隨著現(xiàn)代物流行業(yè)的飛速發(fā)展,物流園區(qū)作為重要的樞紐節(jié)點(diǎn),其供電系統(tǒng)的可靠性、安全性與智能化水平直接關(guān)系到園區(qū)的運(yùn)營(yíng)效率與經(jīng)濟(jì)利益。某大型現(xiàn)代化物流園35kV變電站,作為園區(qū)的核心供電單元,其傳統(tǒng)的人工值守、分散控制模式已難以滿足高可靠、高效率的運(yùn)維需求。為此,引入并深度應(yīng)用變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng),并通過定制化的自動(dòng)化控制系統(tǒng)及系統(tǒng)集成研發(fā),實(shí)現(xiàn)了該變電站的智能化升級(jí)與高效管理。
一、 系統(tǒng)整體架構(gòu)與核心功能
該物流園35kV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu),分為站控層、間隔層和過程層。
- 站控層:部署于主控室,配置高性能監(jiān)控主機(jī)、操作員工作站、數(shù)據(jù)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備及打印機(jī)等。它作為人機(jī)交互的核心,通過圖形化界面集中顯示全站實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)、事件報(bào)警、歷史曲線等,并提供遙控、遙調(diào)、保護(hù)定值修改等高級(jí)應(yīng)用功能。
- 間隔層:由安裝于各開關(guān)柜的智能保護(hù)測(cè)控裝置、通信管理單元等組成。這些裝置按電氣間隔(如35kV進(jìn)線、主變、10kV饋線等)獨(dú)立配置,負(fù)責(zé)完成本間隔的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集(電流、電壓、功率等)、繼電保護(hù)、設(shè)備控制及聯(lián)鎖閉鎖邏輯判斷。
- 過程層:主要指一次設(shè)備(斷路器、隔離開關(guān)、變壓器等)及其智能終端、合并單元等,負(fù)責(zé)將一次設(shè)備的模擬量和開關(guān)量轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)上傳。
系統(tǒng)核心功能包括:
- “四遙”功能:實(shí)現(xiàn)對(duì)全站設(shè)備的遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào),為無人/少人值守奠定基礎(chǔ)。
- 繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置:配置微機(jī)線路保護(hù)、主變保護(hù)、備自投、無功自動(dòng)補(bǔ)償?shù)龋嵘╇娍煽啃耘c電能質(zhì)量。
- 安全防誤操作:集成完備的五防系統(tǒng),通過軟件邏輯閉鎖和硬件機(jī)械鎖具,杜絕誤操作。
- 事件順序記錄與故障錄波:精確記錄開關(guān)變位順序和故障前后的電氣量變化,為事故分析提供可靠依據(jù)。
- 電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與管理:實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電壓偏差、頻率偏差、諧波等,保障園區(qū)內(nèi)精密設(shè)備的用電安全。
二、 在物流園變電站中的針對(duì)性應(yīng)用
針對(duì)物流園負(fù)荷特性(大型冷庫、分揀設(shè)備、信息中心等沖擊性、非線性負(fù)荷集中),系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行了深度定制:
- 供電可靠性保障:利用備自投(BZT)裝置快速切換備用電源,確保冷鏈倉儲(chǔ)等關(guān)鍵負(fù)荷不間斷供電。實(shí)時(shí)監(jiān)控變壓器負(fù)載率與溫度,預(yù)警過載風(fēng)險(xiǎn)。
- 能耗精細(xì)化管理:集成高級(jí)電能量采集終端,分回路、分時(shí)段精確計(jì)量園區(qū)內(nèi)各功能區(qū)、大用戶的用電量,為成本核算與節(jié)能優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐。
- 與園區(qū)管理系統(tǒng)集成:通過開放的通信接口(如IEC 61850、OPC UA、Modbus TCP等),將變電站實(shí)時(shí)負(fù)荷、告警信息、電能數(shù)據(jù)上傳至物流園綜合能源管理平臺(tái),實(shí)現(xiàn)供用電信息的全局可視化與協(xié)同調(diào)度。
- 移動(dòng)運(yùn)維支持:開發(fā)配套的移動(dòng)APP,授權(quán)人員可在權(quán)限范圍內(nèi)通過移動(dòng)終端接收?qǐng)?bào)警信息、查看關(guān)鍵數(shù)據(jù),提高應(yīng)急響應(yīng)速度。
三、 自動(dòng)化控制系統(tǒng)與系統(tǒng)集成的研發(fā)實(shí)踐
本項(xiàng)目的成功實(shí)施,離不開針對(duì)性的研發(fā)與集成工作:
- 硬件集成與選型:根據(jù)物流園實(shí)際電氣主接線與負(fù)荷重要性,研發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了保護(hù)測(cè)控裝置、智能儀表、通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化選型與配置,確保硬件兼容性與性能最優(yōu)。
- 軟件平臺(tái)定制開發(fā):基于通用的變電站監(jiān)控軟件平臺(tái),進(jìn)行了深度二次開發(fā)。界面設(shè)計(jì)貼合運(yùn)維人員習(xí)慣,重點(diǎn)突出了冷鏈、數(shù)據(jù)中心等關(guān)鍵負(fù)荷的供電回路狀態(tài);開發(fā)了符合物流園作業(yè)規(guī)律的負(fù)荷預(yù)測(cè)與調(diào)度建議模塊。
- 通信協(xié)議轉(zhuǎn)換與系統(tǒng)互聯(lián):研發(fā)了專用的協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān),解決了新舊設(shè)備、不同廠商設(shè)備之間多種通信協(xié)議(如IEC 60870-5-103、Modbus RTU、DNP3.0等)的標(biāo)準(zhǔn)化接入問題,并與上級(jí)調(diào)度系統(tǒng)、園區(qū)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了安全可靠的數(shù)據(jù)互通。
- 高級(jí)應(yīng)用功能研發(fā):結(jié)合物流需求,開發(fā)了基于實(shí)時(shí)電價(jià)的需量控制策略,在用電高峰時(shí)段自動(dòng)調(diào)節(jié)非關(guān)鍵負(fù)荷,降低基本電費(fèi)支出;集成了電氣設(shè)備狀態(tài)評(píng)估的初步算法,向預(yù)測(cè)性維護(hù)邁進(jìn)。
四、 應(yīng)用成效與展望
該系統(tǒng)投運(yùn)后,物流園35kV變電站實(shí)現(xiàn)了從“有人值守”到“無人值守、少人巡檢”的根本轉(zhuǎn)變。運(yùn)行可靠性顯著提高,故障平均處理時(shí)間縮短約60%,綜合能耗下降約5%,運(yùn)維成本大幅降低。
隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、數(shù)字孿生技術(shù)的發(fā)展,該系統(tǒng)的深度應(yīng)用潛力巨大。下一步可探索:
- 基于AI的故障預(yù)警與診斷模型,實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)性維護(hù)。
- 構(gòu)建變電站數(shù)字孿生體,進(jìn)行運(yùn)行模擬與應(yīng)急預(yù)案演練。
- 進(jìn)一步深化與分布式光伏、儲(chǔ)能充電樁等園區(qū)內(nèi)新型能源設(shè)施的互動(dòng),構(gòu)建更智慧、更綠色的物流園區(qū)微電網(wǎng)。
變電站綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)及其定制化集成研發(fā),在現(xiàn)代物流園變電站中的應(yīng)用,不僅是技術(shù)升級(jí),更是管理模式與運(yùn)營(yíng)效率的深刻變革,為同類工業(yè)與商業(yè)園區(qū)供電系統(tǒng)的智能化建設(shè)提供了有價(jià)值的實(shí)踐參考。