35kv预制舱式变电站在军事基地的分布式能源监测应用

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35kv预制舱式变电站在军事基地的分布式能源监测应用

来源：安徽正变电气科技有限公司发布时间：2025-06-26 10:41:00

一、项目背景

某军事基地承担着多样化的军事任务，涵盖装备研发、训练模拟以及日常办公与生活保障等，用电设备种类繁杂，对供电可靠性和稳定性要求。同时，为践行节能减排、提升能源利用效率，基地积引入分布式能源，如太阳能光伏发电、小型风力发电以及储能系统等。然而，分布式能源具有间歇性、波动性等特点，传统变电站难以满足对其有效监测与管理的需求。在此背景下，35kV 预制舱式变电站凭借自身优势，成为保障军事基地供电稳定与实现分布式能源高效监测的理想选择。

二、35kV 预制舱式变电站概述

（一）结构与组成

该军事基地采用的 35kV 预制舱式变电站由多个功能舱体构成，包括高压开关舱、变压器舱、低压配电舱以及二次设备舱。高压开关舱内配置有 35kV 高压断路器、隔离开关、互感器等设备，负责实现对高压电力的开合控制与电量测量；变压器舱选用低损耗、高可靠性的 35kV 变压器，将高压电转换为适合基地内部使用的电压等级；低压配电舱包含各类低压开关柜，对电力进行分配，向基地内不同区域和设备供电；二次设备舱则安装了继电保护装置、测控装置、通信设备等，实现对变电站设备运行状态的监测、保护以及与上级监控系统的通信功能。

（二）技术优势

快速部署：舱体在工厂完成预制和调试，运输至军事基地现场后，通过快速吊装和连接即可投入使用。相比传统变电站动辄数月的建设周期，预制舱式变电站可将建设时间缩短至数周，地提高了项目建设效率，能迅速满足军事基地的紧急供电需求。

可靠性高：预制舱采用全封闭、模块化设计，具备良好的防水、防尘、防火、防盗以及抗电磁干扰性能。舱内设备布局合理，布线规范，减少了因外界环境因素和人为因素导致的设备故障概率，保障了变电站长期稳定运行。

占地面积小：预制舱式变电站高度集成化，将各类电气设备紧凑地布置在舱体内，相比传统变电站大幅减少了占地面积。这对于土地资源宝贵、军事设施布局密集的军事基地而言，具有重要意义，可有效节省土地资源，优化基地空间布局。

三、分布式能源监测系统架构

（一）数据采集层

分布式能源设备监测：在军事基地的分布式能源设备上安装各类传感器，如太阳能光伏板的电流、电压传感器，风力发电机的转速、功率传感器，以及储能电池的电压、电流、温度、荷电状态（SOC）传感器等。这些传感器实时采集设备的运行参数，并通过 RS485、CAN 等现场总线将数据传输至就近的数据采集终端。

电力参数监测：在 35kV 预制舱式变电站的进线、出线以及重要配电节点安装智能电力仪表，用于监测电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率等电力参数。智能电力仪表同样通过现场总线与数据采集终端相连，实现电力数据的实时采集。

（二）数据传输层

有线传输：数据采集终端通过屏蔽双绞线或光纤将采集到的数据传输至通信管理机。对于距离较近的设备，采用屏蔽双绞线连接，成本较低且布线相对简单；对于距离较远或对数据传输速率要求较高的场景，如分布式能源集中区域与变电站之间的通信，则采用光纤传输，以数据传输的稳定性和高速率。

无线传输：考虑到军事基地部分区域可能存在布线困难的情况，引入无线通信技术作为补充。选用工业级无线模块，如 LoRa、4G 等，实现数据采集终端与通信管理机之间的无线通信。其中，LoRa 适用于对传输速率要求不高但距离较远、节点分散的设备数据传输；4G 则用于需要实时、高速传输数据的关键设备监测，在有线通信出现故障时，数据传输仍能正常进行。

（三）数据处理与管理层

监控中心服务器：通信管理机将收集到的数据通过以太网传输至监控中心服务器。服务器安装有专门的分布式能源监测软件，该软件对数据进行实时存储、处理和分析。通过数据挖掘和分析算法，软件能够对分布式能源设备的运行状态进行评估，预测设备故障，为运维人员提供决策支持。

监控界面：在监控中心设置大屏幕显示器，以直观的图形界面展示分布式能源设备和 35kV 预制舱式变电站的运行状态。运维人员可以通过监控界面实时查看各类设备的运行参数、电力潮流分布、能源生产与消耗情况等信息。同时，界面还具备报警功能，当设备运行参数超出正常范围或出现故障时，立即发出声光报警信号，提醒运维人员及时处理。

四、监测系统功能实现

（一）实时监测功能

能源设备状态监测：监测系统实时展示太阳能光伏板的发电功率、光照强度、温度，风力发电机的风速、风向、输出功率，储能电池的充放电状态、剩余电量等信息。通过这些数据，运维人员可以及时了解分布式能源设备的运行情况，判断设备是否正常工作。例如，当发现某组太阳能光伏板的发电功率明显低于其他组时，运维人员可以迅速排查是否存在光伏板故障、遮挡等问题。

