交直流一体化电源主要技术特征
公路交通与能源融合实践模式探究
第19卷 第94期 交 通 节 能 与 环 保V ol.19 No.2 2023年04月 Transport Energy Conservation ＆ Environmental Protection April. 2023doi: 10.3969/j.issn.1673-6478.2023.02.018公路交通与能源融合实践模式探究姚 沅1，付 豪1，梁叶云1，田孝武2（1. 葛洲坝集团交通投资有限公司，湖北 武汉 430000； 2. 葛洲坝（武汉）新能源发展有限公司），湖北 武汉 430000）摘要：目前公路交通与能源融合项目的投资、建设、运营存在盈利模式不清晰、交通侧能源侧要求不明确、政策机制不完善等方面的问题，严重制约了公路交通与能源融合项目的发展。
针对上述问题，本文以示范项目为依托，开展了政策机制、安全环境、标准体系、运维模式、关键技术、解决方案的探索研究，形成可复制的公路交通与能源融合项目投建营模式，推动交能融合行业高质量快速发展。
关键词：交通与能源融合；制约因素；项目实践；关键技术 中图分类号：U491文献标识码：A文章编号：1673-6478（2023）02-0100-06Research on Practical Mode of Integration of Highway Transportation and EnergyYAO Yuan 1, Fu Hao 1, LIANG Yeyun 1, TIAN Xiaowu 2(1. Gezhouba Group Transportation Investment Co., Ltd., Wuhan Hubei 430000, China; 2. Gezhouba (Wuhan) New Energy Development Co., Ltd., Wuhan Hubei 430000, China)Abstract: At present, there are some problems in the investment, construction and operation of highway transportation and energy integration project, such as unclear profit model, unclear energy demand and imperfect policy mechanism, etc., which seriously restricts the development of highway transportation and energy integration projects. In the light of the above-mentioned problems, based on the demonstration project, the exploration and research on policy mechanism, safety environment, standard system, operation and maintenance mode, key technologies and solutions have been carried out to form a replicable mode of construction of highway transportation and energy integration projects, and promote the rapid development of high-quality transportation and energy integration industry.Key words: transportation and energy integration; constraints; project practice; key technologies0 引言实现碳达峰、碳中和，是以习近平同志为核心的党中央统筹国内国际两个大局作出的重大战略决策，是着力解决资源环境约束突出问题、实现中华民族永续发展的必然选择。
智能变电站简介
智能变电站简介智能变电站是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。
智能变电站遵循的原则：1、变电站智能化改造应遵循《变电站智能化改造技术规范》，实现全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化，高级应用互动化，满足集中监控技术要求，提高变电站智能化水平。
2、满足继电保护点对点直采、直跳，继电保护双重化配置的两个过程层网络完全独立的原则，不允许双重化的SV、GOOSE网络通过以太网交换机进行连接。
智能变电站与数字变电站的区别：1、一次设备状态检测与一次设备智能化（外挂传感器）2、信息一体化平台与智能高级应用3、辅助系统智能化智能变电站与常规变电站的区别：1、一次设备状态检测与一次设备智能化2、信息一体化平台与智能高级应用3、辅助系统智能化4、信息建模和通讯的标准化5、对时系统智能变电站产品配置站控层产品配置监控系统：监控主机具有防误闭锁逻辑判断、顺序控制、智能告警及综合分析、智能操作票、视频联动等功能，在不具备与调度实现智能互动的变电站，系统还可以配置电压无功控制等智能高级应用功能。
后台监控系统完成对变电站的实时监视和操作功能，它为操作员提供了所有功能的入口，交互。
负责整个系统的协调和管理，保持工程数据库的最新最完整备份，组织各种历史数据并将其保存在历史数据库服务器，并实现各种高级应用功能。
远动终端：220kV及以上电压等级变电站远动通信装置应双套配置，110kV（66kV）变电站远动通信装置宜单套配置，需要时可集成保信子站功能。
远动装置作为客户端采集全站信息并加以综合、处理的同时，可以作为透明代理服务器，将变电站内的各类装置甚至虚拟装置映射为远动通信装置上的IEC61850服务器，远动通信装置还可完成IEC61850与IEC61970模型的自动映射管理，以实现跨站式或其他应用系统的互动。
直流电源系统综述_杨忠亮
S p e c i a l F e a t u r e1 特别策划直流电源系统综述杨忠亮（深圳供电局有限公司，广东 深圳 518020）摘要 : 智能电网技术的发展 , 自动化水平的提高，对变电站、发电厂的直流电源系统运行可靠提出了更高的要求，这关系到变电站、发电厂的安全工作，甚至影响整个电网的稳定。
介绍了直流电源系统的主要组成单元，分析了直流电源技术的发展情况。
锂离子蓄电池、蓄电池在线监测及远方监控、交直流一体化电源系统等新技术的发展，将有效提高直流电源系统的运行可靠性和运行维护水平。
关键词：智能电网；直流电源系统；集中监控；一体化电源；绝缘监测装置；蓄电池0 引言采用了先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，自 电网技术的发展呈现出诸多新的特征，如自愈、兼 动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基 本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、 容、集成、优化，而电力市场的变革，又对电网的自动化、 在线分析决策、协同互动等高级功能，并实现与相邻变 信息化水平提出了更高要求，从而使智能电网成为电网 电站、电网调度等的互动。
