城市轨道交通电力操作直流电源解决方案.pptx

1、让 用 电 更 省 心1 第 页城市轨道交通电力操作直流电源解决方案让 用 电 更 省 心2 第 页第一部分：电源安全第一部分：电源安全让 用 电 更 省 心3 第 页讲之前忐忑的原因讲之前忐忑的原因让 用 电 更 省 心4 第 页讲之前忐忑的原因讲之前忐忑的原因让 用 电 更 省 心5 第 页让 用 电 更 省 心6 第 页并联型直流电源系统技术2009年首先由深圳市泰昂能源科技股份有限公司提出，2012年产品面世。间接并联电池技术间接并联电池技术让 用 电 更 省 心7 第 页2013年该系统阀控铅酸电池与磷酸铁锂电池混合使用，应用于国家电网依托工程武汉110kV城东变电站。2014年该系

2、统采用分布式布置应用于依托工程上海110kV妙镜变电站。2015年该系统应用于国家电网110kV预制舱式变电站。间接并联电池技术间接并联电池技术让 用 电 更 省 心8 第 页2014年、2015年并联型直流电源系统均被纳入国家电网公司依托工程设计新技术推广应用实施目录。2015年，通过了多轮专家评估，并联智能直流电源系统在国家电网公司电子商务平台“新技术推广”栏目正式公开发布，同时写入35kV变电站选型技术规范。间接并联电池技术间接并联电池技术让 用 电 更 省 心9 第 页应用情况应用情况并联智能电并联智能电源系统进入源系统进入国家电网公国家电网公司依托工程司依托工程设计新技术设计新技术推

3、广应用成推广应用成果汇编果汇编（2015年版）年版）让 用 电 更 省 心10 第 页应用情况应用情况并联智能电并联智能电源系统进入源系统进入国家电网公国家电网公司依托工程司依托工程设计新技术设计新技术推广应用成推广应用成果汇编果汇编（2015年版）年版）让 用 电 更 省 心11 第 页应用情况应用情况并联智能直并联智能直流电源系统流电源系统进入国家电进入国家电网公司部门网公司部门文件（基建文件（基建技术技术201430号）号）国网基建部国网基建部关于发布设关于发布设计新技术推计新技术推广应用实施广应用实施目录（目录（2014年版第一批）年版第一批）的通知的通知让 用 电 更 省 心12 第

4、 页应用情况应用情况并联智能直并联智能直流电源系统流电源系统进入国家电进入国家电网公司部门网公司部门文件（基建文件（基建技术技术201430号）号）国网基建部国网基建部关于发布设关于发布设计新技术推计新技术推广应用实施广应用实施目录（目录（2014年版第一批）年版第一批）的通知的通知让 用 电 更 省 心13 第 页应用情况应用情况并联智能直并联智能直流电源系统流电源系统进入国家电进入国家电网公司部门网公司部门文件（基建文件（基建技术技术201430号）号）国网基建部国网基建部关于发布设关于发布设计新技术推计新技术推广应用实施广应用实施目录（目录（2014年版第一批）年版第一批）的通知的通知让

5、 用 电 更 省 心14 第 页应用情况应用情况并联智能直并联智能直流电源系统流电源系统进入国网浙进入国网浙江省电力公江省电力公司部门文件司部门文件（浙电基字（浙电基字201410号）号）关于印发浙关于印发浙江地区设计江地区设计新技术推广新技术推广应用实施目应用实施目录（录（2014年年第一批）的第一批）的通知通知让 用 电 更 省 心15 第 页应用情况应用情况并联智能直并联智能直流电源系统流电源系统进入国网浙进入国网浙江省电力公江省电力公司部门文件司部门文件（浙电基字（浙电基字201410号）号）关于印发浙关于印发浙江地区设计江地区设计新技术推广新技术推广应用实施目应用实施目录（录（201

