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        一體化電源在變電站中的應(yīng)用

        2015-07-07 02:51:25李紅飛
        科技與創(chuàng)新 2015年10期
        關(guān)鍵詞:自動(dòng)裝置電力系統(tǒng)

        李紅飛

        摘 要:分析了傳統(tǒng)交直流控制電源系統(tǒng)的類型和現(xiàn)狀,并提出了變電站交直流一體化電源的解決方案。通過介紹變電站交直流一體化電源的原理和選型方法,總結(jié)了交直流一體化電源的優(yōu)點(diǎn)。交直流一體化電源具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

        關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng);電源系統(tǒng);自動(dòng)裝置;獨(dú)立設(shè)計(jì)

        中圖分類號(hào):TM912 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2015.10.124

        智能化電網(wǎng)的不斷深入和發(fā)展極大地推動(dòng)了我國電力事業(yè)的發(fā)展。同時(shí),智能化電源面臨著前所未有的挑戰(zhàn),人們對(duì)其提出了更高的要求。基于綜合效益和實(shí)際運(yùn)營方面的考慮,變電站的交直流一體化電源應(yīng)運(yùn)而生,在今后的很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都將在電力事業(yè)上起到舉足輕重的作用。本文就交直流一體化電源的特點(diǎn)及其在實(shí)際電站中的應(yīng)用進(jìn)行討論。

        1 交直流控制電源系統(tǒng)的類型和現(xiàn)狀

        以往,變電站交直流電源有4種:①直流電源??杀WC變電站直流電源系統(tǒng)的精確控制、自動(dòng)裝置的信號(hào)和執(zhí)行器電源的保護(hù),通常稱為直流操作電源。②交流電源。服務(wù)于照明設(shè)備和動(dòng)力設(shè)備的電源系統(tǒng)稱為交流電源。③交流不停電源。在一些特殊場(chǎng)所,比如醫(yī)院的急救室等,為特殊設(shè)備提供不間斷電源的稱為交流不停電源。④通訊電源。一般對(duì)通訊設(shè)備提供直流電的電源統(tǒng)稱為通訊電源。

        在實(shí)際的設(shè)計(jì)和使用過程中,電源系統(tǒng)的各個(gè)工作電源都是獨(dú)立工作、分開設(shè)計(jì)的,設(shè)備由不同的供應(yīng)商生產(chǎn)、安裝和調(diào)試,且該系統(tǒng)中的供電系統(tǒng)由專人專管。但在實(shí)際管護(hù)過程中,仍存在一定的問題,主要表現(xiàn)在以下3方面。

        1.1 維護(hù)困難

        目前,經(jīng)營中的變電站采用的控制電源設(shè)備有4種,即直流電源、交流電源、交流不停電源和通訊電源??刂品绞降脑O(shè)計(jì)采用獨(dú)立管控方式,不同的系統(tǒng)分管于不同供應(yīng)商的專業(yè)人員。整個(gè)系統(tǒng)由多個(gè)部分組成,出現(xiàn)多人、多單位管理的情況,很難形成管控維護(hù)體系。這樣的管理方式可能會(huì)造成管理漏洞,無法對(duì)整體系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。此外,多個(gè)部門參與的電源系統(tǒng)維護(hù)也會(huì)大大增加維護(hù)成本和延長(zhǎng)檢測(cè)周期,不利于問題的發(fā)現(xiàn)和處理;交直流控制電源產(chǎn)品沒有規(guī)范的管理章程和系統(tǒng)的監(jiān)管設(shè)備,難以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、科技化的管理,一旦電源出現(xiàn)問題,則需要向多個(gè)提供商尋求解決辦法,且反饋機(jī)制滯后。

        1.2 性價(jià)比低

        如果采用傳統(tǒng)的電池,則會(huì)造成直流電源、交流電源、交流不間斷電源和通訊電源的獨(dú)立設(shè)置,且由不同的供應(yīng)商提供。配置電源系統(tǒng)自動(dòng)切換設(shè)備中添加了模塊設(shè)施重復(fù)充電系統(tǒng),進(jìn)而增加了電源管理成本,造成了一定的資源浪費(fèi),也為各個(gè)運(yùn)營商之間的溝通帶來了不便。

        1.3 缺乏系統(tǒng)管理

        雖然在變電站中應(yīng)該通過協(xié)議的方式解決監(jiān)測(cè)設(shè)備通信協(xié)議的兼容性問題,但因?qū)φ麄€(gè)變電站供電系統(tǒng)的管理不統(tǒng)一,難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,無法進(jìn)行變電站供電協(xié)調(diào)。

        2 交直流一體化電源的優(yōu)點(diǎn)

