抽水蓄能电站设备智能化技术探讨

发表时间:2020/6/16   来源:《当代电力文化》2020年03期   作者: 李东璐 黎志斌 侯梦龙
[导读] 通过运用抽水蓄能电站的智能化设备能够使整个蓄电站的工作效率进一步提升。本文重点围绕抽水蓄能电站设备智能化技术及其发展趋势进行分析。
        摘要:随着快科技的快速发展,我国目前正在积极地推进抽水蓄能电站智能化建设工作,目前抽水蓄电站的设备智能化的相关技术已经基本成熟,常用的智能电网的标准体系主要是运用IEC61850作为基本的电力系统作为整个系统的基础。通过运用抽水蓄能电站的智能化设备能够使整个蓄电站的工作效率进一步提升。本文重点围绕抽水蓄能电站设备智能化技术及其发展趋势进行分析。
    关键词:抽水蓄能电站、设备智能化技术、探讨、趋势   
       
        1抽水蓄能电站设备智能化系统的组成部分
        构成抽水蓄能电站设备智能化系统的内容主要分为过程层、现地层、系统层三部分。
        1.1过程层
        主要工作内容是将一次设备和二次设备进行有效的结合。其中涉及到的设备包括变压器、电子互感器、隔离开关和合并单元几种元件构成。过程层的主要工作作用是完成信息的检测与采集、对设备运行过程中的状态进行适时监控、及时把握系统运行过程中的状态,促进系统的正常运行。
        1.2现地控制层
        在对抽水蓄电站设备智能化系统设计过程中需要设置一些不同形式的现地控制单元,其目的是对不同的对象进行有效的监控。在这一组成部分中的内容涉及到继电保护系统、励磁系统、现地控制单元等内容。其基本作用是对数据进行监测并将监测过程中的数据汇总和计算,确保工程的顺利开展,并适时与远方控制器和传感器展开通讯,确保智能系统的顺利运转。
        1.3系统层
        系统层是建立在一个一体化平台之上的,其系统主要有数据服务器、操作员工作站、保护故障信息系统和其它的应用功能站组合在一起后形成的。这一工作部分的主要作用在于对整体抽水智能电站设备进行监控、警告和数据的采集,确保在设备出现故障的第一时间进行控制,将可能造成的损失降到最低。
        2抽水蓄能电站设备智能化的主要技术分析
        在实现抽水蓄能电站设备智能化这一目标的过程中需要运用到的相关技术主要有如下几部分内容。
        2.1物联网技术
        物联网技术是实现信息与信息快速连接的一个核心技术,也是实现抽水蓄能电站设备智能化的关键因素之一。对于抽水蓄电站来讲,物联网本身可以将多种传感器应用在设备检点之上,对专业数据进行有效的监测,准确地把握数据之间的时间和空间属性,及时将设备中的各种信息通过网络虚拟空间传递的方式将其汇总到一起,并运用物联网中的数据分析功能挖掘最新的数据信息,对实现设备信息互递、互通有着极大的促进作用。在抽水蓄能电站设备中的物联网技术模型主要包括应用技术、网络技术和感知技术三个部分组成。其中应用技术又分为应用软件和中间件两个基本的内容;网络技术的主要目的是通过网络的方式将收集上来的各种信息进行有效的整合和传递,其内容包括通讯网络和控制器两个部分;感知技术则分为末端设备和传感器,通过感知技术能够迅速的对收集上来的数据、信息进行及时的传感和记录。
    2.2边缘计算
        边缘计算是实现设备智能化的关键技术之一。对于抽水蓄电站来讲通过运用边缘计算的方式能够对收集上来的信息进行有效的计算,对设备出现的一些故障进行及时的诊断,为设备检修和维护提供了良好的核心技术支持。抽水蓄能电站智能设备使用边缘计算技术能够使其在远程管理和物理安全方面有极大的优势。通过将这一基本的技术运用在机电设备之上,简化远程监控和管理的工作流程,实时把握数据的变化情况,并实现快速的信息技术部署。
    2.3人工智能技术
        人工智能技术又被称之为AI技术,是将人类大脑通过简化和抽象处理后的方式将其运用到计算机设备之上。这一技术本身是计算机技术的一个重要分支,其工作内容是通过将各种计算出来的数据进行有效的结合,将其运用到智能机器人、语言识别、图像识别等相关领域。通过在抽水蓄能电站中使用人工智能技术能够更好的简化机器操作过程中的繁琐操作流程,有效的提高操作过程中的准确性,促进各个工作环节的稳定、安全开展。


