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技術(shù)
中國節(jié)能網(wǎng)

智能照明系統(tǒng)在智能變電站的設(shè)計(jì)應(yīng)用

   2014-08-14 中國節(jié)能網(wǎng)3190
核心提示:隨著近幾年科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,智能變電站技術(shù)使用越來越成熟,可靠性也得到不斷提高,特別是設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)實(shí)現(xiàn)從電氣的角度對(duì)變電
隨著近幾年科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,智能變電站技術(shù)使用越來越成熟,可靠性也得到不斷提高,特別是設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)實(shí)現(xiàn)從電氣的角度對(duì)變電站運(yùn)行設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控與故障排除。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,變電站內(nèi)的能量流及信息流可以安全、可靠傳輸以及智能變電站“駕駛艙系統(tǒng)”的開發(fā)及應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行全實(shí)時(shí)狀態(tài)的在線監(jiān)測成為可能。

基于以上技術(shù)的發(fā)展,設(shè)備的全實(shí)時(shí)監(jiān)控需要的環(huán)境就非常重要,照明在變電站日常運(yùn)行維護(hù)中起到非常關(guān)鍵作用,也是監(jiān)控系統(tǒng)的需要,是站用電系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的負(fù)荷。隨著智能變電站中“駕駛艙系統(tǒng)”等高級(jí)應(yīng)用的推進(jìn)及普及,對(duì)站內(nèi)照明系統(tǒng)智能化升級(jí)及應(yīng)用是非常有必要也是必須的。

 

一、智能變電站照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成

智能照明系統(tǒng)依照網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要分為兩種型號(hào),即總線型與混合型,或者主要為星狀結(jié)構(gòu)。而且不同的型號(hào)都具有自身特征。總線型具有較高的靈活特征,而且十分容易出現(xiàn)擴(kuò)張,多呈現(xiàn)為獨(dú)立控制,不需要過高的成本開銷?;旌闲蛣t相對(duì)較為安全、可靠,出現(xiàn)事故容易修復(fù),而且傳輸也比較快。多數(shù)的智能照明系統(tǒng)都是數(shù)字式系統(tǒng),大體的組成結(jié)構(gòu)為系統(tǒng)單元、輸入單元、輸出單元。

 

1.系統(tǒng)單元

屬于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接單元,主要用來供應(yīng)工作電源、源系統(tǒng)時(shí)鐘以及多樣系統(tǒng)的接口。主干系統(tǒng)對(duì)不同的位置運(yùn)用同樣的控制與信息采集系統(tǒng)。子系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)分支區(qū)域運(yùn)行不同控制的網(wǎng)絡(luò)。二者之間多數(shù)利用信息元件進(jìn)行聯(lián)系,達(dá)到信息傳播的目的。

 

2.輸入單元

這一單元主要是把外部控制信息轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)傳播信息,例如:能夠編程的多功能輸入開關(guān)、遙控器(達(dá)到對(duì)燈光的調(diào)節(jié))——多種樣式以及功能的控制板、不同型號(hào)與功能的傳感器(例如:紅外線傳感器能夠感受到其他運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)態(tài),也能夠掌控各種用電設(shè)備以及各種具有電力負(fù)載的開關(guān))。在這些設(shè)備的科學(xué)運(yùn)行下,能夠?qū)λ闹艿牧炼冗M(jìn)行評(píng)測,以此來調(diào)控亮度,保證四周能夠有合適的光照亮度,確保高效使用自然光源,不斷節(jié)省電能。

 

3.輸出單元

輸出單元多數(shù)用在對(duì)來源于網(wǎng)絡(luò)輸出信息的接收,用來控制對(duì)應(yīng)的回路,以達(dá)到實(shí)時(shí)控制的目的。這一單元中有多種型號(hào)的繼電器。

這一系統(tǒng)多數(shù)都運(yùn)用集中調(diào)控與管理、分散運(yùn)行等方面。通過中心監(jiān)控系統(tǒng)與各個(gè)控制照明箱,中心監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)、主通信控制器——發(fā)揮著整體的調(diào)控與管理功能,在網(wǎng)絡(luò)的輔助下把發(fā)出信息與不同的控制箱的控制器聯(lián)系起來,促進(jìn)信息的控制與傳輸。

 

