智能變電站交直流一體化電源系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

崔中星 隗玉琦 馮爽

摘 要：變電控制裝置是屬于我們國(guó)家電力系統(tǒng)中最為基本的組成部分，智能型變電控制裝置是我國(guó)最近幾年應(yīng)用最為普遍的一類新式電器控制設(shè)施，和過(guò)去古老型的變電控制裝置作對(duì)照，此智能型變電控制裝置的強(qiáng)項(xiàng)重點(diǎn)顯示在其可以高效的優(yōu)化以前的電氣自控化水平極低、訊息管控及裝置操控較困難等多類現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。智能型變電控制裝置選取交直流融合化的電源供給體系，其可以便捷地的達(dá)到網(wǎng)絡(luò)化通訊、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視測(cè)控、裝置聯(lián)鎖動(dòng)作等操作聯(lián)動(dòng)化的操作狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：智能型變電裝置；交直流模式；融合化；電源供給系統(tǒng)

普通型變電控制裝置，仍然是在我國(guó)現(xiàn)階段電力系統(tǒng)控制工程中扮演著最為重要的角色，而且它是目前我國(guó)電力工業(yè)中應(yīng)用最為普遍的一個(gè)現(xiàn)代化電力控制模式。尤其是對(duì)于我們國(guó)家這類地域遼闊，工業(yè)技術(shù)水平各地區(qū)參差不齊的復(fù)雜情況之下其應(yīng)用的更為廣泛。因此普通型變電控制裝置仍然在我們國(guó)家的變電控制工程中展示著其歷史性的基礎(chǔ)功能。

1 古老型變電控制裝置的電源供給模式運(yùn)用狀況分析

古老型變電控制裝置，其電源供給類型一般可劃分為直流型電源、交流型電源、UPS型電源及通訊型電源等若干種相異類型的電源品類。在通常的變電裝置運(yùn)營(yíng)機(jī)制下，交流型電源是其變電裝置的基本型的能源提供裝備。比如實(shí)際的電能存儲(chǔ)過(guò)程、電源控制等過(guò)程均是依靠交流電流體系來(lái)具體實(shí)現(xiàn)。由此充分說(shuō)明了，交流電供應(yīng)體系的平穩(wěn)狀態(tài)好壞，可完全決定著總體變電裝置的運(yùn)行狀態(tài)是否平穩(wěn)、高效。電源設(shè)施是總體變電控制裝置運(yùn)作機(jī)構(gòu)中的重要設(shè)備單元，在現(xiàn)階段我國(guó)的變電裝置控制結(jié)構(gòu)中，通常選取的都是多類電源分體結(jié)構(gòu)的單獨(dú)設(shè)計(jì)、獨(dú)立管理及有效使用，并且是采用分開(kāi)型的組裝控制屏，各類相異的電源供電機(jī)構(gòu)都是由其相對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品制作商實(shí)施開(kāi)發(fā)、制作、裝配并且進(jìn)行后續(xù)的組裝、試運(yùn)等過(guò)程。此類狀態(tài)操控下的各類電源分體機(jī)構(gòu)蘊(yùn)含著較多的功能性缺陷。

（1）目前變電控制裝置所用電源設(shè)備是由多類專業(yè)技術(shù)人員實(shí)施具體管理工作，其交流供電裝置合直流供電裝置都是由變電站操作人員實(shí)施設(shè)備的日常維護(hù)工作，UPS型供電電源是由自動(dòng)控制操控人員直接開(kāi)展維護(hù)工作，通訊型電源是由通訊操作人員進(jìn)行維護(hù)業(yè)務(wù)，在人力操控隊(duì)伍達(dá)不到整體進(jìn)行調(diào)配過(guò)程的條件下，通訊型電源、UPS型電源等設(shè)施亦未列入變電控制裝置的周密巡查范圍之內(nèi)。

（2）依靠各種相異類型的產(chǎn)品制造商各自設(shè)置其自身控制的分體機(jī)構(gòu)，其資源不能實(shí)現(xiàn)通盤籌劃運(yùn)用，這讓初始性建設(shè)成本大幅度上升，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值性不高。

