CN112701673A - 一种基于蓄电池组切换的发电厂综合直流系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于蓄电池组切换的发电厂综合直流系统，属电力系统发电工程领域。传统发电厂内有220V、110V、48V多套直流系统，其中220V、110V直流系统双套配置，48V直流系统单套配置。每套直流系统均配置整流模块和蓄电池，直流系统设备需定期维护，存在蓄电池重复配置、运行和维护工作量大、单一元件故障影响范围广等问题，经济性差等缺点。本发明提出了一种结合了超级电容和快速开关，基于蓄电池组切换的发电厂综合直流系统，可以对外提供不同电压等级的直流输出，降低蓄电池和充电模块等设备的重复投资，减少多套直流系统的维护工作量。

Description

一种基于蓄电池组切换的发电厂综合直流系统
技术领域
本发明涉及一种基于蓄电池组切换的发电厂综合直流系统，属于电力系统变电工程领域，主要应用于发电企业厂内的直流系统。
背景技术
目前，发电厂内有220V、110V、48V多套直流系统，其中220V、110V直流系统双套配置，以提高供电可靠性，48V直流系统单套配置。每套直流系统均配置整流模块和蓄电池，直流系统设备需定期维护，开展蓄电池核容试验、直流系统绝缘检查、纹波系数测试等维护工作。发电厂直流系统存在蓄电池重复配置、运行和维护工作量大、单一元件故障影响范围广等问题，经济性差等缺点。
随着电力系统的技术发展，特别是超级电容和快速开关的普遍应用，为整合发电厂内多套直流系统提供了技术基础，可以采用将多套整流模块和蓄电池组共用，输出不同直流电压供给不同直流负荷的方式，当整流模块或蓄电池组故障，利用快速开关实现蓄电池组的切换，利用超级电容保证切换过程中直流输出不间断。
发明内容
本发明的目的在于整合发电企业内220V、110V、48V多套直流系统，降低蓄电池和充电模块等设备的重复投资，减少多套直流系统的维护工作量。提出了一种结合了超级电容和快速开关，基于蓄电池组切换的发电厂综合直流系统，可以对外提供不同电压等级的直流输出。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种基于蓄电池组切换的发电厂综合直流系统，其特征在于，将发电厂动力直流系统、控制保护直流系统、通讯直流系统整合，共用蓄电池组；所述综合直流系统中蓄电池组共用，当任一蓄电池组故障退出运行时，通过快速开关实现蓄电池组切换，不影响220V动力直流、110V控制直流、48V通讯直流母线供电；直流系统充电模块安装于每组蓄电池，蓄电池组切换过程由超级电容短时供电，直流母线电压供电连续不间断。
蓄电池组为#1、#2、#3三组110V蓄电池组串联，#1、#2、#3组蓄电池分别配置充电模块，每组蓄电池电压为110V；其中#1、#2组蓄电池供电220V直流I母，#2、#3组蓄电池供电220V直流II母，#1组蓄电池供电110V直流I母，#3组蓄电池供电110V直流II母，#1、#3组110V蓄电池提取两路48V电源供通讯直流母线，经电源切换开关供电48V直流母线。
进一步的，当任一蓄电池组退出运行时，220V直流系统供电正常；220V动力直流系统实现两路电源冗余供电，#2组蓄电池为220V直流母线I母和II母公用蓄电池组，当#1组或#3组蓄电池故障或检修时，立即断开故障或检修蓄电组，220V直流I母和II母的联络开关闭合，220V动力直流母线电压正常；当#2组蓄电池故障时，220V直流通过快速开关切换至#1和#3蓄电池组，220V动力直流母线电压正常。
进一步的，当任一蓄电池退出运行时，110V直流系统供电正常；110V直流系统实现蓄电池组备用，当#1组或#3组蓄电池故障或检修时，通过快速开关切换至#2组蓄电池，保证110V控制直流母线I母和II母电压稳定。
进一步的，当任一蓄电池退出运行时，48V直流系统供电正常；48V通讯直流实现两路电源冗余供电，两路48V通讯直流电源提取自#1、#3蓄电池组，通过电源切换开关，对48V通讯直流母线供电；当#1或#3蓄电池组退出运行时，自动切换至另一路电源。
进一步的，所述直流系统充电模块安装于每组蓄电池出口，直流系统充电模块不安装于直流母线，而是安装于蓄电池组出口位置，当蓄电池组退出运行时，对应的充电模块同步退出运行。
进一步的，所述蓄电池组切换过程由超级电容短时供电，直流母线电压供电连续稳定，110V、220V直流母线配置小容量超级电容储能，在直流系统的蓄电池组切换过程中，保持直流母线电压连续不间断。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明可以对外提供不同电压等级的直流输出，降低蓄电池和充电模块等设备的重复投资，减少多套直流系统的维护工作量。
附图说明
图1是本发明的系统结构示意图。
其中，联络开关一、联络开关二为带保护的大容量直流断路器。快速开关七、快速开关八、快速开关十、快速开关十一、快速开关十二为单刀双掷型，其他快速开关为单刀单掷型。
220V直流母线冗余配置，110V直流母线冗余配置，48V直流单套配置。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例。
