付玉松

(國網(wǎng)山東省電力公司菏澤供電公司山東菏澤274000)

摘要：智能變電站一體化電源系統(tǒng)，是借鑒電力用直流、交流一體化不間斷電源系統(tǒng)核心思想，針對智能變電站的特點(diǎn)而開發(fā)的一體化電源產(chǎn)品解決方案。現(xiàn)有站用電源系統(tǒng)在資源整合、自動(dòng)化水平，運(yùn)行管理模式等方面都還存在著很大的優(yōu)化提開空間;而交直流一體化電源系統(tǒng)以其結(jié)構(gòu)緊湊、智能經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢具有廣范的應(yīng)用與蓬勃發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：變電站;交直流;一體化;電源系統(tǒng)

前言

一般來說，智能化的變電站系統(tǒng)會(huì)有自己的提點(diǎn)，比如在信息的共享方面或是在智能化的控制方面等，這種特點(diǎn)具有緊湊性、集成化的特質(zhì)，也是智能變電站的主要表現(xiàn)形式之一。我國的智能變電站系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格，基本可以實(shí)現(xiàn)通訊和網(wǎng)絡(luò)的共享，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的處理。研究發(fā)展，我國在智能通訊方面有著先天的優(yōu)勢，容易形成集成性的方案，促進(jìn)智能一體化在我國的應(yīng)用，使得各種智能化變電站產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)高速的運(yùn)作。

1、智能變電站交直流一體化電源系統(tǒng)的現(xiàn)狀

隨著常規(guī)變電站所使用的分散設(shè)計(jì)電源系統(tǒng)的淘汰，智能站交直流一體化電源系統(tǒng)逐漸興盛起來，隨著交直流一體化電源系統(tǒng)的誕生，這也給變電站的管理和使用帶來了方便。目前，智能站交直流體化電源系統(tǒng)的研究有，智能站交流電源如何可靠穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換的問題高頻開關(guān)電源、交直流變換電源模塊的自主均流、穩(wěn)流、穩(wěn)壓方面，以及整機(jī)效率、徹底消除電網(wǎng)的沖擊、浪涌、抗干擾能力方面，還有開機(jī)軟啟動(dòng)問題，電力專用的逆變電源產(chǎn)生的一些干擾會(huì)對負(fù)載設(shè)備有不良影響，如電源的直流輸入、交流輸入和輸出被電氣隔離、動(dòng)態(tài)瞬變、陷落及雜訊干擾等。同時(shí)，對維修旁路控制邏輯，實(shí)現(xiàn)不間斷電源在任意運(yùn)行狀態(tài)時(shí)閉合維修旁路開關(guān)而不影響連續(xù)供電的問題。交直流一體化的操作使用還不能完全滿足無人化的運(yùn)行要求，它的可靠性有待于提高，如設(shè)備的絕緣故障、機(jī)構(gòu)失靈、拒動(dòng)或誤動(dòng)、漏油、漏氣等嚴(yán)重影響安全運(yùn)行的問題。

2、智能變電站交直流一體化電源系統(tǒng)的特點(diǎn)

智能變電站交直流一體化電源系統(tǒng)，就是將傳統(tǒng)變電站所使用的交流電源、直流電源、交流不間斷電源(UPS)、通信電源、逆變電源(INV)、直流交換電源(DC/DC)等裝置組成在一起，通過統(tǒng)一監(jiān)視控制信息而共享直流電源的蓄電池組。該電源系統(tǒng)的優(yōu)勢和特點(diǎn)主要通過與傳統(tǒng)變電站電源的特點(diǎn)相比較來表現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)電源系統(tǒng)的一體化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化。與常規(guī)變電站相比，交直流電源一體化設(shè)計(jì)是智能變電站的一項(xiàng)重大突破，它的一體化設(shè)計(jì)不但外觀上設(shè)計(jì)一致,而且在整個(gè)電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安裝上又進(jìn)一步優(yōu)化，如組屏數(shù)量的降低，這不僅使整個(gè)電源系統(tǒng)更加緊湊，節(jié)約了占地空間，而且整體外貌也更加美觀，使得電源系統(tǒng)的流程也相應(yīng)簡單化，這便為后期的維護(hù)使用提供了很大的便利，而且這也壓縮了工期以及供貨時(shí)間。同時(shí),電源系統(tǒng)的一體化也實(shí)現(xiàn)了在一個(gè)平臺(tái)上對整個(gè)變電站電源的各種電源子系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和分析，解決了由不同供應(yīng)商供應(yīng)的各自單獨(dú)的電源通信兼容的問題，提高了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、智能化的程度。該系統(tǒng)采用電子設(shè)備和信息相結(jié)合的方式分多個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成，各系統(tǒng)間相互連接并受總監(jiān)控系統(tǒng)的控制，從而實(shí)現(xiàn)各種智能電源系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)化的自動(dòng)化控制，這樣對于各個(gè)子系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)等就能快速的調(diào)整和控制，對于一些電源檢測盲點(diǎn)也能及時(shí)檢測和控制，避免事故的發(fā)生。

