摘要：当前，随着我国社会的高速发展，人们对电能的需求量也越来越大，为了满足人们的用电需求，电力企业必须要进一步加强变电站建设，完善硬件设备。在信息技术和网络通信技术等高新技术迅猛发展的今天，变电站都已经进化成为了智能变电站，智能变电站可以实现系统自动化运行、管理及信息共享，从而提供更可靠的电力。而在智能变电站建设中，一体化电源的设计是一项关键要点。就我国现状来看，由于相关技术水平较低，在智能变电站一体化电源的设计中仍旧存在诸多问题。本文主要以某地区的110kV智能变电站一体化电源工程为例，来谈谈如何对其进行优化设计，希望能给相关工作带来一点助益。
关键词：智能变电站；一体化电源；优化设计
近年，由于物质生活水平的不断提高，人们对各方面的服务要求也日益提高，包括用电服务。在此背景下，我国的电力企业在变电站建设方面投入了更大的人力、物力及财力。作为一种新型变电站，智能变电站实现了自动化运行和管理，因此其与传统变电站相比具有更加稳定的运行保障和更加高效的管理模式。不过，在智能变电站建设过程中，必须要保障一体化电源设计的科学性与合理性。以下就联系实际情况，来简单谈谈智能变电站一体化电源的优化设计，仅作抛砖引玉之用。
一、在智能变电站中应用一体化电源的优势
1、实现系统的一体化
智能变电站一体化电源的优势之一是它能够实现系统的一体化。无论是在系统内部还是系统外部，都充分体现出了这种一体化的特点。具体来说，首先从系统内部来看，一体化电源在在设计和安装的过程中，通过适当地减少组屏数量，节省了系统的占地空间，提高了系统之间的关联性；其次从系统外部来看，一体化电源的设备及系统的外观是相一致的，这使其整体看起来非常简洁、和谐。总的来说，智能变电站一体化电源通过一体化的系统设计，最大限度地简化了系统流程，为后期维护保养等工作提供了更大的便利。
2、实现系统的自动化控制
实现系统的自动化控制也是智能变电站一体化电源的优势之一。智能变电站本身就是在信息技术和网络通信技术等高新技术发展的背景下所出现的一种新型变电站，所以它通过对信息技术和网络通信技术的综合应用，共同组成了一个系统性的一体化电源系统，而在这个整体系统当中，又可以细分为多个子系统，且每个子系统相互之间是存在紧密联系的。此外，每个子系统又受同一个监控系统的监控，无论任何一个子系统出现了问题，都会由同一个监控系统发出警报，这样就实现了各个子系统之间既相互独立、又相互统一，从而更加利于对它们的自动化控制。
3、提高系统的安全性
在智能变电站中应用一体化电源的另一优势是可以提高系统的安全性。对于智能变电站一体化电源来说，其在设计过程中一般是采用“N+1”冗余全模块进行设计，这样可以更好地发挥绝缘防护作用，并且在设计过程中还不用引入二次接线，实现了无跨屏二次电缆。其次，在这种设计方法下，无论任何一个模块出现了故障，通常都是可更换的，而且更换之时也不用先停电再进行操作，所以不会耽误变电站的正常发电，具有很高的灵活性与机动性。再者，该设计方法还不用进行二次线检修。所以总的来说，在智能变电站中应用一体化电源可以大大提高系统的安全性。
二、智能变电站一体化电源的优化设计要点——以某地区的110kV智能变电站一体化电源工程为例
1、工程概况
某地区的110kV智能变电站一体化电源工程的变电站电压等级为110/10kV，远期计划建设共三个50MVA的主变压器，本期的任务是建设两个50MVA的主变压器。系统的110kV侧是扩大内桥接线，共进线两回，而10kV侧则为单母线四分段接线，本期的主要任务是建设三段。按照变电站内部2h放电、4h事故放电时间来确定放电额定容量为300A•h。另外采用104只单体2V的电池。
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2、直流系统接线设计
