調度數(shù)據(jù)網(wǎng)供電可靠性方案研究

國網(wǎng)合肥供電公司 陳 曦 吳澤勇 劉震宇

調度數(shù)據(jù)網(wǎng)供電可靠性方案研究

國網(wǎng)合肥供電公司 陳 曦 吳澤勇 劉震宇

調度數(shù)據(jù)網(wǎng)是調度自動化信息傳輸?shù)耐ǖ溃瑢τ诒Ｕ想娋W(wǎng)調度安全起著至關重要的作用。隨著電力調度數(shù)據(jù)網(wǎng)骨干網(wǎng)二平面的接入，以及傳統(tǒng)專線通道的逐漸退出，調度數(shù)據(jù)網(wǎng)的供電可靠性面臨著新的挑戰(zhàn)。本文探討了逆變電源裝置對調度數(shù)據(jù)網(wǎng)供電的影響因素，結合現(xiàn)場情況提出了一種采用雙電源切換裝置的方案，對供電負載提供了雙保險，進一步提高調度數(shù)據(jù)網(wǎng)的供電可靠性。

雙電源切換；調度數(shù)據(jù)網(wǎng)；逆變電源

0 引言

變電站綜自系統(tǒng)實時業(yè)務可以通過傳統(tǒng)的專線通道（IEC101）及網(wǎng)絡通道（IEC104）傳輸至調度主站，兩個通道無論是專線通道或是網(wǎng)絡通道出現(xiàn)故障，都可以保證實時業(yè)務的正常傳輸，保證了數(shù)據(jù)通信的可靠性，為調度臺工作的正常運行提供有力保障[1]。隨著通訊技術的發(fā)展，傳統(tǒng)的專線通道通訊速率跟不上網(wǎng)絡通道的要求，且故障率較高，增加了日常維護的負擔。數(shù)據(jù)網(wǎng)雙平面的引入既解決了單網(wǎng)絡通道可靠性不足的缺點，又可以替代傳統(tǒng)的專線通道。

1 逆變裝置工作原理

目前在變電站內，調度數(shù)據(jù)網(wǎng)雙平面各占一面屏位，屏內設備主要包括路由器、交換機以及二次安防設備等，由于供貨廠家、設計的不同，該設備都采用交流供電方式。變電站綜自系統(tǒng)傳輸通道如圖1所示，專線通道和網(wǎng)絡通道從遠動機分別走不同的兩個物理線路，由于傳統(tǒng)的專線通道傳輸環(huán)節(jié)采用的都是直流電源供電，供電可靠性較高，而所取代的雙平面調度數(shù)據(jù)網(wǎng)都采用交流供電，這勢必需要在供電電源可靠性方面進一步加強[2]。

如果交流電源直接采變電站所用變電源，存在倒母線時所用變停電的情況，造成變電站通訊中斷，影響到調度遠動遙信遙測量，同時調度也將失去遙控功能。為了提高交流供電可靠性，變電站內普遍采用逆變電源為調度數(shù)據(jù)網(wǎng)提供交流電源。

圖1 變電站綜自系統(tǒng)傳輸通道

如圖2所示，逆變電源裝置的輸入由交流、直流和旁路輸入組成[3]，主要有三種工作模式：

a.交流供電模式，即交流輸入U1經(jīng)過隔離變壓器、整流模塊轉化為直流電源，然后經(jīng)逆變器輸出交流Uo供給負載，此時蓄電池處于浮充狀態(tài)。

b.直流供電模式，此時交流輸入U1失電，直流電源U2經(jīng)過逆變器輸出交流Uo供給負載，保證負載不斷電。

c.旁路供電模式，旁路供電模式可以分為內部旁路與手動旁路兩種。當逆變裝置檢測到自身缺陷時，可以自動切換到旁路輸入，此時負載直接由交流輸入U3供電，輸出是所用電電壓，不經(jīng)過逆變裝置。當逆變裝置總控制器出現(xiàn)問題，或者需要更換時，此時需要手動打到旁路維修模式[4]。

由圖中可以看出，無論是逆變轉換回路，還是旁路自動切換回路，都是由逆變裝置的總控制器控制，一旦總控制器出現(xiàn)故障，需要人工手動將逆變裝置打到維修態(tài)，才能保證繼續(xù)供電。在無人值守變電站，若逆變電源總控制器出現(xiàn)故障，會導致調度失去監(jiān)控，需要維護人員趕到現(xiàn)場將逆變裝置打到手動維修狀態(tài)，此時對調度數(shù)據(jù)網(wǎng)的供電電源提出了新的要求。

2 雙電源切換方案

由上述分析可知，逆變電源的供電可靠性與其自身質量以及內部總控制器關系較大，為保障調度數(shù)據(jù)網(wǎng)供電可靠性，可以采用雙電源供電的方式，如圖2所示：

圖2 逆變裝置工作回路

圖3 雙電源切換裝置

雙電源切換裝置可以等效為一個單刀雙擲閘刀，由逆變電源的一路輸出U1作為主電源，另一路由交流屏引出交流電U2作為備用電源，S為雙電源切換裝置，輸出交流電Uo作為調度數(shù)據(jù)網(wǎng)屏的供電電源。

雙電源切換裝置主要有三種工作模式：

a.主電源與備用電源正常供電，此時雙電源切換裝置切為主電源供電，即逆變電源正常供電，Uo=U1。

b.主電源正常供電、備用電源失電狀態(tài)，此時雙電源切換裝置依然選擇主電源供電，Uo=U1。

c.主電源失電、備用電源供電狀態(tài)，此時雙電源切換裝置自動檢測并迅速切換到備用電源供電模式，Uo=U2。

還有一種特殊狀態(tài)，即主電源、備用電源都失電狀態(tài)，此時輸出電源Uo=0，調度數(shù)據(jù)網(wǎng)失電。

表1給出了該裝置的工作邏輯，可以看出引入雙電源供電的模式，極大的提高了調度數(shù)據(jù)網(wǎng)供電可靠性。

表1 雙電源切換裝置工作邏輯

圖4給出了雙電源切換裝置分別給調度數(shù)據(jù)網(wǎng)屏等屏位供電的分布圖，該裝置可以組成分布式的拓撲，分別對應每一個需要應用的屏位，既縮小了裝置體積，也降低了故障風險。目前市面上雙電源切換裝置種類較多，需要結合裝置容量、切換速率等因素綜合考慮選擇恰當?shù)那袚Q裝置[5]。

圖4 雙電源切換裝置分布式拓撲

3 結語

隨著調度端對廠站端調度實時業(yè)務傳輸要求越來越高，調度數(shù)據(jù)網(wǎng)的供電可靠性也隨之提高。采用雙電源切換裝置，實際上是分散了各路電源故障的風險，進一步提高了調度數(shù)據(jù)網(wǎng)的供電質量。

[1]姚海蛟,徐雙雙．無縫改造建設規(guī)范的地調主站調度數(shù)據(jù)網(wǎng)[J]．科技創(chuàng)新導報,2015(28)：69-71．

[2]李云陽．PLC 控制系統(tǒng)供電優(yōu)化方法研究[J]．電子世界,2016(1)：177-178．

[3]何國鋒．不間斷電源直流偏移抑制[J]．電氣技術,2016,17(4)：80-83．

[4]周鑫,李勝男,覃日升,等．配電網(wǎng)串補設備的應用以及優(yōu)化改進[J]．電氣技術,2017,18(1)：83-86．

[5]梁光勝,賴程鵬,付國強,等．快速智能雙電源切換裝置的研究與設計[J]．電源技術,2016,40(5)：1122-1124．

陳曦（1986—），江蘇徐州人，研究生，工程師，現(xiàn)就職于國網(wǎng)合肥供電公司，從事廠站端調度自動化維護工作。