        交直流一體化電源的優(yōu)點(diǎn)有以下3點(diǎn):①“UPS蓄電池+操作蓄電池組+通信蓄電池組”合并一體配置,可以減少蓄電池組配置組數(shù),簡(jiǎn)化基建設(shè)計(jì),同時(shí),減少UPS電池和通信蓄電池的日常維護(hù)和管理;②采用模塊化設(shè)計(jì),解決了二次線車站施工中的屏蔽電纜問題,開關(guān)智能模塊可監(jiān)測(cè)開關(guān)位置,且具備事故跳閘報(bào)警,負(fù)載電流、漏電流和電源無盲點(diǎn)監(jiān)視功能;③建立了統(tǒng)一站用電源管理平臺(tái),解決了站用電源信息共享問題,采用IEC61850實(shí)現(xiàn)了與變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的連接。

        3 一體化電源的設(shè)計(jì)選型

        一體化電源的設(shè)計(jì)選型分為以下3方面:①直流操作電源是電池芯供應(yīng)變電站控制綜合電力系統(tǒng)的總后備電源,在選擇計(jì)算容量時(shí),除統(tǒng)計(jì)直流控制負(fù)荷外,還應(yīng)統(tǒng)計(jì)電力專用的UPS和INV,以及通信用DC-DC的負(fù)荷容量,從而滿足一體化電源系統(tǒng)全部事故放電容量的要求。②通信用DC-DC由直流母線供電。DC-DC的直流容量應(yīng)添加常規(guī)負(fù)載的直流操作電源系統(tǒng),并集成電源系統(tǒng)的計(jì)算選擇,應(yīng)滿足負(fù)荷要求和電池充電裝置的充電容量要求。③直流操作電源的監(jiān)控裝置。一體化電源系統(tǒng)采用總體監(jiān)控模板,要求與電力部門設(shè)置的專用的UPS、INV和DC-DC等一致,以總線鏈接的方式相互鏈接在一起,通過總監(jiān)控單元改進(jìn)數(shù)據(jù)記錄,分析、判斷和管理系統(tǒng)功能,從而實(shí)現(xiàn)綜合電力系統(tǒng)的集中監(jiān)控和管理。

        4 交直流一體化電源的解決方案

        隨著數(shù)字化變電站的不斷發(fā)展,人們對(duì)電力系統(tǒng)、智能變電站的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和節(jié)能性等提出了更高的要求。具有交流和直流電源系統(tǒng)集成完全符合上述要求,因此,在箱式變電站供電系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行了全面整合。

        4.1 交直流一體化電源的定義

        交直流一體化電源是指將直流電源、電力用交流不間斷電源(UPS)、電力用逆變電源(INV)與通信用直流變換電源(DC/DC)等裝置合為一體,共享蓄電池直流電源,形成成套的設(shè)備和統(tǒng)一的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通過建立變電站集中控制裝置,實(shí)現(xiàn)了變電站進(jìn)出線和站全參數(shù)的監(jiān)測(cè),滿足了交流和直流控制集成的電源監(jiān)控和管理。

        4.2 交直流一體化電源的特點(diǎn)

        4.2.1 統(tǒng)一集中供電

        該系統(tǒng)為集成電源設(shè)備,是不斷探索形成的優(yōu)化組合,組成了集中組屏站功率控制系統(tǒng),可滿足電力設(shè)備集成的交鑰匙工程需要。

        4.2.2 統(tǒng)一信息管理

        集成電源設(shè)備集中控制裝置提供的交流和直流監(jiān)控管理系統(tǒng)是完整的,實(shí)現(xiàn)了參數(shù)的監(jiān)測(cè)和管理、組建了變電站直流控制電源。

        4.2.3 統(tǒng)一設(shè)備維護(hù)

        通過維護(hù)界面集成一體化電源設(shè)備和專家維護(hù)的實(shí)施,大大降低了設(shè)備運(yùn)行的故障率和維護(hù)成本。

        5 結(jié)束語

        一體化電源的誕生不僅是交流和直流電源在傳統(tǒng)網(wǎng)站的整合,更是每一個(gè)電源子系統(tǒng)在統(tǒng)一平臺(tái)的智能管理。其中,綜合監(jiān)控平臺(tái)的作用尤為重要,它不僅是獨(dú)立的個(gè)體、報(bào)警裝置和簡(jiǎn)單的顯示操作數(shù)據(jù),還能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和智能分析各子系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)更加智能化的管理。比如電池的充電、放電,電池監(jiān)測(cè)、絕緣自動(dòng)監(jiān)測(cè)和饋線電流綜合分析等。從目前的情況看,在不久的將來,我們將能使用真正的智能交直流一體化電源。

        參考文獻(xiàn)

        [1]Andrzej Wljtasik.通信系統(tǒng)中選用一體化電源模塊還是分立元件組裝電源[J].電子產(chǎn)品世界,2003(12).

        [2]李瑾,張宇,李景霖,等.磷酸鐵鋰電池在變電站系統(tǒng)應(yīng)用的可行性分析[J].華東電力,2009(10).

        〔編輯:張思楠〕

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