變電工程交直流一體化電源系統(tǒng)方案研究

1、<p>　　變電工程交直流一體化電源系統(tǒng)方案研究</p><p>　　摘要：分析了常規(guī)變電站站用電系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題，主要包括信息流通不暢，自動(dòng)化程度低，存在可靠性隱患，經(jīng)濟(jì)性差，運(yùn)行不便，全壽命周期成本增加。提出了變電站交直流一體化電源系統(tǒng)配置方案，即采用網(wǎng)絡(luò)化通信、一體化監(jiān)控、系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)等方案，有效整合站用交流、站用直流、不間斷電源系統(tǒng)，統(tǒng)一采集站用各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過(guò)一體化監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)和管理。 &

2、lt;/p><p>　　關(guān)鍵詞：變電站、站用電系統(tǒng)、一體化、整合方案 </p><p>　　Researching of Substation AC ＆ DC Power Integration System </p><p>　　Abstract: This paper analyzes the status and problems in station power

3、 supplies for conventional substation, base on which the information circulation, low degree of automation, reliability problems exist, poor economy, ioperational inconvenience, life cycle cost increase. This paper provi

4、des an integrated scheme for substation AC＆DC power supplies, namely through the network communications, integrated monitoring, system linkage scheme, effective Integrated station AC power supply system, DC pow</p>

5、<p>　　Key words: Substation; station power system; Integration; Integration programme </p><p>　　中圖分類號(hào):TM411+.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)： </p><p><b>　　0 概述 </b></p><p>　　常規(guī)變電站配有

6、三套獨(dú)立的電源系統(tǒng)，直流操作電源(DC)、交流不間斷電源(UPS)和站用電交流電源(AC)。直流操作電源為控制、信號(hào)、保護(hù)、自動(dòng)裝置以及某些執(zhí)行機(jī)構(gòu)等供電。交流不間斷電源(UPS)為綜自系統(tǒng)的微型計(jì)算機(jī)、繼電保護(hù)裝置內(nèi)重要負(fù)荷等供電，站用電交流電源除為站內(nèi)照明、空調(diào)、主變冷卻、消防等設(shè)備供電外，還為直流充電設(shè)備、站內(nèi)通信裝置、監(jiān)控系統(tǒng)的測(cè)控保護(hù)屏柜等提供二次交流電源。 </p><p>　　1 各自獨(dú)立式電源系統(tǒng)

7、存在問(wèn)題 </p><p>　　2.1 信息流通不暢，自動(dòng)化程度低 </p><p>　　傳統(tǒng)站用電源難以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化管理，信息不能共享，無(wú)法實(shí)現(xiàn)電源設(shè)備的狀態(tài)檢修。變電站交流電源系統(tǒng)和直流電源系統(tǒng)均由不同的中標(biāo)廠家提供，各廠家設(shè)計(jì)的電源系統(tǒng)均采用不同的通訊規(guī)約，并且通訊規(guī)約一般不兼容。難以實(shí)現(xiàn)對(duì)電源系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化管理，其自動(dòng)化程度較低。 </p><p><b&

8、gt;　　2.2可靠性隱患 </b></p><p>　　由于站用電源信息不能網(wǎng)絡(luò)共享，針對(duì)故障或告警信息不具備進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)平臺(tái)，不同專業(yè)的巡檢人員分別管理各自電源子系統(tǒng)，難以進(jìn)行系統(tǒng)分析判斷、及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故隱患。對(duì)于涉及需站用電源各子系統(tǒng)協(xié)調(diào)才能解決的問(wèn)題難以統(tǒng)一處理。 </p><p><b>　　2.3經(jīng)濟(jì)性差 </b></p>&

9、lt;p>　　由不同供貨廠家分別設(shè)計(jì)的各個(gè)電源子系統(tǒng)，資源不能綜合考慮，造成了部分設(shè)備的重復(fù)配置，一次性投資顯著增加。如直流電源、UPS不間斷電源分別配置獨(dú)立的蓄電池，浪費(fèi)嚴(yán)重；交流系統(tǒng)配置電源自動(dòng)切換設(shè)備，直流電源充電模塊前又重復(fù)配置交流電源自動(dòng)投切裝置，既浪費(fèi)又使設(shè)備之間難于協(xié)調(diào)運(yùn)行。 </p><p>　　2 交直流一體化電源的優(yōu)點(diǎn) </p><p>　　交直流一體化電源系統(tǒng)并

10、不是對(duì)交流、直流電源系統(tǒng)的簡(jiǎn)單混裝，具有鮮明的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)： </p><p>　　3.1 網(wǎng)絡(luò)智能化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)信息共享 </p><p>　　通過(guò)一體化監(jiān)控器對(duì)站用交流電源、直流電源、逆變電源進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控，建立統(tǒng)一的信息共享平臺(tái)，解決了以往由不同供應(yīng)商提供的各獨(dú)立電源通信規(guī)約不兼容等問(wèn)題，提高了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、智能化程度。 </p><p><b>　　3.2

