智能变电站交直流一体化电源系统应用研究

发表时间:2021/5/20   来源:《中国电业》2021年第5期   作者:秦川
[导读] 国民经济的发展推动着我国人民的物质生活水平也在日益提高
        秦川
        南京电研电力自动化股份有限公司 江苏南京 210000
        摘要:国民经济的发展推动着我国人民的物质生活水平也在日益提高。随着人们家用电器的不断增多、各种企业生产线的不断扩建、城市美化工程的不断深入,目前我国居民的用电需求已经达到了一种空前的高度。传统的电力控制系统早已经无法满足现代社会日益扩大的供电的需求。基于此,文章分析了我国变电站目前的系统运行状态,指出将传统电源系统集成化,对于提高变电站的稳定性、增强电站工作效率有重要意义。并且针对其应用方法给出了具体的意见和建议。希望能够以此来促进我国电力事业的进步,为广大消费者提供更优质的电力服务。
        关键词:智能变电站;交直流一体化;电源系统

一、智能变电站目前的系统运行状态
(一)电力监控系统的结构现状
        监控系统是变电站电力系统的重要核心组成部分。它的主要工作内容就是负责监控电站设备的整个发电及送电过程。通过监控系统,可对电站内部运行的设备进行实时监控[1]。有利于及时发现设备故障,并正确处理突发事故和进行事故隐患排除等工作。目前我国电力系统普遍使用的是后台计算机监控系统。该系统经过前面两届的系统更新换代,已经具备了一套十分成熟的操作系统。并在大量的实际应用过程中,取得了很好的效果。
(二)智能化设备的运行状况
        目前状况下,由于很多变电站的一体化系统都是在传统旧的电源系统基础上升级而成的,其设备的各个部件新旧程度不同、生产厂家不同、质量标准也不同。这就对系统的兼容性提出了很大的挑战,同时也是目前变电站系统运行不够稳定的一项重要原因[2]。一旦系统的兼容能力不足,电站还需要为每一套设备都配备特殊的转化器件,不仅增加了生产成本,同时也造成了不必要的资源浪费。
(三)交直流一体化的操作现状
        就电站目前的运行状况来看,由于该项技术尚且处于初级运行阶段,其运行状况并不是十分稳定,无法达到无人化的运行要求,还有许多功能需要优化和完善。例如电源的自动切换不够稳定、整机效率还没有达到充分利用、抗干扰能力不足等。而且,由于电站资金不足,设备更新换代不够及时,或者购置的设备质量存在问题,导致目前使用的设备经常会出现机构失灵、绝缘故障、监控信息不足等问题,无法保证系统的稳定运行。
二、电源系统一体化的重要意义
(一)能够实现电源的智能化控制
        智能电源系统是目前为止,世界上最为先进的电源控制系统。它通过优化和调整直流电源的充电核心部位,从而达到提高电源变换效率的目的[3],为站内直流负载提供稳定的直流电源。当电站的电路出现故障导致交流断电的情况下,还可以通过智能控制直接切换成后备电池组的直流电,以保持系统能够继续供电。此外,对于电源系统和电力监控系统,还可以安装双电源切换系统,从而使电源输出变得更加安全和稳定。虽然在实际的应用过程中,我们已经充分地验证了该系统良好的运行效果,但是,由于受资金和技术等多方面原因的限制,此项技术目前在我国的变电站中还难以得到大范围的推广及应用。因此,电力部门应该加强对新科技的宣传和推广力度,同时加大对于偏僻地区变电站一体化电源系统的投资建设力度,使新技术能够更快地得以普及和发展,以促进我国电力行业的发展和进步。设备研发制造企业也需要不断的研发创新,保证一体化电源信息的快速响应、可靠的供电和便捷人机交互。


