒng)可以按照設(shè)定閾值對信號進(jìn)行判斷和處理并記錄，工作人員可以根據(jù)多項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)閾值設(shè)定和調(diào)整，處理相關(guān)故障和錯誤信號。

三、智能變電站建筑能耗具體分析與管理

建筑節(jié)能檢測系統(tǒng)可以通過多種綜合自動化系統(tǒng)的接入來提取變電站內(nèi)部全部用電設(shè)備的具體工作狀態(tài)。從變電站內(nèi)部用電信息來看，經(jīng)由各種電量各種計算式，工作人員可以準(zhǔn)確算出相關(guān)能耗的準(zhǔn)確狀態(tài)。同時，前文中所述的對于變電系統(tǒng)內(nèi)部各環(huán)節(jié)的具體部件的具體監(jiān)控過程中，一方面根據(jù)相關(guān)預(yù)設(shè)閾值來對多種數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，而另外一方面對于變電站內(nèi)各部件的多種數(shù)據(jù)，節(jié)能系統(tǒng)還可以以三維場景中將數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)際和現(xiàn)實(shí)的呈現(xiàn)（具體見流程圖3）三維可視化技術(shù)的直觀呈現(xiàn)可以幫助工作人員在高效率的狀態(tài)下對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，而由攝像頭、傳感器、數(shù)據(jù)采集器等組成的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以全方位地對變電站系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)控。四、結(jié)語

可以看出智能變電站建筑的節(jié)能系統(tǒng)具體核心部件在節(jié)能檢測系統(tǒng)的管理下，通過初期多種閾值的設(shè)定與邏輯系統(tǒng)的判斷控制，可以根據(jù)多種情況自行對設(shè)備的工作狀態(tài)與環(huán)境因素進(jìn)行自動化的調(diào)整。同時，系統(tǒng)也可以根據(jù)各個檢測模塊的具體形狀進(jìn)行搜集來全面的分析和判斷。全面分析各模塊間耗電量的具體形式，通過動力監(jiān)控子系統(tǒng)來對總體的電力模塊進(jìn)行充分的分析和調(diào)整。這種模式充分體現(xiàn)了節(jié)能系統(tǒng)智能化的具體思想，通過智能化的節(jié)能技術(shù)，變電站可以能耗最低，效率更高地運(yùn)行?？梢哉f當(dāng)前在變電站建筑節(jié)能系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，統(tǒng)一調(diào)配，綜合管理是今后智能化思想的主要模式，值得在全國范圍內(nèi)廣泛推廣。