智能化施工技術(shù)在電網(wǎng)工程建設(shè)中的應(yīng)用研究

戚穎

杭州凱達(dá)電力建設(shè)有限公司，浙江杭州，311100

0 引言

進(jìn)入新世紀(jì)，我國社會(huì)市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛推動(dòng)了工業(yè)水平的不斷提高。在滿足了物質(zhì)生活需求后，人們對電力系統(tǒng)的安全性以及可靠性給予高度重視，對電力系統(tǒng)建設(shè)要求日益嚴(yán)格。作為電力系統(tǒng)有機(jī)構(gòu)成的電力系統(tǒng)信息安全，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行、可靠供電等有著重要影響[1]。與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展普及，提高了電力系統(tǒng)信息化水平，加快了信息化與智能化的建設(shè)步伐，但是也導(dǎo)致電力信息面臨日益顯著的安全問題，對于電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行非常不利，基于此，加強(qiáng)對電網(wǎng)工程的智能化應(yīng)用意義重大。

1 電網(wǎng)工程建設(shè)智能化施工技術(shù)概述

1.1 電網(wǎng)工程建設(shè)智能化施工技術(shù)界定

電網(wǎng)建設(shè)工程智能化施工技術(shù)就是將智能化的科學(xué)技術(shù)措施應(yīng)用在電網(wǎng)建設(shè)工程中，通過科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新使電網(wǎng)工程的施工質(zhì)量與效率得到提高。智能化施工技術(shù)應(yīng)用到電網(wǎng)工程建設(shè)中一方面是時(shí)代社會(huì)發(fā)展的必然要求，另一方面也是政策的要求。電網(wǎng)建設(shè)工程應(yīng)用智能化施工技術(shù)能夠促進(jìn)電力事業(yè)向著環(huán)保的方向?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展[2]。與此同時(shí)，電網(wǎng)建設(shè)工程施工采用智能化技術(shù)有助于廣大人民群眾提高生活水平，這是因?yàn)榭煽康碾娏ΡＵ鲜巧鐣?huì)正常運(yùn)行的前提，為廣大人民群眾的生產(chǎn)與生活提供保障，由此推動(dòng)社會(huì)的發(fā)展和國家綜合國力的提高。

1.2 電網(wǎng)工程建設(shè)智能化施工技術(shù)特征

1.2.1 智能化電網(wǎng)擁有很高的抗干擾能力

相對于傳統(tǒng)電網(wǎng)來說，智能化電網(wǎng)的抗干擾能力良好，可以對電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)存在的其他電波干擾進(jìn)行自動(dòng)回避[3]。由于智能化電網(wǎng)具有較高的自動(dòng)抵抗干擾的能力，因此可以使電網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行得到保障，使由于干擾導(dǎo)致停電的問題得到避免。

1.2.2 智能化電網(wǎng)擁有自我修復(fù)的能力

智能電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化控制，因此一旦電網(wǎng)工作過程中有用電安全問題存在時(shí)，智能電網(wǎng)自帶的預(yù)防安全問題的控制系統(tǒng)就會(huì)啟動(dòng)[4]。此外，智能電網(wǎng)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化全面檢查電網(wǎng)內(nèi)容，自動(dòng)對發(fā)現(xiàn)的安全隱患進(jìn)行及時(shí)的修復(fù)。

1.2.3 智能化電網(wǎng)擁有很好的兼容性

對于傳統(tǒng)電網(wǎng)運(yùn)行而言，切入其他能源是不允許的，一旦切入那么整個(gè)電網(wǎng)將會(huì)癱瘓。智能電網(wǎng)能夠使上述問題得到解決。其他能源在智能化電網(wǎng)工作時(shí)能夠進(jìn)行切入，同時(shí)可以向合適的運(yùn)行模式進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)化，非常便捷，不但能夠節(jié)省能源，同時(shí)能夠提高工作效率，節(jié)省工作時(shí)間。

1.2.4 智能化電網(wǎng)節(jié)省成本

對于傳統(tǒng)電網(wǎng)運(yùn)行而言，需要的人力、物力與財(cái)力龐大，成本高。智能電網(wǎng)相對于傳統(tǒng)電網(wǎng)而言，可以對人力、物力與財(cái)力進(jìn)行節(jié)省，使成本降低，從而提高能源的使用效率，由此能夠使電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益得到提高。

