智能变电站交直流一体化电源系统的研究与应用孙静

智能变电站交直流一体化电源系统的研究与应用孙静

(沧州同兴电力设计有限公司河北省沧州市061000)

摘要:随着我国智能变电站的建立,对一些新技术应用也越来越广泛,全面提升了供电用电安全稳定性,保证了经济建设与发展需求。智能变电站中使用交直流一体化电源系统,这类系统能够充分保证变电站运行,使变电站电源更加安全,这项技术运行的原理主要是将交流电源和直流电源等进行系统整合,形成协调统一的运行,使传统电源得到了交直流一体化运行,保证了电源系统更加科学可靠,此项技术的应用,大大提高了变电站运行效率,极大的推动了变电站工作效能,使各个环节运行更加稳定安全。因此,本文对智能变电站交直流一体化电源系统的应用进行分析研究。

关键词:智能变电站;交直流一体化;电源系统;应用

智能变电站交直流一体化电源系统是当前较为先进的电源系统,在各类变电站运行中起到主要的作用,随着技术的深入推广,已经成为主要的技术形式。目前,随着智能变电站交直流一体化电源系统在全国范围内的成功运行,其展现的优势不言而喻。

1常规性变电站的电源系统应用现状分析

常规性变电站,依旧是我国当前电力事业中最为广泛、普遍设置的一种类型。特别是对于我国这种地域宽广,技术更新不可能协调一致,所以常规性变电站依旧在我国的变电站运作系统中发挥着重要作用,常规性变电站,它的电源系统通常分为直流、交流、UPS和通信电源等几种不同的类型。在一般的变电站运营模式下,交流系统是变电站的主要能源供应设备。例如具体的电能储蓄、电源操作等工作都需要依赖交流系统来予以完成。这就意味着,交流系统的稳定性能如何,会直接影响到整个变电站的运行是否稳定、可靠。电源是整个变电站工作和运行的重中之重,当前我们的变电站,一般采用的是各个电源子系统分开设计、分开管理和使用、分开组屏,不同的电源系统由不同的生产商进行研发、生产、组装以及后期的安装、调试等。这种模式运行下的各种电源子系统存在着很多的弊端。

第一,现有变电站站用电源由不同专业人员进行管理,交流系统与直流系统由变电人员进行运行维护,UPS由自动化人员进行维护,通信电源由通信人员维护,除了人力资源不能总体调配,通信电源、UPS等也没有纳入变电站严格的巡检范围。

第二,由不同供应商分别设计各个子系统,资源不能综合考虑,使一次投资显著增加,经济性较差。

第三,从系统设计角度来讲,变电站综合自动化系统已由集中分布式系统向数字化发展。目前综合自动化系统已成为站用电源信息共享平台,站用电源信息也一直作为综合自动化系统的简单附属信息,因此也难以实现系统管理和信息共享,在相关子系统变化时不能协调整个站用电源以最佳方式运行。

2智能电源系统的简介

智能电源系统属于交直流一体化的站用电源,其在连接方式虽然和传统的接线方式大同小异,均从站用变引入交流的基础上再来变换,但是对直流电源与通信电源进行了大大的整合。具体的不同点就在于,直流的220V只进行DC/DC转换成48V之后,为两路通信直流引入线,为通信负载提供使用,并不是把交流的220V之间转换成直流。在智能电源系统中,其一体化通信电源中没有设置蓄电池,而与站用的直流共用由104节220V组成的蓄电池组。而在电源监控方式上,以往的站用电源主要是借助自动化后台机来监测,此时就需要在通信电源中另外安装动力监测模块,再传输给监测网管系统中实施统一监测,而采取一体化电源,则能在后台统一采用后台机来监测,而监视站主要是对交直流电源与蓄电池组以及UPS与DC/DC等通讯电源的运行状态进行监测。与传统的站用电源比较而言,智能电源系统具有诸多方面的优势:一是蓄电池组的配置数量减少,能将配置成本降低;二是实施了模块化的设计,能有效的解决站用电源在施工中存在二次线路较多和跨屏二次电缆较多的不足和问题;三是开关实现了智能模块化,能对开关的位置进行监测,又能对事故跳闸及时地进行告警,还能对负荷电流和绝缘等进行监测;四是采用的是规约是IEC61850,这样就能满足变电站系统自动化接口。

