智能变电站交直流一体化电源系统分析

智能变电站交直流一体化电源系统分析

发表时间：2017-09-06T10:15:36.557Z 来源：《电力设备》2017年第14期作者：付玉松

[导读] 摘要：智能变电站一体化电源系统，是借鉴电力用直流、交流一体化不间断电源系统核心思想，针对智能变电站的特点而开发的一体化电源产品解决方案。

（国网山东省电力公司菏泽供电公司山东菏泽 274000）

摘要：智能变电站一体化电源系统，是借鉴电力用直流、交流一体化不间断电源系统核心思想，针对智能变电站的特点而开发的一体化电源产品解决方案。现有站用电源系统在资源整合、自动化水平、运行管理模式等方面都还存在着很大的优化提升空间；而交直流一体化电源系统以其结构紧凑、智能经济等优势具有广范的应用与蓬勃发展前景。

关键词：变电站；交直流；一体化；电源系统

前言

一般来说，智能化的变电站系统会有自己的提点，比如在信息的共享方面或是在智能化的控制方面等，这种特点具有紧凑性、集成化的特质，也是智能变电站的主要表现形式之一。我国的智能变电站系统具有标准的规格，基本可以实现通讯和网络的共享，实现数字化的处理。研究发展，我国在智能通讯方面有着先天的优势，容易形成集成性的方案，促进智能一体化在我国的应用，使得各种智能化变电站产品实现高速的运作。

1、智能变电站交直流一体化电源系统的现状

随着常规变电站所使用的分散设计电源系统的淘汰，智能站交直流一体化电源系统逐渐兴盛起来，随着交直流一体化电源系统的诞生，这也给变电站的管理和使用带来了方便。目前，智能站交直流一体化电源系统的研究有，智能站交流电源如何可靠稳定地实现自动切换的问题高频开关电源、交直流变换电源模块的自主均流、稳流、稳压方面，以及整机效率、彻底消除电网的冲击、浪涌、抗干扰能力方面，还有开机软启动问题，电力专用的逆变电源产生的一些干扰会对负载设备有不良影响，如电源的直流输入、交流输入和输出被电气隔离、动态瞬变、陷落及杂讯干扰等。同时，对维修旁路控制逻辑，实现不间断电源在任意运行状态时闭合维修旁路开关而不影响连续供电的问题。交直流一体化的操作使用还不能完全满足无人化的运行要求，它的可靠性有待于提高，如设备的绝缘故障、机构失灵、拒动或误动、漏油、漏气等严重影响安全运行的问题。

2、智能变电站交直流一体化电源系统的特点

智能变电站交直流一体化电源系统，就是将传统变电站所使用的交流电源、直流电源、交流不间断电源（UPS）、通信电源、逆变电源（INV）、直流交换电源（DC/DC）等装置组成在一起，通过统一监视控制信息而共享直流电源的蓄电池组。该电源系统的优势和特点主要通过与传统变电站电源的特点相比较来表现，实现电源系统的一体化、智能化和网络化。与常规变电站相比，交直流电源一体化设计是智能变电站的一项重大突破，它的一体化设计不但外观上设计一致，而且在整个电源系统的设计安装上又进一步优化，如组屏数量的降低，这不仅使整个电源系统更加紧凑，节约了占地空间，而且整体外貌也更加美观，使得电源系统的流程也相应简单化，这便为后期的维护使用提供了很大的便利，而且这也压缩了工期以及供货时间。同时，电源系统的一体化也实现了在一个平台上对整个变电站电源的各种电源子系统进行监控和分析，解决了由不同供应商供应的各自单独的电源通信兼容的问题，提高了系统网络化、智能化的程度。该系统采用电子设备和信息相结合的方式分多个子系统构成，各系统间相互连接并受总监控系统的控制，从而实现各种智能电源系统内部网络化的自动化控制，这样对于各个子系统的运行状态和参数等就能快速的调整和控制，对于一些电源检测盲点也能及时检测和控制，避免事故的发生。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，同时由于该系统集直流和交流于一体，减少了蓄电池的使用量并降低了对环境的污染，使得社会效益也有所提高，潜在的经济效益显著。

3、智能变电站交直流一体化电源系统的可行性分析

站用交直流一体化电源系统，它的优势和特点主要通过与传统站用电源的对比中得以呈现。它的特点主要表现在资源优化，分配合理交流不间断电源、通信电源都取消了各自所配备的蓄电池组，并与直流电源共用同一组蓄电池，减少了组屏屏柜的数量，降低了蓄电池前期投入和后期维护的费用，大大节约了变电站内占地空间和设备投入成本。站用电源采用一体化设计方案，可以对各个子电源系统实现实时在线监控和统一管理，减少了系统作业流程，优化了人力资源的调配。高度集成的一体化监控平台可以对用电系统的运行状态进行实时监测，并通过通信传至后台。后台值班人员可通过实时和历史数据的对比分析，对站内系统运行情况作性能分析，以确保站用电源系统安全可靠运行。由同一个设备成套厂家设计、生产一整套站用电源，现场安装、调试过程中消除了原本需与其他厂家协调沟通的环节，提高的设备开通运行效率。后期设备运行如有出现故障，都有该厂家提供技术支持和售后维护，责任明确，服务方便。

3.1交直流一体化电源系统的整体设计安全性更高

对于常规变电站，一般在出现故障时会导致整体装置的运行问题，甚至可能导致事故的发生，而该系统在这一问题上进行了很好的调整与改进，能够有效的避免事故的产生。该系统将常规变电站中的线路模式予以调整，将直流和交流完全分开的进行隔离和布控，减少由于电流冲撞而引起的多种事故发生。因而，交直流一体化电源系统这种完全采用直流控制电源装置的模式，使整个系统的安全系数大大增加。电源系统的控制管理更为科学，由于整个电源系统实现了在一个平台上对整个变电站电源的各种电源子系统进行监控和分析，而相关的监控设备和系统设置都采用双重化的模式予以配置，因而在故障出现时就能够有效的发现问题，并且在一部分装置出现故障时不影响整体装置的继续运行。

4、结语

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