[發明專利]一種220kV智慧能源站站用直流電源系統

在審

• 申請號: 202010768314.1
• 申請日: 2020-08-03
• 公開（公告）號: CN111769542A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 孫志云;李小云;鐘怡;李輝;盧小龍;劉勝利;張延;謝彬;易娜;陳微
• 申請（專利權）人: 中國能源建設集團湖南省電力設計院有限公司
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10;H02J3/32;H02J7/34
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所(普通合伙) 43205
• 代理人: 寧星耀;寧岡

一種220kV智慧能源站站用直流電源系統，包括通過AC/DC變流器Ⅰ聯接的交流微網380/220V母線和直流微網750V母線，所述交流微網380/220V母線通過AC/DC變流器Ⅱ給站用直流220V母線Ⅰ供電，所述直流微網750V母線通過DC/DC變流器Ⅰ給站用直流220V母線Ⅱ供電，所述站用直流220V母線Ⅰ和站用直流220V母線Ⅱ通過直流聯絡開關相聯；所述交流微網380/220V母線上設有交流饋線柜和MW級磷酸鐵鋰儲能，所述直流微網750V母線上設有超級電容Ⅰ。利用本發明，可復用MW磷酸鐵鋰調峰儲能系統，取消站用鉛酸蓄電池、取消常規UPS電源，配置小容量超級電容穩定站用直流母線電壓，在提升整個系統的可靠性和穩定性的同時，減少了占地、節省了投資，減少了運維工作量，對環境更友好，充分發揮了多站融合的優勢。

技術領域

本發明涉及智慧能源站的電源系統，具體涉及一種220kV智慧能源站站用直流電源系統。

背景技術

國家“新基建”簡分為7大領域，包括5G基站建設、新能源汽車充電樁、大數據中心、人工智能、工業互聯網等，表明電力企業數字化、智能化的時代馬上就要到來。5G基站大規模建設能帶來用電量大增，電動汽車用電是國家電網公司比較容易把控的增量售電市場，大數據中心也是早已“盛名在外”的耗電大戶，可以一定程度緩解發電供給過剩的情況，故而將電力企業、5G基站、大數據中心、充電樁和車聯網、人工智能和工業互聯網等緊緊聯系在一起的“多站融合”智慧能源站建設，其1+N里，1是以變電站為中心，N可以按需包括數據中心站、充換電站、儲能站、5G基站等。

開展“多站融合”智慧能源站建設，可以充分挖掘和利用變電站現有資源價值，對內對外提供增值業務服務，推動能源流、業務流和數據流的“三流合一”，實現“資源共享，風險共擔，利益共贏，萬物互聯”，創建能源共享互濟新業態。

常規變電站一體化電源系統將站用直流電源系統、交流不間斷電源系統、電力用逆變電源系統以及通信用電源系統各部分統一組裝成為整體，并使用鉛酸蓄電池來充當后備電源。在高頻開關、蓄電池、交流電源、通信電源、監控系統等技術方面已經非常成熟，變電站采用一體化電源系統，通信直流系統和站用直流系統合并, 已經過近十年的運行驗證，積累了豐富的運行經驗，也為廣大運維人員所熟悉和接受； 220kV變電站直流電源系統采用單母分段接線，配置3組充電模塊，2組鉛酸蓄電池分別掛在兩段母線上。單一變電站從基建和運維的角度出發，一體化電源系統優化整合的空間和必要性不大。

但常規直流系統的鉛酸蓄電池在正常運行時，鉛酸蓄電池組正常情況下處于浮充狀態，加大了運行監視、維護的難度，很多問題難以及時發現。電池間的不一致性，造成多次充電后不同電池過充、欠充加劇，致使整個電池組容量不斷下降。當電池的實際容量下降到額定容量90%以下時，電池進入衰退期，容量下降到80%時，電池進入急劇衰退期。蓄電池后備供電時間將大大縮短，廠家標稱的壽命需要在規定的運行溫度、標準的充放電方式（包括負載大小）下進行，實際上這些條件只有在實驗室才能達到。多年的運行經驗證實，鉛酸蓄電池的實際壽命與標注壽命還是有很大差距的。實際工程應用中，一般4~5年就需要更換。酸蓄電池受其先天條件的制約，存在著循環壽命差、高低溫性能差、充放電過程敏感、深度放電性能容量恢復困難、環境污染的問題。

隨著“多站融合”智慧能源站建設，變電站的性質及其內部的結構都發生了翻天覆地的變化，隨之而來的就是傳統的設備、系統架構、運維模式的優化更新。

“多站融合”智慧能源站包含變電站、數據中心、集中式儲能電站等元素。全站構建了交直流混聯微網，在此基礎上，全站直流電源系統急需一種更加優化的解決方案。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，克服現有技術的不足，提供一種可復用MW級調峰儲能系統的220kV智慧能源站站用直流電源系統。