二、變電站內(nèi)照明系統(tǒng)的功能

智能照明系統(tǒng)主要是依靠實(shí)施運(yùn)行中的兩種裝置:一是中心監(jiān)控設(shè)備,二是在FPGA管理中的調(diào)壓設(shè)備。這兩個(gè)系統(tǒng)分別負(fù)責(zé)照明系統(tǒng)的中心監(jiān)控與調(diào)節(jié)分組電壓的輸出。通過兩種調(diào)節(jié)能夠很好地控制現(xiàn)場照明,對(duì)應(yīng)供應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)部的多種接口與軟件資源,可以同站內(nèi)的主監(jiān)控進(jìn)行通訊聯(lián)系,通過主機(jī)屏幕模仿照明設(shè)備的具體安排狀況,并展現(xiàn)出不同燈源設(shè)備的開燈模式,而且可以通過實(shí)時(shí)遙控對(duì)各種各樣的照明設(shè)備進(jìn)行控制。

在中心監(jiān)控設(shè)施上面配設(shè)一個(gè)屏幕,通過觸摸能夠在界面進(jìn)行操作,而且在一些特別的狀態(tài)下能夠擺脫主控室監(jiān)控機(jī),實(shí)行全權(quán)操作。

在FPGA的調(diào)控下,調(diào)壓設(shè)備所運(yùn)用的比較高端的技術(shù)為智能穩(wěn)壓技術(shù),而且屬于串聯(lián)調(diào)整式,其中涵蓋了多區(qū)域多出路輸出,能夠依靠中心監(jiān)控來發(fā)放各項(xiàng)命令調(diào)試不同線路輸出電壓,利用FPGA控件,確保電壓調(diào)節(jié)設(shè)備能夠在短時(shí)間內(nèi)飛快響應(yīng),而且具有一定的穩(wěn)定性與安全性。能夠利用不尋常的方法啟動(dòng)照明裝置,而且發(fā)揮保護(hù)功能。這一系統(tǒng)能夠?qū)⒄彰髟O(shè)備的開動(dòng)時(shí)間、累計(jì)記錄以及照明設(shè)備的使用周期進(jìn)行科學(xué)統(tǒng)計(jì)。一旦發(fā)生供電事故,能夠利用供電柜進(jìn)行自主切換,再重新開動(dòng)新的應(yīng)急照明設(shè)備,而且在一些特有的小組內(nèi)部也增設(shè)了體積相對(duì)較小的配電柜,上面設(shè)置了自動(dòng)或者人工調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)換按鈕,確保在需要的狀態(tài)下能夠?qū)⒉煌恼彰髟O(shè)備進(jìn)行開啟與關(guān)閉。

照明系統(tǒng)的使用提供了照明的人性化,因?yàn)樵诟髯缘念I(lǐng)地對(duì)于燈光質(zhì)量的需求程度不同,就要對(duì)這一設(shè)備進(jìn)行調(diào)控,這一系統(tǒng)的靈活特性能夠確保燈光質(zhì)量的提高,同時(shí)也能夠達(dá)到節(jié)能的效果。因?yàn)樵谶@一系統(tǒng)的作用下,能夠根據(jù)室外的光線變化自動(dòng)調(diào)節(jié)光照,確保居室內(nèi)部具有恒定的光線。在保證照明效果的同時(shí)也有效節(jié)約了能源,同時(shí)也延長了照明設(shè)備的使用時(shí)間。因?yàn)殡娋W(wǎng)所經(jīng)受的電壓越大,照明設(shè)備的使用周期減少。相反,降低電網(wǎng)經(jīng)過的電壓則會(huì)延長照明設(shè)備的使用壽命。

 

三、基于“駕駛艙系統(tǒng)”條件下的智能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用

隨著智能變電站高級(jí)應(yīng)用的普及,基于“駕駛艙系統(tǒng)”技術(shù)在智能變電站工程技術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí),要求可跟蹤電力設(shè)備從發(fā)現(xiàn)缺陷到消除缺陷的全過程,并實(shí)時(shí)體現(xiàn)在電力設(shè)備信息庫中,動(dòng)態(tài)反映在運(yùn)維管理平臺(tái)的實(shí)時(shí)監(jiān)視畫面上。因此也對(duì)站內(nèi)照明系統(tǒng)提出苛刻要求,必須做到照明開關(guān)動(dòng)作實(shí)時(shí)性、及時(shí)性,照明故障檢測準(zhǔn)確性,照度控制從面控制轉(zhuǎn)為點(diǎn)控制。

