智能变电站交直流一体化电源系统分析

智能变电站交直流一体化电源系统分析

高飞

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摘要：智能变电站一体化电源系统，是借鉴电力用直流、交流一体化不间断电源系统核心思想，针对智能变电站的特点而开发的一体化电源产品解决方案。现有站用电源系统在资源整合、自动化水平、运行管理模式等方面都还存在着很大的优化提升空间；而交直流一体化电源系统以其结构紧凑、智能经济等优势具有广范的应用与蓬勃发展前景。         关键词：变电站；交直流；一体化；电源系统 1  引言         智能变电站交直流一体化电源系统是将电力的交流、直流整合为一体化不间断电源系统作为核心，来完成的一种新型的变电站电源系统。它对于智能变电站的正常运行起到了关键的作用。这种技术是对于传统变电站管理模式和电源设计的新改革。它在技术上更加先进，运行维护中更加方便安全，结构上更加合理等优势，使智能变电站交直流一体化电源系统具有广范的应用与蓬勃发展前景。随着我国的变电站数字化建设越来越多，以及全国智能变电站试点项目的建设。交直流一体化电源系统已经逐渐的替代了传统的变电站电源系统。使变电站的电源管理水平将跃上一个新的台阶。

2 智能变电站交直流一体化电源系统现状         传统变电站使用的电源供应不稳定, 电源中断问题严重, 只有全面解决好供电稳定问题, 才能保证电能质量提升服务层次, 满足区域经济建设与发展。随着技术的发展与进步, 传统常规变电站所使用的分散设计电源系统已经不适应现代社会发展, 通过几年的不断更新, 现代化智能变电站交直流一体化电源系统已在智能电站领域实现了全面铺开, 交直流一体化电源系统成为当前应用最为普遍的电源系统, 大大提高了电力质量, 保证了供电用电安全。智能变电站交直流一体化电源系统涉及到的内容较广泛, 当前, 随着研究与应用的推广, 在内容上有了更加广泛的拓展。         2.1 实现了可靠的自动切换         随着技术进步与发展, 智能站交流电源更加稳定, 在日常运行过程中, 已经能够在自动切换上形成自主运行, 确保电源可靠稳定, 充分实现了变电站各类电源的自动切换。         2.2 实现了软启动         随着技术的发展和拓展, 已经向高端技术展开研究, 已经完全在高频开关电源、交直流变换电源模块自主均流、稳流、稳压方面, 实现了质的跳跃, 确保了整机效率得到有效提升, 在变电运行过程中, 彻底消除了电网对频次的冲击、浪涌, 大大提高了电网的自身抗干扰能力, 实现了开机软启动。         2.3 解决了不连续供电问题         当前, 电力专用逆变电源容易产生许多不利影响, 特别是会对一些设备起到干扰, 无形中增加了设备过载量, 导致设备产生不稳定状态, 导致的成因较多, 比如电源直流输入的问题、交流输入和输出被电气隔离的问题、动态瞬变及陷落等干扰问题, 都会在一定程度上影响设备稳定运行, 通过对控制逻辑的修复, 全面实现不间断电源任意运行状态闭合, 确保供电用电安全稳定, 解决了连续供电问题。         2.4 提高了可靠性         当前, 虽然实现了智能化、自动化, 但是还没有完全实现变电站的无人运行, 交直流一体化操作还需要人力来完成, 无法满足全面的无人操作, 当前, 还需要进行深入研究, 解决设备绝缘故障、机构失灵、拒动或误动、漏油、漏气等问题, 确保供电用电的安全与稳定。3 智能变电站中直交流一体化电源系统的应用         3.1 无互联线独立控制方式         无互联线独立控制方式中，并联运行的逆变电源之间皆没有均流互联线。在每一个逆变电源中都独立存在一个功率计算单元，这个功率计算单元能够检测逆变电源的输出功率：有效功率P和无效功率Q。