6、4年年第一批）的第一批）的通知通知让 用 电 更 省 心16 第 页第第2 2部分：部分：并联型直流电源系统并联型直流电源系统让 用 电 更 省 心17 第 页智能间接并联电池技术并联电池技术应用研究四 目录目录总结一一直流电源技术的发展及面临问题直流电源技术的发展及面临问题二二三三让 用 电 更 省 心18 第 页辉煌成就辉煌成就第1代：相控型直流电源第2代：高频开关直流电源串联型蓄电池结构串联型直流电源技术世界领先！让 用 电 更 省 心19 第 页隐忧隐忧蓄电池技术也得到一定发展1、蓄电池逐步“免维护”；2、蓄电池在线监测技术；3、蓄电池均衡技术；4、蓄电池活化技术；5、蓄电池防爆技术。

7、但，蓄电池串联结构，让有些问题却无解。让 用 电 更 省 心20 第 页串联型蓄电池问题串联型蓄电池问题1 1电池单元：电池+连接线电池单元：电池+连接线电池单元：电池+连接线电池单元：电池+连接线输出端电压U=电池个数*单体电压=0串联型蓄电池结构要求：单体影响整组输出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。-蓄电池间串联结构引出的可靠性问题蓄电池间串联结构引出的可靠性问题让 用 电 更 省 心21 第 页串联型蓄电池问题串联型蓄电池问题2 2电池单元：电池+连接线电池单元：电池+连接线电池单元：电池+连接线电池单元：电池+连接线输出端电压U=电池个

8、数*单体电压-蓄电池间串联结构引出的环保性、经济性问题蓄电池间串联结构引出的环保性、经济性问题串联型蓄电池结构要求：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，部分故障则导致整组报废，导致蓄电池利用效率降低。让 用 电 更 省 心22 第 页串联型蓄电池问题串联型蓄电池问题3 3电池单元：电池+连接线电池单元：电池+连接线电池单元：电池+连接线电池单元：电池+连接线输出端电压U=电池个数*单体电压蓄电池组无法实现在线全容量核容、在线更换。-蓄电池间串联结构引出的方便性问题蓄电池间串联结构引出的方便性问题让 用 电 更 省 心23 第 页串联型蓄电池其他问题串联型蓄电池其他问

9、题电池单元：电池+连接线电池单元：电池+连接线电池单元：电池+连接线电池单元：电池+连接线输出端电压U=电池个数*单体电压蓄电池组只能整组冗余配置、难以分散布置、防爆防燃处理成本高等-蓄电池间串联结构引出的应用灵活性问题蓄电池间串联结构引出的应用灵活性问题让 用 电 更 省 心24 第 页问题归纳及解决问题思路问题归纳及解决问题思路问题归纳：1、单体影响整组输出。2、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，部分故障则导致整组报废，导致蓄电池利用效率降低。3、蓄电池组无法实现在线全容量核容、在线更换。4、蓄电池组只能整组冗余配置、难以分散布置、防爆防燃处理成本高等。解决思

10、路：蓄电池间连接结构改变！让 用 电 更 省 心25 第 页智能间接并联电池技术智能间接并联电池技术并联电池技术应用研究四 目录目录总结一一直流电源技术的发展及面临问题二二三三让 用 电 更 省 心26 第 页通过将单只12V蓄电池与匹配的AC/DC、DC/DC电路及蓄电池充放电管理电路集成设计为“间接并联智能电池组件”。1个个间间接接并并联联电电池池组组件件正常运行正常运行故障运行故障运行智能间接并联电池组件智能间接并联电池组件AC/DC AC220VDC/DCDC220V/DC110VDC/DC电池充电DC/DC电池放电让 用 电 更 省 心27 第 页1个个间间接接并并联联电电池池组组件

11、件智能间接并联电池组件智能间接并联电池组件让 用 电 更 省 心28 第 页并联型直流电源系统并联型直流电源系统让 用 电 更 省 心29 第 页并联型直流电源系统并联型直流电源系统直流母线交流母线2交流母线1图：串联型单母直流电源系统结构 XXXXXXX交流电源切换AC/DCAC/DCAC/DCAC/DCXXX串联型蓄电池组充电模块直流馈线蓄电池巡检装置直 流监 控装置绝缘检测装置直流母线12V蓄 电池交流母线2交流母线1图：并联型单母直流电源系统结构 XXXXX交流电源切换XXX直流监控装置AC/DCDC/DC充电电路放电电路AC/DCDC/DC充电电路放电电路绝缘检测装置让 用 电 更

