新技术使直流电源技术发展如虎添翼
发布时间：2015.03.13 浏览次数：2609
现代电网技术的发展向直流电源系统提出了更高的要求，要求运行安全可靠以及高品质的电能质量。新技术的发展又为直流电源的技术进步提供了广阔的空间，储能技术、新能源应用、电力电子技术、微机自动控制、锂离子蓄电池新技术、新型传感器技术，使直流电源技术发展如虎添翼，可以更好地节约成本，提高电网的运行效率和安全可靠性。
监控装置的高级功能应用
目前国内外对无人值班变电站均没有提出符合智能化电网的直流监控系统的规定。应进一步完善直流系统智能化功能，使之具备直流电源实时仿真系统、信号报警显示系统、自动诊断系统、远程访问及维护系统等功能。
无人值班变电站直流监控系统除应符合一般规定外，还需要满足以下高级功能应用要求：
（1）统一数据信息平台，实时监测各种运行状态；支持可视化运行维护；
（2）具有智能告警、信息综合分析、自诊断及远程维护等功能。
这些功能对准确了解现场直流电源系统问题及提升故障处理响应速度，及时矫正运行状态参数有重要意义，将是未来无人值班变电站直流监控系统的发展趋势。
绝缘检测技术提升
绝缘检测装置需具有下列功能：
①段母线配置一套绝缘检测装置，两套装置之间具有通信接口；
②每套装置正常独立运行，当两段母线临时并列时，经过选定，一套装置退出运行，其所有被检测回路自动切换到另一套装置；
③具有如下报警功能：交流窜入报警、直流互窜报警、绝缘降低报警、母线电压异常报警、电池接地定位显示、检测二段母线环网功能、自检功能。绝缘检测装置检测数据、信号，经过整理分析，通过通信接口输送到监控装置，重要报警信号用无源硬接点输出。新要求的交流窜入报警、直流互窜报警等环网检测功能的加入将有效提升直流电源系统的运行可靠性。
蓄电池在线监测及远方监控
蓄电池组是直流系统的独立后备电源，是变电站的最后一道防线，对变电站的安全可靠运行起着至关重要的作用。由于电池长期处于备用状态，因此电池的制造质量和日常管理及维护是否到位决定着电池在关键时刻能否发挥作用。应加强蓄电池日常专业化维护管理，加强状态监测，及时发现存在的隐患。蓄电池在线监测装置可在线监测蓄电池的电压、电流、温度和内阻，并可对蓄电池的容量进行智能预测。通过测量蓄电池参数，发现蓄电池内部问题。也可实现蓄电池远距离实时在线监测，远方在线监测蓄电池运行状况，及时判断电池设备性能，提高运行可靠性，减少工作量，提高设备维护质量。
锂离子蓄电池在直流电源系统的应用
近年来，锂离子蓄电池因其属于无毒、无污染的新型环保电池，具有比能量大、寿命长、自放电率小、工作温度范围宽、维护工作量小等多项优点，在电力系统已有试运行。但由于其设计原型是用于频繁充放电的启动型蓄电池，将其应用为以浮充电方式运行的直流电源，对蓄电池安全性、容量选择计算以及现有直流电源系统接线适用性、充放电运行方式等方面的影响还需要做深入研究。需要继续跟踪研究锂电池安全稳定运行的方法和措施，对锂电池的各种曲线、系数等重要数据进行系统试验和资料整理，确定其在电力工程的应用范围、运行参数、系统构成以及设备选择等相关技术要求。在经过实际变电站工程的设计、计算、安装、调试，验证研究成果后，逐渐推广应用。
交直流电源一体化设计
整个站用电源包括交流电源、直流电源、逆变电源、UPS电源、通信电源，采用一体化电源设计，就是对变电站的所有电源进行系统的设计。其特点为：
1）采用统一的监控平台，避免了各种电源通信不统一，重复检测及电源间沟通困难的缺点，可根据负荷的需要优化配置。
2）可集中引入故障预警（如蓄电池的在线监测）和设备自检等功能，安全高效。
3）原各种电源间的跨屏电缆可大大减少。
4）一体化的防雷设计，使得整个系统成本降低，防雷性能更好。
5）不同电源间的开关品牌、极差配合的问题可一体化考虑。
6）整个变电站站用电源统一使用电池，避免电池的分散投资和维护，使变电站的电池成本更低，可靠性更高。
