智能变电站交直流一体化电源系统研究

发表时间：2018-06-25T17:06:25.257Z 来源：《电力设备》2018年第6期 作者： 谢慧丽

[导读] 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。

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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。（1）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。（2）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。（3）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是当前最先进的技术，主要是通过对传统变电站使用的交流电源、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）等装置综合重组，使各种电源形成一个统一的运行模块，利用统一监视控制信息建立一个能够实现充分共享的直流电源蓄电池组，这样，不但能够保证电源的供应，同时也实现了电源运行的系统性。通过大量的实践检验，电源系统是有一定的优势的，主要特点表现如下： 2.1实现电源系统的一体化、智能化和网络化

变电站使用的电源较复杂，各种设备较多，不同的设备使用不同的线路与电源，不利于维护与保养，通过一体化建设，实现了线路的重组与设计，保证了电源供应稳定与安全。变电站所使用的一体化电源系统和常规变电站相比是有一定优势的，可以说，当前最先进的电源系统就是交直流电源一体化，这种设计方式是智能变电站一项重大突破，一体化不仅是外形一体统一，更主要的是体现到功能设计上，实现了整个电源系统设计安装的合理优化。通过一体化设计，充分实现了新的供电模式，大大降低了组屏数量，使整个电源系统更加紧凑、节约占地空间，保证了整体集中统一，使供电运行更加简单优化，为后期使用、维护提供较大的方便。电源系统实现了整体性一体化，提高了平台利用效率，对整个变电站电源各种电源子系统形成了统一的监控和分析，充分解决了由不同供应商供应的各自单独的电源通信兼容问题，使变电站系统更加网络化、智能化、自动化。 2.2安全性和经济性提高

通过设备与信息技术的有机结合，大大提高了系统安全性，保证功能外还实现了自动检测，使安全性能得到有效提高。设备和信息的有机结合，实现了智能化，不同的子系统合围形成整体的系统结构特征，各个系统间还通过关联形成总控制，这样，各个子系统间就会通过一体化电源系统，实现内部网络化，不同的子系统运行状态和参数就会形成统一的调整与控制，特别是针对电源盲点部位，能够起到及时监控的良好作用，保证了系统运行过程中的稳定与安全。另外，各个模块间参数也已经从相互脱节变成了全面互换，不但能够实现单个开关或模块独立检修，同时也不影响整机运行工作，确保了维护、使用上的直接、便捷，实现了整体设备检修的连续性，从而使整个电源系统更安全、更可靠。交直流一体化电源系统和传统常规变电站电源相比较，其成本更低，运行起来也较为经济合理，通过系统整体结构优化，减少了作业流程，使人力资源能够得到解放，实现人力的合理分配，大大降低了设备的投入，使相关设备更加集成，降低了变电站运行成本，节省了大量的资金投入。蓄电池使用也使环境得到了改善，降低了污染几率，保证经济效益的同时，也使得社会效益有所提升。

2.3电源管理水平提高

传统变电站电源管理问题较多，运行复杂，往往会引发事故，随着智能变电站交直流一体化电源系统的投入与使用，电源管理也实现了科学化、智能化、整体化，使电源使用维护更加统一整体，管理起来也更加快捷、准确和及时，提高了变电站电源使用效率。通过电源智能管理，能够对每一条线路进行精准设计，根据系统各种设置数据做出报警处理，实现线路的历史数据管理。针对事故情况，能够精准判断位置，同时也能够对结果进行有效分析，保证了电站运行的安全性，通过对电池管理输出控制操作，合理做好各项事务处理，实现了变电站的稳定运行。电源系统由厂家统一提供所有电源设计方案、生产许可和安装服务，不但实现了专业性，同时也对后期维护起到了良

好的推动。

3智能变电站交直流一体化电源系统的可行性分析

当前所说的智能站用交直流一体化的电源系统，主要是与传统常规的电站电源系统相区别的一种电源系统，这种电源系统的忒单就在将原本独立的交流、直流、逆变、通信等多种电源系统进行统一的设计，包括前期的设计研究、监控，具体使用过程中的安装、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。（1）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，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。（2）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。（3）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。 结束语

智能变电站交直流一体化电源系统是较为成熟的技术，通过交流电源和直流电源整合，实现交直流电源智能化运行，全面提高了运行的稳定安全性，提高了变电站电源管理能力，实现了供电用电的一体化解决方案。 参考文献：

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