1.2.5 智能化電網(wǎng)擁有較高的集成性

智能電網(wǎng)可以把電網(wǎng)中的信息自動(dòng)地進(jìn)行整理，同時(shí)將信息進(jìn)行存儲(chǔ)，滿足信息共享的需求[5]。也就是說，為了滿足共享信息資源的需求，從而構(gòu)建了高效網(wǎng)絡(luò)平臺，可以使企業(yè)對電網(wǎng)系統(tǒng)的管理實(shí)現(xiàn)規(guī)范化，為電力企業(yè)的發(fā)展提供保障。

1.3 電網(wǎng)工程建設(shè)智能化施工技術(shù)性能

1.3.1 單臺設(shè)備的智能化

電網(wǎng)工程建設(shè)施工時(shí)使用單臺智能化設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)智能化控制單臺設(shè)備。智能化設(shè)備能夠借助于傳感器等設(shè)備，為施工人員進(jìn)行資料采集等提供幫助，同時(shí)對機(jī)械運(yùn)行的情況提供保障。采集數(shù)據(jù)時(shí)借助主機(jī)對部分特定張力與拉力的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行交換，由此使施工人員的操作誤差降低，使電網(wǎng)工程的施工質(zhì)量得到保證，施工時(shí)間減少，確保電網(wǎng)建設(shè)的順利開展。

1.3.2 集群設(shè)備智能化

因?yàn)殡娋W(wǎng)工程建設(shè)中應(yīng)用單臺智能化設(shè)備的成效很顯著，所以人們?nèi)找嬷匾暭涸O(shè)備智能化問題。集群設(shè)備智能化指的是不受單一設(shè)備智能化的制約，在電網(wǎng)工程建設(shè)中對于多元化設(shè)備智能化進(jìn)行應(yīng)用[6]。現(xiàn)階段電網(wǎng)工程建設(shè)智能體系以中控系統(tǒng)、單機(jī)設(shè)備為主。單機(jī)設(shè)備實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控施工過程、傳授施工中的數(shù)據(jù)，同時(shí)中控系統(tǒng)接受各種數(shù)據(jù)。施工人員對不同施工需求進(jìn)行設(shè)置，中控系統(tǒng)基于施工需求，結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)，對參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，從而對施工作業(yè)模型進(jìn)行構(gòu)建。電網(wǎng)工程智能化施工以建設(shè)施工作業(yè)模型為體現(xiàn)，施工作業(yè)模型完善了各項(xiàng)數(shù)據(jù)，結(jié)合施工需求使施工監(jiān)控水平得到提高，不但確保電網(wǎng)施工質(zhì)量，同時(shí)使施工效率得到提升。

2 電網(wǎng)系統(tǒng)中的智能化技術(shù)分析

2.1 數(shù)字化變電站

數(shù)字化變電站的構(gòu)成主要是基于新型電流和電壓互感器等設(shè)備。數(shù)字化變電站使傳統(tǒng)TA體育TY被取代。數(shù)字化變電站很好地將過高的電壓和電流轉(zhuǎn)換為低電平信號或數(shù)字型號。此外，借助高速以太網(wǎng)系統(tǒng)來采集數(shù)據(jù)和傳送數(shù)據(jù)，并且運(yùn)用了多種控制技術(shù)，比如斷路器，來實(shí)現(xiàn)變電站的自動(dòng)化。

2.2 智能化配電網(wǎng)系統(tǒng)

智能化配電網(wǎng)系統(tǒng)作為通信網(wǎng)絡(luò)，其網(wǎng)架結(jié)構(gòu)比較靈活，并且安全性非常高。基于此，智能化配電網(wǎng)系統(tǒng)對故障能夠?qū)崿F(xiàn)自主靈活的修復(fù)。同時(shí)，能夠使介入的其他能源得到滿足，由此使用戶對高質(zhì)量電能的需求得到間接滿足。

2.3 智能用電技術(shù)