3智能变电控制型交直流融合化电源供给模式的实际运用

目前我们所言的智能型变电站是指利用交直流电源融合化的电源装置,重点是和过去普通的电力控制电源体系存在很大不同之处的一类新式电源调控装置,此类电源装置的特点,即是把原来单一型的交流模式、直流模式、逆变模式、通讯模式等多类模式电源供给体系实施统一的结构设计,同时涵盖前期的方案研究、监测,实际运用过程中的安装、调试等都通过统一的信息手段进行规划和管理。使得整个电源系统在使用、配合过程中实现信息监控、能够有效的进行联动,进一步提高变电站运行的安全系数、信息科技系数等多方面的系数总和。智能站用交直流一体化电源系统的可行性分析:

首先,随着智能变电站交直流一体化电源系统在全国范围内的成功运行,其展现的优势不言而喻,整个交直流电源系统的在直流和交流技术的切换与正常运作方面经验比较成熟,在实际应用中风险较小,具有可操作性和可行性。然而其直流核心充电模块的开关技术还有待于调整和完善,利用移相谐振软开关来提高电路的整体效率并在风冷的情形下自冷结合;同时,逆变电源的控制作用还应进一步加强,从而能够在正常工作下进行交流供电,在交流出现断流以后切换为直流逆变。

其次,电源管理水平提高。相比传统的变电站电源管理体系,智能变电站交直流一体化电源系统更能快捷、准确和及时地对站内电源的管理,可根据系统的各种设置数据进行报警处理、历史数据管理等;同时,能对这些处理的结果加以判断,根据不同的情况实行站用电和电池管理,输出控制等操作。此外,由统一厂家提供所有电源的设计、生产和安装等服务,也能很好地解决所有站用电源的问题,可以减少采购协调沟通成本,提供电力电源的整体管理水平。

最后,安全性和经济性提高。与常规变电站相比,交直流一体化电源系统采用了全模块设计,使得其绝缘防护功能提高,因而,不用停电就可以对一般电力故障模块进行实时更换。同时,该系统没有外引二次接线和跨屏二次电缆,因而模块之间参数一样就能互换,且单个开关或模块可独立检修或更换。这使得设备的检修更加方便,从而使整个电源系统更加安全可靠,对于一次二次设备均采用成熟可靠技术,其本身没有任何技术风险,通过一体设计可以有效避免站用电源的安全隐患。此外,交直流一体化电源系统比起常规变电站更加经济合理。因为该系统的整体结构优化了作业流程和人力资源调配,这也减少了设备的重复配置,并降低了设备投资成本和运行维护成本。而对各电源子系统实现智能控制和高效管理,大大提高了工作效率,使得社会效益也有所提高,潜在的经济效益显著。

结束语:

智能变电站交直流一体化电源系统是将交流电源和直流电源等一些电源系统的进行整合,实现交直流电源一体化,这样不仅可以提高电源系统的安全性能和网络的智能化,还能很好地解决常规变电站电源中存在的一些问题,同时也提高了变电站的管理水平,灵活性和安全可靠性得到了很好的改善。因此,智能变电站交直流一体化电源系统的正确配置是对智能变电站安全稳定运行的重要条件和基础。

参考文献:

[1]孙羽.智能变电站交直流一体化电源系统研究[J].科技创新与应用,2017(36):179.

[2]张岩.试论交直流一体化电源系统的优化设计[J].通信电源技术,2017,34(02):153.

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