智能一体化电力电源系统可行性报告

智能一体化电力电源系统项目可行性报告项目名称：智能一体化电力供电系统申请单位：深圳市*技术有限公司项目负责人：手机：电子邮件地址：传真：目录一、项目实施的背景和意义31.1项目实施的背景31.2项目在先进性、重要性、可行性及行业发展中的地位和作用31.3预期实现的经济和社会效益4二、技术发展趋势和国内外发展现状52.1技术发展趋势52.2国内外发展现状5三、项目主要研究内容83.1项目的主要内容83.2待解决的关键技术问题83.3采用的技术原理、技术方法、技术路线及工艺流程93.4项目主要技术创新点，相关知识产权15四、项目目标和市场前景184.1项目完成时的主要技术指标184.2培养的技术人才214.3社会经济效益指标214.4可期待的发明专利等知识产权状况21五、项目实施例225.1科技资源综合利用，成果产业化战略225.2研发资金的筹措和投入235.3知识产权和技术标准的对策245.4与项目有关的环境污染对策25六、项目计划的进展情况26七、现有工作的基础和条件277.1公司概况277.2为项目实施做好准备的支持条件28八、研发小组308.1研发小组的规模和结构308.2项目核心研究开发人员状况31一、项目实施的背景和意义1.1项目实施的背景智能一体化电源系统由直流操作电源系统、交流电源系统、UPS电源系统、DC/DC通信电源系统4个系统组成。 主要应用于电网、发电等领域，所有电力自动化系统、通信系统、远程执行系统、高压断路器的接通、继电保护、自动装置、信号装置等交流、直流不间断电源。近年来，随着计算机技术和电源技术的迅猛发展，采用电源模块构建积木式、智能大功率电源系统已成为电源技术的发展方向之一。为确保每个电源模块的可靠运行，需要实时监控电源系统，将电源维护和管理从人工传统模式转向计算机集中监控智能方向。 目前，电源监控系统主要存在数字化程度低、故障点不能正确指出、可靠性低的问题。1.2项目先进性、重要性、可行性及在行业发展中的地位和作用传统电源系统采用分布式设计、独立组屏幕、不同供应商生产、不同专业管理模式，容易出现运行维护不便、台式电源自动化程度不高、经济性差等问题。与现有技术相比，本公司的智能一体化电源系统主要由ATS、充电装置、逆变器电源、通信电源、蓄电池组以及各种监视管理模块构成。 通信电源不单独设置蓄电池和充电装置，使用DC/DC电源模块直接连接直流母线。 逆变电源与直流母线直接连接，向重要负载(如计算机监控设备、事故照明等)供电。智能集成电源系统采用分层分布式结构，各功能控制模块采用集成设计、集成布局，各功能控制模块的运行状况和信息数据采用DL/T860(IEC61850 )标准对信息集成平台进行建模和访问。 实施智能一体化电源各子单元的分散测量和集中管理，实现智能一体化电源系统运行状态信息的实时监控。电源监控系统在电源维护管理中的应用表明，传统的人工安全维护管理模式已转变为基于计算机技术的智能自动化集中管理模式，这也是监控系统价值的体现。 电源监控系统经过数年的发展，已从具有三远程报警功能的系统向具有较完善管理功能的系统发展。 同时，人们对计算机集中监控系统的认识大大提高。 目前，电源集中监控技术的发展和监控系统的实施进入了一个新的时代，主要是计算机网络、计算机通信、计算机控制技术的快速发展，计算机网络、计算机通信、 可以说为进一步发展和完善综合计算机控制技术的电源监控系统提供了条件的监控系统的开发和实施为电源监控系统提供了丰富经验的新技术、新技术在电源设备中的应用，提高了其自动化程度和可靠性， 电源监控系统更容易实施的监控系统标准、规范和要求近年来相继发布，进一步修正和完善的监控市场逐渐趋向规范化，建立监控加入制度即将实施的局域网系统，使用集中式数据库开发监控系统的强大管理功能5年后，随着相关竞争对手制造技术的成熟，解决了产品使用中的性能问题，批量生产后，必然会出现激烈的市场竞争。 因此，公司必须加快步伐，早批量生产，早开拓市场。从客观角度考察项目建设的必要性，在符合国家长期规划方针、要求的同时，已具备初步分析建设项目条件。