11、設(shè)計(jì)優(yōu)化 </b></p><p>　　取消直流充電模塊前的交流自動(dòng)切換回路；取消原直流系統(tǒng)對(duì)交流部分的數(shù)據(jù)采集(配電監(jiān)控)；統(tǒng)一進(jìn)行波形優(yōu)化處理，針對(duì)逆變電源反灌電流影響充電模塊均流進(jìn)行抑制等；統(tǒng)一進(jìn)行防雷配置。根據(jù)交流進(jìn)線運(yùn)行方式，自動(dòng)調(diào)整直流運(yùn)行，達(dá)到最佳方式運(yùn)行。 </p><p>　　3.3 設(shè)備資產(chǎn)優(yōu)化 </p><p>　　取消UPS系統(tǒng)的

12、蓄電池，將逆變器直接掛于直流母線。避免了UPS蓄電池維護(hù)不精細(xì)、損壞不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。 </p><p>　　3.4 利于深層次開(kāi)發(fā)，使站用電源的狀態(tài)檢修成為可能 </p><p>　　統(tǒng)一的信息共享平臺(tái)，可以提高一體化站用電源綜合自動(dòng)化應(yīng)用水平，減輕運(yùn)行人員的工作強(qiáng)度，使檢修人員現(xiàn)場(chǎng)定期試驗(yàn)和測(cè)量工作量減輕到最小，提高了工作效率。能夠充分利用已有的狀態(tài)信息，通過(guò)多方位、多角度的分析，最

13、大限度地把握設(shè)備的狀態(tài)，依此制定合理的檢修維護(hù)策略，為提高設(shè)備運(yùn)行可靠性提供了保障。 </p><p>　　3交直流一體化電源實(shí)現(xiàn)方案 </p><p>　　4.1 直流電源、UPS電源整合原理 </p><p>　　直流電源、UPS電源整合方案取消UPS系統(tǒng)的蓄電池，統(tǒng)一由整合系統(tǒng)，提供直流負(fù)荷供電電源、逆變器或交流不間斷電源UPS的直流供電。整合后的系統(tǒng)主要由直

14、流操作電源、電力專用UPS或逆變、集中監(jiān)控等部分組成，UPS系統(tǒng)與直流電源共用蓄電池組。 </p><p>　　4.2 一體化電源整合方案 </p><p>　　將站用交流電源系統(tǒng)、直流電源系統(tǒng)、UPS電源系統(tǒng)全面整合，通過(guò)一體化監(jiān)控模塊將站用電源各子系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)站用電源信息共享，通過(guò)開(kāi)關(guān)智能模塊化，集中功能分散化，實(shí)現(xiàn)站用電源整體模塊外無(wú)二次接線，上行下達(dá)信息數(shù)字化傳輸，站用電源

15、信息共享平臺(tái)能通過(guò)光纖媒介、IEC61850規(guī)約與外界進(jìn)行信息互換。該方案取消各專業(yè)相互重復(fù)配置的功能部分，將電源系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化整合，由一個(gè)設(shè)備廠家進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一監(jiān)控、統(tǒng)一生產(chǎn)、統(tǒng)一調(diào)試和統(tǒng)一服務(wù)。 </p><p>　　一體化電源的一體化監(jiān)控與各子模塊間管理關(guān)系如下： </p><p>　　圖1交直流一體化電源監(jiān)控系統(tǒng)圖 </p><p>　　一體化電源的系統(tǒng)架

16、構(gòu)如下圖所示： </p><p>　　圖2交直流一體化電源系統(tǒng)圖 </p><p>　　4.3一體化電源已解決的技術(shù)問(wèn)題 </p><p>　　直流操作電源系統(tǒng)為不接地系統(tǒng)，所以交流側(cè)的UPS裝置的交流輸入、輸出與直流側(cè)必須采取措施進(jìn)行隔離，如采用隔離變，可避免交流側(cè)的運(yùn)行及故障影響直流操作電源系統(tǒng)側(cè)的絕緣降低，造成直流系統(tǒng)接地等異常。反之，直流系統(tǒng)接地（絕緣降低）

17、，也不影響交流系統(tǒng)正常運(yùn)行。 </p><p><b>　　4 結(jié)論 </b></p><p>　　本文就變電站工程中的交直流電源一體化系統(tǒng)作了探討和研究，形成結(jié)論如下： </p><p>　　1）各自獨(dú)立式電源存在信息流通不暢，自動(dòng)化程度低，經(jīng)濟(jì)性差，運(yùn)行不便，全壽命周期成本增加等缺點(diǎn)。 </p><p>　　2）交直

18、流電源一體化系統(tǒng)將站用交流電源系統(tǒng)、直流電源系統(tǒng)、UPS電源系統(tǒng)全面整合，有以下優(yōu)點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)智能化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)信息共享、設(shè)備資產(chǎn)優(yōu)化利于深層次開(kāi)發(fā)、使站用電源的狀態(tài)檢修成為可能。 </p><p>　　作者：劉磊（1981-），男，漢族，工程師，廣州電力設(shè)計(jì)院，從事變電設(shè)計(jì)工作。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　

19、　[1] 電力用直流和交流一體化不間斷電源設(shè)備;中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);2008. </p><p>　　[2] 吳鳳婷;;變電站站用交直流一體化電源的解決方案[J];南方電網(wǎng)技術(shù);2011年03期. </p><p>　　[3] 基于 DL / T860的變電站低壓電源設(shè)備通信接口;中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn). </p><p>　　[4] 深圳泰昂電子技術(shù)有