对于直流母线来说，应用单母线进行接线，并采用阀控式密封铅酸蓄电池，以高频开关充电装置对蓄电池进行充电，以及应用“N+1”冗余全模块。应用辐射供电方式对10kV配电装置进行供电，应用辐射供电方式对其他的110kV配电装置和主变压器进行供电，另外直接经由直流馈线柜向各个用电单元进行供电。在专门的电池室内安设蓄电池，在二次设备室内安设直流充电屏和馈线屏等。利用智能变电站中的站用直流系统作文通信电源，在站内直流母线上直接安设DC/DC模块，将电压转换为48V后为通信负荷提供电源。
3、蓄电池设计
如上文所述，采用阀控式密封铅酸蓄电池，只需要一组即可，因为可以对站用蓄电池和通信专用蓄电池进行整合。蓄电池的容量设计应当要充分考虑到全站直流负荷需求及温度修正、电池老化等相关因素，在本110kV智能变电站一体化电源工程中，最终结合实际情况确定蓄电池的容量为300A•h，共需应用104只。不需要再设置端电池，也无需调压装置。合理计算蓄电池组出口端电压UD，保证其符合相关技术规范要求及事故放电时的直流母线电压要求。
4、充电设备设计
在充电设备的设计中可采用5×20A的高频开关电源模块。
5、系统监控平台设计
智能变电站一体化电源的系统监控平台的设计非常重要，因为这是保证系统运行安全的重要环节。一般情况下，系统监控平台的设计应当要遵循DL/T860规约。系统监控平台的主要功能是对整个一体化电源系统进行智能监控和状态检修，其中，智能监控又包含了常规监控、交流系统漏电监测、蓄电池容量监测、进线和馈线的回路监控以及回路的程序化操作等内容，从而对系统起到完善的保护、诊断、检测及巡检等作用。所以，在系统监控平台的设计过程中要充分保证上述功能的有效实现，
6、UPS系统设计
UPS系统即交流不间断电源系统，在本智能变电站一体化电源工程中，配置了一套220V的UPS系统，其中设有两台逆变电源装置，每台容量均为3kVA。UPS系统作为系统中各项设备的不间断电源，其在正常情况下是由交流供电，而在交流消失时，则可以自动切换成站内直流馈线柜供电。
7、站用电源设计
在本智能变电站一体化电源工程中，共配置了两台接地变压器来用于进行站内供电，每台的容量均为100kVA。在设计中采用了ATS智能开关，而取消了单母线分段接线和380V备自投装置。ATS智能开关的优势是可以对站用电压多种运行方式进行智能切换，更加灵活、方便及可靠。
结语：
综上所述，在智能变电站中应用一体化电源的优势主要在于可以实现系统的一体化、实现系统的自动化控制以及提高系统的安全性，但如何对智能变电站一体化电源进行优化设计却是一项难点。以某地区的110kV智能变电站一体化电源工程为例，其在实际设计过程中需把握好直流系统接线设计、蓄电池设计、充电设备设计、系统监控平台设计、UPS系统设计及站用电源设计等设计要点，这样才能够优化整体系统的设计。
参考文献：
[1]刁光宇，张万征，尹宝林.智能变电站一体化电源的运用与安全可靠性研究[J].自动化应用，2016（11）:107-108.
[2]刘聪.智能变电站交直流一体化电源系统的分析及其应用[J].硅谷，2014，7（08）:105+97.
[3]冯海洋.论智能变电站一体化电源的安全可靠性[J].中国电力教育，2012（30）:134-135.
[4]梁屿，张静.智能变电站一体化电源的优化设计[J].科技资讯，2012（29）:107.
[5]苗梅. 智能变电站站用电源系统的设计及应用[D].华北电力大学，2011.
论文作者:王昌旺
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/6
标签：变电站论文; 系统论文; 智能论文; 电源论文; 蓄电池论文; 母线论文; 接线论文; 《电力设备》2018年第31期论文;