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)實現(xiàn)從電氣的角度對變電站運行設(shè)備實時監(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，實現(xiàn)設(shè)備運行全實時狀態(tài)的在線監(jiān)測成為可能。
基于以上技術(shù)的發(fā)展，設(shè)備的全實時監(jiān)控需要的環(huán)境就非常重要，照明在變電站日常運行維護中起到非常關(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)”等高級應(yīng)用的推進(jìn)及普及，對站內(nèi)照明系統(tǒng)智能化升級及應(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，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)擴張，多呈現(xiàn)為獨立控制，不需要過高的成本開銷?；旌闲蛣t相對較為安全、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
屬于一個網(wǎng)絡(luò)連接單元，主要用來供應(yīng)工作電源、源系統(tǒng)時鐘以及多樣系統(tǒng)的接口。主干系統(tǒng)對不同的位置運用同樣的控制與信息采集系統(tǒng)。子系統(tǒng)負(fù)責(zé)對分支區(qū)域運行不同控制的網(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)到對燈光的調(diào)節(jié)）——多種樣式以及功能的控制板、不同型號與功能的傳感器（例如：紅外線傳感器能夠感受到其他運動物體的動態(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)運行下，能夠?qū)λ闹艿牧炼冗M(jìn)行評測，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)用在對來源于網(wǎng)絡(luò)輸出信息的接收，用來控制對應(yīng)的回路，以達(dá)到實時控制的目的。這一單元中有多種型號的繼電器。
這一系統(tǒng)多數(shù)都運用集中調(diào)控與管理、分散運行等方面。通過中心監(jiān)控系統(tǒng)與各個控制照明箱，中心監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)計算機、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)主要是依靠實施運行中的兩種裝置：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，而且可以通過實時遙控對各種各樣的照明設(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，實行全權(quán)操作。
在FPGA的調(diào)控下，調(diào)壓設(shè)備所運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照明裝置，而且發(fā)揮保護功能。這一系統(tǒng)能夠?qū)⒄彰髟O(shè)備的開動時間、累計記錄以及照明設(shè)備的使用周期進(jìn)行科學(xué)統(tǒng)計。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)了體積相對較小的配電柜，上面設(shè)置了自動或者人工調(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，因為在各自的領(lǐng)地對于燈光質(zhì)量的需求程度不同，就要對這一設(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，同時也能夠達(dá)到節(jié)能的效果。因為在這一系統(tǒng)的作用下，能夠根據(jù)室外的光線變化自動調(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也有效節(jié)約了能源，同時也延長了照明設(shè)備的使用時間。因為電網(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)計應(yīng)用
隨著智能變電站高級應(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)計應(yīng)用成為現(xiàn)實，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，并實時體現(xiàn)在電力設(shè)備信息庫中，動態(tài)反映在運維管理平臺的實時監(jiān)視畫面上。因此也對站內(nèi)照明系統(tǒng)提出苛刻要求，必須做到照明開關(guān)動作實時性、及時性，照明故障檢測準(zhǔn)確性，照度控制從面控制轉(zhuǎn)為點控制。
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)同時作為一個子系統(tǒng)的理念，做到互聯(lián)互通。
基于以上要求，以下主要是針對智能控制開關(guān)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，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現(xiàn)以下功能：
（1）照明系統(tǒng)及單燈控制智能化，可以實現(xiàn)對燈具的實時控制、分時段控制、分組控制。實時控制包括主監(jiān)控室控制、紅外控制、光感控制、開關(guān)跳合閘與燈具聯(lián)動控制、安防系統(tǒng)與燈具聯(lián)動控制等，可以在主控機上手動控制（鼠標(biāo)控制）。
（2）故障及時報警。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)置報警方式，包括聲、短信等多種報警方式，使管理者能及時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，給服務(wù)維修部門帶來便利。
（4）采集和儲存燈具運行信息。具有燈具和供電線路運行情況采集、儲存、統(tǒng)計、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)等運行報表。
（5）后備控制功能。當(dāng)主站因故不能正常工作時，集中器可以保證按設(shè)置正常運行（自動運行），主控開關(guān)可按事先設(shè)置好的時間表正常運行，確保燈具的正常點亮和熄滅。
（6）節(jié)能。系統(tǒng)可以靈活地利用分組、分時段進(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、駕駛艙通訊單元對接，站內(nèi)運行系統(tǒng)實時把變電站內(nèi)運行情況通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給智能照明子系統(tǒng)來控制各個區(qū)域內(nèi)的燈具。這樣可以實現(xiàn)故障狀態(tài)、正常運行狀態(tài)、設(shè)備運行狀態(tài)等狀態(tài)下站內(nèi)視頻監(jiān)控系統(tǒng)實時監(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。