电力参数监测：对 35kV 预制舱式变电站的进线电压、电流，各出线回路的负荷情况，以及功率因数等电力参数进行实时监测。通过监测进线电压和电流，运维人员可以掌握外部电网对军事基地的供电情况；监测出线回路负荷，有助于合理分配电力资源，避免部分回路过载运行；监测功率因数，则可以及时发现无功补偿不足或过补偿的问题，采取相应措施进行调整，提高电力系统的运行效率。

（二）数据分析与预测功能

历史数据统计分析：监测系统对采集到的历史数据进行存储和统计分析，生成各类报表和趋势曲线。例如，生成每日、每周、每月的分布式能源发电量报表，以及不同季节、不同时间段的能源消耗趋势曲线。通过对这些报表和曲线的分析，运维人员可以总结能源生产和消耗规律，为制定合理的能源管理策略提供依据。

设备故障预测：利用机器学习算法对设备运行数据进行深度分析，建立设备故障预测模型。通过实时监测设备运行参数与模型进行比对，当发现设备运行状态偏离正常模式时，系统提前发出故障预警信号，提醒运维人员进行设备检查和维护，避免设备突发故障导致停电事故。例如，通过对储能电池的电压、电流、温度等参数的长期监测和分析，预测电池的健康状态，提前安排电池更换计划，保障储能系统的可靠运行。

（三）能源调度与优化功能

分布式能源调度：根据军事基地的用电需求和分布式能源的发电情况，监测系统实现对分布式能源的智能调度。当分布式能源发电量大于基地用电需求时，系统自动控制储能系统进行充电，将多余的电能储存起来；当分布式能源发电量不足或基地用电负荷增大时，系统优先调度储能系统放电，若储能系统电量不足，则自动切换至外部电网供电。通过这种方式，限度地利用分布式能源，降低对外部电网的依赖，提高能源利用效率。

电力系统优化：监测系统通过对电力参数的实时监测和分析，对 35kV 预制舱式变电站的运行方式进行优化。例如，根据负荷变化情况，自动调整变压器的分接头位置，实现电压的自动调节，供电电压稳定在合理范围内；通过优化无功补偿装置的投切策略，提高电力系统的功率因数，降低线路损耗，提高电力系统的运行经济性。

（四）报警与故障处理功能

报警功能：当分布式能源设备或 35kV 预制舱式变电站的运行参数超出预设的正常范围时，监测系统立即发出报警信号。报警方式包括声光报警、短信报警、邮件报警等，运维人员能够及时收到报警信息。报警信息详细显示故障设备名称、故障类型、故障发生时间等，便于运维人员快速定位和处理故障。

故障处理流程：运维人员收到报警信息后，可通过监测系统的远程控制功能，对故障设备进行初步排查和诊断。对于一些简单故障，如设备重启、参数调整等，可以通过远程操作进行修复；对于较为复杂的故障，则需要运维人员前往现场进行处理。在故障处理过程中，监测系统持续跟踪故障设备的状态，记录故障处理过程和结果，为后续设备维护和管理提供参考。

五、应用效果与效益

（一）供电可靠性提升

通过 35kV 预制舱式变电站与分布式能源监测系统的协同运行，军事基地的供电可靠性得到提高。分布式能源作为备用电源，在外部电网出现故障时能够迅速投入运行，保障军事关键设施的持续供电。同时，监测系统实时监测设备运行状态，及时发现并处理潜在故障，避免了因设备故障导致的停电事故，了军事基地电力供应的连续性和稳定性。据统计，应用该系统后，军事基地的停电次数较以往减少了 70% 以上，停电时间大幅缩短，为军事任务的顺利开展提供了有力的电力保障。

（二）能源利用效率提高

监测系统实现了对分布式能源的精准监测和智能调度，使军事基地能够充分利用太阳能、风能等清洁能源。通过合理分配能源，减少了能源浪费，提高了能源利用效率。同时，通过对电力系统的优化运行，降低了线路损耗和变压器损耗，进一步提高了能源利用的经济性。经测算，军事基地的能源综合利用效率提升了 25% 左右，每年可节约大量的能源成本，符合国家节能减排的政策要求。

（三）运维管理成本降低

分布式能源监测系统的应用实现了对设备的远程监控和智能化管理，大大减少了运维人员的现场巡检工作量。运维人员可以通过监控中心实时掌握设备运行状态，及时发现并处理故障，提高了运维效率。此外，系统的故障预测功能使设备维护由传统的事后维修转变为预防性维护，降低了设备维修成本和因设备故障导致的生产损失。据估算，应用该系统后，军事基地的运维管理成本降低了 30% 以上，有效提高了军事基地的运营管理效益。

六、总结与展望

35kV 预制舱式变电站在军事基地的分布式能源监测应用中取得了成效，为军事基地的供电保障、能源管理和运维优化提供了有力支持。随着科技的不断发展，未来可进一步探索将人工智能、大数据、物联网等技术更深入地应用于监测系统中。例如，利用人工智能算法实现对分布式能源发电功率的更精准预测，优化能源调度策略；通过大数据分析挖掘更多潜在的能源管理优化方案；借助物联网技术实现设备的全生命周期管理，进一步提高军事基地的能源利用效率和供电可靠性，为军事现代化建设提供更加可靠的能源保障。

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