崔濤

摘要：我國電力行業(yè)最近幾年隨著我國經(jīng)濟建設的快速發(fā)展而發(fā)展迅速。交直流電源智能化運行是通過整合交、直流電源實現(xiàn)的，為供電用電的一體化提供了解決方案，能有效地提高運行的穩(wěn)定安全性，從而提高了變電站電源管理能力。而交直流一體化電源系統(tǒng)具有集成度高、管理簡便等優(yōu)勢，可集中監(jiān)控和管理多套電源系統(tǒng)，提高了多套站用電源系統(tǒng)蓄電池組的共享性，隨著交直流一體化電源系統(tǒng)方案的廣泛應用，其所存在的問題急需從根本上進行解決（包括標準化程度不高、各品牌間的兼容性差等）。

關鍵詞：智能變電站;交直流一體化電源系統(tǒng)

引言

電力工程發(fā)展至今不具備可替代性，是唯一可以和水資源相媲美的基礎能源。變電站的電源系統(tǒng)是確保電能傳輸質量的基礎。隨著變電站綜合自動化水平的提高和大量智能設備的使用，變電站電力系統(tǒng)的整體運行質量逐漸提高。但變電站現(xiàn)有的供電系統(tǒng)仍缺乏系統(tǒng)集成，而交直流一體化的電源系統(tǒng)具有集成度高、經(jīng)濟效益好、管理方便等優(yōu)點，可大規(guī)模應用于變電站中。

1國內傳統(tǒng)變電站電源系統(tǒng)現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的變電站站用電源通常由交流系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、UPS、通信電源系統(tǒng)等幾部分子系統(tǒng)構成，主要為變電站內部各電氣設備供電，實現(xiàn)儲能、控溫、換氣、照明及解決餐飲用電等。傳統(tǒng)變電站各個子系統(tǒng)由不同生產廠商的專業(yè)技術人員檢修維護，該模式運行存在以下不足：1.自動化程度低，各個生產廠商的設備容易產生不兼容的問題，不易整理且缺乏對系統(tǒng)的分析手段，難以實現(xiàn)進一步的升級。2.站內人員流動較大，不利于設備維護運行，交流系統(tǒng)與直流系統(tǒng)人員設備維修、UPS由自動化人員檢修、各電源系統(tǒng)通信系統(tǒng)由不同廠商的技術員檢修。人員總體得不到統(tǒng)一的調配，造成人力資源的浪費。3.不同的生產商對應設計符合各自功能的系統(tǒng)，直接1次投資和2次投資有明顯的提高，變電站建造和運行經(jīng)濟性不佳。4.如果某一子系統(tǒng)出現(xiàn)問題，會直接牽連其他系統(tǒng)。在檢修時需要不同廠家的相互配合，協(xié)調性較差。

2變電站交直流一體化電源的優(yōu)點

變電站交直流一體化電源相比于傳統(tǒng)的分散式供電系統(tǒng)具有顯著的優(yōu)勢。交直流一體化設計將這些組件組合成一個統(tǒng)一的集成體，這個集成體不僅能夠滿足對其內部電源系統(tǒng)的監(jiān)控和調試需求，還能夠實現(xiàn)設備之間的信息共享，且相比于變電站傳統(tǒng)電源系統(tǒng)，交直流一體化設計的電源系統(tǒng)具有更高的安全性。從實際應用來看，AC/DC（交直流）集成電源系統(tǒng)主要具有以下幾個優(yōu)點：1.統(tǒng)一的集成電源系統(tǒng)可以實現(xiàn)對變電站電源子系統(tǒng)的故障監(jiān)測和分析，同時確保變電站電源信息管理的智能化。AC/DC集成電源系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)變電站電源系統(tǒng)子系統(tǒng)分布式管理的不兼容問題，對促進變電站智能化發(fā)展具有重要意義。2.目前中國交直流一體化電源系統(tǒng)中應用的技術已經(jīng)趨于成熟，并且一體化電源系統(tǒng)所使用的各種設備本身不存在任何風險，具有較高的運行穩(wěn)定性，可以顯著減少設備維護的次數(shù)。3.變電站電源系統(tǒng)的監(jiān)控、管理、生產、安裝和維護工作更加方便，減少了電源系統(tǒng)和子系統(tǒng)之間的重復管理，有效地降低了電源子系統(tǒng)的運營成本。

3變電站交直流一體化電源解決方案與應用

3.1可行性分析

現(xiàn)下，全國范圍內已經(jīng)實現(xiàn)了智能變電站交直流一體化電源系統(tǒng)的成功運行，該系統(tǒng)具有相對成熟的直流與交流技術切換及運作經(jīng)驗，實際應用中具備極為關鍵的優(yōu)勢，且不存在較大的風險，具備可行性和可操作性。但是，該電源系統(tǒng)依舊有需要調整和完善的地方存在，如直流核心充電模塊的開關技術，在移相諧振軟開發(fā)技術的運用下促進電路整體效率的提升，同時于風冷下實現(xiàn)自冷結合;此外，也需要進一步強化逆變電源控制作用，以便保障在正常交流供電的基礎上，一旦交流斷流后能夠朝著直流逆變自動切換。

