国电光宇变电站交直流控制电源一体化整体解决方案)ppt课件.ppt

数字化变电站一体化电源系统设计方案 变电站站用控制电源系统拓扑图 传统站用电源配置中存在的问题 一次性投资大蓄电池浪费 直流操作系统 UPS电源系统 通信电源系统 a直流电源 通信电源 UPS电源分别配置一套蓄电池 浪费严重b各屏柜外存在大量二次接线 设计和生产的成本高 工作量大 周期长c交 直流系统分离 无统一信号接口 需各自配备监控装置 长期维护成本高 难度大 自动化人员 变电人员 通信人员 UPS电源系统 交直流系统 通信电源系统 a协调困难 效率低下b每套系统需要各自对应的专业人员维护c柜间二次连线过多 增加维修成本 可靠性不高 环保效应差可靠性不高由不同供应商提供的交直流系统 通信规约一般不兼容 因此 没有综合的监控平台对站用电源系统进行统一管理 存在系统监控盲点 不能及时发现事故隐患 限制了站用电源的深层次开发 管理水平难以提升 环保效应差蓄电池重复配置 造成环保隐患 核对性放电电能通过负载箱释放 造成电能浪费 所产生大量的热能影响周围设备工作 同时也存在负载发热燃烧的隐患 交直流一体化设计理念 传统电源系统 一体化电源系统 节约成本 统一监控平台 高速以太网 综自监控 UPS电源系统 直流电源系统 通信电源系统 MODBUS 一体式触摸式监控器IEC61850规约 UPS电源系统 直流电源系统 通信电源系统 综自监控 UPS电源通信规约 直流电源通信规约 通信电源通信规约 数字化变电站发展的需要 紧凑 标准 统一降低设备全寿命周期成本需要 可靠 维护简单服务及时到位的需要 一站式状态检测的需要 数据共享 统一分析 电力运营需要交直流一体化解决方案 减少传统变电站交 直流系统用两个ATS的模式 一体化监测与诊断系统提供了实时在线监测系统 使得报警及维护更加及时 保证电力系统的稳定性 共享直流操作电源的蓄电池组 取消传统UPS和通信电源的蓄电池组和充电单元 减少维护工作量 对防雷单元统一优化配置 针对UPS和DC DC的直流输入进行优化设计和EMI处理 满足EMC要求 统一了通信协议 使得交直流系统后台的管理更加方便化 建立智能监测与诊断系统 保证了变电站交直流电源系统大的可靠运行 一体化交直流控制电源需解决问题 ATS ATS 充电器 一路交流 二路交流 UPS电源系统 直流电源系统 通信电源系统 站用电源系统 站内交流设备 直流用电设备 通信电源设备 综自后台 UPS监控模块 直流监控模块 通信监控模块 变电站电源系统现状 国电光宇一体化交直流控制电源的构成 间隔层 站控层 高速以太网 一体化触摸式监控器 综自监控 IEC61850 ATS 一路交流 二路交流 交流站用设备 直流站用设备 通信设备 ACBUS 综自监控 IEC61850 高速以太网 交流屏 逆变电源屏 直流充电屏 通信电源屏 DCBUS 此为双向并网有源逆变过程 监控模块 监控模块 监控模块 MODBUS 交直流一体化电源监控装置 变电站交直流一体化检测与诊断系统 目的我公司提供的GY JNZT系列一体化电源所采用的交直流一体化检测与诊断系统以 IEC61850 通信体系为基准 实时掌握变电站交 直流电源设备的运行状况 实时在线监测 分析 诊断 并对设备隐患进行预警 为运行部门进行状态检测提供科学依据 确保变电站交 直流系统安全 稳定运行 为电网安全运行保驾护航 具体见下面的系统图 变电站交直流一体化检测与诊断系统图 目前变电站交 直流系统运行状况a缺乏统一技术规范 无法推广应用 b无统一监控系统平台 各设备检测装置各自独立形成系统 形成多个信息孤岛 造成资源浪费 c信息通信标准不统一 信息传输交换难度大 d缺乏设备信息状态诊断 智能分析 预警 寿命预测和管理等高级应用功能 不能为运行部门状态检修和全寿命管理提供有效支持 变电站交直流一体化检测与诊断系统概述 变电站监控现况有可能带来的后果继电保护室或高压室空调馈线空气开关跳闸 保护及自动装置所处运行环境温度升高 将会造成保护及自动装置死机 有可能出现越级跳闸现象 扩大事故范围 