且经过f*和U*的微调，能够快速找到最佳相位和电压补偿量，从而实现各逆变电源的均分负载。但该控制方式在实际实施上依旧有些困难，在检测和控制的精度非常高的情况下，才能够使用该控制方式。此外，该控制方式对于设备的运算速度也有所要求。这很大程度上影响了该控制方式的实际运用范围。         3.2 UPS 电源应用对环境的要求         （1）防腐蚀和氧化。氧化反映是在生活中无时无刻都在发生的，空气中存在氧气，遇到反映条件时就会发生氧化作用，设备氧化的过程就是设备老化、老旧的过程，对设备的正常运行，功能的使用都会大打折扣，甚至无法正常运行、停机，而导致重大损失。腐蚀过程也是一种化学反应，是设备暴露在空气中，受潮或是接触到水等媒介而产生的化学反应，往往会致使设备腐蚀，无法正常使用，有时候甚至会通过UPS电源影响到主机的使用，有很大的危害，这两种现象一定要避免发生或是延迟发生。比如，在实际应用时，要注意UPS电源的保护使用，做好防氧化的措施，可以套上防氧化罩或是使用化学试剂，进行全方位的保护。面对腐蚀现象，一定要做好防潮、防水的措施，湿气是腐蚀的最大的因素，只有控制好诱发因素，从根源上杜绝，才能真正做好防腐蚀、防氧化工作。做到UPS电源与电力自动化系统的更好应用，相互配合，发挥更大的功效。（2）防污染和灰尘。UPS电源设备是一种较为精密的设备，虽然对安放位置无很高要求，但对于设备的周围运行环境要求却非常高，需要在使用的过程中，保持环境的温度、湿度在一定的范围内，避免温度过高使UPS电源运行故障，或是湿度过大，导致设备的腐蚀或是氧化。除此之外，设备运行时一定要注意环境的整洁度，周围灰尘较大时会致使UPS电源的污染，严重时会使设备短路，导致设备无法正常运行。所以在使用时，一定要注意外界环境的影响，环境因素是不确定因素，但要尽可能控制在合理的范围内，尽量减少损害。         3.3 集中控制方式         集中控制方式中，并联控制单元检测市电频率和相位，给每个逆变电源发出同步脉冲；没有市电时，同步脉冲可由晶振产生，各个逆变电源的锁相环电路用来保证其输出电压频率和相位与同步信号同步。在这种控制方式下，所有的并联单元可以通过一个同步信号进行控制，所输出的电压频率和相位没有太大的偏差，可以认为是电压幅值不相同所导致的电流偏差。因此，消除这种电流偏差的方式是将电流偏差作为补偿量加进各逆变电源的单元之中。         3.4 通信电源模块的应用         在我国原先的常规变电站中，通信电源一直都是以独立的形式被设置在其中，从而来为相关设备和装置提供稳定、可靠的电源技术，但是随着我国现阶段智能变电站的兴起和建设，通信电源因为其使用设备投资成本高且占用空间较大的缺陷，而无法满足我国智能变电站网络化、科技化及简约化的发展要求，而且由于国家电网最新规定我国的智能变电站要普遍使用直交流一体化的电源系统，致使通信电源不能在以单独设置的形式存在于智能变电站中，因此在对其进行实际应用的过程中，高频开关电源技术的应用就为其很好的解决了这方面的问题。在我国现阶段的通信电源应用过程中，其主要的工作原理就是电流在通过DC/DC间的变化之后由直流电源系统向交换机、运动装置等通信设备提供电能。

4 结束语         智能变电站交直流一体化电源系统是较为成熟的技术, 通过交流电源和直流电源整合, 实现交直流电源智能化运行, 全面提高了运行的稳定安全性, 提高了变电站电源管理能力, 实现了供电用电的一体化解决方案。

 参考文献： [1] 张海平,柴宜,王琳琳,周贤培,刘忠祥.变电站交直流一体化电源系统全模块化应用研究[J].科技创新与应用,2018(32):180-181+184. [2] 熊春宇,李慧鑫.交直流一体化电源在油田变电站中的应用[J].油气田地面工程,2018,37(10):79-81.