电力智能通信电源技术应用探讨

王佩玲，毕京斌，丁 斌

（山东鲁中电力工程设计有限公司，山东 济南 250100）

0 引 言

在电力系统中，电力通信技术作为基础技术，可以为电力输送提供保障。随着电力通信技术的发展，供电系统的安全性不断增强，增加了管理难度，导致影响电力系统稳定性的因素日益增多。为保障电力系统安全运行，需要完善基础设施，鼓励技术创新，重点引进电力智能通信电源技术，打造智能化系统。利用电力智能通信电源技术管理电力通信电源，既能够满足管理需求，也能够提升电力通信电源供电质量，充分发挥技术优势，实现设备少人或无人值守的目标，提高维护效率，从而大幅降低维护成本。

1 电力通信电源的概念与特征

1.1 电力通信电源的概念

电力系统的正常运行需要各部分基础设施的支持，如电力通信电源。电力通信电源主要由直流供电系统和交流供电系统两部分构成。直流供电系统包括高频开关电源、直流配电设备等，用于电能输出，在实际输出的过程中可以用开关控制。交流供电系统可以进一步划分为交流配电屏和不间断电源（Uninterruptible Power Supply，UPS）系统。配电屏作为控制系统安装在电力系统中，包括电源、环流设备等，主要对供电系统进行监控管理，发挥保护系统的作用。UPS 则由不同种类的电流路径构成，能够基于实际情况为电力系统提供输电路径[1]。通常，380 V 三相四线制交流市电网络能够满足电路的输入需求。如果出现电源容量较小等特殊情况，可采用两路220 V 单相输入。此时，避雷器应安装在输入位置以确保输入安全，配备交流切换装置以实现互锁功能，同时应将输入交流电断开。但是，如果采用机械互锁或电气互锁的方式，将不能出现两路交流电同时导通或断开的情况。

1.2 电力通信电源的特征

电力通信电源中，密封铅酸蓄（Valve Regulated Lead Acid，VRLA）电池较为常用。首先，VRLA 电池属于新型直流储能电源，具有寿命长、蓄电容量大的特点，外壳比较坚固，安装操作便捷，在实际应用过程中对周围环境影响较小[2]。其次，虽然VRLA电池开发时间较短，但是已经广泛应用于通信领域，能够有效提升网络安全性、增加储量，使供电更加稳定。再次，VRLA 电池密封性较强，渗酸风险低，不会出现大量漏电的情况，整体安全性较高，具有较好的防爆性能，也易于后期维护。最后，VRLA 电池能够迅速且高质量地进行氢氧复合。对比其他种类的蓄电池，其复合环节不会产生氢气，因此使用寿命相对较长[3]。

2 电力智能通信电源技术的应用优势

2.1 节能性

传统电力通信电源虽然具有较强的功能性和良好的性能，但是使用一段时间后会出现明显的能源浪费情况，使用成本较高。为满足节能性要求，业内人士对电源技术开展了相应的研究，目前已经明确节能技术的开发方向。通过对高频化的研究，有效提升了电力通信电源技术的节能性[4]。电力智能通信电源技术能够缩小电源体积、降低能耗、提高动态反应速度，以满足各类使用需求[5]。在该技术应用的过程中，可以采用波形交叠模式对电压的升降进行调节与优化，以达到降低损耗、控制噪声的效果。

2.2 网络化

电力智能通信电源技术具有网络化优势，是构建智能电力系统的核心。在网络的支撑下，利用电力智能通信电源技术可实现对电源设备的远程监控，并自动采集和智能处理各项数据，减少人工误操作，提升数据处理效率与质量[6]。根据数据的分析结果，利用电力智能通信电源技术能够精准掌控电源设备状态。如果发生故障，系统可以迅速进行定位和分析，并制定预处理方案，保障故障诊断与处理的及时性和科学性。例如，采用RS-232 接口实现远程监控，既能满足各项操作需求，又能进一步提高管理效率。

3 电力智能通信电源技术的应用场景

3.1 智能化检修

电力通信电源是智能电力系统中的重要设备，可能会因各类因素的影响而出现故障。为保障电力通信电源设备稳定工作，需要采取有效的状态监测手段，以便及时发现故障并立即进行检修和维护[7]。传统模式下采用的人工监测法不仅对检修与监测人员的素质有较高的要求，而且难以发现潜在的故障，容易出现人工操作失误等情况。采用电力智能通信电源技术可以转变传统检修模式，将直流电源系统在线监测装置安装在变电站中，以满足远程在线监测的需求。同时，安装智能终端，利用电力智能通信电源技术分析终端接收到的监测信息，判断设备的运行状态，了解设备是否存在潜在故障。如果发生异常，智能终端会发出预警，以提醒管理人员及时根据故障原因和故障类型等信息进行维修。这种方式可以更加快速、准确地诊断故障，且减少了人工操作环节，大幅提高了工作效率[8]。