直流储能空开在断路器合闸储满能后跳闸 线路断路器跳闸后重合成功 短时间内再次故障 则线路不能重合 严重者可能导致全站失压 蓄电池整组电池或部分电池失效时 开路 短路或容量不足 充电机故障或交流失压 将导致全站直流失压 引起保护及自动装置拒动 影响电网系统安全运行 随着电力公司电网规模的日益扩大和负荷需求的不断增加 电网系统对变电站交 直流系统的运行要求越来越高 不及时发现 清除交直流系统缺陷 将可能给电网的安全稳定运行带来严重影响 解决方案我公司提供的交直流一体化电源所采用的监测及诊断系统能真正实现对变电站交直流系统运行状况的在线监测 提高变电站交直流系统运行的可靠性 通过变电站交直流电源运行状态的一体化监测与诊断将产生以下效益 制定并应用统一的设备通讯 接口技术规范 建立统一变电站交直流电源实时状态监测与诊断平台 规范及完善变电站交直流电源数据信息标准 使用统一的IEC61850通信标准 开发状态诊断 智能分析 预警与寿命管理等高级应用功能 系统功能监视功能实时监控 实时通讯 地理图导航 数据查询 录波浏览 日志服务高级应用功能专家分析 充电机性能分析 直流馈线环网告警管理功能报表管理 用户管理 系统设置 参数管理通过平台的建设 积累了大量的变电站交直流系统运行数据 形成了对企业的交直流系统数据仓库 为以后设备的运行评价等工作积累了数据财富 系统特点一体化的交直流数据监控平台 变电站交直流系统全景数据平台 变电站交直流系统专家分析与诊断平台 提供了交直流系统在线测试平台 实现了远程智能专家诊断 整合可扩的系统解决方案 创新的用户体验 丰富的WEB浏览发布功能 分层分布式开放系统设计 实现了变电站内统一的数据通信标准 变电站交直流一体化系统实施的必要性 系统实施对交直流管理水平的影响 系统实施对交直流系统智能化水平的影响 系统实施对实现状态检修的影响 一体化电源与传统站用电源的效益比较 Text 变电站交直流一体化系统功能模块介绍 有源并网双向逆变装置 GINV 一体实现电池充电 放电 传统配置充电器 对于直流母线来说 充电器是必不可少的 它实质上是一台整流器 把交流电整流后对直流母线充电 以维持其电压稳定 电厂中往往要配置三台或三台以上的充电器并联运行 以增大充电电流和提高系统可靠性 放电负载设备 电厂平均每年都要对电池进行一次较大的充放电 即核对性放电 以检查电池容量与老化情况 电池放电需要负载 这就是放电负载设备的来由了 它的内部往往是发热型电阻丝 电池放出电能以热量形式耗散 放电负载设备凭借它在电能浪费方面的 出色 表现 在电厂中的应用已经逐渐减少 电池电能消耗在阻性负载上 白白浪费掉 且不仅是浪费 它产生的大量热能却又殃及空调系统 此外 放电产生的高温会严重影响周围精密设备的工作 甚至酿成火灾等隐患 一体化双向逆变装置配置国电光宇有源并网逆变装置是一台业界首创 采用双向逆变技术 集充电逆变器与并网逆变器为一体的电力变换设备 它即是充电机 又能并网发电 它的诞生 取代了传统配置中的两套设备 充电器 直流操作电源 和发热电阻型放电负载设备 产品特性 1采用间歇脉冲式电池充电管理IPBCMTM充电管理模式 能够有效延长蓄电池的更换周期 降低运营成本 2电池能源重新利用 几乎不产生热量 3一机两用 即是充电装置也能并网发电 因此 取消了放电负载设备 节约了成本 节约了空间 4整机效率高 5采用稳定的工频线路设计 配置工频隔离 有效隔离各种杂波对直流系统的影响 6采用先进的IGBT等新型功率器件 200 的功率容量设计 使整机的过负荷能力得到大大提升 同时加以多级的保护电路控制 轻松应对各种极端工作条件 7多处理器DSP高速运算控制的智能化电池充放电管理 电池活化激活管理 更好的保持电池的化学活性 实践证明能够非常有效地延长电池的使用寿命 同时具备温度补偿 电池充放电容量实时测试 均浮充阶段的自动转换等功能 8并联型N 1冗余工作方式 提高系统的可靠性 高分辨率自适应均流 9核对性放电时全自动 无需其它辅助设备 安全简单 10人性化菜单设计 组合键操作方式 方便使用 电力专用UPS GYE 概述GYE系列电力专用 