参见图1，本实施例中，一种基于蓄电池组切换的发电厂综合直流系统，该综合直流系统中蓄电池组共用；当任一蓄电池组故障退出运行时，通过快速开关实现蓄电池组切换，不影响220V动力直流、110V控制直流、48V通讯直流母线供电；直流系统充电模块安装于每组蓄电池，蓄电池组切换过程由超级电容短时供电，直流母线电压供电连续不间断。
正常运行时，#1、#2、#3三组110V蓄电池组经联络开关一、联络开关二串联，#1、#2、#3组蓄电池分别配置充电模块，每组蓄电池电压为110V。其中，#1、#2蓄电池组经快速开关一、快速开关十一供电220V直流I母，#2、#3蓄电池组经快速开关二、快速开关十二供电220V直流II母，快速开关三为母线联络开关，正常运行时断开；#1蓄电池组经快速开关四、快速开关七供电110V直流I母，#3蓄电池组经快速开关六、快速开关八供电110V直流II母，快速开关九为母线联络开关，正常运行时断开；#1、#3组110V蓄电池组提取两路48V电源供通讯直流母线，经电源快速开关十供电48V直流母线。
当任一蓄电池组退出运行时，220V直流系统供电正常，#2蓄电池组为220V直流母线I母和II母公用蓄电池组。当#1蓄电池组故障或检修时，立即断开联络开关一，即断开故障或检修蓄电池组。220V直流I母和II母的快速开关三闭合，220V动力直流母线电压正常；当#3蓄电池组故障或检修时，切换情况同#1蓄电池组故障或检修。当#2蓄电池组故障时，联络开关一、联络开关二断开，220V直流I母通过快速开关一、快速开关十二切换至#1和#3蓄电池组，220V直流II母通过快速开关二、快速开关十一切换至#1和#3蓄电池组，220V动力直流母线电压正常。
当任一蓄电池组退出运行时，110V直流系统供电正常，当#1蓄电池组故障或检修时，通过快速开关切换至#2蓄电池组，即断开快速开关四、快速开关五闭合、快速开关七切换至#2蓄电池组，保证110V控制直流母线I母和II母电压稳定，#3蓄电池组故障或检修，切换情况同#1蓄电池组故障或检修。
当任一蓄电池退出运行时，48V直流系统供电正常，两路48V通讯直流电源提取自#1、#3蓄电池组，通过电源切换快速开关十，对48V通讯直流母线供电。当#1或#3蓄电池组退出运行时，自动切换至另一路电源。
直流系统充电模块安装于每组蓄电池出口，当蓄电池组退出运行时，对应的充电模块同步退出运行。
110V、220V直流母线配置小容量超级电容储能，在直流系统的蓄电池组切换过程中，保持直流母线电压连续不间断。
本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于蓄电池组切换的发电厂综合直流系统，其特征在于，将发电厂动力直流系统、控制保护直流系统、通讯直流系统整合，共用蓄电池组；所述综合直流系统中蓄电池组共用，当任一蓄电池组故障退出运行时，通过快速开关实现蓄电池组切换，不影响220V动力直流、110V控制直流、48V通讯直流母线供电；直流系统充电模块安装于每组蓄电池，蓄电池组切换过程由超级电容短时供电，直流母线电压供电连续不间断；
蓄电池组为#1、#2、#3三组110V蓄电池组串联，#1、#2、#3组蓄电池分别配置充电模块，每组蓄电池电压为110V；其中#1、#2组蓄电池供电220V直流I母，#2、#3组蓄电池供电220V直流II母，#1组蓄电池供电110V直流I母，#3组蓄电池供电110V直流II母，#1、#3组110V蓄电池提取两路48V电源供通讯直流母线，经电源切换开关供电48V直流母线。
2.根据权利要求1所述的基于蓄电池组切换的发电厂综合直流系统，其特征在于，当任一蓄电池组退出运行时，220V直流系统供电正常；220V动力直流系统实现两路电源冗余供电，#2组蓄电池为220V直流母线I母和II母公用蓄电池组，当#1组或#3组蓄电池故障或检修时，立即断开故障或检修蓄电组，220V直流I母和II母的联络开关闭合，220V动力直流母线电压正常；当#2组蓄电池故障时，220V直流通过快速开关切换至#1和#3蓄电池组，220V动力直流母线电压正常。
3.根据权利要求1所述的基于蓄电池组切换的发电厂综合直流系统，其特征在于，当任一蓄电池退出运行时，110V直流系统供电正常；110V直流系统实现蓄电池组备用，当#1组或#3组蓄电池故障或检修时，通过快速开关切换至#2组蓄电池，保证110V控制直流母线I母和II母电压稳定。
4.根据权利要求1所述的基于蓄电池组切换的发电厂综合直流系统，其特征在于，当任一蓄电池退出运行时，48V直流系统供电正常；48V通讯直流实现两路电源冗余供电，两路48V通讯直流电源提取自#1、#3蓄电池组，通过电源切换开关，对48V通讯直流母线供电；当#1或#3蓄电池组退出运行时，自动切换至另一路电源。
5.根据权利要求1所述的基于蓄电池组切换的发电厂综合直流系统，其特征在于，所述直流系统充电模块安装于每组蓄电池出口，当蓄电池组退出运行时，对应的充电模块同步退出运行。
6.根据权利要求1所述的基于蓄电池组切换的发电厂综合直流系统，其特征在于，所述蓄电池组切换过程由超级电容短时供电，直流母线电压供电连续稳定，110V、220V直流母线配置小容量超级电容储能，在直流系统的蓄电池组切换过程中，保持直流母线电压连续不间断。
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