发展的必然趋势。
为适应智能电网的需要，智能变电站由此可见，智能电网、智能变电站的核心就是电力14供用电2015.02DISTRIBUTION & UTILIZATION特别策划S p e c i a l F e a t u r e图 1 直流电源系统典型主接线图系统的自动化、智能化水平得到极大的提升。
而任何自 来电网大面积停电，造成巨大的经济损失，影响社会和 动操作、顺序动作、在线监测以及安防设施都离不开可 人民生活的事故。
靠的变电站、发电厂用电源。
为此，智能电网的发展也 电源的安全直接关系到变电站，甚至电网的正常运 对站（厂）用电源系统提出了更高的要求。
行。
电源好比变电站的“心脏”，对变电站的安全可靠 1 变电站、发电厂直流电源系统运行至关重要，电源的可靠稳定是保护装置、自动化设 备安全稳定运行的前提。
一种智能交直流一体化电源系统[实用新型专利]
![一种智能交直流一体化电源系统[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/d07e953117fc700abb68a98271fe910ef12dae29.png)
(10)授权公告号 (45)授权公告日 2014.03.05C N 203466625U (21)申请号 201320587923.2(22)申请日 2013.09.24H02J 11/00(2006.01)(73)专利权人扬州新扬开关设备有限公司地址225000 江苏省扬州市广陵区东花园路11号(72)发明人李仁杰(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204代理人邱兴天(54)实用新型名称一种智能交直流一体化电源系统(57)摘要本实用新型公开了一种智能交直流一体化电源系统，包括站用电源、直流电源、一体化UPS 电源、通信电源、一体化监控单元、远动站、工程师站、操作员站以及调度中心；所述的站用电源、直流电源、一体化UPS 电源和通信电源分别于一体化监控单元相连；所述的一体化监控单元相连通过以太网分别与远动站、工程师站以及操作员站相连；所述的调度中心与远动站相连。
该智能交直流一体化电源系统，分层分布式结构，分散测量控制，集中管理，安全，稳定，通过一体化监控模块将站用直流、交流、逆变、通信电源子系统通信网络化，实现站用电源信息共享，具有很好的实用性，能产生较好的经济效益和社会效应。
(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书2页 附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书1页 说明书2页 附图1页(10)授权公告号CN 203466625 U1/1页1.一种智能交直流一体化电源系统，其特征在于：包括站用电源、直流电源、一体化UPS 电源、通信电源、一体化监控单元、远动站、工程师站、操作员站以及调度中心；所述的站用电源、直流电源、一体化UPS 电源和通信电源分别与一体化监控单元相连；所述的一体化监控单元通过以太网分别与远动站、工程师站以及操作员站相连；所述的调度中心与远动站相连。
2.根据权利要求1所述的智能交直流一体化电源系统，其特征在于：所述的站用电源与AC 相连，输出AC380/220V 电源。
智能变电站交直流一体化电源系统研究
智能变电站交直流一体化电源系统研究摘要：变电站是我国电力事业中最基础最重要的基础设施，智能变电站是我国近些年较为普及和推广的一种新型电站，与以往常规的变电站相比，智能变电站的优势主要在于能够有效的改善之前的电源自动化控制管理水平较低、信息管理和系统管理难度系数较大等多种问题。
智能变电站采用交直流一体化的电源系统，能够有效的实现网络通信、监控、系统联动等细节一体化的运作。
关键词：变电站；交直流；一体化；电源系统引言智能变电站交直流一体化电源系统是一种新型的变电站电源系统，它将交流电源和直流电源等进行了系统的整合，得到了交直流一体化的电源系统，这将对智能变电站的正常运行起着非常重要的作用。
该系统立足于传统变电站的电源系统之上，是传统变电站电源设计和管理模式的新发展，并且在结构上更加合理，技术上更加先进，运行维护上更加方便。
近几年，随着数字化变电站的相继建设投产及全国智能变电站试点项目的建设，交直流一体化电源系统正在逐步替代传统变电站电源系统，这也说明变电站的电源管理水平将跃上一个新的台阶。
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。
交直流一体化电源在智能变电站中应用的优势
交直流一体化电源在智 能变 电站中应用的优势
陈 波
（ 珠 海 华 成 电 力设 计 院有 限 公 司 广 东 珠海 ５ １ ９ ０ ０ ０ ）
摘 要： 近年来 ， 随着 电网体制 的不断改革和扩 张 ， 传统变 电站 已经无法 满足 电网输 配 电的需求 ， 智 能化变 电站 已经逐 渐展露 头 角并且得到 了广泛 的关注 。在 智能变 电站 中， 大多数设备都 是 自动化无人操作 ， 如果仍然采 用分 散型设计的 电源不仅不利 于变 电站的 管理 ， 而且对于变 电站的智能化也有着 负面 的影响。随着交直流 一体化电源的提 出， 智 能化 变电站已经逐渐采用并重视 了这种 电源 设 计方法 ， 通 过 众 多 智 能 化 变 电站 实 例 说 明 ， 交直 流 一 体 化 电源 的优 势 明 显 ， 值 得 大 力 的 推广 和 使 用 。本 文 就 交 直 流 一 体 化 电源 进 行 了 详细的探讨 ， 希 望 能够 为 我 国 变 电站 的智 能 化 提 供 ‘ 些帮助。 关键词 ： 智能变 电站 ； 交直流一体化 电源 ； 直流操 作电源； 通信 电源
２ 相 比传 统 电源 ，交直 流一体 化 电源在 智 能变 电站 中
的优 势
２ ． １ 传 统 电源 的缺 点
一
直 以来 ， 变 电 站 站 用 电 源 分 为 交 流 电源 系 统 、 直流电源系统 、 Ｕ Ｐ Ｓ
不 间断电源系统、 通 信 电源 系 统等 ， 各子系统采用分散设 计， 独立组屏 ， 设 备 由不 同的 供 应 商 生 产 、 安装、 调试， 供 电 系 统 也 分 配不 同 的专 业 人 员
电力用直流和交流一体化不间断电源技术方案