DC110 220 工业级UPS 逆变电源专门针对中国各电压级别的变电站 开关站 监控站等所设计 具有在线式 零延时转换功能 主要应用于负载对电压要求较高的场所 如电力运动 RTU 电力载波 后台监控等 UPS利用站内现有直流系统中的长寿命 大容量电池 比常规UPS供电方案节约投资费用 减少系统维护 降低运行成本 大大提高供电可靠度 产品特色 输入 输出超隔离设计 真正的工业级电力专用UPS 全智能DSP集成控制技术与IGBT功率组件 超大LCD显示屏 量化显示UPS工作状态 标准的RS 232 485通讯接口及提供多路干接点输出 标准19 机架设计 符合电力组屏要求 无需另配蓄电池 节约投资 可组成并机及 N 1 模式冗余系统 大大提高供电系统可靠性 组屏方案 组屏的串联供电方式 组屏的并联供电方式 直流电源 GYDW 概述GYDW系列电源系统主要由智能高频开关电源模块 中央监控单元 免维护蓄电池和馈电回路等构成 具有重量轻 效率高 无污染 智能化程度高 操作维护方便 可靠性高等诸多优点 是传统直流电源成套装置的理想换代产品 GYDW系列产品主要应用于电力系统 是保证电网及发电厂安全运行的重要设备 为各路断路器提供分 合闸电源 以及给二次回路中的仪表 控制回路 继电保护和事故照明等各种高低压设备用电提供直流电源 特别是在故障发生时 它是整个变电站内部各种控制装置 保护装置的备用电源 在整个变电 配电自动化系统中起着十分重要的作用 于传统的相控电源相比高频开关电源具有稳压稳流精度高 体积小 重量轻 效率高 输出纹波及谐波失真小 自动化程度高及可靠性高等优点 智能高频开关直流电源工作原理1交流正常时系统交流输入正常时 两路交流输入经过交流切换装置选择其中一路输入 并通过交流配电单元给各个充电模块供电 充电模块将输入三相交流电转化为220V或110V直流 经隔离二极管隔离后输出 一方面给电池充电 另一方面给合闸负载供电 此外 合闸母线还通过调压装置与控制模块构成备份系统提供控制母线电源 系统中的监控部分对系统进行管理和控制 信号通过配电监控分散采集处理后 再由监控模块统一管理 在显示屏上提供人机操作界面 还可以接入到远程监控系统 系统还可以配置绝缘检测仪或绝缘监察继电器 监测母线绝缘情况 2交流输入停电或异常时交流输入停电或异常时 充电模块停止工作 由电池供电 监控模块监测电池电压 发电时间 当电池放电到一定程度时 监控模块告警 交流输入回复正常后 充电模块对电池进行充电 交流配电单元 充电模块 充电模块 充电模块 充电模块 充电模块 充电模块 降压装置 控制分路 合闸分路 I路 II路 交流输入 绝缘监测 监控模块 配电监控 高频开关电源充电装置 主要性能模块的主要功能是将交流电源变换为高品质的直流电源 模块构成 全波整流及滤波器 高频变换及高频变压器 高频整流滤波器等 模块额定电流为20A 多个模块并列运行时 有良好均流性能 在任何工况下 均流不平衡度小于3 模块具有过电压 过电流保护和自动限流 报警等功能 主要功能正常浮充电 带温度补偿 自动稳压限压短充 带温度补偿 均衡充电运行 带温度补偿 自动稳流限流功能过电压保护功能过电流保护功能蓄电池组维护检验功能具有短路 过流 断相 失电等远方报警信号 提供一付充电装置故障总信号 绝缘检测单元 主要性能常规监测被测系统发生接地故障 正接地 负接地或正负同时接地 其绝缘水平低于25K 时 设备绝缘检查可靠动作 并能直读接地的极性 同时能发出灯光信号并有远方报警信号 设备能分别测出 数字显示 被测系统正极 负极母线对地电压值和绝缘电阻值 其误差 电压小于1 电阻小于l0 报警整定值可自行选定 能长期连续工作 支路扫查每台可数字显示支路号和电阻值 每回路扫查时间 5s 可自动循环检测 微机绝缘监测装置具有远方监测功能 主要功能在线检测直流系统的对地绝缘状况 包括直流母线 蓄电池回路 每个电源模块和各个馈线回路绝缘状况 并自动检出故障回路 绝缘检测装置为独立的智能装置 布置在直流馈电柜上 可与成套装置中的监控装置通信并能通过总监控装置和变电所