智能變電站交直流一體化電源系統研究

孫羽

摘 要：隨著新技術的發展，變電站已經完全實現了智能化、自動化，全面提升了供電穩定性，保證了用電安全。隨著電力運行的質量提高，對變電站交直流一體研究也已經進入了新階段，通過對智能變電站交直流一體化電源系統的技術提高，全面實現了設備自動切換、啟動，傳喚供電及安全用電得到充分的保證，這種新型技術應用和傳統變電站電源系統比較更加科學有效。文章主要通過對智能變電站交直流一體化電源系統特點的分析，進一步提出了智能變電站交直流一體化電源系統設計措施與方法。

關鍵詞：變電站；交直流；一體化；電源系統

中圖分類號：TM762 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）36-0178-02

隨著現代科學技術進步與發展，電站運行也引進了現代技術，特別是隨著我國智能變電站的建立，對一些新技術應用也越來越廣泛，全面提升了供電用電安全穩定性，保證了經濟建設與發展需求。智能變電站中使用交直流一體化電源系統，這類系統能夠充分保證變電站運行，使變電站電源更加安全，這項技術運行的原理主要是將交流電源和直流電源等進行系統整合，形成協調統一的運行，使傳統電源得到了交直流一體化運行，保證了電源系統更加科學可靠，此項技術的應用，大大提高了變電站運行效率，極大的推動了變電站工作效能，使各個環節運行更加穩定安全。交直流系統主要是在傳統變電站電源基礎上實現的技術提升，保證了電源系統運行起來更安全，可以說，這種新型技術完全提高了傳統變電站電源設計原理理念，是現代最為先進的創新型技術之一，使電源形式更新穎、結構更合理、技術更先進、運行更方便、維護更精準。

1 智能變電站交直流一體化電源系統現狀

傳統變電站使用的電源供應不穩定，電源中斷問題嚴重，只有全面解決好供電穩定問題，才能保證電能質量提升服務層次，滿足區域經濟建設與發展。隨著技術的發展與進步，傳統常規變電站所使用的分散設計電源系統已經不適應現代社會發展，通過幾年的不斷更新，現代化智能變電站交直流一體化電源系統已在智能電站領域實現了全面鋪開，交直流一體化電源系統成為當前應用最為普遍的電源系統，大大提高了電力質量，保證了供電用電安全。智能變電站交直流一體化電源系統涉及到的內容較廣泛，當前，隨著研究與應用的推廣，在內容上有了更加廣泛的拓展。

1.1 實現了可靠的自動切換

隨著技術進步與發展，智能站交流電源更加穩定，在日常運行過程中，已經能夠在自動切換上形成自主運行，確保電源可靠穩定，充分實現了變電站各類電源的自動切換。

1.2 實現了軟啟動

隨著技術的發展和拓展，已經向高端技術展開研究，已經完全在高頻開關電源、交直流變換電源模塊自主均流、穩流、穩壓方面，實現了質的跳躍，確保了整機效率得到有效提升，在變電運行過程中，徹底消除了電網對頻次的沖擊、浪涌，大大提高了電網的自身抗干擾能力，實現了開機軟啟動。

1.3 解決了不連續供電問題

當前，電力專用逆變電源容易產生許多不利影響，特別是會對一些設備起到干擾，無形中增加了設備過載量，導致設備產生不穩定狀態，導致的成因較多，比如電源直流輸入的問題、交流輸入和輸出被電氣隔離的問題、動態瞬變及陷落等干擾問題，都會在一定程度上影響設備穩定運行，通過對控制邏輯的修復，全面實現不間斷電源任意運行狀態閉合，確保供電用電安全穩定，解決了連續供電問題。

1.4 提高了可靠性

當前，雖然實現了智能化、自動化，但是還沒有完全實現變電站的無人運行，交直流一體化操作還需要人力來完成，無法滿足全面的無人操作，當前，還需要進行深入研究，解決設備絕緣故障、機構失靈、拒動或誤動、漏油、漏氣等問題，確保供電用電的安全與穩定。

2 智能變電站交直流一體化電源系統特點

智能變電站交直流一體化電源系統是當前最先進的技術，主要是通過對傳統變電站使用的交流電源、直流電源、交流不間斷電源（UPS）、通信電源、逆變電源（INV）、直流交換電源（DC/DC）等裝置綜合重組，使各種電源形成一個統一的運行模塊，利用統一監視控制信息建立一個能夠實現充分共享的直流電源蓄電池組，這樣，不但能夠保證電源的供應，同時也實現了電源運行的系統性。通過大量的實踐檢驗，電源系統是有一定的優勢的，主要特點表現如下：