(二)能够增加系统的整体安全性能
        传统的电源系统在其工作过程中,如果其中的一个环节出现了问题,就会影响到其他环节。此时如果故障得不到及时地解除,往往会导致整个系统瘫痪,不但给居民正常用电带来影响,同时也严重影响了电站的经济收益。一体化电源系统则改进了电路的走线方式,分控制直流和交流部分,而且直流和交流部分的监控系统也是分开的,实时监控的数据信息在通过管理机统一上送到变电站后台,从而减少交流窜直流的发生,有效地保证了供电系统的稳定运行。
(三)实现变电站无人化操作
        由于一体化系统运行稳定,完全可以依靠智能开关进行实际操控,因此,只需要在变电系统中建设一个信息平台,利用可视化智能终端设备来进行对电站运行信息的分析和处理,就能够实现变电站的全智能化无人操作。变电站无人操作的实现,不但能够成功减少供电企业的人工成本,也是我国变电站智能化建设的一种具体表现,标志着我国电力系统的科技进步与发展水平。
三、提高一体化技术应用效果的具体策略
(一)完善中央控制系统
        由于智能化的操作系统中需要使用大量的电子设备和信息技术,因此,如何确保这些设备互相兼容,协调有序地安全运行就变得非常关键。建设一个完善的中央控制系统,通过不同的通讯规约及接口来控制所有的子系统,就能够兼容多种设备系统,有效实现电力系统内部的自动化调控。再加入一套完善的监控系统和具备多种报警方式的报警系统,就真正可以实现变电站的现代化的无人管理。
(二)提升系统的安全系数
        安全系数是电源系统安全性能的衡量标准,也是系统安全运行基本保障指数。安全系数并不是一成不变的固定数值,它会随着系统的运行状态、设备的损耗程度等外在因素而发生变化。目前,由于我国大部分智能电站建设的时间都比较短,各种设备都比较新,出现故障的系数相对就会少了很多。此外,新系统的运行时间同样也比较短,一些隐藏的问题也还没有暴露出来,造成了系统运行安全系数极高的假象。此时,如果管理人员因为目前系统的安全系数较高就放松了对电站运行系统的监督和管理工作,不能够及时发现运行过程中存在的一些隐患问题,就有可能使小问题累积发展成大事故。因此,电站的管理部门一定要正确认识变电站目前运行的真相,要定期的进行一体化电源的电气试验,定时对长期处于备用状态的电池做电池的活化试验。在设备停电检修时可以进行一些试验项目确保供电更可靠,比如双电源切换试验确,两段母线母联的投入试验,备用电池组与充电模块电源之间的直流切换试验,后台的遥控操作或者负载试验等。要定期对老旧设备进行改造升级,更换。同时还要加强对管理人员的专业技术培训和安全风险意识的宣传教育工作,时刻督促变电站的管理人员提高警惕性和工作责任心,认真做好对系统运行的监测工作,并且在同时也要做好对电站设备的日常维护和保养工作,争取能够通过日常的认真巡检,及时发现问题并能够有效控制问题的发展,从而在真正意义上提升系统运行的安全系数。
结语:
        由此可见,一体化技术的应用是实现变电站无人化操作的一项重要因素,是有效提升电力输送系统功效的最佳方法,也是我国电站未来长远发展与进步的前提基础。通过对新科技的不断完善和大力推广,我国未来的中小型水电站,将会全部实现全智能无人操作。而对于一些大型水电站来说,也只需要少量技术过硬的设备维护人员,就能完成正常的供电工作。既能够降低电站的运营成本,又能够提高电业部门的供电效果,是我国电业发展的一条必由之路。
参考文献:
[1谢欢欢.智能变电站交直流一体化电源系统应用[J].电子技术与软件工程,2019,22:216-217.
[2]高明辰,张竑基,崔孟阳,吕胜男.智能变电站交直流一体化电源系统的研究与应用[J].现代工业经济和信息化,2020,1001:88-90.
[3]杨宏伟,王纪渝,龚伟,王天宇,周洪胜.智能变电站交直流一体化电源系统研究[J].电子设计工程,2020,2806:111-114.
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