电力用直流和沟通一体化不连续电源技术方案一、概述目前变电站一般配置三套各自独立的操作电源系统,即直流操作电源(DC)､通信电源､沟通不连续电源(UPS),每套电源系统单独配置蓄电池室､蓄电池组和监控治理系统｡为掌握､信号､保护､自动装置以及某些执行机构等供电的直流电源系统,通常称为直流操作电源｡为微机､载波､消防等设备供电的沟通电源系统,通常称为沟通操作电源;为交换机､远动等通信设备供电的直流电源系统,则称为通信电源｡1.1变电站操作电源系统现状分析1.1.1直流操作电源(DC)直流操作电源是在站用沟通电源正常和事故状态下都能保持可靠供电给变电站内全部掌握､保护､自动装置等掌握负荷和各类直流电动机､断路器合闸机构等动力负荷的电源｡直流操作电源系统电压一般选择220 V或110 V,承受不接地方式｡对220 kV及以上变电站均装设2组蓄电池及2套充电装置,构成两电两充方式,承受单母线分段接线,2段母线之间设联络电器,2组蓄电池及2套充电装置分别接于不同母线段｡从90年月开头智能高频开关电源技术的成熟 ,实现了模块化和并联热备份运行,蓄电池组则承受免维护的阀控式铅酸蓄电池 ,承受分布式计算机及现场总线技术对直流电源系统进展集中监控,提高了充电模块的智能化治理水平及维护便利性,系统运行的牢靠性和技术水平取得了质的飞跃,目前在变电站中已完全取代相控电源而广泛应用｡降交 流配 沟通输入电 单元整流模块*)硅 整流模块堆 压整流模块掌握输出动力输出配电监控 电池巡检动 控力 制母 母线 线绝缘监测无源触点监控模块 至电站监控系统 *)系统不设置硅降压装置时，动力母线和掌握母线合并。
图1 智能高频开关直流电源典型系统构造图1.1.2 通信电源通信电源供给应变电站内载波机 ､光端机等通信设备及保护复接设备电源｡系统电压为48V,承受正极接地方式｡220 kV 及以上变电站按两电两充设计,承受单母线接线,两组蓄电池及2套充电装置分别 接于不同母线段,2段母线之间不设联络电器｡1.1.3 沟通不连续电源 (UPS)沟通不连续电源在变电站中UPS 主要是给不允许短时停电的计算机监控设备供电,牢靠性及稳定性要求高,一般均承受一用一备串联运行方式,即正常时由主机供电,主机故障时,从机自动投入｡UPS 正常 由沟通电源供电,当沟通电源消逝或整流器､逆变器等元件故障,则由自带的蓄电池向逆变器供电｡从90年月中期开头,大量应用在变电站中UPS,由于其内置的蓄电池组容量小且没有专业的维护措施,因此造成蓄电池容量缺乏或损坏而无法满足自动化的要求｡1.2独立的操作电源系统给客户带来了以下问题1）无法综合优化资源,各自独立的操作电源系统重复配置蓄电池组,使一次投资增加｡2）分散布置的设备增加了日常运行维护工作｡3）各操作电源系统的供给商由于利益的差异使安装､效劳等协调困难｡4）供电局各操作电源系统专业班组无法统一治理｡1.3型解决方案针对以上问题,我司设计完成型直流和沟通一体化不连续电源系统,并解决了一体化不连续电源共用蓄电池带来的隔离､DC/DC馈线短路脱扣､统一信息治理等技术难题｡二、一体化不连续电源的实施方案直流电源､电力用沟通(UPS)和电力用逆变电源(INV)､通信用直流变换电源(DC/DC)等装置组合为一体 ,共享直流电源的蓄电池组 , 并统一监控的成套设备｡依据变电站存在的电源类型及其特点 ,考虑目前运行治理体制的差异,我司一体化不连续电源可按以下 2种类型进展接线设计｡2.1DC—UPS一体化电源｡统一由直流操作电源供电,除供给直流操作电源DC外,还供给沟通不连续电源UPS｡主要由直流操作电源､电力专用UPS或逆变､集中监控等局部组成｡UPS不配置独立蓄电池组 ,与直流电源共用蓄电池组,UPS装置作为直流系统的负荷之一｡电力专用逆变器直流输入取自站内直流掌握电源系统的蓄电池组,并且实现了直流与沟通输入和输出的电气隔离,以及高精度的稳压稳频逆变输出 ,是真正意义上的干净电源｡图2 电力专用逆变电源INV典型系统构造图图3 电力专用UPS电源典型系统构造图从系统构造图中我们可以看出,电力专用UPS与逆变电源INV的区分仅仅是在逆变电源的根底上增加了整流器 ,正常运行为在线模式, 即沟通输入经整流器变为直流电后再经逆变器变为标准的正弦波输出,电网停电时无连续地切换至直流掌握电源供电 ,适用于对电源质量要求较高的微机监控设备｡另外在牢靠性要求更高的变电站中 ,可承受1+1双机热备份或者N+1多机热备份方式供电｡电力专用逆变电源INV主要用于后备模式运行,即沟通输入正常时经旁路输出,电网停电时无连续地切换至直流掌握电源逆变输出,适用于对电源质量要求不高的沟通负荷,如事故照明｡电力专用逆变电源虽然可以运行在在线模式,但要增加直流掌握电源系统的常常负荷电流和充电装置的选择容量,明显是不合理的选择｡DC—UPS一体化电源装置设计理念能较好地符合当前变电站的治理体制和运行习惯｡2.2DC—UPS—DC/DC一体化电源｡该接线设计同时取消了UPS系统､通信电源系统的蓄电池,共用直流操作电源DC的蓄电池组｡统一由直流操作电源供电,除供给直流操作电源DC､沟通不连续电源UPS,还供给通信用48 V电源｡在前述接线1的根底上,利用DC/DC电源变换装置代替原通信专业48 V蓄电池电源系统,将DC/DC装置作为直流系统的一个负荷考虑｡它同样是取消了配套的蓄电池组,从站内直流掌握电源系统的蓄电池组取得直流电,经高频变换输出满足通信设备要求的 48V掌握电源｡DC-DC变换器不但实现了直流输入与输出的电气隔离 ,而且通过模块的并联冗余,可以获得很高的牢靠性,绝缘及耐压也满足电力系统的特别要求｡三、一体化不连续电源制造的客户价值和效益一体化不连续电源与变电站传统独立操作电源相比 ,具有以下主要特点:(1)设备资产优化,提高工程投资经济性一体化不连续电源削减了通信用蓄电池及UPS蓄电池,与加大直流操作电源蓄电池容量所增加的投资比 ,可节约肯定资金｡削减了蓄电池组,也就是节约了使用空间｡一体化不连续电源仅用一组蓄电池, 削减了长期维护费用｡(2)人力资源优化,削减日常维护工作量,削减人员配置一体化不连续电源仅配置 1套直流操作电源蓄电池,取消UPS电源､通信电源蓄电池组,削减了维护治理工作量｡蓄电池的日常维护由电气专业人员完成,对蓄电池的日常治理具有更严格的巡察､检查､维护体系,因而可以延长电池的使用寿命,并提高电源系统的牢靠性｡一体化不连续电源将打破目前变电站的运行治理体制和习惯 , 将原各操作电源分开进展维护治理的工作转变到了由变电电气专业人员统一治理维护,削减人员冗余配置｡(3)社会经济效益削减蓄电池的使用量,对改善环境质量具有乐观的作用｡并节约了蓄电池生产所需的铅､铜等不行再生资源｡(4)精细化治理,能较好地实现电源系统治理的网络化､智能化｡将原由不同供货商供给的､通信规约不兼容的电源系统统一为同一标准的产品,设置集中监控器与变电站后台监控通信 ,实现站用电源系统数据一体化的实时监视 ,被监控对象的掌握､调整和运行方式便于实施集中治理､分散掌握｡集中监控承受总线式构造,能便利地进展监控功能的扩展,便利维护｡四、一体化电源已解决的技术问题4.1不同电源系统与直流操作电源系统的隔离直流操作电源系统为不接地系统,所以沟通侧的UPS装置的沟通输入､输出与直流侧必需实行措施进展隔离,如承受隔离变,可避开沟通侧的运行及故障影响直流操作电源系统侧的绝缘降低,造成直流系统接地等特别｡通信电源系统承受正极接地方式,所以DC/DC装置的输入､输出局部也是隔离的｡另外,对于单电单充的变电站,蓄电池组出现故障,则全站全部的交直流电源系统都将失电 ,带来较为严峻的后果,以上都是我司一体化不连续电源针对变电站的重要程度所解决的问题｡4.2DC/DC馈线短路保护装置当电力通信专用DC/DC模块一条馈线支路发生短路故障,馈线短路保护装置能够在DC/DC短路保护状况下,能牢靠切除故障馈线,同时不影响通信电源正常供电｡4.3蓄电池容量的选择一体化电源设备增加了UPS､DC/DC装置,其直流负荷的统计计算时间和负荷系数要合理选择｡如工程设计中UPS的负荷容量一般均较实际偏大,容量计算时可考虑负荷系数为0.6,避开蓄电池容量选择过大｡