杨志华
国网山西省电力公司忻州供电公司，山西省 忻州市 034000
摘要：随着近几年电源技术和防雷保护技术的不断发展，变电站的通信电源系统也发生较大变化。智能高频开关电源、免维护蓄电池、浪涌保护器（SFD）等设备在变电站的通信电源系统得到广泛应用。为保证变电站通信电源系统的可靠性和安全性，各级电力通信管理部门对通信电源系统提出了较高的要求。
关键词：变电站；通信电源；设计应用
引言
近年来随着通信技术的高速发展，使得通信系统的发展面临着新的机遇和挑战。随着5G通信网络的建设，万物互联的时代已经开启了新时代的大门。通信电源可以称之为通信系统的“动力源泉”，作为通信系统的基础配套资源，其稳定、可靠、持续运行是保证通信系统安全、平稳运行的基础。通信电源系统发展对整个通信网络演进有着至关重要的作用。
1、电力通信电源系统重要性
电力通信系统涉及范围广，设备多，运行条件复杂。从一开始的传输设备供电，调度系统供电到后续发展的OA系统、通信网管理系统供电，当下随着5G、融合通信等新技术新业务的发展和推出，通信电源系统所承担的业务越来越多，对可靠性及稳定性要求也越来越高。保障电源供应的稳定性，并应对外部突发断电等异常情况下仍能保障设备正常运行，以便留有缓冲时间来应急处理断电故障[1]。
2、通信电源系统特点及供电要求
2.1、不间断性
通信电源系统应保证为通信设备提供不间断电源。目前，各级变电站对通信系统的需求不断增加，通信系统的稳定直接关系到电网的安全运行，因此通信电源系统的稳定也处于非常重要地位。
2.2、稳定性
通信电源系统的稳定供电关系到通信设备的安全运行。电压、电流过高会引起通信设备元器件损坏，影响设备正常运行；过低会使通信设备通信产生差错。在交流供电系统中，各种瞬态浪涌、频率突变、电压失真以及各种电磁干扰都可能引起通信设备传输速率下降、服务器数据丢失率增大[2]。
3、变电站通信电源系统的设计应用
3.1、直流配电
主要是负责分配直流输出路数、负载边接以及电池接入等，一般情况可以自由出线，要求具备状态监控、报警以及检测通断器状态等功能。整流柜主要是负责将输入的交流电转化为直流电，以适应通信系统的需求，整流柜通常由多个整流模块构成，采用并联的方式分担负载，其中单个模块即便出现故障也不会影响整流柜整体运行。变电系统智能调度中心负责接收配电网发出的配电命令、变电所发出的动作信号、应急命令等。变电系统智能调度地址的选择对于变电站配电质量和安全防护工作有着至关重要的作用。
3.2、检测技术
传统蓄电池检测方法主要采用内阻法、容量法等对其温度、内阻、电流、电压等参数进行采样和监测，从而对蓄电池性能状况进行有效管理。以前需要电力工作人员现场查验检测，工作量较大，且供电可靠性不高。随着在线检测技术的不断进步，蓄电池在线检测模块及通信方式的应用，可以对电池运行的各种参数进行实时动态监测，一旦蓄电池出现故障或蓄电池（组）出现即将失效的状态时，系统自动报警、提醒维护人员进行紧急处理。配网自动化系统蓄电池（组）在线监测管理模块具有数据传输、显示、报警等功能，实时自动显示各种监测、报警信息[3]。
3.3、 直流分配柜
直流分配柜为接直流负载的屏柜，设计时应注意直流总开关与负荷开关之间容量关系。直流负荷按照功能分为控制负荷和动力负荷，通信用直流负荷属于动力负荷直流。分配柜与高频开关电源柜之间采用交叉接线方式，在蓄电池组充放电或者一台开关电源柜故障时可将直流负荷转接到另一台开关电源柜上。通过物联网通信网络将第一、二大类信息汇聚节点，利用OPGW传输监测信息至中心站，北斗卫星导航终端备用。
3.4、动环监控系统设计