12、省 心30 第 页充充电电机机充充电电机机充充电电机机电池巡检串联型直流电源系统AC/DAC/DC CDC/DDC/DC C12v电池或6只2V电池AC220VAC/DCAC/DCDC/DCDC/DC12v电池或6只2V电池AC220VAC/DAC/DC CDC/DDC/DC C12v电池或6只2V电池AC220V并联型直流电源系统DC220V/110V让 用 电 更 省 心31 第 页受客户关注的主要特性受客户关注的主要特性1、蓄电池间为间接并联结构，解决了单体影响整组问题。让 用 电 更 省 心32 第 页受客户关注的主要特性受客户关注的主要特性AC/DCAC/DCDC/DCDC/DC12

13、v电池或6只2V电池AC220VDC220V/110VAC/DCAC/DCDC/DCDC/DC12v电池或6只2V电池AC220VAC/DCAC/DCDC/DCDC/DC12v电池或6只2V电池AC220V均流线0.1C核容是指被核容的蓄电池在浮充电的情况下转为以恒定0.1C电流放电，达到放电终止电压时停止放电，再转为充电，在整个过程中通过电流检测及软件算法计算蓄电池的实际物理容量让 用 电 更 省 心33 第 页监控界面设置：定时核容周期间隔时间 180天让 用 电 更 省 心34 第 页监控手动启动核容控制设定界面：模块核容控制让 用 电 更 省 心35 第 页核容结果显示让 用 电 更

14、省 心36 第 页让 用 电 更 省 心37 第 页受客户关注的主要特性受客户关注的主要特性3、不同批次、不同品牌、不同类型蓄电池可在一个变电所混合使用，提高了蓄电池利用效率。效益：提高现有铅酸蓄电池利用率以某市轨道交通100座变电所/100套铅酸蓄电池组估算。每套19只12V/100AH铅酸蓄电池中18只蓄电池使用年限由5年提高到10年，则10年周期内可减少100*18=1800只12V/100AH铅酸蓄电池采购，更不用说节约的废旧电池处理费用。让 用 电 更 省 心38 第 页比较内容比较内容常规串联蓄电池组设计常规串联蓄电池组设计并联电池直流系统设计并联电池直流系统设计获得母线电压方式获

15、得母线电压方式 电池串联后电压叠加DC/DC升压电池连接方式电池连接方式串联通过DC/DC间接并联带负荷方式带负荷方式所有负荷集中在同一直流母线可按负荷类型分段冗余配置方式冗余配置方式整组蓄电池冗余配置多组件并联冗余直流系统组成直流系统组成充电组件+蓄电池组+蓄电池巡检+绝缘检测+直流监控+馈线多个并联智能电池组件+绝缘检测+直流监控+馈线蓄电池维护方式蓄电池维护方式离线在线人工操作蓄电池组退出运行，并做全容量核容试验，至少需要2人23天工时。在线维护，节约离线全容量核容试验费用。并联与串联直流系统比较并联与串联直流系统比较让 用 电 更 省 心39 第 页比较内容比较内容常规串联蓄电池组设计

16、常规串联蓄电池组设计分布式并联电池直流系统分布式并联电池直流系统设计设计检修更换方式检修更换方式停电退出检修在线检修更换停电操作费节约停电操作费放电稳压情况放电稳压情况随放电母线电压下降通过DC/DC稳压防爆防燃隔离防爆防燃隔离需专设蓄电池室，并专门配置防爆空调设计中已考虑单组件易实现防爆防燃隔离，可节约土建等投资。安装方式安装方式集中可集中，可分布直流系统供电可靠性直流系统供电可靠性单节蓄电池损坏影响系统输出单节蓄电池损坏不影响整个系统电池利用率电池利用率部分蓄电池损坏将导致整组报废蓄电池损坏可直接更换，不同品牌，不同批次蓄电池在同一直流系统可混合使用并联与串联直流系统比较并联与串联直流系统