事故放电时间计算时,直流操作电源系统按无人值班考虑2h,而通信电源系统则按12 h考虑,容量选择时必需考虑以上不同运行条件要求,保证足够容量以满足牢靠性要求｡五、一体化不连续电源系统应用总结一体化不连续电源系统削减了设备配置､蓄电池及检测设备､屏柜数和安装建筑面积,提高设备牢靠性､数据共享及系统分析水平,由变电站统一运行､维护,削减了运维人员和工作量,提高了工作效率和运营治理经济性｡一体化电源必将发挥出它的优势 ,具有良好的进展前景｡6事故照明逆变电源屏3kVA面1附件1一体化不连续电源货物范围一览表序号 名称型号规格 单位 数量 备注1 高频开关电源直流充电屏DC110V面 1 含一体化监控系统2 直流馈线屏面13 蓄电池屏 200Ah 套 1 选用单节电池(2V)4 沟通屏 0.4KV 面 11 5电力专用UPS 屏 1kVA 面 1附件2 设备一览表附件3一体化不连续电源技术条件书1. 总则1.1. 本次订货的电力用直流和沟通一体化不连续电源设备应到达以下标准和技术条件的要求:: DL/T1074- 《电力用直流和沟通一体化不连续电源设备》DL/T5044- 《电力工程直流系统设计技术规定》 DL/T720- 《电力系统继电保护柜､屏通用技术条件》 GB/T 2900.11- 《电工术语 蓄电池名词术语》GB/T 2900.32- 《电工术语 电力半导体器件》GB/T 2900.33- 《电工术语 电力电子技术》GB4208- 《外壳防护等级》DL/T 637- 《阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件》 DL/T 459- 《电力系统直流电源柜订货技术条件》 NDGJ8- 《火力发电厂､变电所二次接线设计技术规程》DL/T724-《电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程》DL/T781- 《电力用高频开关整流模块技术规定》DL/T5120- 《小型电力工程直流系统设计规程》电安生[1994]191 《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》国家电力公司《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》国电调[2023]138号《“防止电力生产重大事故的二十五项重点要求”继电保护实施细则》GB3859.1- 《半导体电力变流器》GB4942.2 《低压电器外壳防护等级》GB/T 4208- 《外壳保护等级》GB/T 13384- 《机电产品包装通用技术条件》GB/T 17626.2- 《电磁兼容试验和测试技术静电》GB7261- 《继电器及继电保护装置根本试验方法》GB1984- 《沟通高压断路器》DL402- 《沟通高压断路器》GB/T14715-93 《信息技术设备用不连续电源通用技术条件》以上标准均以最版本为准2.环境条件及工程条件2.1.环境条件2.1.1.安装场所: 户内全地下2.1.2. 四周空气温度: - 15 ℃~ + 40 ℃最大日温差: 15℃相对湿度: ≯90%2.1.3.地震强度:水平加速度垂直加速度≤0.2g ≤0.1g2.1.4.海拔高度: 不超过1000m2.1.5.噪声水平: ≯55dB 2.2.系统概述2.2.1.变电站电源系统承受电力用直流和沟通一体化不连续电源设备来实现｡对于变电站来说,掌握和操作用的沟通不连续电源和直流操作电源的牢靠性是至关重要的,它们是整个站内用电设备的动力来源｡一旦它们发生故障,将会导致微机掌握系统失灵和操作开关拒动等等事故,对安全生产造成极大危害｡将二者整合为一体,实现统一监控和远程监控,这对于变电站智能化治理是必不行少的,是变电站电源进展趋势｡一体化电源装置主要技术特征有:（1）事故照明逆变电源､电力专用 UPS 电源和直流电源共用蓄电池,削减运行维护工作量,提高供电牢靠性,提高站用电源整合机制;（2）通过符合 IEC61850 标准的统一通讯接口,实现对沟通电源､直流操作电源和沟通不连续电源的远程监控,建立站用电源网络监控平台,提高直流电源和UPS 电源的智能化､网络化监控;（3）逆变负载､UPS负载短路时不关机､不中断供电;（4）逆变､UPS 监控器具有智能化防误操作的模拟显示屏,可有效防止由于误操作而导致停电事故;（5）逆变､UPS 的输入和输出均具有工频隔离变压器,从而保证沟通侧的任何特别不会影响直流操作电源的对地绝缘｡2.2.2.电力用直流和沟通一体化不连续电源设备系统框图入下所示:上图种仅示意了UPS系统,逆变系统依据UPS系统一样设置｡2.2.3.一体化电源直流操作电源(DC)配置及接线110V直流操作电源包括蓄电池组､蓄电池充电器､直流屏､蓄电池屏等｡充电器承受高频开关型,具有稳压､稳流及限流性能｡直流馈线承受辐射状供电方式｡直流系统额定电压:110V DC直流系统接线:单母线接线,辐射状供电,接一组蓄电池和一套高频开关充电装置｡蓄电池组数及容量:1组/200Ah(待设联会确认)高频开关充电模块配置:4个20A模块,掌握母线上配置2个,合闸母线上配置2 个｡2.2.3.1高频开关电源根本技术参数充电装置型式:高频开关电源沟通输入: 三相380V±15%50HZ±10% 双回手动､自动切换直流输出: 额定电压110V额定输出电流:20A输出稳压精度为: ±0.1%输出稳流精度为: ±0.1%纹波系数:≤0.1%(阻性负载)并机均流不平衡度:±5%2.2.4.一体化电源装置中逆变电源､电力专用UPS配置及接线逆变电源､电力专用UPS包括沟通输入和输出工频隔离变压器､整流器､逆变器､静态转换开关､手动旁路开关和沟通配电单元等｡本工程要求逆变电源､UPS均不带蓄电池,直流电源来自站内直流系统｡沟通输出额定电压:220V AC电力专用UPS电源数量及容量:1kVA/台1台逆变电源数量及容量:3kVA/台1台2.2.4.1逆变电源､电力专用UPS电源根本技术参数标称沟通输入电压: 220VAC±15%直流输入电压110V,80—115%,纹波系数≤5%沟通输出电压220V±2%(沟通直接输入除外)沟通输出频率:50HZ±0.5%(沟通直接输出除外)波形失真:≤5%(在0~100%线性负载) 过载力量:120%10min150%10S 关机转旁路直流输入与沟通输入切换时间: 0 ms 逆变输出与旁路输出切换时间: ≤4ms 输出功率因数: 0.8 噪 音: 效 率: ≯55dB ≥85% 波峰系数:3:1工频耐压: 屏内各带电回路按其工作电压应能承受下表所规定历时1分钟的 工频耐压试验(特别强调SPWM 逆变输出原边回路对地),试验过程中应无绝缘击穿和内络现象｡防电磁干扰:符合GB9254的规定｡特别是通过二极管对直流源(直流母线)的传导干扰应小于300mV ｡牢靠性估量指标: MTBF 大于10年｡3. 技术参数和性能要求3.1. 总的要求3.1.1. 一体化电源设备的根本参数和技术指标应满足《电力用直流和沟通一体化不连续电源设备》要求｡3.1.2. 全部的元器件必需选用具有生产许可证的合格产品,其性能应符合该元 器件技术条件的规定｡3.1.3. 