1 常规站用交直流电源缺点分析
目前,变电站常用的交直流配置方案是将交直流分开,根据不同复合需要,配置各自独立的电源系统。如站内监控系统,一般采用逆变电源或UPS电源;站内照明、动力、检修等配置独立的交流电源屏;站内控制、操作等配置独立的直流电源屏;站内通信配置独立的通信电源。常规配置方案具有以下缺点:
(1)设备重复配置,资源浪费
站内UPS电源、直流电源、通信电源都需要独立的蓄电池,为满足其功能要求,各自独立,并均按照N+1配置,站内电源系统配置重复,增大建设投资及维护工作量。
(2)交直流系统无协调联动,难以实现最佳方式运行
由于交直流系统数据不能共享,且无统一监控设备对整个站用电源进行管理,在相关子系统变化时不能协调整个站用电源以最佳方式运行。
(3)影响可靠性隐患较多
a.交流系统的操作电源及监控设备在目前各系统独立设计的情况下,一般不设计使用直流电源,这会直接影响交流系统的可靠性;
b.UPS电池无人管理,通信蓄电池管理不精细,遇见紧急情况难于满足要求;
c.对于逆变电源反灌电流没有有效抑制,导致充电模块均流功能受影响。
d.经济性较差、安装/服务协调较难、运行维护不方便。
随着变电站综合自动化程度越来越高及大量无人值班站投运,相应提高站用电源整体的运行管理水平具有非常重要的意义。因此,建立一个统一的站用电源标准规范,是一个很现实的需求。
2 站用交直流电源一体化概念
站用交直流电源一体化系统指将站内的交流系统、直流系统、UPS电源、通信电源等统一考虑配置,并有机结合,配置一体化监控模块,实现统一监控及管理,同时提高其智能化及自动化水平,减少设备维护及整合资源。
目前,国内已经自行研发出智能站用交直流一体化电源系统,已通过国家继电器质量监督检验中心的型式检验、电磁兼容检验等相关监测程序,并获国家知识产权局专利。该系统将站用交流电源系统、直流电源系统、逆变电源系统、通信电源系统进行统一设计、监控、生产、调试、服务,通过网络通信、设计优化、系统联动、设备智能档案管理的方法,实现站用电源安全化、网络智能化设计。由于一体化电源负责为整个变电站的保护、测控、通信、自动化设备提供工作电源,一旦出现故障,将影响到整个变电站的正常供电,甚至危及到系统的安全稳定运行。特别是对于110kV电压等级以上的变电站,如果出现故障,将会导致对用户的供电安全。因此,开展关于变电站用电源故障的研究,对于提高变电站运行安全和经济性,有较为现实的意义和作用。