17、比较让 用 电 更 省 心40 第 页智能间接并联电池技术并联电池技术应用并联电池技术应用四 目录目录发展前景一一直流电源技术的发展及面临问题二二三三让 用 电 更 省 心41 第 页让 用 电 更 省 心42 第 页主要功能主要功能1、交流输入欠压保护及恢复功能。2、交流输入过压保护及恢复功能。3、模块输出欠压保护功能。4、模块输出过压保护功能。5、模块过温保护及恢复功能。6、模块过流及短路保护功能。7、电池过、欠压保护功能。输入输入工作电压范围：176270Vac（交流输入频率：45 Hz65Hz输出输出额定输出电压：220Vdc/110Vdc 额定输出电流：2A/4A额定输出功率：440

18、W稳压精度：0.5纹波因数：0.5%模块效率：85使用环境使用环境工作温度：1045相对湿度：595（无冷凝）海拔高度：小于2000m散热方式：风冷方式第第1 1代并联电池管理模块代并联电池管理模块均流方式均流方式模拟式让 用 电 更 省 心43 第 页主要功能主要功能1、交流输入欠压保护及恢复功能。2、交流输入过压保护及恢复功能。3、模块输出欠压保护功能。4、模块输出过压保护功能。5、模块过温保护及恢复功能。6、模块过流及短路保护功能。7、电池过、欠压保护功能。输入输入工作电压范围：176270Vac（交流输入频率：45 Hz65Hz输出输出额定输出电压：220Vdc/110Vdc额定输出电

19、流：2A/4A额定输出功率：440W稳压精度：0.5纹波因数：0.5%模块效率：92使用环境使用环境工作温度：1045相对湿度：595（无冷凝）海拔高度：小于2000m散热方式：自冷方式第第2 2代并联电池管理模块代并联电池管理模块均流方式均流方式数字式让 用 电 更 省 心44 第 页第第2 2代并联电池管理模块代并联电池管理模块让 用 电 更 省 心45 第 页第三方认证第三方认证让 用 电 更 省 心46 第 页让 用 电 更 省 心47 第 页一体化及全模块化系统概述并联型直流电源接线方式2负荷集中式负荷集中式-适合轨道交通适合轨道交通35kV/10kV35kV/10kV变电所变电所A

20、C/DCDC/DCAC220VDC220V/DC110VAC/DCDC/DCAC220VDC220V/DC110VAC/DCDC/DCAC220VDC220V/DC110VDC/ACDC/DCDC48VAC220V让 用 电 更 省 心48 第 页一体化及全模块化系统概述并联型直流电源接线方式2负荷集中式负荷集中式项目名称项目名称实实 施施时间时间备注重庆綦南永新35kV变电站 2012.8主网集中式方案冀北供电公司唐山供电局东南郊110kV变电站2012.9主网集中式方案云南临沧110kV耿马站2013.11主网集中式方案江苏徐州供电局徐州35kV马庄站 2013.11主网集中式方案浙江宁波

21、110kV下陈输变电工程2016.1主网集中式方案（新一代智能站）河北唐山110kV步步川变电站新建工程2016.3主网集中式方案（新一代智能站）陕西110千伏陂西输变电工程2016.5主网集中式方案（新一代智能站）让 用 电 更 省 心49 第 页一体化及全模块化系统概述并联型直流电源接线方式2负荷分段式（按负荷类型组母线，可采用母联刀闸）负荷分段式（按负荷类型组母线，可采用母联刀闸）-适合轨道交通适合轨道交通110kV110kV主变电所主变电所AC/DCDC/DCAC220VDC220V/DC110VAC/DCDC/DCAC220VDC220V/DC110VAC/DCDC/DCAC220V