各柜体应设保护接地,接地处应有防锈措施和接地标志;额定绝缘电压U额定工作电压沟通均方根值或直流V≤60 i工频电压 KV 冲击电压 KV1.0 1 60< V ≤3002.0 5 300< V ≤5002.512四遥功能整流模块沟通屏沟通输入电压､电流遥测单个模块的输出电压､电流交､直流配电三相电压母线电压､电流电池充/放电压､电流逆变､UPS电源直流输入电压､电流沟通输入电压､电流沟通输出电压､电流､频率遥信交直流输入电压､特别报警沟通输出特别报警故障3.1.4.柜内元器件的安装应整齐美观,应考虑散热要求及与相邻元件之间的间隔距离,并应充分考虑电缆的引接便利｡3.2.一体化电源设备的技术要求3.2.1.接线方式直流母线应承受单母线运行方式,母线接一组蓄电池､一套充电装置､一套逆变及一套UPS｡蓄电池组经保护电器接入母线｡外部放电设备经保护电器直接与蓄电池并接｡3.2.2.一体化电源屏配置一体化电源屏应包括充电装置进线､蓄电池进线､放电试验､逆变进线､UPS进线､馈线开关等开断设备｡组屏按充电装置及馈线屏､蓄电池屏､逆变屏､UPS屏原则设置｡阀控式密封铅酸蓄电池要安装在蓄电池屏内,放置于户内｡3.2.3.网络设计沟通电源输入回路应承受双回,且能自动切换,在切换后输入高频开关整流模块､逆变电源模块和UPS电源模块前均需配置防雷设施｡直流回路的操作与保护设备承受西门子直流型自动空气开关,沟通回路的操作与保护设备承受西门子沟通型自动空气开关｡全部回路需有指示灯,空开带报警接点｡3.3.一体化电源设备应具有遥信､遥测､遥控､遥调功能,留有与变电所监控系统或远方掌握中心的数字接口,满足无人值守变电所的要求｡四遥的根本功能见下表:充电机输出电压､电流浮充电流正常工作状态沟通输入过压､欠压､缺相母线过压､欠压沟通输入过压､欠压母线过压､欠压故障工作状态进线开关､分段开直流母线正､负极关状态绝缘低馈线故障报警熔断器熔断､开关。
直流电源基础知识2018.04
2.2充电装置
充电装置的作用及类型 充电装置的技术特性要求 充电装置额定参数选择
• 充电装置输出电压选择 • 充电装置额定输出电流选择
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2.2 充电装置
充电装置的作用及类型 充电设备是直流系统中最为关键的设备，它的技术指标高 低与运行稳定与否就直接关系直流系统的技术指标及运行稳定 性。 充电装置从单相或三相交流电网取得交流电，并将其转换 为符合要求的直流电。平时为负荷供电，为蓄电池充电。 目前广泛使用的是高频开关模块型充电装置。 高频开关模块型充电装置：体积小、质量轻，技术性能、 指标先进、维护方便、效率高，自动化水平高，因此应用广泛。
2.4 降压装置
降压硅链的工作原理
无开路保护型：主要由硅链、电压采集控制器、执行 继电器、转换开关等组成。正常工作时，转换开关在“自 动”位置，电压采集控制器工作，检测母线电压，处理后 与设定值比较，当母线电压高于（低于）设定值的上限 （下限）时，控制器发出信号，驱动执行继电器，通过执 行继电器的开闭，改变稳压硅链的降压值，确保母线电压 值在规定的范围内。当“自动状态”出现故障时，手动调 节“转换开关”，保证控制母线的电压在规定的范围内。
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2.2 充电装置
充电装置类型
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2.2 充电装置
充电模块的工作原理及主要保护：
三相电 380V
EMI
防雷
全桥 整流
DC护 过温保护
脉宽调制
均流控制 通讯接口
模块监控 显示按键
输出 直流电
EMI
防反
接保
护
采样反馈
直流保护
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2.2 充电装置
整流知识简介 单相全波整流滤波器
1.3 直流系统的运行
交直流一体化电源系统
GQH-T交直流一体化电源系统产品简介：GQH-T交直流一体化电源系统是泰昂能源推出的将交流电源（AC）、直流操作电源（DC）、电力专用交流不间断电源（UPS）和电力专用逆变电源（INV）、通信用直流变换电源（DC-DC）等变电站站用电源一体化设计、一体化配置、一体化监控的电源系统。
系统概述：GQH-T交直流一体化电源系统是泰昂能源推出的将交流电源（AC）、直流操作电源（DC）、电力专用交流不间断电源（UPS）和电力专用逆变电源（INV）、通信用直流变换电源（DC-DC）等变电站站用电源一体化设计、一体化配置、一体化监控的电源系统。
该系统对站用电源进行全面整合：将站用交流电源系统、直流电源系统、逆变电源系统、通信电源系统统一设计、监控、生产、调试、服务；通过一体化监控模块将站用电源各子系统通信网络化，实现站用电源信息共享，建立数字化电源软件平台；通过将站用电源所有开关智能模块化，集中功能分散化，实现模块外无二次接线，无跨屏二次电缆，建立数字化电源硬件平台；一体化监控模块通过以太网接口、IEC61850规约与上位机系统通信，使站用电源系统成为开放式系统。
适用范围：A、数字化变电站/绿色变电站/智能化变电站/程序化变电站；B、6kV~1000 kV各种电压等级常规变电站。
应用价值1、实现电源网络化、智能化，一体化程度更高实现在一个平台上对整个电站电源的交与直流系统、逆变电源系统、通信进行监控，解决由不同供应商提供的各独立电源通信规约兼容等问题，提高系统网络化、智能化程度。
A、各子系统智能设备通过通信网络接入一体化监控器，一体化监控器1个通信口、一种规约接入综自/调度系统；B、可以在一个位置实时查看各子系统的电量、开关状态、事件信息等，可修改系统参数、运行方式、遥控开关，实现站用电源“四遥”功能；C、统一的信息共享平台，可以提高电源综合自动化应用水平，进行电源协调联动、状态检修等深层次开发应用。
2、电源更加安全可靠一次、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电源的安全隐患。
新型电力系统将呈现三多特征
新型电力系统将呈现三多特征目前，我国能源电力行业正在进行如火如荼的低碳转型。
南方电网公司可再生能源装机量占比在2021年底达到49.2%，清洁能源占比达到54.54%，与传统的电力系统相比，新型电力系统表现为多元电源支撑，其电网形态也将逐步转化为大电网与分布式微网并举的供需耦合机制。
多元的负荷类型促使传统电力系统向着双向多态、互动与协作方向发展。
总体而言，新型电力系统表现为如下三个特征——1多能互补特征打破新能源发展瓶颈新型电力系统的建设和发展是能源行业的重大变革，实现绿色低碳是电力系统转型发展的根本目标。
在新型电力系统中，多能互补意味着源侧由多种能源的简单叠加过渡为基于复杂多能流网络协同的多种能源联动性、系统性的大时空尺度优化配置，而负荷侧也变为了可满足用户电-气-热-冷多元化需求的区域综合能源系统。
源侧：一次能源在大时空尺度下的优化配置就电源侧而言，在新型电力系统的多能互补体系下，水力发电的定位会由电量为主逐渐转变为容量支撑为主，接下来的发展重点是增强抽水蓄能电站在电网调峰调频中的作用，发挥其消纳分布式新能源的优势。
考虑到大规模火力发电将逐步退出，而风能与太阳能相较于水电受外部环境的影响更为显著，利用水电输送通道，实现风光水火储一体化开发，是解决光伏与风能发电的波动性与随机性问题、形成各类可再生能源协调发展的重要措施，推动西南水资源丰富地区能源清洁化、绿色化的进一步转型。
