刘建安
国网山西省电力公司忻州供电公司,山西省 忻州市034000
摘要：在电力系统中，变电站直流电源作为主要电气设备的安保电源和控制信号电源，是一个十分庞大的多分支供电网络。在直流电源双电源典型供电系统中，两段母线通过分段开关手动合闸分闸来进行母联投切。在变电站智能化的趋势下，母联开关自动备自投更及时高效，可以在一段母线失压并排除故障后，将另一段母线电压自动投入，避免直流电源系统大面积停电带来的高危保护风险。基于此，本文主要分析了变电站直流系统智能操作系统的研究及应用。
关键词：变电站；直流系统；智能化
引言
直流系统由交流配电单元、充电模块、直流馈线柜、监控模块、蓄电池组成的直流电源系统称为直流系统，为信号设备、保护装置、自动装置、事故照明、应急电源及断路器分/合闸操作提供直流电源。直流系统在发电厂是一个独立的电源，不受交流电源的影响，在全厂失电的情况下仍能保证控制信号、保护/自动装置、开关、设备及各种重要电机的正常运行，确保设备运行安全、可靠。
1智能变电站技术的特点
（1）设备智能化。在智能变电站中，智能断路器和电子式互感器的应用，能够使光纤和数字光信号逐渐取代传统的控制电缆和模拟信号，这样可以使智能变电站设备对现场数据信息进行实时搜集，并为信息的共享提供必要的技术支撑；（2）通信网络化。智能变电站技术可以构建统一的信息平台，并借助远程控制技术来发现和解决其中所存在的问题，进而实现网络平台内用户间的有效交流与互动，进而实现智能变电站的通讯网络化；（3）信息数字化。智能变电站技术可以借助一、二次设备来有效管理和控制信息网络，并将搜集到的信息通过相关处理后以数字化的形式进行输出，进而有效提高变电站的管理效率；（4）信息共享化。通常情况下，智能变电站的间隔层和站控层设备能够在变电站各平台间构建信息共享协议，这样不仅可以实现数据信息的共享，而且还可以为智能变电站技术的发展奠定良好的基础[1]。
2变电站传统电源存在的问题
在变电站中，直流电源系统用于信号控制，同时为变电站内的自动设备和一些执行器提供电源；交流电源系统则主要用于变电站内一般用电设备的电源供应和照明；而为事故照明之类的设备供电的为交流不间断电源系统；用于给各类通信设备提供电能支持的为通信电源系统。每个电源系统采用分散式设计，独立地组屏，各个电源系统所使用的设备一般由不同的生产厂家提供，且各个电源系统设备的安装和调试工作均需要供应商负责。而在实践中为了确保各部分电源系统运行的稳定性，通常会安排不同的人员对不同的电源系统进行管理。随着电力系统的发展，变电站传统电源的劣势凸显，例如在应用中存在维护困难、性价比低以及缺乏系统管理的问题。
对于传统的变电站而言，控制电源设备通常相互独立，且这些设备往往是由不同的生产厂家提供，这就会造成变电站一些设备的功能重复，在安装调试不同电源系统设备时成本较高，这无疑增加了变电站设备投资。同时，不同专业的维修工作接口不同，使得供电设备的运行和管理成本较高。此外，由于缺乏统一的直流、交流控制电源接口和监视设备，变电站网络管理模式变得复杂。另外，在实践中由于变电站各电源系统所使用的设备由不同的生产厂家提供，设备在运行中发生故障时需要与多个厂家协调，降低了维护效率。如果使用传统的电源系统，则上述4个电源系统需要配置独立的电池组，AC系统将针对电源配置自动切换设备，而充电模块同样需配置自动切换设备，显然造成了设备功能的重复。变电站通信协议的规范化虽然解决了设备通信的兼容性问题，但是由于缺乏统一的监控设备来管理整个变电站的电源，因此无法实现系统数据共享[2]。
3智能变电站智能化系统建设的主要步骤和内容