22、DC220V/DC110VAC/DCDC/DCAC220VDC220V/DC110V让 用 电 更 省 心50 第 页一体化及全模块化系统概述并联型直流电源接线方式2负荷分段式（可采用母联刀闸）负荷分段式（可采用母联刀闸）湖北湖北110kV110kV城东城东变电站变电站湖北宜昌远安城东110kV变电站（部分模块配磷酸铁锂电池）2013.11负荷分段母线方案湖北武汉新洲汪集110kV变电站2013.11负荷分段母线方案湖北武汉东扩未来城110kV变电站2013.12负荷分段母线方案（新一代舱式智能站）让 用 电 更 省 心51 第 页一体化及全模块化系统概述并联型直流电源接线方式2地理分布式地理

23、分布式-适合轨道交通适合轨道交通110kV110kV主变电所主变电所上海上海110kV110kV鹤墙鹤墙站分布式并联电池方案站分布式并联电池方案 主控室 110kVGIS室 10kV开关室并联电池系统1（14只模块）并联电池系统2（6只模块）并联电池系统3（4只模块）交流输入让 用 电 更 省 心52 第 页一体化及全模块化系统概述并联型直流电源接线方式2上海浦东110kV鹤墙变电站2016.1分 布式上海供电公司浦东110kV妙境变2015.4 分 布式上海上海110kV110kV鹤墙鹤墙站站让 用 电 更 省 心53 第 页一体化及全模块化系统概述并联型直流电源接线方式2让 用 电 更 省

24、 心54 第 页智能开关组件让 用 电 更 省 心55 第 页智能并联电池组件让 用 电 更 省 心56 第 页上海上海110kV110kV妙境变电站验收专家意见妙境变电站验收专家意见让 用 电 更 省 心57 第 页一体化及全模块化系统概述并联型直流电源接线方式2 110kV预制舱 10kV预制舱并联电池系统1（14只模块）并联电池系统3（4只模块）交流输入让 用 电 更 省 心58 第 页一体化及全模块化系统概述并联型直流电源接线方式2预制舱分布式预制舱分布式甘肃甘肃下河清下河清110kV110kV变电站变电站江西赣州供电公司110kV双龙变电站新建工程2015.6主网集中式方案（舱式智能

25、站）河南省电力公司南阳市区110千伏茶庵输变电工程2015.7主网集中式方案（舱式智能站）山西省运城绛县中杨110kV变电站新建工程2015.8主网集中式方案（舱式智能站）甘肃省电力公司嘉峪关供电公司下河清110千伏送变电工程2015.8主网集中式方案（舱式智能站）让 用 电 更 省 心59 第 页一体化及全模块化系统概述并联型直流电源接线方式2两种不同原理直流电源并列式两种不同原理直流电源并列式-适合轨道交通适合轨道交通110kV110kV主变电所主变电所充充电电机机充充电电机机充充电电机机电池巡检串联型直流电源系统AC/DAC/DC CDC/DDC/DC C12v电池或6只2V电池AC22

26、0VAC/DCAC/DCDC/DDC/DC C12v电池或6只2V电池AC220VAC/DAC/DC CDC/DDC/DC C12v电池或6只2V电池AC220V并联型直流电源系统DC220V/110V让 用 电 更 省 心60 第 页一体化及全模块化系统概述并联型直流电源接线方式2两种不同原理直流电源并列式两种不同原理直流电源并列式广西南宁供电局110KV仙葫变电站2014.12 主网并列南宁南宁110kV110kV仙葫站仙葫站让 用 电 更 省 心61 第 页一体化及全模块化系统概述并联型直流电源接线方式2南宁并联电池并列运行研究南宁并联电池并列运行研究科技项目：科技项目：1 1、获广西电网科技成果一、获广西电网科技成果一等奖。等奖。2 2、南网鉴定：整体成果达、南网鉴定：整体成果达到国际先进水平。到国际先进水平。3 3、南网、南网科技成果三等奖。科技成果三等奖。让 用 电 更 省 心62 第 页第三方认证第三方认证