光伏发电也向着发电主力军的身份转变，逐渐成为“双碳”目标下的主要电能来源之一。
分布式和集中式并举的光伏布局方式，将大大提升东部及中部地区的电力负荷水平以及新能源消纳水平，其灵活多变的布置方式，可与建筑、学校、医院等公共建筑相结合，实现绿色能源的就地消纳。
与光伏发电相似，风力发电在“双碳”背景下，也会进入加速发展阶段。
随着低风速风机技术的发展以及社会投资积极性的提高，分散式风电已经成为风力发电行业的大趋势。
分散式风电布局可突破土地资源稀缺、风速低以及环保等条件限制，在我国中东南部地区将得到大力发展。
第十九章 站用直流系统
第十九章站用直流系统【本章描述】本章包含站用直流电源系统、交直流一体化设备基本原理和结构（包括UPS、硅链、绝缘监察、事故照明等）、设备维护重点、常用检测技术及仪器、检测维护工作内容和要求、常见异常分析和故障判断、国网十八项反事故措施内容，通过直流电源设备和交直流一体化设备的结构、原理及方法介绍，掌握直流电源设备和交直流一体化设备的组成、运行维护项目、要求以及设备异常情况判断与处理，使直流电源系统健康、稳定服务于变电站。
第一节站用直流系统的基本原理和结构一、站用直流系统工作原理交流正常时两路交流输入经过交流切换装置选择其中一路输入到系统，并通过交流配电单元给N+x个并联的充电模块组成的充电装置供电，充电模块将输入的三相交流电转化为直流电，一方面给蓄电池组充电，这时一般是浮充电；另一方面给合闸母线供电，合闸母线配电给相关负载。
此外，合闸母线再通过硅链降压装置降压后为控制母线供电，控制母线再配电给相关负载。
并不是所有的系统都有控制母线；交流输入停电或异常时（过压或欠压）充电模块停止工作，由蓄电池组电池为供电，监控模块告警。
交流输入回复正常后，充电装置对蓄电池组进行补充充电，这时一般是先进行均充，蓄电池充满后自动转入浮充；充电装置停止工作时间蓄电池放电超过10分钟或是大负荷造成蓄电池放电到一定程度（5%~10%），充电装置将由浮充装入均充以快速补充充电；系统浮充运行一段时间需要自动转入一次均充，以均衡蓄电池可能出现的不平衡，自动转周期一般为3个月；蓄电池的充放电控制都是由直流监控系统控制完成，直流监控系统还负责系统运行状态及主要元件运行状态的监测。
直流监控系统一般由直流监控模块、交流测控模块、直流系统测量模块组成；直流绝缘监测系统负责完成绝缘监测功能，当出现正负母线对地绝缘电阻低于25KΩ/15KΩ（分别对应220V/110V系统），系统将放出告警，同时启动选线功能自动查找并显示输出绝缘较低的支路。
直流绝缘监测系统由直流监控模块、不平衡电阻桥、馈线漏电流监测模块组成；直流绝缘监测系统还负责监测馈线开关的状态（位置及是否脱扣），由馈线开关状态监测模块负责信号采集；蓄电池监测系统负责完成蓄电池监测功能，一般可监测蓄电池的组电压、充放电流、蓄电池单体电压，蓄电池工作环境温度、蓄电池特征点温度，有些还要求监测蓄电池单体内阻、连接条阻抗、浮充电流等参数。
智能变电站概论
试题集-陈伟（智能变电站概论）一、填空题：151.智能变电站是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。
2.智能组件由若干智能电子装置集合组成，承担宿主设备的测量、控制和监测等基本功能；在满足相关标准要求时，智能组件还可承担相关计量、保护等功能。
可包括测量、控制、状态监测、计量、保护等全部或部分装置。
3.站域控制通过对变电站内信息的分布协同利用或集中处理判断，实现站内自动控制功能的装置或系统。
4.智能变电站分为过程层、间隔层和站控层。
5.过程层包括变压器、断路器、隔离开关、电流/电压互感器等一次设备及其所属的智能组件以及独立的智能电子装置。
6.GOOSE是一种面向通用对象的变电站事件。
主要用于实现在多IED之间的信息传递，包括传输跳合闸信号（命令），具有高传输成功概率。
7.互操作性来自同一或不同制造商的两个及以上智能电子设备交换信息、使用信息以正确执行规定功能的能力。
8.智能化高压设备由高压设备本体和智能组件组成，具有测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化和信息互动化特征的高压设备。
9.2004 年发布的第一版IEC61850全称是变电站通信网络和系统，目前正在进行第二版修订，内容已经扩展到变电站之外，全称是公用电力事业自动化的通信网络和系统。
10.全景数据反映变电站电力系统运行的稳态、暂态、动态数据以及变电站设备运行状态、图像等的数据的集合。
11.智能变电站设备具有信息数字化、功能集成化、结构紧凑化、状态可视化等主要技术特征，符合易扩展、易升级、易改造、易维护的工业化应用要求。
12.智能变电站宜建立站内全景数据的统一信息平台，供各子系统统一数据标准化规范化存取访问以及和调度等其它系统进行标准化交互。
4)直流电源技术规范书
安宁市裕青鑫峰投资有限公司220V直流操作电源（不含蓄电池）交流不间断电源一体化装置技术规范书云南电力设计咨询研究院2011年1月1.总则1.1.本设备技术规范书适用于110kV裕青鑫峰总降工程电力用直流和交流一体化不间断电源设备的功能设计、结构、性能、安装和试验及验收等方面的技术要求。
1.2.本设备技术规范书提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，投标方应提供符合本规范书和工业标准的优质产品。
1.3.投标方应仔细阅读本技术条件书阐述的全部条款。
投标方提供的直流系统应满足技术条件书的技术要求。
1.4.如果投标方没有以书面形式对本规范书的条文提出异议，则意味着投标方提供的设备完全符合本规范书的要求。
如有任何异议，都应在投标书中以“对规范书的意见和同规范书的差异”为标题的专门章节中加以详细描述。
1.5.投标方应保证所供货不存在侵犯第三方知识产权问题。
1.6.本设备技术规范书所使用的标准如与投标方所执行的标准不一致时，按较高标准执行。
1.7.本设备技术规范书经买、卖双方确认后可作为合同的技术附件，与合同正文具有同等的法律效力。
1.8.本设备技术规范书未尽事宜，由买卖双方协商确定。
1.9.投标方所提供的设备至少有三年五套连续成功的商业运行业绩，投标方在投标书后附上近三年的业绩表。
业绩表中所列设备的型号与投标方拟提供的设备型号相同，业绩表中应提供联系方式以供核查。
1.10.应遵循的主要现行标准：下列标准所包含的条文，通过在本技术协议中引用而构成本协议的条文。
下列标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本技术协议的各方应使用下列标准的最新版本。