人們生活水平的提高對智能電網(wǎng)提出了更高的要求。人們一方面對于電能質(zhì)量、用電量等提高了要求，另一方面要求高質(zhì)量的電網(wǎng)服務(wù)。一是要求采集用電信息的高效。借助信息技術(shù)對用電信息進(jìn)行采集，不需要抄表，由此能夠?qū)τ秒姷脑敿?xì)信息進(jìn)行準(zhǔn)確的了解。二是提高售電的靈活性。借助光線電纜，可以使電網(wǎng)和家居實(shí)現(xiàn)結(jié)合，為供電與售電提供方便。三是實(shí)現(xiàn)智能化充電。現(xiàn)階段電網(wǎng)系統(tǒng)性能提升，逐漸完善了智能電網(wǎng)，智能化的充電已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。

3 電網(wǎng)建設(shè)工程中智能化施工技術(shù)分析

3.1 智能化施工技術(shù)在發(fā)電過程中的應(yīng)用

智能化電網(wǎng)施工技術(shù)在電網(wǎng)發(fā)電過程中要有效應(yīng)用。借助先進(jìn)的電子設(shè)備為控制電能與轉(zhuǎn)化電能提供保障，由此使電能利用率得到提高，設(shè)備運(yùn)行時(shí)能夠使損耗降低，從而發(fā)電機(jī)、機(jī)電設(shè)備等使用的效率得到提高。此外，伴隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，極大地推動(dòng)了電容技術(shù)的進(jìn)步，提高了半導(dǎo)體功率元件的性能，使其不斷朝著高壓方向發(fā)展。此外，包括開斷技術(shù)在內(nèi)的各種高精技術(shù)的應(yīng)用，提高了發(fā)電效率，輔助發(fā)電過程。

3.2 智能化施工技術(shù)在電源上的應(yīng)用

為了使應(yīng)用電子設(shè)備的需求得到滿足，可以對智能化施工技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用。借助智能化施工技術(shù)可以使不同用戶對電子設(shè)備的需求得到滿足，例如供應(yīng)直流電源與交流電源等，甚至能夠提供不同頻率的電源。對于實(shí)際應(yīng)用來說，利用直流的形式對很多蓄電池進(jìn)行充電。但是部分變電所能夠利用交流電源進(jìn)行充電。部分電子計(jì)算對高頻率電源進(jìn)行應(yīng)用，該電源作為開關(guān)電源，對于使用者而言意義非常重大。

3.3 智能化施工技術(shù)在輸電過程中的應(yīng)用

電網(wǎng)建設(shè)時(shí)對于智能化施工提出了要求。智能化施工技術(shù)可以為電能質(zhì)量的提高、電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行等提供保障。比如在電網(wǎng)系統(tǒng)中對于諧波抑制技術(shù)、無功補(bǔ)償技術(shù)等進(jìn)行應(yīng)用。現(xiàn)階段科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，智能電網(wǎng)的應(yīng)用日益廣泛，由此推動(dòng)了智能化設(shè)備、智能化技術(shù)的應(yīng)用。智能化設(shè)備與智能化技術(shù)一方面使電網(wǎng)輸電的性能得到提高，另一方面為電網(wǎng)穩(wěn)定安全輸電提供了保障，夠使電壓不穩(wěn)、斷網(wǎng)等問題得到明顯改善。因此，智能化施工技術(shù)在電網(wǎng)建設(shè)時(shí)的有效應(yīng)用，有助于電網(wǎng)效率與使用性能的提高。

3.4 電網(wǎng)工程配置裝置的智能化

基于以下方法能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)工程裝置的智能化，從而可以提高配置安裝的效率與質(zhì)量，凸顯配置的價(jià)值。一是有效構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)硬件，連接與敷設(shè)二次電纜、網(wǎng)絡(luò)通信線路以及電纜熔接等。二是有效連接裝置通信與系統(tǒng)后臺。合理設(shè)置交換機(jī)，由此能夠使施工方可以根據(jù)施工建設(shè)過程中設(shè)備的配置形式科學(xué)地安裝各個(gè)系統(tǒng)部件，同時(shí)確保參數(shù)的準(zhǔn)確，及時(shí)解決存在的問題，確保系統(tǒng)的狀態(tài)良好。三是通過科學(xué)調(diào)試與應(yīng)用電子式互感器，提高施工效率與水平，使施工成本得到降低，縮短施工期限。