在通信电源系统中，动环监控系统体现了重要的作用。动监控系统对机房的电力设备、机房环境能够进行实时监控。在电源系统设计方案中要对动力环境监控系统进行充分考虑，老旧机房中电力设备无动力环境监控系统，使得无法对机房进行实时监控，在一定程度上造成了资源浪费。某机房空调系统为例，由于空调的运行因为缺乏合理化管理的手段，造成了电能浪费。对机房空调系统设计了动环监控系统。针对机房中空调的实际情况，针对不同类型的空调，提出了相应的设计方案[4]。
3.5、变压器开关电源的电源利用率比推挽式电源利用率低一些，全桥式变压器开关电源的电源利用率比推挽式变压器开关电源的电源利用率低一些。因为两组开关器件互相串联,两个开关器件接通时总的电压降要比单个开关器件接通时的电压降大一倍;但比半桥式变压器开关电源的电源利用率高很多。因此,全桥式变压器开关电源也可以用于工作电源电压比较低的场合。
3.6、通信电路设计
蓄电池在线监测管理系统中，充分按照通信距离需求，SBUS 转换器与控制器间采用半双工 RS485 通信模式，实现采集数据的交互功能。下位机监测蓄电池状况数据通过无线通信技术上传至互联网服务器，采用GPRS无线通信模式。变电系统的无功电压调度主要任务是保障配电系统的安全稳定运行，需要尽量保证变电站内的电压功率系数一直处于稳定状态。应用九宫格算法可以实现无功电压精准运算，在配电网中采集变电系统的无功功率与电压值作为运算参数，对变电系统的无功电压综合调度，算法优先对配电网中的无功电压装置运算电压的输出点，判断无功电压的运输线路和变电系统的配送线路[5]。
3.7、信息共享
通信是输电线路物联网在线监测装置的基本功能与要求，只有正确的通信组网方式，才能实现输电线路物联网在线监测装置数据与信息的最大化利用。当前的输电线路物联网要求“广泛互联、信息共享、安全可靠”。输电线路的在线监测的数据类型众多，反映输电线路状态的多个维度。输电线路物联网在线监测装置的通信组网方式要能保证各个在线监测装置的数据能够交互，从而实现海量信息的共享与综合分析，最终实现对输电线路状态的全方位、多角度的监测与分析。
3.8、变电系统智能无功电压调度
变电系统智能无功电压调度是依靠变电自动化系统与调度通信系统共同实现的，目前变电系统智能无功电压调度能够应用在变电系统功能健全的地区，采用分散模式对电力分配进行智能控制。变电系统智能无功电压调度的实现需要通过调度通信系统对供电地区的调度命令集中控制，经过自适应代理模型的函数运算，将计算后的调度命令数据发送到各个下级变电站中，下级变电站收到调度命令后先随命令数据进行检验，自动化SCADA系统可以对下级变电站完成电压控制。
结束语
随着通信网络的发展，通信运营商在大力发展网络资源、业务资源和服务质量，但是电源系统作为通信网络的基础保障，只有不断加大对基础资源的建设才能够保证通信网络完全稳定的运行。本文对通信电源系统的发展方向进行了探讨，同时对通信电源系统的设计方案提出了几点建议，并实际设计案例进行了分析。只有对通信电源系统进行精细化设计，才能够确保通信网络的高速发展。
参考文献：
[1]窦国贤,宋晓波,谢斌.输电线路物联网在线监测装置通信组网方式研究[J].自动化技术与应用,2020,39(11):60-63.
[2]刘广振,张黎明,马小光,何菊.变电智能评价辅助决策系统的设计与实现[J].信息技术,2020,44(11):164-168.
[3]李庆军.输变电工程电磁环境控制关键技术[J].低碳世界,2020,10(10):48-49.
[4]吕建,杨进波.电力通信技术在智能电网中的应用研究[J].通信电源技术,2020,37(05):210-211.
[5]第柯笠. 基于无线混合网络的变电站辅助设备智能监控系统的设计[D].兰州交通大学,2020.