电力智能通信电源技术及其应用

2022-11-11国网安庆供电公司张玲叶琦

数字技术与应用 2022年2期

国网安庆供电公司张玲叶琦

为了了解电力智能通信电源技术，并将其投入到实践应用中，本文将展开相关研究，主要论述电力通信电源的基本概念、特征，后在电力通信电源基础上介绍电力智能通信电源技术的应用策略，最终提出应用策略。依照策略，采用文中策略能够充分发挥电力智能通信电源技术的作用，提高电力通信电源及相关电力设施的管理水平、运作质量水平、安全水平。

电力通信电源是现代电网建设的重要内容，过程中不仅要展开相关建设工作，还要对其进行管理，确保电源能够稳定运作，但以往管理方式存在缺陷，因此需要改革。从这一角度出发，相关领域内人员通过不断的研究与探索，发现可以通过智能技术来管理通信电源，同时智能技术还能带来其他帮助，由此催生出电力智能通信电源技术，该项技术在通信电源的相关工作中具有良好的应用价值，值得广泛推广，因此有必要对该项技术的应用展开研究，以便充分发挥技术作用，做好通信电源相关工作。

1 电力通信电源的基本概念与特征

1.1 基本概念

电力通信电源是电力系统运作的重要的支撑，其主要由交流供电系统、直流供电系统组成，其中交流供电系统又可以分为交流配电屏、交流UPS（整流器、蓄电池和逆变器组成的交流电源）不间断电源系统两个部分，交流配电屏主要具备连接电源、变压器、换流设备和其他负载，并负责监控供电系统，提供对应保护，是一种电力控制设备，交流UPS则是多种电流路径的组成，能够根据实际情况提供输电路径。一般情况下人们会采用两路380V的三相四线制交流市电网络与交流配电屏连接，实现电路输入（一些特殊情况中可能会使用两路220V单向输入方法，如电源容量较小的情况下可采用该方法），同时在输入位置安装避雷器，以保障安全，而后还要安装交流切换装置，目的是为了能够互锁、断开两路输入交流电，但如果在互锁中使用了机械、电气互锁方式的任意一种，就必须避免两路交流电同时导通或断开的现象发生。直流供电系统主要由高频开关电源、蓄电池组、直流配电设备以及监控单元构成，主要功能就是根据开关控制来输出电能，同时对电能输出情况进行控制。

1.2 特征

电力通信电源主要的两种形式是VRLA蓄电池、高频开关电源两者特征如下。

(1)VRLA蓄电池。VRLA蓄电池的主要特征是使用寿命长、蓄电量较大，同时拥有比较坚固的外壳，应用当中还具有良好的环保性（容量相同的情况下，VRLA蓄电池的环保性优于其他蓄电池类电源）。VRLA蓄电池的安装与操作使用都非常便捷，是近些年开发得出的新型直流储能电源设备，现已在通信领域得到了广泛应用，可以起到提高通信网络安全性、整体蓄电储量、保障供电稳定性等重要作用。VRLA蓄电池的原理比较简单，主要是借助阴极吸收电能再进行密封，促使正极板上的氧气通过分隔式极散原理接触负极，与负极上的铅板发生反应，形成封闭式氧复合循环，而根据VRLA蓄电池原理可以看出，这种电源具有较强的密封性，因此放电量低，说明VRLA蓄电池安全性好，基本不会发生渗酸问题，防爆性能也非常优秀，即使出现问题也能快速维修。另外，VRLA蓄电池的氢氧复合速度快、质量高，与其他蓄电池相比，符合过程中不会产生氢气，这是其拥有超长寿命的原因。

