[發(fā)明專利]一種110kV智慧能源站站用直流電源系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010768326.4
• 申請日: 2020-08-03
• 公開（公告）號: CN111769580A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫志云;鐘怡;李輝;劉勝利;盧小龍;張延;謝彬;易娜;陳微
• 申請（專利權(quán)）人: 中國能源建設(shè)集團(tuán)湖南省電力設(shè)計院有限公司
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J7/34
• 代理公司: 長沙星耀專利事務(wù)所(普通合伙) 43205
• 代理人: 寧星耀;寧岡

一種110kV智慧能源站站用直流電源系統(tǒng)，包括通過AC/DC變流器Ⅰ聯(lián)接的交流微網(wǎng)380/220V母線和直流微網(wǎng)750V母線，所述交流微網(wǎng)380/220V母線通過AC/DC變流器Ⅱ給站用直流220V母線供電，所述直流微網(wǎng)750V母線通過DC/DC變流器Ⅰ給站用直流220V母線作為備電，通過輸出端直流電壓的差值實現(xiàn)抑止或?qū)ǎ凰鼋涣魑⒕W(wǎng)380/220V母線上設(shè)有交流饋線柜和MW級磷酸鐵鋰儲能，所述直流微網(wǎng)750V母線上設(shè)有超級電容Ⅰ。利用本發(fā)明，可復(fù)用MW磷酸鐵鋰調(diào)峰儲能系統(tǒng)，取消站用鉛酸蓄電池、取消常規(guī)UPS電源，配置小容量超級電容穩(wěn)定站用直流母線電壓，在提升整個系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性的同時，減少了占地、節(jié)省了投資，減少了運維工作量，對環(huán)境更友好，充分發(fā)揮了多站融合的優(yōu)勢。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智慧能源站的電源系統(tǒng)，具體涉及一種110kV智慧能源站站用直流電源系統(tǒng)。

背景技術(shù)

國家“新基建”簡分為7大領(lǐng)域，包括5G基站建設(shè)、新能源汽車充電樁、大數(shù)據(jù)中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等，表明電力企業(yè)數(shù)字化、智能化的時代馬上就要到來。5G基站大規(guī)模建設(shè)能帶來用電量大增，電動汽車用電是國家電網(wǎng)公司比較容易把控的增量售電市場，大數(shù)據(jù)中心也是早已“盛名在外”的耗電大戶，可以一定程度緩解發(fā)電供給過剩的情況，故而將電力企業(yè)、5G基站、大數(shù)據(jù)中心、充電樁和車聯(lián)網(wǎng)、人工智能和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等緊緊聯(lián)系在一起的“多站融合”智慧能源站建設(shè)，其1+N里，1是以變電站為中心，N可以按需包括數(shù)據(jù)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(shè)，可以充分挖掘和利用變電站現(xiàn)有資源價值，對內(nèi)對外提供增值業(yè)務(wù)服務(wù)，推動能源流、業(yè)務(wù)流和數(shù)據(jù)流的“三流合一”，實現(xiàn)“資源共享，風(fēng)險共擔(dān)，利益共贏，萬物互聯(lián)”，創(chuàng)建能源共享互濟(jì)新業(yè)態(tài)。

常規(guī)變電站一體化電源系統(tǒng)將站用直流電源系統(tǒng)、交流不間斷電源系統(tǒng)、電力用逆變電源系統(tǒng)以及通信用電源系統(tǒng)各部分統(tǒng)一組裝成為整體，并使用鉛酸蓄電池來充當(dāng)后備電源。在高頻開關(guān)、蓄電池、交流電源、通信電源、監(jiān)控系統(tǒng)等技術(shù)方面已經(jīng)非常成熟，變電站采用一體化電源系統(tǒng)，通信直流系統(tǒng)和站用直流系統(tǒng)合并, 已經(jīng)過近十年的運行驗證，積累了豐富的運行經(jīng)驗，也為廣大運維人員所熟悉和接受； 110kV變電站直流電源系統(tǒng)采用單母線接線，配置1組充電模塊、1組鉛酸蓄電池掛在220V直流母線上。單一變電站從基建和運維的角度出發(fā)，一體化電源系統(tǒng)優(yōu)化整合的空間和必要性不大。

但常規(guī)直流系統(tǒng)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(tài)，加大了運行監(jiān)視、維護(hù)的難度，很多問題難以及時發(fā)現(xiàn)。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(dāng)電池的實際容量下降到額定容量90%以下時，電池進(jìn)入衰退期，容量下降到80%時，電池進(jìn)入急劇衰退期。蓄電池后備供電時間將大大縮短，廠家標(biāo)稱的壽命需要在規(guī)定的運行溫度、標(biāo)準(zhǔn)的充放電方式（包括負(fù)載大小）下進(jìn)行，實際上這些條件只有在實驗室才能達(dá)到。多年的運行經(jīng)驗證實，鉛酸蓄電池的實際壽命與標(biāo)注壽命還是有很大差距的。實際工程應(yīng)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(huán)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(fù)困難、環(huán)境污染的問題。

隨著“多站融合”智慧能源站建設(shè)，變電站的性質(zhì)及其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)都發(fā)生了翻天覆地的變化，隨之而來的就是傳統(tǒng)的設(shè)備、系統(tǒng)架構(gòu)、運維模式的優(yōu)化更新。

“多站融合”智慧能源站包含變電站、數(shù)據(jù)中心、集中式儲能電站等元素。全站構(gòu)建了交直流混聯(lián)微網(wǎng)，在此基礎(chǔ)上，全站直流電源系統(tǒng)急需一種更加優(yōu)化的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可復(fù)用MW級調(diào)峰儲能系統(tǒng)的110kV智慧能源站站用直流電源系統(tǒng)。