智能變電站交直流一體化電源系統研究

易厚林

摘要：在變電站之中，站用電源的重要性無可厚非，因為只有安全可靠的站用電源才能使得變電站正常運行。就目前狀況而言，我國仍然存在著很多的變電站的站用電源沒有達到相關的規定標準，主要表現為在資源整合能力以及程度方面的不足。要想解決這一系列的問題，就必須推行變電站交、直流一體化電源系統，只有這樣，才能從本質上對變電站站用電源的管理水平進行有效的提升。鑒于此，本文主要分析探討了智能變電站交直流一體化電源系統方面的內容，以供參閱。

關鍵詞：智能變電站;交直流一體化;電源系統

引言

智能變電站交直流一體化電源系統可謂是一種新型的變電站電源系統，能將直流電源與交流電源有機結合起來，從而形成系統化、交直流一體化的電源系統，能促使智能變電站實現高效、穩定的運行。該系統在傳統變電站電源系統運行的基礎上，進行了更新與改造，使其結構設計更科學，技術層次更先進，運行維護手段實施更方便。近年來，隨著數字化變電站建設力度的不斷加大，加上全國智能變電站試點的不斷推進，交直流一體化電源系統正在逐步取代傳統的變電站電源系統，從電源管理的角度分析，智能變電站的發展已取得了質的飛躍。

1智能變電站交直流一體化電源系統的可行性

（1）目前，隨著智能變電站交直流一體化電源系統在全國范圍內的成功運行，其展現的優勢不言而喻，整個交直流電源系統的在直流和交流技術的切換與正常運作方面經驗比較成熟，在實際應用中風險較小，具有可操作性和可行性。然而其直流核心充電模塊的開關技術還有待于調整和完善，利用移相諧振軟開關來提高電路的整體效率并在風冷的情形下自冷結合;同時，逆變電源的控制作用還應進一步加強，從而能夠在正常工作下進行交流供電，在交流出現斷流以后切換為直流逆變。（2）交直流一體化電源系統的整體設計安全性更高。對于常規變電站，一般在出現故障時會導致整體裝置的運行問題，甚至可能導致事故的發生，而該系統在這一問題上進行了很好的調整與改進，能夠有效地避免事故的發生。該系統將常規變電站中的線路模式予以調整，將直流和交流完全分開的進行隔離和布控，減少由于電流沖撞而引起的多種事故發生。因而，交直流一體化電源系統這種完全采用直流控制電源裝置的模式，使整個系統的安全系數大大增加。

2智能站用變直流一體化電源系統建設

智能站用電源交直流一體化電源系統，是指對站用電源進行全面整合。將站用交流電源系統、直流電源系統、逆變電源系統、通信電源系統統一設計、監控、生產、調試、服務;通過交直流監控模塊將站用電源各子系統通信網絡化，實現站用電源信息共享，建立數字化電源軟件平臺;通過將站用電源所有開關智能模塊化。集中功能分散化，實現模塊外無二次接線，無跨屏二次電纜，建立數字化電源硬件平臺：一體化監控模塊通過以太網接口、IEC61850規約與自動化系統通信，使站用電源系統成為開放式系統。（1）站用智能交流系統已成功在大多數的變電站運行直流核心充電模塊采用移相諧振軟開關技術，風冷、白冷結合。逆變電源正常時交流供電，交流斷電后切換直流逆變。一體化使用成熟的交流技術、直流技術，在技術方面沒有任何風險。（2）站用直流電源和通訊電源進行整合，取消通信電源蓄電池組。變電站交直流電源的環境要求一樣，遵循的技術標準相近，多年大量的直流蓄電池組運行經驗證明，帶有雙套蓄電池組的直流控制電源有很高的供電可靠性，整個蓄電池組故障造成停電的可能性極小48V的通信電源采用高頻模塊式的DC/DC變換器，每組DC/DC變換器分別由兩組蓄電池供電，其輸出并聯構成N+1備份，任一模塊故障或任一組蓄電池失電均可保證48V電源不中斷供電。通信的輸入對輸出、輸入對地和輸出對地的絕緣大于2000V。通信電源雖然要求正接地，但通過DC/DC變換器的隔離能保證這兩種電源的獨立性和可靠性。站用直流電源和通訊電源進行整合已在220kV及以下電壓等級成功應用，為站用電源交直流一體化設備在更高電壓等級的應用創造了條件。（3）后臺監控部分的所有顯示、設置均雙重化，一體化監控故障不影響裝置運行，且一體化監控更容易發現故障。（4）個別裝置故障不影響整體運行。（5）交流、直流絕對分開走線、分開布置。對可能造成交直流互相影響的部分作了隔離。（6）智能裝置電源、控制電源全部采用直流更可靠。

3智能變電站交直流一體化電源系統的應用實踐

3.1系統功能應用

在變電站智能化系統中，交直流一體化電源系統已經進入廣泛推廣及應用階段，其直流充電電源充電模塊等核心部件以及充電電源系統，主要采用的是移相諧振軟開發技術，自然冷卻和風扇冷卻各具優點，采用智能化技術，將風冷和自冷有機結合;直流饋線屏含有電壓自動調節、電壓自動監測、蓄電池運行監測以及絕緣監測等功能;220伏蓄電池組采用固定閥控全密封式蓄電池。通常情況下，是以交流供電的方式通過N+1冗余整流充電模塊經直流饋線屏對變電站保護系統、綜合自動化系統和計量測控系統等進行相應的供電，而當交流斷電（正?；蚬收贤ｋ姡┲?，就會由蓄電池組通過直流饋線屏對變電站保護系統、綜合自動化系統和計量測控系統（或自動切換為直流逆變對計量測控系統供電）等進行相應的供電。

3.2系統安全性應用

智能變電站電源系統與傳統的變電站系統，在安全性的應用方面，存在著一定的差距，傳統變電站電源系統若是某個環節出現問題，則將會直接影響著電力系統的穩定性與安全性，極易出現安全事故。但是智能變電站一體化電源系統中，則不會出現類似的情況，主要是因為智能變電站中應用的一體化電源系統，在一定程度上可以調整電源線路的走向，將直流系統和交流系統及時分離開，減少安全事故的發生。目前PGD9型號的交直流一體化電源系統，已經通過了國家試驗，并且已經取得了國家相關專利，在我國部分智能變電站中，已經投入使用了，不僅包括110kv變電站，還包括220kv變電站，經過長時間的實際應用運行表明，該系統在運行過程中效果顯著，極大程度上降低了故障發生的風險。智能變電站直交流一體化電源系統，通過一體化設計以及組屏生產，實現了優化傳統站用資源與架構，同時還研發出一個智能監控管理平臺，具有協調聯動功能以及遠程控制功能等，對提高智能變電站一體化電源系統運行水平，有著重要的意義。

結束語

綜上所述，在現階段，我國電力事業取得了長足的發展，直流電源、通信電源、交流電源和逆變電源通過系統聯動、網絡通信和一體化監測，使智能變電站的運行更加現代化、智能化，同時，也提高了變電站的管理和運行水平，提高了電源系統的運行靈活性和可靠性，相應地增加了智能變電站建設的經濟效益，并間接地減少了維修費用，使該系統的應用具有技術先進性和節能環保等特點，逐漸成為推動我國電力事業發展和進步的重要力量。

參考文獻

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