(2)高频开关电源。高频开关电源的体积比较小，同时使用效率高，远超普通电池，应用当中能够快速作出动态响应，响应时不会造成太大的输出波动，利于目标控制进度，因此在电网通信系统中高频开关电源也得到了广泛应用。高频开关电源的应用也非常便捷，因此工作人员不用频繁进行管理，可以自主实现对目标进行远程控制、监测等工作，还能依照实际情况扩容，利于电源应用效率。高频开关电源在设计中融合了集成化、模块化思路，能够对大环境内所有整流系统的电源进行控制，独立工作能力良好，且高频开关电源特特的均流运作方式，使得内部每个模块之间都存在并联关系，说明高频开关电源的安全性可靠性更高。另外，因为电源内存在多个模块，而每个模块都具有一定承担负载的能力，所以模块可以平均分摊负载，降低单体整流负载电流水平，即使内部某个模块因故失效，其他模块也能继续运作，电源不会受到太多影响。

2 电力智能通信电源技术的应用优势与要点

2.1 应用优势

(1)节能优势。以往电力通信电源在功能、性能方面有良好表现，但频繁使用后人们发现以往电源电池的节能性较差，会造成较大的电能浪费，因此在之后的研究中人们开始开发具有良好节能性的电源技术。这一背景下，经过不断的探索人们发现电源技术的高频化发展能够提高节能性，其主要可以分为几个主要方向，诸如谐振变化、移向谐振、零开关PWM、有源箱位等，电力智能通信电源技术就是在高频化发展下诞生出来的新电源技术，其能够有效降低原材料的消耗，也让电源装置体积变小，这使得系统能够很好的作出动态性反应，让电源应用更为广泛、电能消耗减少，诸如借助电力智能通信电源技术，能够通过波形交叠等模式优化电压升降过程，使得损耗降低，也能控制噪声，故该项技术具有节能优势。

(2)网络化优势。现代网络技术十分发达，具备强大的信息处理能力，而在该项技术的基础上，人们可以围绕电力智能通信电源技术建立智能系统，该系统得到网络支撑能够远程监控电源设备，有效处理监控所得数据，处理效率、处理质量可得到保障。同时依靠处理后的设备，能够了解电源设备状态，如果设备存在故障即可做出对应的判断与决策，诸如使用RS-232接口，可以将现场电源设备与智能系统连接，实现远程监控，体现网络化优势。

2.2 应用要点

(1)实施智能化检修。电力通信电源作为一种电力设备，在长期的应用当中随时可能出现故障，因此为了保障电源设备问题，必须时刻对设备状态进行监测，一旦发现问题要第一时间进行检修，但传统模式依赖人工，在监测、检修效率方面有所欠缺，且可能无法完全消除问题，故传统模式不适用。这种情况下，可以借助电力智能通信电源技术来实施智能化检修，诸如电力企业可以在变电站中安装直流电源系统在线监测装置，这样能够远程对电源系统进行检监测，同时在工作中安装智能终端，由终端接收电源系统的监测信息，依照信息特征可以对设备当前状态进行判断，明确设备是否存在异常，如果存在异常则发出预警，通知人工进行维修，这免去了维修前的人工检查步骤，能够提高工作效率。同时，如果条件允许还可以在设备周边安装调控单元，智能终端系统发现异常后会第一时间通过调控单元对故障进行处理，若无法处理才会通知人工，且在这种情况下会启动应急功能，避免故障恶化、扩散。另外，在线监测还能用于电能容量实验，实验结果有利于电源节能、规避谐波污染，让通信电源能够顺利运作。

(2)做好智能化管理。电力智能通信电源技术管理工作中，为了进一步提高电源整体的智能水平，并不断完善其远程监控工作质量，专管部门需要围绕其智能化特征做好相关管理工作。通信电源设备的电源组在供电过程中，其工作状态、充放电情况、保护机制主要由控制单元管理，旨在避免电源组出现过充、过放等不利于电源组内电池寿命的现象。因此在管理中要针对监测单元的功能进行优化，以便做好智能化管理，具体方法为：使用智能技术模拟实体电池，要求模拟电池与实体电池的特性吻合，这样就能通过参数调控等方式对模拟电池进行测试，得到实体电池的管理方法，也能根据模拟电池了解实体电池的情况（模拟电池的特性会跟随实体电池变化而变化），以便对实体电池进行电池SOC、放电深度、开路电压、内阻等调控。值得注意的是，电源远程管理方面，相关领域通过研究提出了许多管理技术，而其中最适合用于该管理工作中的技术手段是远程控制PDU，PDU具有良好的电源性能管理功能，且可以独立运作，借助PDU可以对所有输出单元的电源性能进行智能化控制，诸如执行输入/输出延迟、顺序执行开闭等操作，也能远程了解设备负载情况、电压情况等重要参数，有利于系统整体的安全性。

