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：随着我国电网规模的不断扩大，为了满足运行管理的要求，我国开始将智能化技术引入电网建设和管理中，而基于智能变电站的交直流一体化电源系统就是智能电网发展的成果之一。本文基于智能变电站交直流一体化电源系统进行了探讨，可以为实际工程建设提供参考。
关键词：变电站；电源系统；交直流一体化电源
引言
进入21世纪以来，各种信息设备的发展与应用推动了变电站交直流一体化供电系统的发展和应用，相比于变电站传统电源系统，交直流一体化电源系统具有不可比拟的优势，不仅可以提升电源系统的安全性，还可以解决常规变电站存在的问题，提高变电站的管理水平。相信在不久的将来，随着各种智能设备的应用，变电站交直流一体化电源系统将为变电站高质量运行提供更大助力。
1传统变电站电源系统存在的问题
我国传统变电站电源系统主要包含交流系统、直流系统、UPS以及通信电源系统等部分，功能是为变电站内部的各类电气设备供电，与站内照明、温度控制以及换气等内容息息相关。在变电站运行过程中，各个部分的检修维护通常需要不同生产厂商的技术人员各自完成，存在许多不便，具体体现在以下几个方面。首先，自动化水平低。不同厂商的设备普遍存在不兼容现象，缺乏系统性的分析手段，难以支撑进一步的改造升级。其次，人员流动密度过大。在传统电源系统下，不同部件的检修维护需要不同生产厂商的技术人员负责，难以实现统一调配，极大地影响了工作效率，同时还会导致变电站因人员频繁流动出现故障问题。再次，不同厂商对应设计符合各自功能的系统，大幅度提高了投资额度，经济性极低。最后，一旦系统某一部分出现问题，会对其他部分的正常运行产生影响，需要不同厂商协调解决，难度较高[1]。
传统的变电站站用电源通常由交流系统、直流系统、UPS、通信电源系统等几部分子系统构成，主要为变电站内部各电气设备供电，实现储能、控温、换气、照明及解决餐饮用电等。传统变电站各个子系统由不同生产厂商的专业技术人员检修维护，该模式运行存在以下不足：1）自动化程度低，各个生产厂商的设备容易产生不兼容的问题，不易整理且缺乏对系统的分析手段，难以实现进一步的升级。2）站内人员流动较大，不利于设备维护运行，交流系统与直流系统人员设备维修、UPS由自动化人员检修、各电源系统通信系统由不同厂商的技术员检修。人员总体得不到统一的调配，造成人力资源的浪费。3）不同的生产商对应设计符合各自功能的系统，直接1次投资和2次投资有明显的提高，变电站建造和运行经济性不佳。4）如果某一子系统出现问题，会直接牵连其他系统。在检修时需要不同厂家的相互配合，协调性较差。
2智能变电站一体化电源系统在运行过程中的主要特点
2.1一体化特征明显
一体化设计是智能系统最为明显的特点，也是当前最具特色的技术特点，这种一体化的设计理念不仅能够体现在外观的一体化设计方面，而且可以践行在内部的结构设计部分和安装部分，不仅可以减少组屏数，使整个系统的电源结构变得更加紧凑和美观，同时还可以为后期的维修工作提供极大的便利。
2.2安全系统比较完善
就目前的使用情况来看，当前安装智能化系统的一些电源系统在运行的过程中呈现出稳定的趋势，这些系统的安装时间比较短，很多新型设备目前还处于一个初级的磨合阶段，所以很多的潜在问题和危险还没有暴露在公众的视野之下，管理人员的主要工作就是对智能电源系统进行时刻的关注和监督，对于一些潜在的风险问题进行不断的调整，从而保证主系统的安全性能得到一个稳定的完善和提高。
2.3智能化网络化效果提高
智能变电站当前之所以被称为智能系统，很大程度上是因为在建造系统的过程中运用到很多的电子信息技术手段和通讯设备，这些电子信息系统是由不同的子系统组成，所以每一个子系统之间需要不同的通信网络作为连接的媒介，所有的子系统需要受控制于一个中央的系统，这样也就可以将原本分散的系统结构变得紧凑起来，快速实现系统内部自动化的调控功能[2]。
3基于智能变电站交直流一体化电源系统
3.1一体化电源的设计选型
直流操作电源是变电站的核心控制电源，是集成电源系统的总备用电源，为直流控制负载提供电能，选择容量时应计算电源专用的UPS和INV。用于通信的DC-DC由DC总线供电，DC容量应叠加在DC操作系统的当前荷载上，充电设备的容量选择应满足集成电源系统的所有常规负载和电池充电要求。直流工作电源的监视设备可以用作集成电源系统的总监视单元，通过现场总线与功率专用的UPS、INV和DC-DC连接，具有管理功能，实现对集成电源系统的集中监控和管理。
3.2电源一体化智能监控系统设计
智能变电站采用的交流直流电源系统的监控方案，是通过工作进线、备用线以及重要回路电动操作等实现断路器的远程断开和合闸操作，需要在进线部分安装CPU控制器，监控并记录装置的运行状况。在上述系统中，各类常规开关、传感器以及微处理器等设备将安装在统一的开关柜中，实现信息采集和开关通断控制。在通信层需要设计上行下达的数据处理模式，以光纤双绞线为传输介质，提高馈线监测的有效性。此外，为了实现电源状态的共享，需要设计供电总监控模块，与其他通信模块进行连接[3]。
3.3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。在该照明控制系统的基础上，仍保留手动开启方式。
3.4现场应用及注意事项
目前，交直流一体化电源系统已广泛应用于变电站中，结合自身工作经验来看，在应用中应注意以下几点：a)根据规范要求，必须将充电装置的稳压、稳流与高频开关电源式充电装置结合使用，对电池进行充放电测试，并验证诸如电流不平衡之类的参数。b)交直流一体化电源系统集成了许多子系统，因此在进行电源系统管理的过程中，要注意各级人员的职责分工，弄清各方的工作接口，编制切实可行的现场作业程序。此外，应加大对现场相关运维人员的技术培训力度，确保设备运行的安全稳定[4]。
结束语
就目前而言，中国变电站电源的技术研究和产品创新依然相对落后，不能满足现今时代发展的需求。另外，传统的变电站电源设计方案已经不能够满足新时代下社会对变电站的要求，可以说，智能变电站建设已然成为中国变电站未来的发展趋势。在此背景下，数字变电站集成电源系统（交直流一体化系统）应运而生，为中国变电站智能化发展保驾护航。
参考文献
［1］罗秋宇.智能变电站交直流一体化电源系统的分析及其应用[J].电源技术应用，2012（10）：72-73.
［2］刘英楠.交直流一体化电源系统优化设计［J］.中小企业管理与科技(中旬刊)，2019(2)：162-163.
［3］王永飞.交直流一体化电源在110kV变电站中的应用分析［J］.通信电源技术，2018，35(6)：99-100.
［4］陈杰，李守棋.变电站一体化电源系统的管理方法［J］.农村电工，2018，26(4)：40.