    2.4人机交互技术
        人机交互技术是通过各种外置设备(输入和输出设备)有效的结合在一起,实现人与机器之间的快速对话和联系。人机交互技术可以让人快速的将操作命令传达给计算机,便于计算机根据人的命令开展工作。人机交互技术在抽水蓄能电站中的运用主要体现在如下两个方面。第一,运用人机交互技术实现可视化和消息推送的丰富性,确保管理人能够准确、快速地将各种信息输送到机器之中,提升蓄水抽电站的工作效率;第二,运用人机交互技术能够更好地实现抽水蓄能电站设备的智能化,促进各个设备之间的信息交互和共享,对实现抽水蓄能电站信息源协作需求有极大的帮助性。
        3抽水蓄能电站设备智能化的实现方案及未来趋势预测
        3.1抽水蓄能电站设备智能化的实现方案
        要想更加好的实现抽水蓄能电站设备智能化的目标,就需要按照底层信号采集、核心智能设备搭建两个步骤进行方案的设计。
        首先需要从底层信号采集装置设计开始实现各个系统之间的智能化统一管理。由于抽水蓄电站设备智能化对底层基础数据的要求和依赖程度很高,因此必须要建立起一个智能型设备库并将各不同功能的智能化设备单独设计后纳入到这一数据库之中,为后期实现智能化建设奠定好良好的基础。其中基础智能设备主要包括信号数据器、信号采集设备、智能数据处理设备及对应的数据平台设备等。
        其次是机电设备和系统的智能化的组装,通过建立智能设备框架的方式确保整个抽水蓄电站设备实现操作过程的智能化。其基本的模型分为终端、边缘计算层和云计算层三部分。终端主要是以物联网设备为基础,通过将智能终端、合并单元、智能传感器三部分内容与物联网结合在一起,打造出一个完整的智能化设备终端;边缘计算层则主要分为智能感知、智能计算、适时监控、过程优化、安全防护等相关内容。其本身是确保整个智能化实现的基本前提。云计算层的建立能够有效地保证数据的实时上传过程中的安全性,降低数据丢失的可能性,减少数据信息在设备中的占剧空间。
        3.2抽水蓄能电站设备智能化的未来趋势预测
        从目前的情况上看,我国在抽水蓄能电站设备智能化工作方面已经取得了很大的成绩,预测在未来的发展过程中,抽水蓄能电站设备智能化工作的目标应围绕如下几个环节开展。
        第一是可观测。通过将只能终端和网络通讯技术结合在一起,对设备、系统及生产过程中的各个环节进行有效的监测,通过建立多种模式的信息感知方式确保用户能够及时的通过时间和空间两个角度对抽水蓄电站的生产和经营进行有效的控制;第二是自我诊断。目前在抽水蓄电站设备智能化的研发过程中尚没有实现设备的自我诊断,但设备自我诊断已经成为智能化设备未来的一个主要发展趋势,一旦实现这一目标,抽水蓄能电站的工作效率将进一步提升。第三是自适应。通过运用智能控制系统能够有效的实现抽水蓄能电站的适应能力,确保在外界环境因素、边界条件、设备条件等相关因素发生变化时智能系统能够自动的做出工作方式的转变,对提升整个抽水蓄能电站工作的顺利开展具有良好的保障性作用。
        4总结
        总之,随着社会的快速发展,抽水蓄能电站在发电站中所占的比重越来越大,由于抽水蓄能电站本身是一项长期、复杂的工程,在智能系统被设计出之前,所有的工作流程都是通过人工的方式开展的,其工作效率及发电量都十分有限。新时期,随着科技的快速发展,人们逐渐掌握了抽水蓄能电站设备智能化的技术,通过将这一技术运用到整个抽水蓄能电站之中,能够对极大地提升抽水蓄电站的工作效率。通常情况下,首先抽水蓄能电站设备智能化的技术主要有物联网技术、边缘计算、人工智能技术、人机交互技术几种,研发人员必须合理的运用这些技术建立起一个完整的智能设备框架,并在可观测、自我诊断、自适应等领域开展更加深入的研究,才能加快抽水蓄能电站设备的智能化进程。
       
        参考文献:
        [1]葛军强,魏春雷,胡清娟,张林.抽水蓄能电站设备智能化关键技术及发展趋势分析[J].水电与抽水蓄能,2019,5(04):15-17+26.
        [2]铁瑛.试论抽水蓄能电站自动化系统智能化建设措施[J].科技资讯,2016,14(35):72-73.
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