3.5 變電站二次設(shè)備智能安裝與調(diào)試

基于科學(xué)組織與管理進(jìn)行變電站的二次設(shè)備智能安裝與調(diào)試，使施工水平得到提高，為二次設(shè)備智能安裝與調(diào)試提供保障。一是基于電網(wǎng)工程施工實(shí)際制定方案。施工人員與施工機(jī)械嚴(yán)格根據(jù)施工方案進(jìn)行施工。二是借助于專業(yè)化設(shè)備與技術(shù)科學(xué)檢查光纖通信鏈路，為鏈路正確連接提供保障。三是有效模擬GOOSE，檢查GOOSE開入量、開出量的有效性，檢查并分析MMS鏈路的中斷問題，提高診斷能力，對電源與網(wǎng)絡(luò)記錄監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行一體化調(diào)節(jié)，確保變電站二次設(shè)備智能安裝與調(diào)試的順利進(jìn)行。對于存在的問題及時(shí)發(fā)現(xiàn)并借助專業(yè)方式給予解決，例如分析異常數(shù)據(jù)，為系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

3.6 配置裝置的智能化安裝

一是構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)硬件，同時(shí)連接網(wǎng)絡(luò)通信線、敷設(shè)二次電纜、熔接電纜等。需要注意的是，對于敷設(shè)施工量要進(jìn)行明確，對于通信線、二次電纜、光纜等數(shù)量進(jìn)行計(jì)算，對于敷設(shè)的美觀給予重視。二是配置裝置與系統(tǒng)。對后臺和裝置的通信進(jìn)行連接，對交換機(jī)進(jìn)行配置。基于網(wǎng)絡(luò)參數(shù)要求，在現(xiàn)場調(diào)試參數(shù)[7]。三是對電子式互感器（如圖1所示）進(jìn)行調(diào)試。為了使工期得到保障，對光纜熔接質(zhì)量進(jìn)行測試以后，先采樣預(yù)調(diào)試，然后對全回路的電纜熔接、極性等進(jìn)行檢查，最后檢驗(yàn)電子化互感器的精度。

3.7 變電站二次設(shè)備智能化安裝與調(diào)試

安裝智能化變電站二次設(shè)備時(shí)，為了使安全施工得到保證，應(yīng)對源頭控制與智能控制給予重視，并借助智能化施工管理系統(tǒng)對施工進(jìn)行科學(xué)的組織，由此使施工進(jìn)度得到保證，對施工的流程進(jìn)行規(guī)范，實(shí)現(xiàn)對施工的全程控制。借助于光纖實(shí)現(xiàn)了智能化變電站保護(hù)裝置和外界之間的連接，同時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對信息進(jìn)行傳遞。基于此，對檢查光纖通信鏈路給予重視，利用紅光源對鏈路的連接的正確性進(jìn)行檢查，調(diào)試保護(hù)裝置，對GOOSE的開出量與開入量進(jìn)行檢查；對GOOSE與MMS的鏈路中斷進(jìn)行模擬，對保護(hù)裝置的自診斷能力進(jìn)行檢查。實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)記錄監(jiān)測系統(tǒng)與電源的一體化聯(lián)調(diào)。基于變電站的啟動(dòng)方案，全面檢查二次系統(tǒng)的調(diào)試工作，對異常行為進(jìn)行處理，使正常啟動(dòng)得到保障。

4 結(jié)語

電網(wǎng)智能化指的是借助先進(jìn)的信息通信技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)及測量技術(shù)等為電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供保障，并且能夠?qū)崟r(shí)地監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行。和國外發(fā)達(dá)國家相比，我國的電網(wǎng)建設(shè)還處于起步時(shí)期，但是發(fā)展迅速，在不斷發(fā)展過程中電網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)不斷完善。施工技術(shù)對于電網(wǎng)建設(shè)有著非常重要的意義，而電網(wǎng)建設(shè)施工智能化是我國電網(wǎng)建設(shè)不斷進(jìn)步的重要標(biāo)志，對于我國電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展起到了重要的促進(jìn)作用。