DL/T1074-2007 《电力用直流和交流一体化不间断电源设备》DL/T5044- 《电力工程直流系统设计技术规定》DL/T720-2000 《电力系统继电保护柜、屏通用技术条件》GB/T 2900.11- 《电工术语蓄电池名词术语》GB/T 2900.32- 《电工术语电力半导体器件》GB/T 2900.33- 《电工术语电力电子技术》GB4208- 《外壳防护等级》DL/T 637- 《阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件》DL/T 459- 《电力系统直流电源柜订货技术条件》NDGJ8- 《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》DL/T724- 《电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程》DL/T781- 《电力用高频开关整流模块技术规定》DL/T5120- 《小型电力工程直流系统设计规程》电安生[1994]191 《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》国家电力公司《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》国电调[2002]138号《“防止电力生产重大事故的二十五项重点要求”继电保护实施细则》云南电网公司《云南电网电气设备装备技术原则》2.环境条件及工程条件2.1 环境条件2.1.1 环境温度：－15℃- +40℃；2.1.2 相对湿度： 85% ；2.1.3 抗地震能力： VIII度地震动峰值加速度： 0.2g ；地震动反应谱特征周期： 0.40s；2.1.4 海拔高度： 2000m。
数字化站用电源交直流一体化系统技术规范书
数字化站用电源交直流一体化系统技术规范书目录1．总则2．技术要求3．设施规范4．供货范围5．技术服务6．买方工作7．工作安排8．备品备件及专用工具9．质量保证和试验10．包装、运输和储藏附录供货范围及数目序号名称规格单位数目备注AC380V、2路400A进线1数字化沟通沟通馈线开关：200A，2路；4施耐德开关所用电源屏面100A，20路；50A，8路。
充电模块5X20A/DC110V；2数字一体化2台；面2母线绝缘监测模块：直流充电机屏数字一体化直流馈线开关：48路；3面2施耐德直流开直流馈电屏关20ADC/DC电源模块：4台；4数字一体化面1采纳并机方式输出，通信电源屏路；48V馈线开关：16在线式逆变电源模块5kVA：25数字一体化面1台；逆变电源屏路；（含事故照明）馈线开关：16数字一体化数字监控模块1台，含6IEC61850通信接口面1监控屏安装在用户蓄蓄电池组巡检可检测单体电池电压、单体内阻电池室7组1模块可实现整组查对性放电功能1 总则本设施技术规范书合用于****变电站数字化站用电源交直流一体化系统，提出了以系统数字化设计思想，对变电站站用沟通、直流、逆变、通信电源进行功能设计、构造、性能、安装和试验等方面的技术要求。
本设施技术规范书提出的是最低限度的技术要求，并未对全部技术细节作出规定，也未充足引述有关标准和规范的条则，卖方应供给切合本规范书和工业标准的优良产品。
假如卖方没有以书面形式对本规范书的条则提出异议，则意味着卖方供给的设施(或系统)完好切合本技术规范书的要求。
若有异议，不论是多么细小，都应在报价书中以“对规范书的建议和同规范书的差别”为标题的特意章节中加以详尽描绘。
本设施技术规范书所使用的标准如遇与卖方所履行的标准不一致时，按较高标准执行。
本设施技术规范书经买、卖两方确认后作为订货合同的技术附件，与合同正文拥有同样法律效劳。
本设施规范书未尽事宜，由买卖两方磋商确立。
2 技术要求2.1 应依据的主要标准以下标准所包含的条则，经过在本规范书中引用而构成本规范书的基本条则。
浅谈变电站中交直流、UPS的关系及重要性
浅谈变电站中交直流、UPS的关系及重要性发布时间：2023-07-12T03:45:44.128Z 来源：《科技潮》2023年13期作者：罗乃业[导读] 变电站运行过程中主要通过“交直流+UPS”电源供电，但其往往分散设计、独立组装，各系统供电配置存在较大差异，运维管理难度高、智能协同效益差，使用效果并不理想。
尤其是在交直流系统和UPS电源配置时，电源各自为政现象尤为突出，导致了大量重复投资，造成资源利用率大打折扣，严重影响了变电站运行的经济效益，亟待调整和优化。
广东电网有限责任公司梅州供电局广东梅州 514000摘要：交流系统、直流系统和UPS系统是变电站安全运行的重要保障。
本文从交流系统、直流系统和UPS系统的组成出发，研究220kV 变电站中交直流、UPS的关系及重要性，提出220kV变电站一体化电源改造方案，科学配置交流电源、蓄电池组、UPS电源、馈线装置及监控系统，以改善站用系统的综合自动化水平，提升其运行安全可靠性。
关键词：变电站；交直流；UPS；一体化电源变电站运行过程中主要通过“交直流+UPS”电源供电，但其往往分散设计、独立组装，各系统供电配置存在较大差异，运维管理难度高、智能协同效益差，使用效果并不理想。
尤其是在交直流系统和UPS电源配置时，电源各自为政现象尤为突出，导致了大量重复投资，造成资源利用率大打折扣，严重影响了变电站运行的经济效益，亟待调整和优化。
1 变电站中交直流及UPS系统分析1.1 交流系统交流系统又称站用电系统，主要由站用变压器、交流电源屏、馈线及用电元件组成，是变电站的核心供电系统，如图1所示。
图1 变电站中的交流系统（1）站用变压器。
可根据变电站负载现状进行有载/无载调压，使电压等级与运行需求一致。
主要包括油浸式变压器、干式变压器、接地变压器三大类。
（2）交流电源屏。
可实时监测交流电源运行情况，并根据运行需求自动投切，合理分配交流电源，使交流母线运行参数在安全阈值内。
交直流一体化电源在110 kV变电站中的应用分析
０ 引 言
传统 变 电站 分别对 交流 电、直 流 电及 ＵＰＳ电源 等 进 行 子系 统 设计 ，但其 独立 运行 给工 作带 来 了很 多不 便 。将 交直流 一体化 电源应用在 １１０ ｋＶ 变 电站 中，能 够 有效 提 升变 电站 工作 效 率 ，节 约成 本 。是 电力系 统 发 展的表现之 一 。
关 键 词 ：变 电站 ； 电力 系统 ； 交直 流 一体 化
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ａ ｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ａ Ｃ－ ＤＣ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ ｉｎ １１０ ｋＶ Ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ
Ｗ Ａ ＮＧ Ｙｏｎｇ－ ｆｅｉ （Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｋａｒａｍａｙ ８３４０００，Ｃｈｉｎａ）
１ 交直流一体化 电源 系统 内涵与现状
电力系统对我 国国民经济发展有重要影响 ，对维持 社会稳 定具有重要意 义。交直流一体化 电源 系统是将变 电站中交流 电与直流 电两个 不同的子系统交融，使在一 套 系统 中实现 电力 资源 的配 送与管控。智能一体化 电源 主要应用在 电网及发 电领域 。１１０ ｋＶ变 电站作为 电网的 重要组成部分 ，使用 交直流 一体化 电源系统能够有效提 升 自身的运 作效率和质量 ，促进 整体 电力事业 的发展 。 目前 ，我 国电力系 统 电源 设备 生产 厂家 中，只有 部分 厂家具有 生产交流 电站 电源屏 等设备 的能力 。这表 明我 国整体 电力体 系中，交直流 一体化 电源系统 的应用还处 于发展 中，产 品生产与使用 都缺 乏长期 的经验累积 。