與常規(guī)變電站相比，交直流一體化電源系統(tǒng)采用了全模塊設(shè)計(jì)，使得其絕緣防護(hù)功能提高，因而，不用停電就可以對一般電力故障模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)更換。同時(shí)，該系統(tǒng)沒有外引二次接線和跨屏二次電纜因而模塊之間參數(shù)一樣就能互換，且單個(gè)開關(guān)或模塊可獨(dú)立檢修或更換。這使得設(shè)備的檢修更加方便，從而使整個(gè)電源系統(tǒng)更加安全可靠,對于一次二次設(shè)備均采用成熟可靠技術(shù)，其本身沒有任何技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，通過一體設(shè)計(jì)可以有效避免站用電源的安全隱患。此外，交直流一體化電源系統(tǒng)比起常規(guī)變電站更加經(jīng)濟(jì)合理。因?yàn)樵撓到y(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化了作業(yè)流程和人力資源調(diào)配，這也減少了設(shè)備的重復(fù)配置，并降低了設(shè)備投資成本和運(yùn)行維護(hù)成本。而對各電源子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能控制和高效管理，大大提高了工作效率，同時(shí)由于該系統(tǒng)集直流和交流于一體，減少了蓄電池的使用量并降低了對環(huán)境的污染，使得社會(huì)效益也有所提高，潛在的經(jīng)濟(jì)效益顯著。

3、智能變電站交直流一體化電源系統(tǒng)的可行性分析

站用交直流一體化電源系統(tǒng)，它的優(yōu)勢和特點(diǎn)主要通過與傳統(tǒng)站用電源的對比中得以呈現(xiàn)。它的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在資源優(yōu)化，分配合理交流不間斷電源、通信電源都取消了各自所配備的蓄電池組，并與直流電源共用同一組蓄電池，減少了組屏屏柜的數(shù)量，降低了蓄電池前期投入和后期維護(hù)的費(fèi)用，大大節(jié)約了變電站內(nèi)占地空間和設(shè)備投入成本。站用電源采用一體化設(shè)計(jì)方案，可以對各個(gè)子電源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)控和統(tǒng)一管理，減少了系統(tǒng)作業(yè)流程，優(yōu)化了人力資源的調(diào)配。高度集成的一體化監(jiān)控平臺(tái)可以對用電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并通過通信傳至后臺(tái)。后臺(tái)值班人員可通過實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)的對比分析，對站內(nèi)系統(tǒng)運(yùn)行情況作性能分析，以確保站用電源系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。由同一個(gè)設(shè)備成套廠家設(shè)計(jì)、生產(chǎn)一整套站用電源，現(xiàn)場安裝、調(diào)試過程中消除了原本需與其他廠家協(xié)調(diào)溝通的環(huán)節(jié)，提高的設(shè)備開通運(yùn)行效率。后期設(shè)備運(yùn)行如有出現(xiàn)故障，都有該廠家提供技術(shù)支持和售后維護(hù)，責(zé)任明確，服務(wù)方便。

3.1交直流一體化電源系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)安全性更高

對于常規(guī)變電站，一般在出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)導(dǎo)致整體裝置的運(yùn)行問題，甚至可能導(dǎo)致事故的發(fā)生，而該系統(tǒng)在這一問題上進(jìn)行了很好的調(diào)整與改進(jìn)，能夠有效的避免事故的產(chǎn)生。該系統(tǒng)將常規(guī)變電站中的線路模式予以調(diào)整，將直流和交流完全分開的進(jìn)行隔離和布控，減少由于電流沖撞而引起的多種事故發(fā)生。因而，交直流一體化電源系統(tǒng)這種完全采用直流控制電源裝置的模式，使整個(gè)系統(tǒng)的安全系數(shù)大大增加。電源系統(tǒng)的控制管理更為科學(xué)，由于整個(gè)電源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在個(gè)平臺(tái)上對整個(gè)變電站電源的各種電源子系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和分析，而相關(guān)的監(jiān)控設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)置都采用雙重化的模式予以配置，因而在故障出現(xiàn)時(shí)就能夠有效的發(fā)現(xiàn)問題，并且在一部分裝置出現(xiàn)故障時(shí)不影響整體裝置的繼續(xù)運(yùn)行。

4、結(jié)語

智能變電站交直流一體化電源系統(tǒng)是將交流電源和直流電源等些電源系統(tǒng)的進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)交直流電源一體化，這樣不僅可以提高電源系統(tǒng)的安全性能和網(wǎng)絡(luò)的智能化，還能很好地解決常規(guī)變電站電源中存在的一些問題，同時(shí)也提高了變電站的管理水平，靈活性和安全可靠性得到了很好的改善。因此，智能變電站交直流一體化電源系統(tǒng)的正確配置是對智能變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要條件和基礎(chǔ)。

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