1.3预期实现的经济和社会效益项目完成后，第一年销售额1000万元，净利润120万元，税收80万元，预计雇员增加10人，第二年销售额2000万元，净利润240万元，税收160万元，雇员增加25人。38二、技术发展趋势与国内外发展现状2.1技术发展趋势各种电源监视系统具有的基本功能是液晶显示、按键操作、远程通信、遥测、遥测、电池管理、故障报警和记录、通信接口。 关于这些功能，不同的制造商在硬件、软件中采用的技术不同。 目前各厂商产品的差异主要表现在操作接口、通信接口、是否使用嵌入式操作系统等方面。液晶显示和按键操作一般采用黑白液晶和触摸屏，高级使用大屏幕彩色液晶和触摸屏。在通信接口中，CAN总线速度快、可靠性高，因此随着成本的降低，用于监视模块之间通信的网络接口和USB接口对用户的运行和维护非常方便，成为未来电源监视产品的基本构成的主机， 由于辅助设备的热备盘技术正在提高用户对电源监视系统的可靠性的要求，所以应该成为可以选择电源监视的功能。 GPRS通信接口作为无线通信技术应用于电源监视，是产品销售的销售点，应具有可选择电源监视的功能。 直接使用人机接口技术和PLC技术配置电源监控系统成本过高，不能被大多数用户接受，只能适应某些高端用户的需求。在软件中使用嵌入式实时多任务操作系统是电源监控产品的必然选择。 一是因为采用嵌入式实时多任务操作系统具有良好的可移植性、可维护性和可靠性，另一方面，随着电源监视性能的提高，电源监视软件也越来越复杂，程序代码也越来越大在此，操作系统不仅是指操作系统软件本身，还包括TCP/IP协议栈、USB驱动程序、文件系统、图形用户界面等软件模块由于需要大量的劳力、财力和时间，因此选择集成了这些软件模块的嵌入式实时多任务操作系统是一个很好的方案。2.2国内外发展现状信息业的巨大发展，给电源市场带来巨大的市场机遇和挑战，同时给电源提供了新的需求。 例如，许多物理设备放在一起，电磁兼容需求和机房面积和承载能力要求的网络设备种类增多，电源负载增大，负载种类增多，电源效率和种类要求的机房和基站数量增加，为满足无人需求，对电源可靠性和可维护性提出了更高的要求。电源工作环境的不同对电源的应用环境也提出了新的需求。 例如较强的电网适应能力、环境适应能力等，室外电源是该需求的典型代表。 电源是整个信息网络的动力，新网络需要更可靠的电源。 随着运营商全球化趋势的发展，电源设备也必须满足世界不同市场对产品的特殊要求。全球电源技术的发展呈现出如下重大趋势：(1)高效率、高输出密度、广泛的使用环境温度存在着各种设备增加、用电量增加、机房面积紧张等客观因素，对电源产品提出了高效、高功率密度、广泛的使用环境温度要求。新型高性能设备的开发、出现和应用提高了电源的开关频率，减小了电源的外形尺寸，提高了电源的功率密度。在电源系统中，开关技术是提高电源效率的重要技术。 软开关技术、准谐振技术中代表性的是谐振变换、相移谐振、零开关PWM、零瞬态PWM等电路拓扑。 随着软开关拓扑理论研究的深入和应用，在硬开关模式下电源中的功率器件接通、断开过程中电压下降/上升与电流上升/下降波形重叠的损耗和噪声大幅减少，实现零电压/零电流开关，降低损耗，提高电源系统效率。(2)智能监控管理随着网络的发展，巨大网络设备所需的大量人才、物资投入到设备的管理和维护中。 例如，通信/电力设备越来越复杂，人烟稀少，交通不便也增加了维修难度。 这对电源设备的监控管理提出了新的需求。电源监视系统需要监视系统中的状态量和控制量，能够完全自动管理电池组的维护人员可以远程进行数据查询、控制等维护作业，利用友好的人机界面，维护人员可以轻松获得必要的信息。(3)全数字控制数字化技术的发展显示了传统模拟技术无法实现的优势。 例如采用全数字控制技术，有效地缩小了电源体积，降低了成本，大大提高了设备的可靠性和对用户的适应性。 整个电源的信号采样、处理、控制(包括电压、电流环路等)、通信等采用DSP技术，以获得优化的稳定控制参数。 利用DSP技术，可以实现更简单、稳定的通信和平均流，获得良好的EMC指标。 减少设备数量，提高模块指标，提高功率密度。 