1、变电工程交直流一体化电源系统方案研究摘要：分析了常规变电站站用电系统现状及存在问题，主要包括信息流通不畅，自动化程度低，存在可靠性隐患，经济性差，运行不便，全寿命周期成本增加。提出了变电站交直流一体化电源系统配置方案，即采用网络化通信、一体化监控、系统联动等方案，有效整合站用交流、站用直流、不间断电源系统，统一采集站用各子系统数据，通过一体化监控设备进行监测和管理。 关键词：变电站、站用电系统、一体化、整合方案 Researching of Substation AC DC Power Integration System Abstract: This paper analyzes the s
2、tatus and problems in station power supplies for conventional substation, base on which the information circulation, low degree of automation, reliability problems exist, poor economy, ioperational inconvenience, life cycle cost increase. This paper provides an integrated scheme for substation ACDC
3、power supplies, namely through the network communications, integrated monitoring, system linkage scheme, effective Integrated station AC power supply system, DC power supply sytem and uninterrupted power supply system, The whole station power supplies is managed by integrated monitoring to implement
4、 the linkage of auxiliary system. Key words: Substation; station power system; Integration; Integration programme 中图分类号:TM411+.4 文献标识码：A 文章编号： 0 概述 常规变电站配有三套独立的电源系统，直流操作电源(DC)、交流不间断电源(UPS)和站用电交流电源(AC)。直流操作电源为控制、信号、保护、自动装置以及某些执行机构等供电。交流不间断电源(UPS)为综自系统的微型计算机、继电保护装置内重要负荷等供电，站用电交流电源除为站内照明、空调、主变冷却、消防等设备供
5、电外，还为直流充电设备、站内通信装置、监控系统的测控保护屏柜等提供二次交流电源。 1 各自独立式电源系统存在问题 2.1 信息流通不畅，自动化程度低 传统站用电源难以实现系统化管理，信息不能共享，无法实现电源设备的状态检修。变电站交流电源系统和直流电源系统均由不同的中标厂家提供，各厂家设计的电源系统均采用不同的通讯规约，并且通讯规约一般不兼容。难以实现对电源系统的网络化管理，其自动化程度较低。2.2 可靠性隐患 由于站用电源信息不能网络共享，针对故障或告警信息不具备进行综合分析的基础平台，不同专业的巡检人员分别管理各自电源子系统，难以进行系统分析判断、及时发现事故隐患。对于涉及需站用电源各子系
6、统协调才能解决的问题难以统一处理。 2.3 经济性差 由不同供货厂家分别设计的各个电源子系统，资源不能综合考虑，造成了部分设备的重复配置，一次性投资显著增加。如直流电源、UPS 不间断电源分别配置独立的蓄电池，浪费严重；交流系统配置电源自动切换设备，直流电源充电模块前又重复配置交流电源自动投切装置，既浪费又使设备之间难于协调运行。 2 交直流一体化电源的优点 交直流一体化电源系统并不是对交流、直流电源系统的简单混装，具有鲜明的技术优点： 3.1 网络智能化设计，实现信息共享 通过一体化监控器对站用交流电源、直流电源、逆变电源进行统一监控，建立统一的信息共享平台，解决了以往由不同供应商提供的各独
7、立电源通信规约不兼容等问题，提高了系统网络化、智能化程度。 3.2 设计优化 取消直流充电模块前的交流自动切换回路；取消原直流系统对交流部分的数据采集(配电监控)；统一进行波形优化处理，针对逆变电源反灌电流影响充电模块均流进行抑制等；统一进行防雷配置。根据交流进线运行方式，自动调整直流运行，达到最佳方式运行。 3.3 设备资产优化 取消 UPS 系统的蓄电池，将逆变器直接挂于直流母线。避免了 UPS蓄电池维护不精细、损坏不能及时发现的问题。 3.4 利于深层次开发，使站用电源的状态检修成为可能 统一的信息共享平台，可以提高一体化站用电源综合自动化应用水平，减轻运行人员的工作强度，使检修人员现场
8、定期试验和测量工作量减轻到最小，提高了工作效率。能够充分利用已有的状态信息，通过多方位、多角度的分析，最大限度地把握设备的状态，依此制定合理的检修维护策略，为提高设备运行可靠性提供了保障。 3 交直流一体化电源实现方案 4.1 直流电源、UPS 电源整合原理 直流电源、UPS 电源整合方案取消 UPS 系统的蓄电池，统一由整合系统，提供直流负荷供电电源、逆变器或交流不间断电源 UPS 的直流供电。整合后的系统主要由直流操作电源、电力专用 UPS 或逆变、集中监控等部分组成，UPS 系统与直流电源共用蓄电池组。 4.2 一体化电源整合方案 将站用交流电源系统、直流电源系统、UPS 电源系统全面整
9、合，通过一体化监控模块将站用电源各子系统通信网络化，实现站用电源信息共享，通过开关智能模块化，集中功能分散化，实现站用电源整体模块外无二次接线，上行下达信息数字化传输，站用电源信息共享平台能通过光纤媒介、IEC61850 规约与外界进行信息互换。该方案取消各专业相互重复配置的功能部分，将电源系统进行优化整合，由一个设备厂家进行统一设计、统一监控、统一生产、统一调试和统一服务。 一体化电源的一体化监控与各子模块间管理关系如下： 图 1 交直流一体化电源监控系统图 一体化电源的系统架构如下图所示： 图 2 交直流一体化电源系统图 4.3 一体化电源已解决的技术问题 直流操作电源系统为不接地系统，所
10、以交流侧的 UPS 装置的交流输入、输出与直流侧必须采取措施进行隔离，如采用隔离变，可避免交流侧的运行及故障影响直流操作电源系统侧的绝缘降低，造成直流系统接地等异常。反之，直流系统接地（绝缘降低） ，也不影响交流系统正常运行。 4 结论 本文就变电站工程中的交直流电源一体化系统作了探讨和研究，形成结论如下： 1）各自独立式电源存在信息流通不畅，自动化程度低，经济性差，运行不便，全寿命周期成本增加等缺点。 2）交直流电源一体化系统将站用交流电源系统、直流电源系统、UPS 电源系统全面整合，有以下优点：网络智能化设计实现信息共享、设备资产优化利于深层次开发、使站用电源的状态检修成为可能。 作者：刘磊（1981-） ，男，汉族，工程师，广州电力设计院，从事变电设计工作。 参考文献： 1 电力用直流和交流一体化不间断电源设备;中华人民共和国电力行业标准;2008. 2 吴凤婷;变电站站用交直流一体化电源的解决方案J;南方电网技术;2011 年 03 期. 3 基于 DL / T860 的变电站低压电源设备通信接口;中华人民共和国电力行业标准. 4 深圳泰昂电子技术有限公司，产品宣传手册R.深圳：深圳泰昂电子技术有限公司，2009.
