调度数据网供电可靠性方案研究

国网合肥供电公司 陈 曦 吴泽勇 刘震宇

调度数据网供电可靠性方案研究

国网合肥供电公司 陈 曦 吴泽勇 刘震宇

调度数据网是调度自动化信息传输的通道，对于保障电网调度安全起着至关重要的作用。随着电力调度数据网骨干网二平面的接入，以及传统专线通道的逐渐退出，调度数据网的供电可靠性面临着新的挑战。本文探讨了逆变电源装置对调度数据网供电的影响因素，结合现场情况提出了一种采用双电源切换装置的方案，对供电负载提供了双保险，进一步提高调度数据网的供电可靠性。

双电源切换；调度数据网；逆变电源

0 引言

变电站综自系统实时业务可以通过传统的专线通道（IEC101）及网络通道（IEC104）传输至调度主站，两个通道无论是专线通道或是网络通道出现故障，都可以保证实时业务的正常传输，保证了数据通信的可靠性，为调度台工作的正常运行提供有力保障[1]。随着通讯技术的发展，传统的专线通道通讯速率跟不上网络通道的要求，且故障率较高，增加了日常维护的负担。数据网双平面的引入既解决了单网络通道可靠性不足的缺点，又可以替代传统的专线通道。

1 逆变装置工作原理

目前在变电站内，调度数据网双平面各占一面屏位，屏内设备主要包括路由器、交换机以及二次安防设备等，由于供货厂家、设计的不同，该设备都采用交流供电方式。变电站综自系统传输通道如图1所示，专线通道和网络通道从远动机分别走不同的两个物理线路，由于传统的专线通道传输环节采用的都是直流电源供电，供电可靠性较高，而所取代的双平面调度数据网都采用交流供电，这势必需要在供电电源可靠性方面进一步加强[2]。

如果交流电源直接采变电站所用变电源，存在倒母线时所用变停电的情况，造成变电站通讯中断，影响到调度远动遥信遥测量，同时调度也将失去遥控功能。为了提高交流供电可靠性，变电站内普遍采用逆变电源为调度数据网提供交流电源。

图1 变电站综自系统传输通道

如图2所示，逆变电源装置的输入由交流、直流和旁路输入组成[3]，主要有三种工作模式：

a.交流供电模式，即交流输入U1经过隔离变压器、整流模块转化为直流电源，然后经逆变器输出交流Uo供给负载，此时蓄电池处于浮充状态。

b.直流供电模式，此时交流输入U1失电，直流电源U2经过逆变器输出交流Uo供给负载，保证负载不断电。

c.旁路供电模式，旁路供电模式可以分为内部旁路与手动旁路两种。当逆变装置检测到自身缺陷时，可以自动切换到旁路输入，此时负载直接由交流输入U3供电，输出是所用电电压，不经过逆变装置。当逆变装置总控制器出现问题，或者需要更换时，此时需要手动打到旁路维修模式[4]。

由图中可以看出，无论是逆变转换回路，还是旁路自动切换回路，都是由逆变装置的总控制器控制，一旦总控制器出现故障，需要人工手动将逆变装置打到维修态，才能保证继续供电。在无人值守变电站，若逆变电源总控制器出现故障，会导致调度失去监控，需要维护人员赶到现场将逆变装置打到手动维修状态，此时对调度数据网的供电电源提出了新的要求。

2 双电源切换方案

由上述分析可知，逆变电源的供电可靠性与其自身质量以及内部总控制器关系较大，为保障调度数据网供电可靠性，可以采用双电源供电的方式，如图2所示：

图2 逆变装置工作回路

图3 双电源切换装置

双电源切换装置可以等效为一个单刀双掷闸刀，由逆变电源的一路输出U1作为主电源，另一路由交流屏引出交流电U2作为备用电源，S为双电源切换装置，输出交流电Uo作为调度数据网屏的供电电源。

双电源切换装置主要有三种工作模式：

a.主电源与备用电源正常供电，此时双电源切换装置切为主电源供电，即逆变电源正常供电，Uo=U1。

b.主电源正常供电、备用电源失电状态，此时双电源切换装置依然选择主电源供电，Uo=U1。

c.主电源失电、备用电源供电状态，此时双电源切换装置自动检测并迅速切换到备用电源供电模式，Uo=U2。

还有一种特殊状态，即主电源、备用电源都失电状态，此时输出电源Uo=0，调度数据网失电。

表1给出了该装置的工作逻辑，可以看出引入双电源供电的模式，极大的提高了调度数据网供电可靠性。

表1 双电源切换装置工作逻辑

图4给出了双电源切换装置分别给调度数据网屏等屏位供电的分布图，该装置可以组成分布式的拓扑，分别对应每一个需要应用的屏位，既缩小了装置体积，也降低了故障风险。目前市面上双电源切换装置种类较多，需要结合装置容量、切换速率等因素综合考虑选择恰当的切换装置[5]。

图4 双电源切换装置分布式拓扑

3 结语

随着调度端对厂站端调度实时业务传输要求越来越高，调度数据网的供电可靠性也随之提高。采用双电源切换装置，实际上是分散了各路电源故障的风险，进一步提高了调度数据网的供电质量。

[1]姚海蛟,徐双双．无缝改造建设规范的地调主站调度数据网[J]．科技创新导报,2015(28)：69-71．

[2]李云阳．PLC 控制系统供电优化方法研究[J]．电子世界,2016(1)：177-178．

[3]何国锋．不间断电源直流偏移抑制[J]．电气技术,2016,17(4)：80-83．

[4]周鑫,李胜男,覃日升,等．配电网串补设备的应用以及优化改进[J]．电气技术,2017,18(1)：83-86．

[5]梁光胜,赖程鹏,付国强,等．快速智能双电源切换装置的研究与设计[J]．电源技术,2016,40(5)：1122-1124．

陈曦（1986—），江苏徐州人，研究生，工程师，现就职于国网合肥供电公司，从事厂站端调度自动化维护工作。