消除模拟控制技术的设备离散性和温度漂移，保证各模块达到最佳指标，提高电源可靠性。 模块智能化，易于维护。(4)安全防护EMC考虑到设备的复杂运行环境，电源设备必须符合相关的安全、防护、防雷标准，能够保证电源的可靠运行。安全性是电源设备最重要的指标，商用设备需要通过UL、CSA、VDE、CCC等相关的安全认证。 防雷设计是保证电源系统可靠运行的关键环节。 一般情况下，电源应采取系统保护、概率保护和多级保护的防雷原则。防潮、防盐雾、防霉设计称为三防设计。 在工程中，一般选择耐腐蚀材料，采用电镀、涂层、化学处理的方法在电子设备表面复盖金属或非金属保护膜，与周围介质隔离，达到保护的目的，一般以印刷电路板上涂层三防漆的结构上密封或半密封的形式隔绝外部环境。 优秀的EMC指标能够协调各种电子设备，同时使用者的电磁环境更加干净，避免了电磁环境对使用者造成的损伤。(五)环境保护环境保护的一个方面指标是电源的电流谐波满足要求。 降低电源的输入谐波不仅可以改善电源对电网的负载特性，还可以减少对电网的严重污染，并减少对其他网络设备的谐波干扰。 另一个重要方面是材料无回收利用和环境污染。 此领域需要符合WEEE/ROHS指令的产品。 WEEE/ROHS指令包括回收和限制WEEE使用有害物质的ROHS。 实施WEEE指令案的目的主要是预防电子电气废弃物(WEEE )，并实现这些废弃物的再利用、再利用和其他的再利用，减少废弃物的处理。 同时，生产者、经销商、消费者等与电子电气设备生命周期相关的所有工作人员，特别是电子电气设备废弃者，都在努力改善环境保护行为。三、项目主要研究内容3.1项目的主要内容一体化电力供电系统的开发采用全站交流、直流、UPS、通信等电源一体化设计、一体化布置、一体化监控，通过统一的智能网络平台实现变电站电源的集中供电和统一监控管理，进而实现在线状态检测。 其运行状况和信息数据可以通过一体监控单元展示和转换为标准模型数据，以标准IEC61850形式访问本地自动化系统的站控制层交换机，上传到远程控制中心。 集成电源系统共享直流操作电源的电池组，取消传统UPS和通信电源的电池组和充电装置，减少维护工作。 建立专家智能管理体系，减少人工操作，提高运行可靠性。 每个子系统可以由系统的监视单元独立地进行监视，并且可以共享集成的监视单元，以实现集成电源系统的所有参数的透明管理。交流直流馈电机组采用智能模块设计，将开关、传感器、智能电路集成到一个标准模块中，通过模块内部的智能电路完成了模块内的运行参数(开关量、功率量、控制)、收集信息的数字化处理、信息上传、信息传递。 交换机智能模块的实施是单机柜的设置交换机数量多，维护检查容易，设计生产维护标准化，所有交换机智能化，模块间的连接是标准化的接口。3.2正在解决的关键技术问题本项目的研究开发要求在满足市场对电源系统的功能要求的同时，提高系统的可靠性。 在设计上，我们利用现代化的计算机技术、控制技术、无线通信技术处理电源系统和智能设备数据，有效缩短运行时间，提高数据传输的时效性和精度，实时监测系统运行状况，记录处理相关数据，实时检测故障，实现各种报警结果的可视化设计有两个部分1 )硬件设计方面：根据各监视单元的功能要求，分别采用先进的32位ARM微处理器作为主处理器，实现硬件设计模块化，将通用功能提取到系列板，各监视单元根据功能组合了不同的板。 同时，采取电气设计故障隔离措施，对I/0电路等关键环节采取抗故障设计措施，实现硬件冗馀设计可靠性，系统结构设计考虑电磁兼容性。2 )软件设计方面：采用完善系统自诊断功能，自动恢复数据紊乱、通信干扰等，对软件、硬件故障等进行故障诊断，及时提醒的软件冗馀、信息冗馀、时间冗馀等方法，软件故障后不影响整个系统的正常运行3.3采用的技术原理、技术方法、技术路线及技术流程3.3.1硬件设计美国铁路公司配置交流输入线监视模块，监视输入线电路和各母线的电压、电流、断路器的运行状态等，实现备用电源的自动接通功能。自动切断备用电源功能必须满足以下要求1 )工作电源的断路器断开后，工作母线没有电压，并且保证备用电源的电压正常时，接通备用电源2 )自动接通模块应延迟动作，仅动作一次3 )工