2.1 實現電源系統的一體化、智能化和網絡化

變電站使用的電源較復雜，各種設備較多，不同的設備使用不同的線路與電源，不利于維護與保養，通過一體化建設，實現了線路的重組與設計，保證了電源供應穩定與安全。變電站所使用的一體化電源系統和常規變電站相比是有一定優勢的，可以說，當前最先進的電源系統就是交直流電源一體化，這種設計方式是智能變電站一項重大突破，一體化不僅是外形一體統一，更主要的是體現到功能設計上，實現了整個電源系統設計安裝的合理優化。通過一體化設計，充分實現了新的供電模式，大大降低了組屏數量，使整個電源系統更加緊湊、節約占地空間，保證了整體集中統一，使供電運行更加簡單優化，為后期使用、維護提供較大的方便。電源系統實現了整體性一體化，提高了平臺利用效率，對整個變電站電源各種電源子系統形成了統一的監控和分析，充分解決了由不同供應商供應的各自單獨的電源通信兼容問題，使變電站系統更加網絡化、智能化、自動化。

2.2 安全性和經濟性得到全面提高

通過設備與信息技術的有機結合，大大提高了系統安全性，保證功能外還實現了自動檢測，使安全性能得到有效提高。設備和信息的有機結合，實現了智能化，不同的子系統合圍形成整體的系統結構特征，各個系統間還通過關聯形成總控制，這樣，各個子系統間就會通過一體化電源系統，實現內部網絡化，不同的子系統運行狀態和參數就會形成統一的調整與控制，特別是針對電源盲點部位，能夠起到及時監控的良好作用，保證了系統運行過程中的穩定與安全。另外，各個模塊間參數也已經從相互脫節變成了全面互換，不但能夠實現單個開關或模塊獨立檢修，同時也不影響整機運行工作，確保了維護、使用上的直接、便捷，實現了整體設備檢修的連續性，從而使整個電源系統更安全、更可靠。交直流一體化電源系統和傳統常規變電站電源相比較，其成本更低，運行起來也較為經濟合理，通過系統整體結構優化，減少了作業流程，使人力資源能夠得到解放，實現人力的合理分配，大大降低了設備的投入，使相關設備更加集成，降低了變電站運行成本，節省了大量的資金投入。蓄電池使用也使環境得到了改善，降低了污染幾率，保證經濟效益的同時，也使得社會效益有所提升。endprint

2.3 電源管理水平得到全面提高

傳統變電站電源管理問題較多，運行復雜，往往會引發事故，隨著智能變電站交直流一體化電源系統的投入與使用，電源管理也實現了科學化、智能化、整體化，使電源使用維護更加統一整體，管理起來也更加快捷、準確和及時，提高了變電站電源使用效率。通過電源智能管理，能夠對每一條線路進行精準設計，根據系統各種設置數據做出報警處理，實現線路的歷史數據管理。針對事故情況，能夠精準判斷位置，同時也能夠對結果進行有效分析，保證了電站運行的安全性，通過對電池管理輸出控制操作，合理做好各項事務處理，實現了變電站的穩定運行。電源系統由廠家統一提供所有電源設計方案、生產許可和安裝服務，不但實現了專業性，同時也對后期維護起到了良好的推動。

3 智能變電站交直流一體化電源系統的可行性分析

智能變電站交直流一體化電源系統是當前較為先進的電源系統，在各類變電站運行中起到主要的作用，隨著技術的深入推廣，已經成為主要的技術形式。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。

3.1 解決好技術難題降低運行風險

變電站在電源系統上的一體化，大大降低了運行上的風險，使運行更加安全穩定，交直流電源系統在直流和交流技術切換與正常運作方面已經有了成型的技術成果，大大減少了運行風險，提高了運行的安全穩定性，通過實際應用，提高了可操作性，但是，一些問題也需要不斷改善，全面解決好直流核心充電模塊開關技術是重點，進一步提高逆變電源控制能力，實現交流斷流后直流逆變的切換，降低運行風險。

3.2 交直流一體化電源系統安全性更高

電源故障影響到整體裝置運行，如果處理不當，還會導致重大事故發生，損壞設備。系統的運行將常規變電站中線路模式予以調整，將直流和交流完全分開、隔離和布控，減少電流沖撞事故，整個系統安全系數得到增強。系統設置采用雙重化模式配置，因而在故障出現時就能夠及時被發現，一些裝置故障并不影響整體裝置繼續運行。

4 結束語

智能變電站交直流一體化電源系統是較為成熟的技術，通過交流電源和直流電源整合，實現交直流電源智能化運行，全面提高了運行的穩定安全性，提高了變電站電源管理能力，實現了供電用電的一體化解決方案。

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