摘要：越来越多的变电站已经初步实现了智能控制与自动识别，基本保障了电力系统的稳定与安全运行，为各用电单位提供了便利。文中针对普通变电站电源系统运行效率低下，人力资源消耗大，安全保障不足等问题，提出了智能化变电站交直流一体化的解决方案。使用网络通信、整体化监控优化了站用电源控制系统，并提出了开关的模块化设计方案，实现了对全部变电站供电系统维护管理。
关键词：智能变电站；交直流一体化；电源系统
1 引言
目前变电站在不断发展和完善的新技术的支撑下，供电稳定性得以全面提升，其智能化、自动化水平不断提高，为用电安全打下牢固的基础。但随着用电规模的不断扩大为电力运行质量的要求逐渐提高，交直流一体进入了新的研究阶段，智能变电站交直流一体化电源系统实现了自动切换、启动设备，高效的满足了传唤供电及安全用电需求，交直流一体化电源系统主要由四类电源构成（包括通信电源、交／直流电源、交流不间断电源），主要负责将各类稳定可靠的电源提供给变电站，各电源子系统的后备电源共用一套蓄电池组，对交流电源进行分配或变换处理（通过使用电源变换器实现），转换成所需电压等级（AC380V、AC220V、DC220V）。通过配置一体化电源监控系统实现实时测量、控制功能，以确保系统正常运行。
2 一般情况下电源系统应用原理分析
虽然当前我们处于网络智能化时代的背景之下，但是很多的常规性变电站依旧是我国当前社会电力行业中应用比较广泛的方式，特别是在部分经济落后地区。这种通电方式通常采用直流、交流、通信电源等几种不同的方式，在运营过程中还是存在很多的弊端，主要表现在以下几个方面：首先当前的变电站电源管理工作都是由不同专业背景的工作人员进行维护管理的，对于四种不同的通电电源需要进行分类维护，例如交流和直流电源可以由变电维护人员进行管理，USP部分可以安排专门的自动化人员进行管理，通信电源需要通讯工作人员进行维护。其次因为系统的内容比较多，需要多个供应商提供子系统，各项资源不能综合在一起考虑，所以一次性的投入资金比较大，后期获得的经济效益比较差。最后从数字化的发展设计进程而言，工作变电站综合自动化系统当前的安装方式越来越朝着数字化的方向发展，很多的自动化平台已经建立了完善的信息共享平台，但是在实际的管理过程中相关子系统的数字化建设在不断变化的过程中是比较困难的。
3 智能变电站电源系统特点
3.1 实现智能化和网络化
变电站设备的增加提升了所使用电源的复杂程度，使用不同线路及电源的各类设备则增加了维护与保养的难度，而一体化建设通过重组与设计线路使电源供应的稳定与安全性得以提高。交直流一体化电源系统作为智能变电站的重大突破之一，在一体统一外形的同时完善了功能设计，优化了电源系统的整体设计和安装过程，节约了整个电源系统的占地空间，提高了平台利用效率。一体化设计使新的供电模式得以有效实现，显著减少了了组屏数量，在确保整体集中统一的同时简化了系统供电运行过程，能够统一监控和分析各电源子系统，便于后期使用和维护。使不同的电源通信兼容问题（由不同供应商供应）得以充分解决，从而提高了变电站系统的智能化及自动化水平。
3.2 提升电源管理水平
运行复杂的传统变电站电源易引发安全事故，增加了电源管理的难度，随着交直流一体化电源系统在智能变电站中的应用范围逐渐增大，实现了统一整体的电源使用维护过程，使变电站电源使用效率得以显著提升，能够对各条线路进行精准设计，提高了电源管理的科学化和智能化，全部电源设计方案及安装服务均由厂家统一提供，使电源管理过程更加准确及时，管理各线路的历史数据，能够针对事故情况精准判断位置并做出报警处理（以系统各种设置数据为依据），同时对结果进行有效分析，控制操作电池管理输出确保各项事务合理处置，以确保电站安全稳定的运行。
4 交直流一体化电源控制系统
4.1 模块化特点
（1）简化设计过程，提高出图效率与质量，通过模块化处理一体化电源系统实现多个器件到多个模块的转换过程，以现场的实际负载需求为依据对模块进行组合设计，缩短电源设备的交付周期，从而使相关的设计工作量得以显著减少。（2）提高生产及安装过程的标准化程度，生产过程中的系统构成通过模块化设计的运用可流水线生产单个模块，便于标准化程序的应用，进而弥补现有整柜生产的不足，实现流水线生产电源整柜，有效避免了人工生产电源易导致的工艺、任务方面的错误，使电源生产质量水平和效率得以有效提高。（3）简化维护过程，一体化电源系统通过模块化设计后，用户只需对构成系统的数个标准大模块进行操作和管理，并使定位电源设备故障更加简单，可使用备用器件对出现故障或损坏的模块进行快速更换，从而使设备现场维护效率得以显著提高，降低设备维护周期和成本。标准模块化设计降低了替换老旧模块的难度，提升单位运行效率。
4.2 全站电源开关的智能模块化设计
将智能变电站所有控制部分模块化、单元化。该控制系统由充电模块、直流进线及馈线、交流进线及馈线、降压模块、逆变电源、蓄电池模块等构成；整体装置部分化，即在直流馈线系统中完成直流馈线的监控部分设置；变电站供电部分智能化、一体化、网络化。各个电源形成统一管理维护，实时监督各部分是否有损坏产生。监控部分使用以太网以双绞线为传输介质，并采用IEC61850作为通信协议。馈线开关同样采用开关、各类传感器和功能集成电路集中的智能模块化设计。在这种方式下，单个交流开关模块可以同时管控多个开关。单个开关柜内的开关容量增大，如此可以减少占用馈线屏柜的数量，使馈线开关管理更加规范、条理，且有效节省了空间成本。
4.3 站内照明、风机的智能控制设计
传统的站内电源系统在为站内照明设备提供电力支持时，需要依靠人力介入，根据值班人员的主观判断来控制照明的开启和关闭。这种方式过度依赖值班人员的主观性，且值班人员的工作质量无法保证、极易因为值班人员的工作懈怠造成大量的能源浪费，增加站内负荷。同时，由于视频监控设备对拍摄环境的要求。通常在夜间，照明设备保持持续工作状态，增大了不必要的资源浪费。为了减少这种情况的发生，增加能源和照明设备的有效利用率。本系统中增加了照明开关的智能控制模块，利用传感器、监控设备、控制器与开关之间的互联与通信，实现照明设备与监控设备的相互关联。并根据监控设备的监控环境与区域控制照明设备的开启。
5 结束语
随着时代的不断发展和变化，当前的智能化变电站一体化系统无论是工作的效率还是最终的安全稳定性能都可以在很大程度上促进电力系统的稳定运行，所以笔者希望能够通过上文帮助有关的电力工程团队做好通电方面的工作。
参考文献：
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作者简介：
钱友，男，江西丰城 ，杭州奥能电源设备有限公司， 电气设计， 大专 ，研究方向智能一体化电源研究。
王志华，男，浙江杭州淳安 ，杭州奥能电源设备有限公司， 电气设计 ，本科 研究方向为一体化电源。
何胜，男，浙江台州，杭州奥能电源设备有限公司，电力设计，大专，研究方向为智能一体化电源研究。