電力智能通信電源技術應用探討

王佩玲，畢京斌，丁 斌

（山東魯中電力工程設計有限公司，山東 濟南 250100）

0 引 言

在電力系統中，電力通信技術作為基礎技術，可以為電力輸送提供保障。隨著電力通信技術的發展，供電系統的安全性不斷增強，增加了管理難度，導致影響電力系統穩定性的因素日益增多。為保障電力系統安全運行，需要完善基礎設施，鼓勵技術創新，重點引進電力智能通信電源技術，打造智能化系統。利用電力智能通信電源技術管理電力通信電源，既能夠滿足管理需求，也能夠提升電力通信電源供電質量，充分發揮技術優勢，實現設備少人或無人值守的目標，提高維護效率，從而大幅降低維護成本。

1 電力通信電源的概念與特征

1.1 電力通信電源的概念

電力系統的正常運行需要各部分基礎設施的支持，如電力通信電源。電力通信電源主要由直流供電系統和交流供電系統兩部分構成。直流供電系統包括高頻開關電源、直流配電設備等，用于電能輸出，在實際輸出的過程中可以用開關控制。交流供電系統可以進一步劃分為交流配電屏和不間斷電源（Uninterruptible Power Supply，UPS）系統。配電屏作為控制系統安裝在電力系統中，包括電源、環流設備等，主要對供電系統進行監控管理，發揮保護系統的作用。UPS 則由不同種類的電流路徑構成，能夠基于實際情況為電力系統提供輸電路徑[1]。通常，380 V 三相四線制交流市電網絡能夠滿足電路的輸入需求。如果出現電源容量較小等特殊情況，可采用兩路220 V 單相輸入。此時，避雷器應安裝在輸入位置以確保輸入安全，配備交流切換裝置以實現互鎖功能，同時應將輸入交流電斷開。但是，如果采用機械互鎖或電氣互鎖的方式，將不能出現兩路交流電同時導通或斷開的情況。

1.2 電力通信電源的特征

電力通信電源中，密封鉛酸蓄（Valve Regulated Lead Acid，VRLA）電池較為常用。首先，VRLA 電池屬于新型直流儲能電源，具有壽命長、蓄電容量大的特點，外殼比較堅固，安裝操作便捷，在實際應用過程中對周圍環境影響較小[2]。其次，雖然VRLA電池開發時間較短，但是已經廣泛應用于通信領域，能夠有效提升網絡安全性、增加儲量，使供電更加穩定。再次，VRLA 電池密封性較強，滲酸風險低，不會出現大量漏電的情況，整體安全性較高，具有較好的防爆性能，也易于后期維護。最后，VRLA 電池能夠迅速且高質量地進行氫氧復合。對比其他種類的蓄電池，其復合環節不會產生氫氣，因此使用壽命相對較長[3]。

2 電力智能通信電源技術的應用優勢

2.1 節能性

傳統電力通信電源雖然具有較強的功能性和良好的性能，但是使用一段時間后會出現明顯的能源浪費情況，使用成本較高。為滿足節能性要求，業內人士對電源技術開展了相應的研究，目前已經明確節能技術的開發方向。通過對高頻化的研究，有效提升了電力通信電源技術的節能性[4]。電力智能通信電源技術能夠縮小電源體積、降低能耗、提高動態反應速度，以滿足各類使用需求[5]。在該技術應用的過程中，可以采用波形交疊模式對電壓的升降進行調節與優化，以達到降低損耗、控制噪聲的效果。

2.2 網絡化

電力智能通信電源技術具有網絡化優勢，是構建智能電力系統的核心。在網絡的支撐下，利用電力智能通信電源技術可實現對電源設備的遠程監控，并自動采集和智能處理各項數據，減少人工誤操作，提升數據處理效率與質量[6]。根據數據的分析結果，利用電力智能通信電源技術能夠精準掌控電源設備狀態。如果發生故障，系統可以迅速進行定位和分析，并制定預處理方案，保障故障診斷與處理的及時性和科學性。例如，采用RS-232 接口實現遠程監控，既能滿足各項操作需求，又能進一步提高管理效率。

3 電力智能通信電源技術的應用場景

3.1 智能化檢修

電力通信電源是智能電力系統中的重要設備，可能會因各類因素的影響而出現故障。為保障電力通信電源設備穩定工作，需要采取有效的狀態監測手段，以便及時發現故障并立即進行檢修和維護[7]。傳統模式下采用的人工監測法不僅對檢修與監測人員的素質有較高的要求，而且難以發現潛在的故障，容易出現人工操作失誤等情況。采用電力智能通信電源技術可以轉變傳統檢修模式，將直流電源系統在線監測裝置安裝在變電站中，以滿足遠程在線監測的需求。同時，安裝智能終端，利用電力智能通信電源技術分析終端接收到的監測信息，判斷設備的運行狀態，了解設備是否存在潛在故障。如果發生異常，智能終端會發出預警，以提醒管理人員及時根據故障原因和故障類型等信息進行維修。這種方式可以更加快速、準確地診斷故障，且減少了人工操作環節，大幅提高了工作效率[8]。