（3）就電氣裝置控制方面而言，變電裝置整體自動(dòng)型操控體系已由過(guò)去的集中設(shè)置型向數(shù)字型操控模式轉(zhuǎn)化。

2 智能變電控制型交直流融合化電源供給模式的實(shí)際運(yùn)用

目前我們所言的智能型變電站是指利用交直流電源融合化的電源裝置，重點(diǎn)是和過(guò)去普通的電力控制電源體系存在很大不同之處的一類新式電源調(diào)控裝置，此類電源裝置的特點(diǎn)，即是把原來(lái)單一型的交流模式、直流模式、逆變模式、通訊模式等多類模式電源供給體系實(shí)施統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)涵蓋前期的方案研究、監(jiān)測(cè)，實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中的安裝、調(diào)試等都通過(guò)統(tǒng)一的信息手段進(jìn)行規(guī)劃和管理。使得整個(gè)電源系統(tǒng)在使用、配合過(guò)程中實(shí)現(xiàn)信息監(jiān)控、能夠有效的進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，進(jìn)一步提高變電站運(yùn)行的安全系數(shù)、信息科技系數(shù)等多方面的系數(shù)總和。

智能站用交直流一體化電源系統(tǒng)的可行性分析：

（1）智能電源系統(tǒng)，作為一種新型的電源技術(shù)系統(tǒng)能夠，雖然在全國(guó)推廣的范圍有限，但是在已經(jīng)使用的電站中，大多數(shù)都已經(jīng)成功運(yùn)行。在智能電源系統(tǒng)中，有一個(gè)重要的技術(shù)改進(jìn)就是針對(duì)直流核心的充電模塊的開(kāi)關(guān)技術(shù)進(jìn)行調(diào)整和完善，利用移相諧振軟開(kāi)關(guān)提高電路的整體效率，在風(fēng)冷的情形下自冷結(jié)合。同時(shí)，進(jìn)一步加強(qiáng)逆變電源的控制作用，使得逆變電源在能夠正常工作時(shí)進(jìn)行交流供電，在交流出現(xiàn)斷流以后切換為直流逆變。

（2）電源系統(tǒng)的控制管理更為科學(xué)，相關(guān)的監(jiān)控設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)置都采用雙重化的模式予以配置，這樣在故障出現(xiàn)的時(shí)候，能夠有效的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并且在一部分裝置出現(xiàn)故障時(shí)不影響整體裝置的繼續(xù)運(yùn)行。

（3）整體設(shè)計(jì)的安全系數(shù)相對(duì)提高。常規(guī)性變電站的一大弊端就是在一個(gè)故障出現(xiàn)以后，常常會(huì)導(dǎo)致裝置的整體運(yùn)行產(chǎn)生極大的困難，甚至?xí)?dǎo)致事故的發(fā)生。智能電源系統(tǒng)在這一問(wèn)題上進(jìn)行了很好的調(diào)整與改進(jìn)，將常規(guī)變電站中的走線模式予以調(diào)整，將交流和直流完全分開(kāi)的進(jìn)行隔離和布控，減少由于電流沖撞而引起的多種事故發(fā)生，保證變電裝置穩(wěn)定運(yùn)行。

3 智能站用交直流一體化電源系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

智能站用的一體化電源系統(tǒng)，它的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)主要通過(guò)與常規(guī)性變電站的對(duì)比中得以呈現(xiàn)。它的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

3.1 一體化設(shè)計(jì)

與常規(guī)性的變電站相比，一體化設(shè)計(jì)是智能變電站在整體設(shè)計(jì)上的一大突破，這種一體性不僅呈現(xiàn)在外觀的協(xié)調(diào)一致上，而且統(tǒng)計(jì)的設(shè)計(jì)安裝，減少了組屏數(shù)，使整個(gè)電源系統(tǒng)更加緊湊和美觀。

3.2 網(wǎng)絡(luò)化、智能化

智能電源系統(tǒng)的智能性，很大程度上就體現(xiàn)在與電子信息手段和電子信息設(shè)備的結(jié)合上，智能電源系統(tǒng)同樣有幾個(gè)子系統(tǒng)組成，但是在每個(gè)子系統(tǒng)內(nèi)部通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，直接受控于統(tǒng)一的監(jiān)控系統(tǒng)，這樣就使得各個(gè)獨(dú)立分散的子系統(tǒng)通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。

4 結(jié)語(yǔ)

安全系數(shù)是我們選擇電源系統(tǒng)的重要參考指標(biāo)，當(dāng)前我們的智能變電站交直流一體化電源系統(tǒng)雖然在安全系數(shù)上已經(jīng)有所保障。但是由于其運(yùn)行的時(shí)間較短，特別是各種新型的設(shè)計(jì)很可能還處于磨合階段，一些潛在的危險(xiǎn)和問(wèn)題還沒(méi)有暴露。

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（作者單位：國(guó)網(wǎng)山東省電力公司檢修公司）