智能变电站交直流一体化电源系统的研究与应用

张大宝，吴治勇

（国网新疆电力有限公司阿克苏供电公司，新疆维吾尔自治区 阿克苏 843000）

时代在不断发展，社会在不断进步，电力系统也在不断突破和创新，为了更好地满足社会发展要求，必须要将新型科技整合应用进来，朝着一体化的方向不断发展。因而智能变电站应运而生，相应的科学运用交流一体化电源系统，可以多方面满足智能变电站的运行，提高变电站的运行效益，促进电力事业的长效持久发展。

1 智能变电站交直流一体化电源系统的研究

对于智能变电站而言，与过去的普通变电站对比，最大的不同之处，就是在电源安装方面存在不同，智能系统应用的电源，可以实现交流和直流以及逆流多个不同电源系统的科学独立设计，这样就可以让变电站的运行安全性和可靠性大幅度提升上来。

1.1 电源系统智能化

现阶段，在智能电源的安装方面还并未大规模推广，但是在小规模的应用上来看，已经取得了不错的成效，因为在智能变电站运行过程中，最为突出的一项改进，就是科学优化和调整直流电源的充电核心部位，技术人员在这一核心位置，将移项谐振软开管技术应用了进来，让整体系统的通电率实现了大幅度的提升。为了对逆电源的控制效果进行进一步强化，确保在电路出现故障的时候实现科学供电，那么在交流出现断电问题时，就可以第一时间切换为直流的逆变，此时所有的工作开展最终方向，就是最大化的满足供电要求，所以对于操作人员的技术能力和技术操作素养要求非常高。对于智能化系统而言，在电源控制方面，要比原本的系统更为稳定，这是因为大部分的监控装备和系统控制设置，都是将全新的双重控制开关应用了进来，目的就是为了及时检测一些紧急的情况，或者是在出现故障问题时可以第一时间采取措施，并不影响其他工作内容。

1.2 整体安全系数提高

对于新型智能化的变电系统而言，对比常规的变电站有一项最大的不同之处，就是可以最大化的保证系统的科学稳定运行，而且安全性能非常优异。对于传统的变电站而言，就是在某一部分出现故障之后，无法第一时间修复，而且还会对其他部分的正常工作产生较大的影响，特别严重的情况还会导致系统完全瘫痪。在智能变电站发展的过程中，就考虑到了这一个问题，系统的改进和调整了走线的模式，并将直流和交流这两者完全分割开来，进行分别控制，这样就可以最大化降低这两者出现的冲撞问题，提高运行的安全性和稳定性。

2 智能变电站交直流一体化电源系统在运行过程中的主要特点

2.1 一体化特征

在智能变电站运行过程中，交直流一体化电源系统最为突出的特点，就是一体化特征。对于该特征而言，不仅仅体现在外观方面的一体化设计层面，还体现在内部结构的设计和安装一体化层面，降低组屏数量，确保整个系统的电源结构可以朝着更加紧凑和美观的方向不断发展，不仅如此，后期开展维修工作也可以更加便利，保证维修效果。

2.2 智能化网络化效果优异

对于智能变电站而言，之所以属于智能化系统范畴内，根本原因，就在是实际建设的过程，将大量的电子信息技术和先进设备以及软件等整合应用了进来，对于这些电子信息系统而言，由很多的子系统共同组成，所以不同的子系统彼此之间需要将不同的通信网络应用进来，作为主要的连接媒介，这样就可以确保所有子系统都归于一个中央系统的管控，形成一个有机的整体，突破过去系统结构过于分散的问题，让系统内部的自动化调控功能全面实现。不仅如此，系统内部的各项参数指标也可以第一时间达到调控和运行的效果，最终让变电站的所有系统都可以朝着专业化的管理方向不断进步和突破。由此可见，整体的网络化和智能化效果非常优异。