基于以上技術(shù)的發(fā)展，設(shè)備的全實時監(jiān)控需要的環(huán)境就非常重要，照明在變電站日常運行維護中起到非常關(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)”等高級應(yīng)用的推進(jìn)及普及，對站內(nèi)照明系統(tǒng)智能化升級及應(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，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)擴張，多呈現(xiàn)為獨立控制，不需要過高的成本開銷?；旌闲蛣t相對較為安全、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
屬于一個網(wǎng)絡(luò)連接單元，主要用來供應(yīng)工作電源、源系統(tǒng)時鐘以及多樣系統(tǒng)的接口。主干系統(tǒng)對不同的位置運用同樣的控制與信息采集系統(tǒng)。子系統(tǒng)負(fù)責(zé)對分支區(qū)域運行不同控制的網(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)到對燈光的調(diào)節(jié)）——多種樣式以及功能的控制板、不同型號與功能的傳感器（例如：紅外線傳感器能夠感受到其他運動物體的動態(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)運行下，能夠?qū)λ闹艿牧炼冗M(jìn)行評測，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)用在對來源于網(wǎng)絡(luò)輸出信息的接收，用來控制對應(yīng)的回路，以達(dá)到實時控制的目的。這一單元中有多種型號的繼電器。
這一系統(tǒng)多數(shù)都運用集中調(diào)控與管理、分散運行等方面。通過中心監(jiān)控系統(tǒng)與各個控制照明箱，中心監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)計算機、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)主要是依靠實施運行中的兩種裝置：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，而且可以通過實時遙控對各種各樣的照明設(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，實行全權(quán)操作。
在FPGA的調(diào)控下，調(diào)壓設(shè)備所運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照明裝置，而且發(fā)揮保護功能。這一系統(tǒng)能夠?qū)⒄彰髟O(shè)備的開動時間、累計記錄以及照明設(shè)備的使用周期進(jìn)行科學(xué)統(tǒng)計。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)了體積相對較小的配電柜，上面設(shè)置了自動或者人工調(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，因為在各自的領(lǐng)地對于燈光質(zhì)量的需求程度不同，就要對這一設(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，同時也能夠達(dá)到節(jié)能的效果。因為在這一系統(tǒng)的作用下，能夠根據(jù)室外的光線變化自動調(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也有效節(jié)約了能源，同時也延長了照明設(shè)備的使用時間。因為電網(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)計應(yīng)用
隨著智能變電站高級應(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)計應(yīng)用成為現(xiàn)實，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，并實時體現(xiàn)在電力設(shè)備信息庫中，動態(tài)反映在運維管理平臺的實時監(jiān)視畫面上。因此也對站內(nèi)照明系統(tǒng)提出苛刻要求，必須做到照明開關(guān)動作實時性、及時性，照明故障檢測準(zhǔn)確性，照度控制從面控制轉(zhuǎn)為點控制。
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)同時作為一個子系統(tǒng)的理念，做到互聯(lián)互通。
基于以上要求，以下主要是針對智能控制開關(guān)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，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現(xiàn)以下功能：
（1）照明系統(tǒng)及單燈控制智能化，可以實現(xiàn)對燈具的實時控制、分時段控制、分組控制。實時控制包括主監(jiān)控室控制、紅外控制、光感控制、開關(guān)跳合閘與燈具聯(lián)動控制、安防系統(tǒng)與燈具聯(lián)動控制等，可以在主控機上手動控制（鼠標(biāo)控制）。
（2）故障及時報警。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)置報警方式，包括聲、短信等多種報警方式，使管理者能及時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，給服務(wù)維修部門帶來便利。
（4）采集和儲存燈具運行信息。具有燈具和供電線路運行情況采集、儲存、統(tǒng)計、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)等運行報表。
（5）后備控制功能。當(dāng)主站因故不能正常工作時，集中器可以保證按設(shè)置正常運行（自動運行），主控開關(guān)可按事先設(shè)置好的時間表正常運行，確保燈具的正常點亮和熄滅。
（6）節(jié)能。系統(tǒng)可以靈活地利用分組、分時段進(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、駕駛艙通訊單元對接，站內(nèi)運行系統(tǒng)實時把變電站內(nèi)運行情況通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給智能照明子系統(tǒng)來控制各個區(qū)域內(nèi)的燈具。這樣可以實現(xiàn)故障狀態(tài)、正常運行狀態(tài)、設(shè)備運行狀態(tài)等狀態(tài)下站內(nèi)視頻監(jiān)控系統(tǒng)實時監(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。
