变电站并联直流系统的应用前景及分析
摘要:变电站直流系统分为串联型和并联型两种,主要是指蓄电池在运行中是多只串联和并联运用,同时确保满足直流系统母线电压达到供电范围的要求,为直流负载提供动力。
关键词:变电站直流系统  串联直流  并联直流  直流负载
变电站直流系统主要分为串联型和并联型两种,其中并联直流系统2012年第一次在网内35kV变电站应用开始,现处于110kV变电站规模采用、220kV变电站试点应用阶段,经调查到2021年底投运总数400余套,占比不到3%。
壬辰年近两年电网内站用直流系统事故频发,基本上都是由蓄电池故障引起的;要做好安全管控,基础是抓好占绝大多数的串联型直流系统中阀控式铅酸蓄电池的管控,做好蓄电池的核对性放电工作,发现问题及时更换蓄电池。并联直流系统在拓补结构上可避免蓄电池开路故障,对比串联型直流系统有一定的优势,近年发展比较快。
一、串联直流系统技术
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日常运行采用高频充电模块浮充电,高频模块为并联且数量满足N+1,但蓄电池组为数只串联独立运行,故与并联直流系统最大的差别在于蓄电池组的连接方式。
1.蓄电池维护技术
因铅酸蓄电池组容量的记忆效应,只能靠定期离线全容量核容实验才能真正确定实际容量。虽然阀控铅酸蓄电池号称“免维护”,不需要加蒸馏水,但内部结构的变化无法直接观察,长年累月运行之后是否存在隐患需加强监测,目前仅仅依靠电压来监测蓄电池的运行状况是不够的。经验表明,相比电压,蓄电池内阻更能反映蓄电池的状态,蓄电池在线监测内阻技术已很成熟,但前期应用不足,需加大覆盖面。
注册私募基金公司串联直流系统蓄电池维护时首先必须将备用蓄电池组并联,由另一组蓄电池带全站负荷后,再退出问题蓄电池组;故核容试验要求人员必须在现场,占较大工作比重。另外如果串联型蓄电池组中部分蓄电池出现损坏缺陷,一般为防止类似故障需要整组更换,更换成本高。其它如蓄电池均衡技术、蓄电池活化技术等两种直流系统无差异。
2.串联蓄电池
王力宏追求李云迪变电站蓄电池组作为变电站后备电源,一旦站用交流电源失电,若蓄电池组无法提供后备电源,将会引起事故范围的扩大,造成极大的影响。目前蓄电池组的主要缺陷出现在:考核容量严重不足、蓄电池的热失控现象、蓄电池极板短路、阀控蓄电池外壳鼓胀变形、电池巡检装置通信中断等故障,而正常运行时,蓄电池组处于浮充状态,并没有带载表现机会,无法检验蓄电池的性能,故时有因蓄电池性能不满足要求的事故发生。
串联型蓄电池结构决定了单体影响整组输出,如220V系统一般采用104只,任意一只蓄电池开路均造成整体无输出,而蓄电池内部化学反应或离子迁移难以人为精确控制,串联数量越多,单体故障发生几率越大。为保证蓄电池运行可靠性,串联直流系统要求蓄电池电参数严格保持一致,不同品牌、不同类型蓄电池不能混合使用,如出现部分故障必须整组报废,蓄电池利用效率降低。分析相关蓄电池组事故原因:
1)单只蓄电池内部质量问题,造成整组蓄电池不能正常带载。
2)单只蓄电池连接线问题,造成整组蓄电池不能正常带载。
3)蓄电池组中最差1只蓄电池容量决定整组蓄电池容量,在全站交流系统失电的情况下蓄电池组不能发挥应有作用。
4)新更换蓄电池与原运行蓄电池性能如果不匹配,会造成整组电池性能迅速下降。
3.串联直流系统特点潘虹樾
张根硕蒋雯丽结构简单,技术成熟,带大负荷能力强,投资较少;但无法从根上用技术手段解决蓄电池开路问题,且单组核容、更换设备等工作需要备用蓄电池组,操作比较繁琐。
二、并联直流系统技术
并联直流系统采用部分蓄电池串联,形成几条甚至几十条并联的电池回路,然后分别通过DC/DC转换升压的模式接入母线,只要其中一条能正常工作,就能保证回路通路。
1.结构
通过将单只12V蓄电池与匹配的并联模块设计为“并联电源组件”,内含AC/DC整流电路及蓄电池充放电管理电路模块,与串联在一起单只或多只蓄电池及回路集成,核心是单体电池直接升压为直流母线电压,可兼容各种蓄电池类型,并通过多只组件输出并联组成并联型直流系统。以12V并联模块为例,如图所示: