一种110kV智慧能源站站用直流电源系统技术方案

一种110kV智慧能源站站用直流电源系统，包括通过AC/DC变流器Ⅰ联接的交流微网380/220V母线和直流微网750V母线，所述交流微网380/220V母线通过AC/DC变流器Ⅱ给站用直流220V母线供电，所述直流微网750V母线通过DC/DC变流器Ⅰ给站用直流220V母线作为备电，通过输出端直流电压的差值实现抑止或导通；所述交流微网380/220V母线上设有交流馈线柜和MW级磷酸铁锂储能，所述直流微网750V母线上设有超级电容Ⅰ。利用本发明专利技术，可复用MW磷酸铁锂调峰储能系统，取消站用铅酸蓄电池、取消常规UPS电源，配置小容量超级电容稳定站用直流母线电压，在提升整个系统的可靠性和稳定性的同时，减少了占地、节省了投资，减少了运维工作量，对环境更友好，充分发挥了多站融合的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种110kV智慧能源站站用直流电源系统
本专利技术涉及智慧能源站的电源系统，具体涉及一种110kV智慧能源站站用直流电源系统。
技术介绍
国家“新基建”简分为7大领域，包括5G基站建设、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能、工业互联网等，表明电力企业数字化、智能化的时代马上就要到来。5G基站大规模建设能带来用电量大增，电动汽车用电是国家电网公司比较容易把控的增量售电市场，大数据中心也是早已“盛名在外”的耗电大户，可以一定程度缓解发电供给过剩的情况，故而将电力企业、5G基站、大数据中心、充电桩和车联网、人工智能和工业互联网等紧紧联系在一起的“多站融合”智慧能源站建设，其1+N里，1是以变电站为中心，N可以按需包括数据中心站、充换电站、储能站、5G基站等。开展“多站融合”智慧能源站建设，可以充分挖掘和利用变电站现有资源价值，对内对外提供增值业务服务，推动能源流、业务流和数据流的“三流合一”，实现“资源共享，风险共担，利益共赢，万物互联”，创建能源共享互济新业态。常规变电站一体化电源系统将站用直流电源系统、交流不间断电源系统、电力用逆变电源系统以及通信用电源系统各部分统一组装成为整体，并使用铅酸蓄电池来充当后备电源。在高频开关、蓄电池、交流电源、通信电源、监控系统等技术方面已经非常成熟，变电站采用一体化电源系统，通信直流系统和站用直流系统合并,已经过近十年的运行验证，积累了丰富的运行经验，也为广大运维人员所熟悉和接受；110kV变电站直流电源系统采用单母线接线，配置1组充电模块、1组铅酸蓄电池挂在220V直流母线上。单一变电站从基建和运维的角度出发，一体化电源系统优化整合的空间和必要性不大。但常规直流系统的铅酸蓄电池在正常运行时，铅酸蓄电池组正常情况下处于浮充状态，加大了运行监视、维护的难度，很多问题难以及时发现。电池间的不一致性，造成多次充电后不同电池过充、欠充加剧，致使整个电池组容量不断下降。当电池的实际容量下降到额定容量90%以下时，电池进入衰退期，容量下降到80%时，电池进入急剧衰退期。蓄电池后备供电时间将大大缩短，厂家标称的寿命需要在规定的运行温度、标准的充放电方式（包括负载大小）下进行，实际上这些条件只有在实验室才能达到。多年的运行经验证实，铅酸蓄电池的实际寿命与标注寿命还是有很大差距的。实际工程应用中，一般4~5年就需要更换。酸蓄电池受其先天条件的制约，存在着循环寿命差、高低温性能差、充放电过程敏感、深度放电性能容量恢复困难、环境污染的问题。随着“多站融合”智慧能源站建设，变电站的性质及其内部的结构都发生了翻天覆地的变化，随之而来的就是传统的设备、系统架构、运维模式的优化更新。“多站融合”智慧能源站包含变电站、数据中心、集中式储能电站等元素。全站构建了交直流混联微网，在此基础上，全站直流电源系统急需一种更加优化的解决方案。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种可复用MW级调峰储能系统的110kV智慧能源站站用直流电源系统。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是，一种110kV智慧能源站站用直流电源系统，包括通过AC/DC变流器Ⅰ联接的交流微网380/220V母线和直流微网750V母线，所述交流微网380/220V母线通过AC/DC变流器Ⅱ给站用直流220V母线供电，所述直流微网750V母线通过DC/DC变流器Ⅰ给站用直流220V母线作为备电，通过输出端直流电压的差值实现抑止或导通；所述交流微网380/220V母线上设有交流馈线柜和MW级磷酸铁锂储能，所述直流微网750V母线上设有超级电容Ⅰ。进一步，所述站用直流220V母线上设有站用直流馈线柜、超级电容Ⅱ和DC/DC变流器Ⅱ。进一步，所述DC/DC变流器Ⅱ联接通信48V直流母线。进一步，所述交流馈线柜一路通过交流微网380/220V母线供电，另一路接至站用直流220V母线。进一步，所述AC/DC变流器Ⅱ模块和DC/DC变流器Ⅰ模块配置原则与现有直流系统的高频开关配置原则保持一致，N+1冗余配置，均采用6个30A的电源变流模块。进一步，所述超级电容Ⅰ的参数为500kW/30s。进一步，所述超级电容Ⅱ的参数为50kW/15s。本专利技术在智慧能源站构建全站交直流微网系统前提下，对站用直流电源系统构架进行整合优化，复用MW磷酸铁锂调峰储能系统，取消站用铅酸蓄电池、取消常规UPS电源，配置小容量超级电容稳定站用直流母线电压，整合全站及通信直流电源系统，在提升整个系统的可靠性和稳定性的同时，减少了占地、节省了投资，减少了运维工作量，对环境更友好，充分发挥了多站融合的优势。附图说明图1为本专利技术实施例的线框图；图2为现有智能变电站站用一体化电源系统的线框图。图中：1-交流微网380/220V母线，2-直流微网750V母线，3-AC/DC变流器Ⅰ，4-AC/DC变流器Ⅱ，5-站用直流220V母线，6-DC/DC变流器Ⅰ，7-交流馈线柜，8-MW级磷酸铁锂储能，9-超级电容Ⅰ，10-站用直流馈线柜，11-超级电容Ⅱ，12-DC/DC变流器Ⅱ，13-通信48V直流母线。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。参照图1，本实施例包括通过AC/DC变流器Ⅰ3联接的交流微网380/220V母线1和直流微网750V母线2，所述交流微网380/220V母线1通过AC/DC变流器Ⅱ4给站用直流220V母线5供电，所述直流微网750V母线2通过DC/DC变流器Ⅰ6给站用直流220V母线5提供备用电源，取代原铅酸蓄电池，通过输出端直流电压的差值实现抑止或导通。所述交流微网380/220V母线1上设有交流馈线柜7和MW级磷酸铁锂储能8，所述直流微网750V母线2上设有超级电容Ⅰ9。所述站用直流220V母线5上设有站用直流馈线柜10、超级电容Ⅱ11和DC/DC变流器Ⅱ12，所述DC/DC变流器Ⅱ12联接通信48V直流母线13。站内220V直流系统采用220V单母线接线。交流微网380/220V母线1作为主供电源，当其失电时，自动切换到直流微网750V母线供电。所述交流微网380/220V母线1通过AC/DC变流器Ⅱ4给站用直流220V母线5供电，当发生故障时由两路储能电源供电，具有高于常规站用直流系统的可靠性。在站用直流220V母线5上配置一套50kW（15s）的超级电容Ⅰ9来稳定母线的电压，可以很好的应对当切换至备用电源供电时，储能设备、AC/DC变流器和DC/DC变流器等电力电子设备的响应时间对母线电压的冲击影响。所述直流微网750V母线2除了替代原铅酸蓄电池作为站用直流220V直流母线5的备用电源外，主要为数据中心等重要负荷供电，直流子微网的电源包括两路互备的交流进线、两路储能电源及分布式光伏的电源，具有极高的可靠性。所述直流微网750V母线2通过DC/DC变流器Ⅰ6给站用直流220V母线作为备用供电电源，鉴于直流子微网的高可靠性，其可靠性要远远高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种110kV智慧能源站站用直流电源系统，其特征在于：包括通过AC/DC变流器Ⅰ联接的交流微网380/220V母线和直流微网750V母线，所述交流微网380/220V母线通过AC/DC变流器Ⅱ给站用直流220V母线供电，所述直流微网750V母线通过DC/DC变流器Ⅰ给站用直流220V母线提供备电，通过输出端直流电压的差值实现抑止或导通；所述交流微网380/220V母线上设有交流馈线柜和MW级磷酸铁锂储能，所述直流微网750V母线上设有超级电容Ⅰ。/n

【技术特征摘要】
1.一种110kV智慧能源站站用直流电源系统，其特征在于：包括通过AC/DC变流器Ⅰ联接的交流微网380/220V母线和直流微网750V母线，所述交流微网380/220V母线通过AC/DC变流器Ⅱ给站用直流220V母线供电，所述直流微网750V母线通过DC/DC变流器Ⅰ给站用直流220V母线提供备电，通过输出端直流电压的差值实现抑止或导通；所述交流微网380/220V母线上设有交流馈线柜和MW级磷酸铁锂储能，所述直流微网750V母线上设有超级电容Ⅰ。


2.根据权利要求1所述的110kV智慧能源站站用直流电源系统，其特征在于：所述站用直流220V母线上设有站用直流馈线柜、超级电容Ⅱ和DC/DC变流器Ⅱ。


3.根据权利要求3所述的110kV智慧能源站站用直流电源系统，其特征在于：所述DC/DC变流器Ⅱ联接通信...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙志云，钟怡，李辉，刘胜利，卢小龙，张延，谢彬，易娜，陈微，
申请(专利权)人：中国能源建设集团湖南省电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43