依據(jù)上述駕駛艙技術(shù)要求,必須把照明系統(tǒng)通訊接口與駕駛艙應(yīng)用接口、通訊規(guī)約進(jìn)行統(tǒng)一,使智能照明系統(tǒng)與智能變電站內(nèi)的其他系統(tǒng)同時(shí)作為一個(gè)子系統(tǒng)的理念,做到互聯(lián)互通。

基于以上要求,以下主要是針對(duì)智能控制開關(guān)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),其中涉及到控制器、燈控器、照明系統(tǒng)等來進(jìn)行鼠標(biāo)化、智能化的控制。

 

 

基于該系統(tǒng)下照明系統(tǒng)及單燈控制智能化可以實(shí)現(xiàn)以下功能:

(1)照明系統(tǒng)及單燈控制智能化,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)燈具的實(shí)時(shí)控制、分時(shí)段控制、分組控制。實(shí)時(shí)控制包括主監(jiān)控室控制、紅外控制、光感控制、開關(guān)跳合閘與燈具聯(lián)動(dòng)控制、安防系統(tǒng)與燈具聯(lián)動(dòng)控制等,可以在主控機(jī)上手動(dòng)控制(鼠標(biāo)控制)。

(2)故障及時(shí)報(bào)警。燈具故障、線路故障(包括線路被盜,老鼠咬斷)交流接觸器故障等,可以設(shè)置報(bào)警方式,包括聲、短信等多種報(bào)警方式,使管理者能及時(shí)獲取燈具或線路故障信息。

(3)快速確定故障燈具位置。軟件上配有地圖信息,地圖上能直觀、清晰地顯示燈具安裝情況、故障地點(diǎn),給服務(wù)維修部門帶來便利。

(4)采集和儲(chǔ)存燈具運(yùn)行信息。具有燈具和供電線路運(yùn)行情況采集、儲(chǔ)存、統(tǒng)計(jì)、分析功能功能,為管理部門提供年、月、日的線路用電量、電流、電壓、功率、功率因數(shù)等運(yùn)行報(bào)表。

(5)后備控制功能。當(dāng)主站因故不能正常工作時(shí),集中器可以保證按設(shè)置正常運(yùn)行(自動(dòng)運(yùn)行),主控開關(guān)可按事先設(shè)置好的時(shí)間表正常運(yùn)行,確保燈具的正常點(diǎn)亮和熄滅。

(6)節(jié)能。系統(tǒng)可以靈活地利用分組、分時(shí)段進(jìn)行開燈滅燈等照明管理,如果使用LED燈具并配有PWM調(diào)光功能的則可實(shí)現(xiàn)調(diào)光節(jié)能。

照明系統(tǒng)與駕駛艙系統(tǒng)的鏈接解決方案:如何把智能照明控制鏈接到智能照明系統(tǒng)中是目前工程應(yīng)用需要解決的問題,基于駕駛艙系統(tǒng)應(yīng)用條件下提出的智能照明系統(tǒng)接入站內(nèi)系統(tǒng)的鏈接方案原理.

 

智能照明系統(tǒng)通過100M快速以太網(wǎng)把燈光、照度、控制信息上傳到站內(nèi)的各個(gè)工作子系統(tǒng),智能照明系統(tǒng)預(yù)留61850通訊規(guī)約接口與站內(nèi)環(huán)境監(jiān)測單元、駕駛艙通訊單元對(duì)接,站內(nèi)運(yùn)行系統(tǒng)實(shí)時(shí)把變電站內(nèi)運(yùn)行情況通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給智能照明子系統(tǒng)來控制各個(gè)區(qū)域內(nèi)的燈具。這樣可以實(shí)現(xiàn)故障狀態(tài)、正常運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等狀態(tài)下站內(nèi)視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

 

四、結(jié)論

變電站承擔(dān)著為人類提供電力、電能與照明服務(wù)的任務(wù),內(nèi)部的照明系統(tǒng)同樣也具有十分重要的作用。要不斷優(yōu)化變電站系統(tǒng)內(nèi)部的照明系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)照明系統(tǒng)的智能化,提高系統(tǒng)工作效率,減少能源消耗,降低變電站的站電率,為國家節(jié)省更多的電能。
 
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