智能化变电站一体化系统的主要建设目的就是能够对系统的电源进行全面的整合和调整，将所有不同种类的电路进行统一设计，从而实现监控、生产、调试、服务等不同工作的统一性管理。在建设的过程中需要做好以下几点内容：首先因为当前所使用的智能变电系统是在传统的工作环境中使用，所以对于直流核心充电部分而言应该采用风冷和自冷的技术，在通常的情况下对于逆变的电源而言使用交流的供电方式，在交流电被切断之后进行直接性的切换直流电源，在该种技术发展到成熟阶段的时候，没有任何技术上的限制[3]。利用直流电源和通讯电源进行资源的整合工作，首先应该能够直接取消部分的通讯电池组合，对于变电站中的直流部分要求也是一样的，因为尽管电源的类型不同，但是在一般的工作环境下都是遵循一样工作原则的，经过多年的实践经验证明利用双套的蓄电池组能够对直流电源有一个比较好的控制效果。智能变电站对于电压的要求更高，所以在高频模式的DC\DC变化器中选择48V的通信电源，每一组的供电电源采用两组蓄电池，一组供正常通电使用，另一组作为备用，两组电池能够形成一个并联模式下的N+1份，这也就保证了任何一种工作模式下的电源是不低于48V的情况输电的，直流电源和通信电源在一定程度的整合之下能够在220V以下的电压等级中成功应用，为电流一体化的设备创作了更高的应用条件。
4操作系统的研究及应用
智能变电站主要是以网络和数字信息化平台为主的新型变电站，其引用了先进的、环保的、可靠的智能设备，不仅可以完成信息的自动采集、分析和整理等功能，而且还支持电网实行智能调节、自动控制等高级决策的功能。实际上，智能变电站将传统变电站与人工智能结合在一起，并通过各种技术的改造和应用，来充分发挥智能变电站技术的优势，进而有效推动电力行业的健康、可持续发展。本文主要分析了变电站直流系统的智能操作方面内容如下：
4.1蓄电池与绝缘监察装置应用状况
蓄电池被广泛应用于变电站中，2003年是我国变电站发展的重要节点，原本大量使用的碱性镍镉电泡被取代。尽管如此，现阶段固定式铅酸蓄电池依然被广泛用于变电站。从研究资料来看，多数直流系统都使用到了绝缘监察装置，一系列的改造措施正在改变变电站工作系统不完善的情况。还有部分变电站在绝缘监察装置的应用方式上较为特殊，由大量分立元件构成。
4.2类型概况
根据变电站直流系统的使用需求，适配合适的设备，此项工作要高度注重各柜体结构的特性，各厂家的设备型号、操作模式均存在一定的差别，因此在整个直流系统中应形成配套。从部分设备厂家来看，所提供的直流系统并未增设隔离开关，取而代之的是采集熔断器等形式，当充电机获得直流电源后，一旦运行中某结构出现异常，检修人员的工作量与工作难度都有所提升[4]。
结束语
变电站系统中实现线路互供，即不同的线路从不同的变电站出来以后互相拉手，正常情况下联络断开，各自运行，但一旦某个变电站停电，就可以把停电的变电站线路断开，让联络合上，让另一个变电站带两段的负载，这样既保证了供电的可靠性，也保证了电网的稳定运行。
参考文献
[1]常惜阳.智能变电站发展现状与趋势的研究[J].电工技术，2019（20）：63-65.[2]郭美林.浅谈智能电网与智能变电站[J].中国设备工程，2019（18）：176-178.
[3]谭睿.35kV～110kV变电站直流系统运行和维护方法探究[J].山西能源学院学报，2018，31（3）：36-38.
[4]钟梅芳．备用电源自动投入装置在变电站中的应用分析[J].广东科技，2014（10）：66-67.
[5]樊越甫，王磊，罗建平，等.智能变电站过程层设备虚拟技术应用[J].河北电力技术，2019，38（1）：34-36，59.
[6]孔荣荣，张丽娜.浅析变电站交直流一体化电源的应用与发展[J].科技与企业，2015，（5）：190.