智能变电站交直流一体化电源计算与选择
由于 ＵＰ Ｓ 及通信 电源均 不设独立 蓄电池 ，由直流 系 统直接供 电，因此智能变电站交直流一体化 电源计算应先
从 ＵＰ Ｓ开始 ，然后 是 直流 系统 ，最后据 Ｄ Ｌ ／ Ｔ １ ０ ７ ４ －２ ０ ０ ７ ｛ 电力用 直流和交流一体 化不 间断 电源设备》 ，变电站站用 ＵＰ Ｓ的负荷统计包括微机监
电 源 技 术
智 能 变 电站 交直 流 一体 化 电源 计算 与选 择
曹程 杰
（ 江 苏省 电 力公 司 电 力 经 济技 术 研 究 院设 计 中 心 ， 南 京 ２ １ ０ ０ ０ ８ ）
［ 摘要］ 阐述智能变电站交直流一体化 电源系统组成单元的技 术特征 ，并以某 ２ ２ Ｏ ｋ Ｖ智 能变电站为例 ，介绍站用 负荷 的组成结构 ，计算 出全站 交直流 负荷 ，最后在此基础 上 ，依据 国家电力行业规程提 出该 ２ ２ ０ ｋ Ｖ变 电站一体化
态 的检 测 、控 制命 令 的执 行 等 。根 据 相 关 规程 规 范要 求 ， ２ ２ ０ ｋ Ｖ 系 统 、 主变 系 统 采 用 合 并 单 元 、智 能 终 端 独 立 装
１ ２ ２ ０ ｋ Ｖ 智 能 变 电 站 介绍
某 ２ ２ ０ ｋ ｖ 智 能变 电站 为 全户 内 Ｇ Ｉ Ｓ结 构 ， 有 ３ 台 ２ ４ ０ ＭＶＡ 主 变 ， 电 压 等 级 为 ２ ２ ０ ／ １ ｌ Ｏ ／ ｌ Ｏ ｋ Ｖ， ２ ２ ０ ｋ Ｖ、
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ４ — １ １
作者 简介 ： 曹程 杰（ １ ９ ８ ２ 一 ） ， 硕士， 研究方 向为 变电站二次设计 、 电力系统控制等 。
台路由器 ；二次安全防护配置 ４ 套纵 向加 密装置 、２台单
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交直流一体化电源主要技术特征
站用交直流一体化电源系并不是对交流、直流电源系统的简单混装，其主要技术特征表现在：(1) 网络智能化设计：通过一体化监控器对站用交流电源、直流电源、逆变电源、通信电源进行统一监控，建立统一的信息共享平台，实现网络智能化。
(2) 设计优化：A、取消充电模块前的交流自动切换回路；B、取消原直流系统对交流部分的数据采集（配电监控）；C、统一进行波形优化处理，针对逆变电源反灌电流影响充电模块均流进行抑制等；D、统一进行防雷配置；
(3) 对交流电源部份进行安全、智能化设计：A、进线采用ATS自动转化开关、实现电气与机械双闭锁；B、馈线采用固定插拔式安装、无打孔母线技术；C、集中进行监控，实现“四遥”功能等。
(4) 优化蓄电池配置：A、可取消UPS，使用逆变器直接挂于直流母线代替；B、取消通信蓄电池组及充电设备，使用DC/DC变换器直接挂于直流母线代替。
(5)系统联动：根据交流进线运行方式，自动调整直流运行，达到最佳方式运行。
(6)二次配电管理：对二次配电进行统一管理，如照明、风机、空调、水泵、门禁等站用非主控设备进行统一智能化管理。
(7) 建立专家智能管理系统：固定数据库+实时数据库+专家智能管理。
(8)深层次开发：一体化信息共享平台，为站用电源的深层开发提供了可能，可根据客户的需求进行开发。
三、交直流一体化电源优势特点：
1、实现站用电源网络化、智能化，一体化程度更高实现在一个平台上对整个电站电源的交与直流系统、逆变电源系统、通信进行监控，解决由不同供应商提供的各独立电源通信规约兼容等问题，提高系统网络化、智能化程度。
A、各子系统智能设备通过通信网络接入一体化监控器，一体化监控器1个通信口、一种规约接入综自/调度系统；B、可以在一个位置实时查看各子系统的电量、开关状态、事件信息等，可修改系统参数、运行方式、遥控开关，实现站用电源“四遥”功能；C、统一的信息共享平台，可以提高站用电源综合自动化应用水平，进行站用电源协调联动、状态检修等深层次开发应用。
2、站用电源更加安全可靠一次、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。
A、蓄电池一体化设计，避免了UPS蓄电池与通信电源蓄电池维护不精细、损坏不能及时发现的问题B、可以对站用电源故障进行综合分析，及时发潜在问题；C、可以实现对站用电源共性隐患进行统一处理，如：统一防雷配置、统一波形优化处理等。
3、提高站用电源管理水平一体化电源便于集中管理全站电源系统，提供站用电源的整体管理水平。
由一组维护人员同时管理、维护全站电源，便于统一调配人力资源；将通信电源、UPS等纳入变电的巡检范围，便于对信息的进行综合分析，及时发现事故隐患。
4、降低TCO 由一家厂家提供所有电源的设计、生产、安装、服务，一揽子解决所有站用电源问题，可以减少采购、协调、沟通成本，产品全寿命周期的成本降低达30%以上四、具有良好的经济效益和社会效益1、经
济性分析(1)减少重复配置，降低一次性投资：取消通信蓄电池和UPS 蓄电池；取消充电模块前的交流自动切换回路；取消原直流系统对交流部分的数据采集（配电监控）等。
(2)降低长期维护成本：由一组维护人员替换原来四组维护人员，可大大减少人力成本支出；可减少采购、协调管理等成本。
2、技术节能性分析(1)对馈线智能控制，可减少电能浪费一体化电源实现了对每路馈线进行有条件控制，可对小室风机负荷设定根据温度自动启动，防止长转风机等不必要的电能浪费，同时也提高了设备使用寿命。
目前，110KV及以下变电站基本实现了无人值班，结合遥视系统可不需人到现场就能实现设备巡视。
而遥视系统需要照明系统配合完成，在人不需查看时，照明灯是可以不用开启的，因此防止长明灯等不必要的电能浪费就可节约电能。
(2)使用有源逆变器将蓄电池放电电流回馈电网以一般110KV变电站为例：配置2V，300AH阀控式铅酸蓄电池104只。
在核对蓄电池组容量试验中，放电电流为1C~2C，如果取1.5C=450A，放电试验时间按1H计算。
则放电电流回馈电网可节电450A*220V*1H=99KWH。
更重要的是使用有源逆变器将蓄电池放电电流回馈电网避免了放电负载发热燃烧等危险。
(3)采用高频式电源变换器达到节能效果为了提高电能利用率，站用电源一体化系统扩大了一次电能经电量变换器优化功率因数后输出带载的比例，如：事故照明负荷经专用逆变输出，通信电源由DC/DC挂于直流母线实现，也可按用户要求提供大负荷电量变换器优化功率因数后输出带载，达到节能效果。
3、技术环保性分析现行各类铅酸蓄电池
产品，通常在使用期限内，逐渐就会出现充电困难、容量降低、自放电严重而导致失效报废。
上述问题的产生原因最终可归结为，因为极板和电解液之间的反复充放电而产生的“不可逆的硫化”现象，当这种现象积累到一定程度，便会导致蓄电池的极板被硫化物覆盖，失去活性而无法使用。
目前，对于废旧电池的处理一般采取固化填埋的方式。
该方式虽然能够有效防止污染扩散，但是电池所含的铅、汞等材料依然是个环保隐患。
此外，为固化填埋而建设的工业固体废物处置场，其建设费用不菲。
综上分析：对于铅酸蓄电池环保问题，减少其用量是最好的解决办法。
取消通信与UPS蓄电池组对环保具有极其重要的贡献。