3 电力智能通信电源技术的应用策略

3.1 关系介绍

电力通信电源在电网中具有重要地位，若出现故障可能会对整个大电网造成影响，因此才开发出VRLA蓄电池、高频开关电源等性能优良的电源，但即使电源性能非常优秀，故障概率也无法完全消除，专管部门必须对其进行管理才能将故障概率降到最低，并且及时处理故障，避免问题恶化。在这种情况下，电力智能通信电源技术能够给专管部门提供帮助，借助该项技术可以更加方便、有效、全面、深入的对电源进行管理，说明该项技术是电源管理工作中的重要工具，这既为两者关系的体现。在两者关系层面上，如何发挥电力智能通信电源技术的全部作用就成为了一项值得思考的问题，为做到这一点需要先了解技术的基本应用策略。

3.2 应用策略

(1)合理校正功率因数。电力智能通信电源技术能够通过过滤波电路将交流电变为直流电，过程中通信电源通过开关整流器会产生负载，这将对供电造成一定不利影响。针对这种情况，需要对电力智能通信电源技术的功率因数进行矫正，在功率因数合理的情况下可以消除这种影响，同时还能起到降低噪声污染、防止设备烧毁等作用，因此合理矫正技术的功率因数是技术应用策略之一，利于电源安全性与整体供电稳定性。值得注意的是，电源在不断的使用过程中随时都可能发生功率因数上的不良变化，因此需要做好随时矫正功率因数的准备，目的是防患于未然，实现全过程控制。

(2)使用高频开关整流器。电力通信电源系统中有可控硅相控整流器，该设备在长期使用的情况下会导致电源应用效率降低，同时其作为一种传统开关整流器，在性能上有所欠缺，因此限制了系统整体的性能，诸如该整流器会导致系统可靠性低下，不满足现行标准。针对这种情况，系统中的整流器必须更换，取而代之的就是各种先进整流器，高频开关整流器就是其中应用较为广泛的一种，建议使用这种整流器。高频开关整流器的使用能够有效提高电网系统整体的性能，如传统可控硅整流器的开关会导致电网内部环境受到污染，造成可靠性方面的影响，同时电感电容只有50Hz，实际应用效率低，而高频开关整流器不存在这些问题，同时还具有体积小、效率高，便于扩建、移动和安装等优势。另外，高频开关整流器是一种将交流电转换为直流电的电源装置，电流经过滤波处理后能够提供负载，这种整流器便于控制，可作为智能技术的应用技术融入电力系统中，同时该整流器的功能拓展性良好，内部与监控等功能模块连接，可通过通信技术将其与控制终端对接，在终端处可了解其状态，若发现问题可针对性的进行控制，有利于系统稳定性提升、故障率下调。

(3)优化防雷网络。雷电对于电力设备的影响很大，任何电源设备都会受到影响，而雷电作为自然因素的一种，人力无法阻止，只能通过防护设施来应对，故即使在电力智能通信电源技术应用中也要做好防雷工作。从这一角度出发，以往单一的防雷设备安装方式无法给整个技术系统提供防护，部分线路设备依旧会受到影响，说明传统防雷网络有待优化，因此在技术应用中需要做好了两项防雷网络优化工作：第一，要针对原有防雷网络展开分析，找到其中漏洞，而后选择对应的防雷设备进行安装；第二，在防雷网络基本结构得到优化之后，必须分阶段安装过压保护设备，该设备能够在雷电影响下保护线路设备不受过电压影响，依旧能够继续运作。除此以外，因为不同区域的防雷网络情况不同，所以可能还需要展开其他的优化工作，但总体上必须实事求是，优化措施要具有针对性，为电力智能通信电源技术应用提供良好基础。