3.2管理控制更加科學合理

由于智能變電系統(tǒng)建立了一個關于信息的共享平臺，所以可以利用網(wǎng)絡智能化的功能將直流電源、交流電源、通信電源進行一體化處理，在外面建立一個公共的接口。并且在外部直接取消蓄電池的電組和其他充電裝置以簡化裝置的管理工作，同時因為取消了USP蓄電池的外界部分，在使用逆電器的時候可以直接在外面用直流母線替代，在突發(fā)事故的部分用逆變的電源進行供電。為了能夠簡化檢修的人工成本還可以對波形進行統(tǒng)一處理并且進行二次配電的統(tǒng)一管理。

3.3現(xiàn)場應用及注意事項

目前，交直流一體化電源系統(tǒng)已廣泛應用于變電站中，結合自身工作經(jīng)驗來看，在應用中應注意以下幾點：1.根據(jù)規(guī)范要求，必須將充電裝置的穩(wěn)壓、穩(wěn)流與高頻開關電源式充電裝置結合使用，對電池進行充放電測試，并驗證諸如電流不平衡之類的參數(shù)。2.交直流一體化電源系統(tǒng)集成了許多子系統(tǒng)，因此在進行電源系統(tǒng)管理的過程中，要注意各級人員的職責分工，弄清各方的工作接口，編制切實可行的現(xiàn)場作業(yè)程序。此外，應加大對現(xiàn)場相關運維人員的技術培訓力度，確保設備運行的安全穩(wěn)定。

3.4站內照明、風機的智能控制設計

傳統(tǒng)的站內電源系統(tǒng)在為站內照明設備提供電力支持時，需要依靠人力介入，根據(jù)值班人員的主觀判斷來控制照明的開啟和關閉。這種方式過度依賴值班人員的主觀性，且值班人員的工作質量無法保證、極易因為值班人員的工作懈怠造成大量的能源浪費，增加站內負荷。同時，由于視頻監(jiān)控設備對拍攝環(huán)境的要求。通常在夜間，照明設備保持持續(xù)工作狀態(tài)，增大了不必要的資源浪費。為了減少這種情況的發(fā)生，增加能源和照明設備的有效利用率。本系統(tǒng)中增加了照明開關的智能控制模塊，利用傳感器、監(jiān)控設備、控制器與開關之間的互聯(lián)與通信，實現(xiàn)照明設備與監(jiān)控設備的相互關聯(lián)。并根據(jù)監(jiān)控設備的監(jiān)控環(huán)境與區(qū)域控制照明設備的開啟。在該照明控制系統(tǒng)的基礎上，仍保留手動開啟方式。

3.5提高了安全性和經(jīng)濟性

信息技術的運用實現(xiàn)了基礎設備的自動檢測，使系統(tǒng)安全性得以顯著提高，一體化電源系統(tǒng)通過有機結合設備和信息技術形成了整體的系統(tǒng)結構特征（合圍不同子系統(tǒng)），通過關聯(lián)各系統(tǒng)實現(xiàn)總控制，各子系統(tǒng)在此基礎上完成內部網(wǎng)絡化，進而能夠統(tǒng)一調整和控制各子系統(tǒng)運行狀態(tài)和參數(shù)，特別是科對電源盲點部位進行及時監(jiān)控，進一步提升看系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性。除此之外，各模塊間參數(shù)通過全面互換能夠在不影響整機運行工作的基礎上檢測單個開關或模塊，減少了作業(yè)流程，實現(xiàn)了整體設備檢修的連續(xù)性，從而簡化了使用和維修的操作環(huán)節(jié)。相比于傳統(tǒng)常規(guī)變電站電源，交直流一體化電源系統(tǒng)運行過程的成本更低，更能滿足電力系統(tǒng)的經(jīng)濟實用的需求，優(yōu)化后的系統(tǒng)整體結構使相關設備更加集成，有利于人力合理分配的實現(xiàn)，顯著降低設備投入，節(jié)約了變電站運行成本。使用蓄電池還可在一定程度上降低污染，提升經(jīng)濟和社會效益。

結語

交直流電源智能化運行為供電用電的一體化提供了解決方案，有效提高了運行的穩(wěn)定安全性，從而使變電站電源管理能力得以提高。而交直流一體化電源系統(tǒng)具有集成度高、管理簡便等優(yōu)勢，可集中監(jiān)控和管理多套電源系統(tǒng)，提高了多套站用電源系統(tǒng)蓄電池組的共享性，隨著交直流一體化電源系統(tǒng)方案的廣泛應用，其所存在的問題急需從根本上進行解決。

參考文獻

[1]陳進.110kV智能化變電站電氣系統(tǒng)設計[D].長沙：湖南大學，2015.

[2]康寧，張磐，陳建，等.面向一體化監(jiān)控系統(tǒng)智能告警高級應用的閉環(huán)測試系統(tǒng)設計與應用[J].自動化與儀器儀表，2019（3）：65-69.

[3]王寧，李澄，陸玉軍，等.基于虛終端技術的智能變電站二次設備遠程管理[J].浙江電力，2018，37（9）：21-25.