3.2 智能化管控

在實際供電的過程中，電力通信電源設備的電源組不論是工作狀態還是充、放電狀態，都受控制單元管理。其中，在電池充、放電時，控制單元的參與能夠有效規避過充、過放等問題，保障電池使用壽命。除關注控制單元，重點優化監測單元能夠有效提高智能化管控水平。在實際管控的過程中，為提高智能化水平和優化遠程監控工作，專管部門應該結合實際制定智能化的管控方案。例如，可以采用電力智能通信電源技術對電池實體進行模擬，針對電池自身的特性，采用參數調控等方式進行測試，再根據測試結果制定管控方案。同時，根據模擬電池分析電池的實際情況，調控荷電狀態（State of Charge，SOC）、內阻、開路電壓等參數。另外，在遠程管控的過程中，電源分配單元（Power Distribution Unit，PDU）依舊是較為優越的遠程控制手段，且支持獨立運行。利用PDU 能夠實現對各個輸出單元電源性能的智能化管控，包括操作順序開關等，也能遠程采集負載、電壓等參數，便于系統的整體管理。

4 電力智能通信電源技術的應用策略

4.1 校正功率因數

電力智能通信電源技術可以利用濾波電路將交流電轉化為直流電。在轉化過程中，開關整流器將產生負載，影響供電穩定性。針對這種情況，需要校正該技術的功率因數。在實際應用過程中，校正功率因數至關重要[9]。合理的功率因數能夠有效避免供電不穩，也能夠降低噪聲，保護設備不被燒毀，提升系統的安全性。在應用電力智能通信電源技術過程中，電源的功率因數隨時可能發生變化，應從預防入手，嚴格管控整個運行過程。采用主動式功率因數校正，可有效消除電流波形畸變，同時保持電壓和電流相位一致，最大限度地解決功率因數不合理、電磁干擾等問題。具體來說，在220 V 整流橋堆的基礎上斷開濾波電容，利用斬波電路將脈動直流電流轉變為高頻交流電流，然后進行整流濾波，最后向常規脈沖寬度調制（Pulse Width Modulation，PWM）式開關穩壓電源供電。

4.2 應用更先進的整流器

應用電力智能通信電源技術時，應選用適合的整流器。可控硅相控整流器是電力通信電源系統中的重要組成部分，但是如果長期使用會降低電源供電效率，難以滿足系統對設備的高性能需求。在這種情況下，需要結合實際情況將其替換為更加智能、先進的整流器，如高頻開關整流器。與傳統整流器相比，高頻開關整流器具有應用效率高、性能更佳、體積較小以及便于移動和安裝等特點，極大地提高了電感電容，且不會污染電網內部環境。高頻開關整流器可以將交流電轉換為直流電，在濾波處理后為電源提供負載，控制難度較低，在電力系統中發揮著智能管控的作用。另外，高頻開關整流器具有較好的拓展性。其采用模塊化的設計方式，使各個模塊間可以相互連接，并采用通信技術對接控制終端，利用終端設備即可了解運行狀態。如果發現潛在問題，系統能夠及時采取管控手段，切實保障系統穩定運行，有效降低故障的發生概率。

4.3 優化防雷網絡

電力設備易受雷電干擾，但雷電難以通過人工手段徹底消除，因此需要采用有效的防護措施。在電力智能通信電源技術應用的過程中，必須將防雷工作放在首位。傳統防雷設備比較單一，難以滿足系統保護需求和部分線路設備的使用安全，因此需要結合實際情況制定更加完善的防雷方案。首先，分析原有防雷網絡存在的缺陷，以便采取針對性的優化方案，選擇合適的的防雷設備。其次，優化防雷網絡結構，在相關線路上安裝過壓保護設備，確保設備不因雷電出現過電壓問題，保障系統穩定運行。最后，由于不同區域防雷網絡的設置不同，優化手段也應有所不同，需要結合實際因地制宜地制定優化方案。

5 結 論

隨著電網環境的不斷變化和管理難度的不斷增加，傳統的技術手段已經無法滿足高效、安全、穩定的電力系統的運行需求。通過智能化檢修和智能化管控，利用合理校正功率因數、應用高頻開關整流器以及結合實際情況優化防雷網絡等策略，可以更好地發揮電力智能通信電源技術優勢，實現遠程動態監測，及時發現潛在故障隱患，并采取有效的維護措施，提升系統的穩定性。