2.3 安全系统完善

在现实中，系统本身的安全系数如何，可以对电源系统进行全面区分，从现实的使用情况来看，在对智能化电源系统进行安装的过程中，已经呈现出了相对稳定的趋势，而且这些系统的实际安装时间都相对较短，很多新型的设备都处于一个初级的磨合阶段，所以存在的众多潜在问题，都没有显现出来，对于管理人员而言，必须要深入到智能电源系统之中，开展时刻的监督和管控工作，持续性的调整一些潜在风险问题，这样就可以最大化的完善和提升主系统的安全性。

2.4 更具备安全性和经济性

根据前文分析可以了解到，在智能变电站运行的过程中，通过对通道电路的全面优化，可以将直流和交流电源控制全面隔离开来，避免彼此之间出现任何的干扰问题，为一体化电源系统的可持续运行奠定了安全基础，智能变电站的安全稳定运行也能得到根本性的保障。除此以外，在智能变电站之中，还将自动检测功能实施了进来，让整体电源系统运行的安全性更大程度提升上来。在一体化电源系统之中，可以让各个子系统彼此之间全面实现网络运行，而且可以对不同子系统的运行参数和状态进行统一的调整和控制，尤其是针对一些电源的盲点部位更可以达到最佳的监控效果，真正为智能变电站的可靠稳定运行奠定基础。此外，过去存在脱节问题的多个模块彼此之间的参数也可以实现科学互换，并对单个开关或者是模块的独立检修进行全面支持，也不会对整体智能变电站的运行产生任何影响，达到更高效的维护效果，提高维护的连续性，无需投入更高的成本。由此可见，交直流一体化电源系统的成本要更低一些，而且运行的安全性和经济性也非常优异。因为是在智能化运行的背景下，所以整体作业流程大幅度减少，无需过多投入人力资源，使得人力成本的投入大幅度降低，让电力企业的经济效益得到根本性的提升。

3 智能变电站交直流一体化电源系统的应用分析

3.1 电子互感器技术

首先，对于分压互感器而言，大部分的回路设备之中，都会将高压感应器部件应用进来，如果不具备外部电源时，整体工作就无法进展，此外还需要解决一个问题，那就是电磁兼容问题；其次就是光纤式互感器。在电流比较的过程中，会出现非常大的噪声。所以应用电子互感器技术，相关工作人员必须要将综合采样装置应用进来，还要与传统的互感器有机结合在一起，这样才能确保整体设备实现安全稳定运行，达到预期的运行效果。

3.2 一体化电源的设计选型

对于变频器而言，其最为重要的核心控制源就是直流电源。在整个集成电源系统之中，会将DC 控制面板应用进来，作为核心的备用电源，达到供电效果，与此同时，对UPS 值和容量进行科学计算，进而选取合适的备用电源。在通讯过程中，往往会将DC 直流电源应用进来，并由DC 总线负责提供。在选择充电器的容量过程中，必须要站在综合电源系统的高度上，考虑到所有常规电源的现实需求，并明确电池的实际充电状态。针对DC 的运行监测装置，则可以应用到集成电源系统之中，作为最重要的监控器，通过与现场总线连接，同时与电源的端口有机连接在一起，就可以多角度的出发集中监测和管理集成电源系统。

3.3 数据传递通道设计

在智能变电站一体化平台设计过程中，不同地区的变电站，必须要与省公司的主站及所在地区的系统有机联合在一起，构建全新的网络体系，确保可以最大化的传输信息数据。在对数据传输通道进行设计的过程中，需要将调度数据网应用进来，将省公司的主站和地区变电站这两者有机联合在一起，并处于串联的状态，这样就可以实现随时随地传输信息。将综合数据网应用进来，同时串联省公司的主站和地区变电站，进而达到预期的信息传输效果。

3.4 智能变电站站控层装置调试

在智能变电站运行的过程中，对站控层进行系统的调试，整个调试的过程中需要科学的分析和研究，并对比普通的综合自动化变电站，从表面上来看，这一控制层的功能没有太大的变化，例如操作的路程、主接线图等等，但是在智能变电站相关监控系统的功能上则有很大的变化，不论是在通信层面，还是在高级应用上，都更为先进，是过去变电站无法实现的。但是需要特别注意一点，其可以将地面车辆的位置和接地倒闸的位置这两者有机联系在一起，这样就可以让操作界面具备更强的可编程性。