3.2 智能化管控

在实际供电的过程中，电力通信电源设备的电源组不论是工作状态还是充、放电状态，都受控制单元管理。其中，在电池充、放电时，控制单元的参与能够有效规避过充、过放等问题，保障电池使用寿命。除关注控制单元，重点优化监测单元能够有效提高智能化管控水平。在实际管控的过程中，为提高智能化水平和优化远程监控工作，专管部门应该结合实际制定智能化的管控方案。例如，可以采用电力智能通信电源技术对电池实体进行模拟，针对电池自身的特性，采用参数调控等方式进行测试，再根据测试结果制定管控方案。同时，根据模拟电池分析电池的实际情况，调控荷电状态（State of Charge，SOC）、内阻、开路电压等参数。另外，在远程管控的过程中，电源分配单元（Power Distribution Unit，PDU）依旧是较为优越的远程控制手段，且支持独立运行。利用PDU 能够实现对各个输出单元电源性能的智能化管控，包括操作顺序开关等，也能远程采集负载、电压等参数，便于系统的整体管理。

4 电力智能通信电源技术的应用策略

4.1 校正功率因数

电力智能通信电源技术可以利用滤波电路将交流电转化为直流电。在转化过程中，开关整流器将产生负载，影响供电稳定性。针对这种情况，需要校正该技术的功率因数。在实际应用过程中，校正功率因数至关重要[9]。合理的功率因数能够有效避免供电不稳，也能够降低噪声，保护设备不被烧毁，提升系统的安全性。在应用电力智能通信电源技术过程中，电源的功率因数随时可能发生变化，应从预防入手，严格管控整个运行过程。采用主动式功率因数校正，可有效消除电流波形畸变，同时保持电压和电流相位一致，最大限度地解决功率因数不合理、电磁干扰等问题。具体来说，在220 V 整流桥堆的基础上断开滤波电容，利用斩波电路将脉动直流电流转变为高频交流电流，然后进行整流滤波，最后向常规脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）式开关稳压电源供电。

4.2 应用更先进的整流器

应用电力智能通信电源技术时，应选用适合的整流器。可控硅相控整流器是电力通信电源系统中的重要组成部分，但是如果长期使用会降低电源供电效率，难以满足系统对设备的高性能需求。在这种情况下，需要结合实际情况将其替换为更加智能、先进的整流器，如高频开关整流器。与传统整流器相比，高频开关整流器具有应用效率高、性能更佳、体积较小以及便于移动和安装等特点，极大地提高了电感电容，且不会污染电网内部环境。高频开关整流器可以将交流电转换为直流电，在滤波处理后为电源提供负载，控制难度较低，在电力系统中发挥着智能管控的作用。另外，高频开关整流器具有较好的拓展性。其采用模块化的设计方式，使各个模块间可以相互连接，并采用通信技术对接控制终端，利用终端设备即可了解运行状态。如果发现潜在问题，系统能够及时采取管控手段，切实保障系统稳定运行，有效降低故障的发生概率。

4.3 优化防雷网络

电力设备易受雷电干扰，但雷电难以通过人工手段彻底消除，因此需要采用有效的防护措施。在电力智能通信电源技术应用的过程中，必须将防雷工作放在首位。传统防雷设备比较单一，难以满足系统保护需求和部分线路设备的使用安全，因此需要结合实际情况制定更加完善的防雷方案。首先，分析原有防雷网络存在的缺陷，以便采取针对性的优化方案，选择合适的的防雷设备。其次，优化防雷网络结构，在相关线路上安装过压保护设备，确保设备不因雷电出现过电压问题，保障系统稳定运行。最后，由于不同区域防雷网络的设置不同，优化手段也应有所不同，需要结合实际因地制宜地制定优化方案。

5 结 论

随着电网环境的不断变化和管理难度的不断增加，传统的技术手段已经无法满足高效、安全、稳定的电力系统的运行需求。通过智能化检修和智能化管控，利用合理校正功率因数、应用高频开关整流器以及结合实际情况优化防雷网络等策略，可以更好地发挥电力智能通信电源技术优势，实现远程动态监测，及时发现潜在故障隐患，并采取有效的维护措施，提升系统的稳定性。