监控装置的高级功能应用
目前国内外对无人值班变电站均没有提出符合智能化电网的直流监控系统的规定。应进一步完善直流系统智能化功能，使之具备直流电源实时仿真系统、信号报警显示系统、自动诊断系统、远程访问及维护系统等功能。
无人值班变电站直流监控系统除应符合一般规定外，还需要满足以下高级功能应用要求：
（1）统一数据信息平台，实时监测各种运行状态；支持可视化运行维护；
（2）具有智能告警、信息综合分析、自诊断及远程维护等功能。
这些功能对准确了解现场直流电源系统问题及提升故障处理响应速度，及时矫正运行状态参数有重要意义，将是未来无人值班变电站直流监控系统的发展趋势。
绝缘检测技术提升
绝缘检测装置需具有下列功能：
①段母线配置一套绝缘检测装置，两套装置之间具有通信接口；
②每套装置正常独立运行，当两段母线临时并列时，经过选定，一套装置退出运行，其所有被检测回路自动切换到另一套装置；
③具有如下报警功能：交流窜入报警、直流互窜报警、绝缘降低报警、母线电压异常报警、电池接地定位显示、检测二段母线环网功能、自检功能。绝缘检测装置检测数据、信号，经过整理分析，通过通信接口输送到监控装置，重要报警信号用无源硬接点输出。新要求的交流窜入报警、直流互窜报警等环网检测功能的加入将有效提升直流电源系统的运行可靠性。
蓄电池在线监测及远方监控
蓄电池组是直流系统的独立后备电源，是变电站的最后一道防线，对变电站的安全可靠运行起着至关重要的作用。由于电池长期处于备用状态，因此电池的制造质量和日常管理及维护是否到位决定着电池在关键时刻能否发挥作用。应加强蓄电池日常专业化维护管理，加强状态监测，及时发现存在的隐患。蓄电池在线监测装置可在线监测蓄电池的电压、电流、温度和内阻，并可对蓄电池的容量进行智能预测。通过测量蓄电池参数，发现蓄电池内部问题。也可实现蓄电池远距离实时在线监测，远方在线监测蓄电池运行状况，及时判断电池设备性能，提高运行可靠性，减少工作量，提高设备维护质量。
锂离子蓄电池在直流电源系统的应用
近年来，锂离子蓄电池因其属于无毒、无污染的新型环保电池，具有比能量大、寿命长、自放电率小、工作温度范围宽、维护工作量小等多项优点，在电力系统已有试运行。但由于其设计原型是用于频繁充放电的启动型蓄电池，将其应用为以浮充电方式运行的直流电源，对蓄电池安全性、容量选择计算以及现有直流电源系统接线适用性、充放电运行方式等方面的影响还需要做深入研究。需要继续跟踪研究锂电池安全稳定运行的方法和措施，对锂电池的各种曲线、系数等重要数据进行系统试验和资料整理，确定其在电力工程的应用范围、运行参数、系统构成以及设备选择等相关技术要求。在经过实际变电站工程的设计、计算、安装、调试，验证研究成果后，逐渐推广应用。
交直流电源一体化设计
整个站用电源包括交流电源、直流电源、逆变电源、UPS电源、通信电源，采用一体化电源设计，就是对变电站的所有电源进行系统的设计。其特点为：
1）采用统一的监控平台，避免了各种电源通信不统一，重复检测及电源间沟通困难的缺点，可根据负荷的需要优化配置。
2）可集中引入故障预警（如蓄电池的在线监测）和设备自检等功能，安全高效。
3）原各种电源间的跨屏电缆可大大减少。
4）一体化的防雷设计，使得整个系统成本降低，防雷性能更好。
5）不同电源间的开关品牌、极差配合的问题可一体化考虑。
6）整个变电站站用电源统一使用电池，避免电池的分散投资和维护，使变电站的电池成本更低，可靠性更高。
7）由于数据统一管理，统一分析，使得整个电源系统的维护变得非常简洁、高效。但目前一体化的通信以及过载和短路的配合还需要深入、系统的研究。
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李露,女,在北京盛世君诚科技有限公司公司任职。主要从事云计算等新一代信息技术产业方向的相关研究,产品领域集中在机房环境设备,主要包括UPS、机房空调、机房监控设备等。