3.5 现场应用及注意事项

智能变电站一体化系统全面建设进来，主要的目的就是可以系统整合所有的电源，并将种类不一的电路联系在一起，开展统一的设计工作，这样就可以站在宏观高度上，统一管理监控、生产、服务不同的工作。在建设的过程中，需要做好以下几点内容：首先，就是由于现下应用的智能变电站，仍然是在传统的工作环境状态，所以针对直流核心充电部位，必须要将风冷和自冷技术整合应用进来。对于逆变电源而言，则需要将交流的供电方式应用进来，确保在切断交流电值之后，可以第一时间切换直流电源，现阶段该技术已经达到了非常成熟的状态，不存在任何技术层面的限制。

在系统整合直流电源和通讯电源的过程中，需要对部分的通讯电池组合进行直接取消，与此同时对于变电站中的直流部分要求也是完全一样的，虽然电源的类型并不相同，但是在一般的工作环境下，都可以对相关工作原则进行遵循。根据大量的实践证明，将双套的蓄电池组应用进来，可以最大限度地控制直流电源，达到非常好的控制效果。

对于智能变电站而言，对于电压的要求相对较高，所以在高频模式状态下，针对DC/DC 变化器，需要将48 V 的通信电源应用进来，不论是任何一组供电电源，都需要将两组蓄电池应用进来，其中一组主要负责正常的通电使用，另一组则作为备用的电源。在这两组电池共同应用的背景下，可以全面建立一个并联模式，确保任何一种工作模式都可以达到最佳的工作效果，而且整体电源都不低于48 V。从某种角度来分析，将直流电源和通信电源这两者系统整合在一起，可以在220 V 以下的电压等级之中实现应用，真正为电流一体化设备的高效稳定运行奠定坚实的基础。

特别是在互联网状态下，智能变电站在工作的过程中，可以利用后台的监控系统呈现出所有的细节图像，还能进行双重化设置，即便在一体化监控的过程中，出现了任何的故障问题，整体变电站的正常稳定运行也不会受到任何的影响。但是在整个智能化的系统之中，所有设备在运行过程中，应用进来的控制电源，最好是直流电源，因为直流电源本身具备的安全性和可靠性要更高，可以最大化的保证系统的正常稳定运行，达到预期的效果。

3.6 集成电源智能监控系统

在智能变电站运行的过程中，将直流交流一体化电源系统深化应用进来，需要将备用线路、电路电子设备应用进来，实现对断路器的远程开关和闭合，在活动区域，必须要将CPU 控制器安装进来，实现对设备状态的监测和记录。在智能化变电站综合电源控制系统之中，还会将通用交换机和传感器以及微处理器等设备应用进来，然后安装在统一的面板之中，科学采集控制数据，同时实现电源的切换。从通讯角度来分析，为了对反馈监控的有效性进行全面提升，则需要在设计过程中，将光绞线应用进来，然后作为主要的介质传输，完成后续的数据操作。此外，为了确保在电源状态下，达到最佳的共享效果，电源监测模块必须要在设计的过程中与其他的通信模块有机联系在一起。

4 结束语

总而言之，社会经济迅猛发展的背景下，智能变电站已经实现了广泛应用，不仅可以突破过去的变电站限制，还能满足人们越来越高的供电要求。其中在智能变电站运行的过程中，最为重要的系统就是直流交流一体化电源系统，其突破了过去的电源限制，可以让电力系统朝着更加稳定的方向发展，并站在宏观的高度上，将互联网技术和信息技术等整合应用进来，达到分级和全方位控制和监督的效果。通过直流交流一体化电源系统的应用，不仅可以让原本的智能变电站朝着更加简化的方向发展，还能让平台本身的工作效率大幅度提升上来，最大化的提升整体性能，实现可靠稳定运行，降低各种安全隐患发生概率，促进智能电网的可持续发展，整体应用价值非常高。在未来发展过程中，智能变电站还会实现进一步发展和突破，整合应用更多的先进技术，达到预期的效果。