交直流一体化电源在设计上充分体现了电力系统所倡导的经济、节能、环保理念,具体良好的经济效益和社会效益。
4、经济性分析
(1)减少重复配置,降低一次性投资:取消通信蓄电池和UPS蓄电池;取消充电模块前的交流自动切换回路;取消原直流系统对交流部分的数据采集(配电监控)等。
(2)降低长期维护成本:由一组维护人员替换原来四组维护人员,可大大减少人力成本支出;可减少采购、协调管理等成本。
以2回交流进线+2组充电模块+2组蓄电池(300A)的系统为例,分析对比如下:
对比项目
传统站用电源配置
交直流一体化电源
节省费用
功能差别
1、 交流、直流分离设计,分别配置交流、直流监控器,无统一通信接口;
1、 交直流一体化监控器负责交流、直流监控,对上一个通信接口;
1、 监控器节约费用:1万左右元;调试费若干。
2、分别操作蓄电池组、通信蓄电池组、UPS蓄电池组;
2、取消通信蓄电池组,由DC/DC直接挂于操作蓄电池组代替;取消UPS,由逆变电源挂于操作蓄电池组代替。
2、 蓄电池组一体化,扣除容量增加因数,至少可减少通信充电模块0.5万元、通信蓄电池房2.5万元,约3万元
3、运行方式调整:交流、直流分别执行;
3、站用电源运行方式统一由一体化监控器根据变化自动调整各运行方式,以使系统运行*佳;
3、站用电源运行方式自动调整:可降低操作费用若干;
4、无智能二次配电管理;
4、二次配电智能化:实现照明、风机、门禁、空调等辅助设备系统智能化管理;
4、 辅助设备系统智能化可降低操作费用、提高运行可靠性,可节约辅助设备系统智能化改造费用2万;
5、 防雷分别配置,波形有干扰时不能综合治理。
5、 站用电源统一防雷配置、波形治理;
5、 电源防雷、波形治理可减少重复配置,节约部分费用。
组屏
交流屏:2面
交流屏:2面+一体化监控器+事故照明;
一体化连线简单方便,降低施工方人员工作量。节省电缆费用0.2万元。
直流屏:充电屏2面馈线屏2面,电池屏6面,共10面。
直流屏:充电屏+馈线2面,馈线+绝缘检测屏1面,通信DC/DC+逆变电源屏1面,电池+电池巡检屏6面,共10面。
通信蓄电池室:1间,放置48V/单体2V100AH蓄电池组 2组
总计12面,所有馈线实现四遥,同时应因负荷区别实现辅助设备智能化管理。
UPS:1台,供计算机、打印机使用
共需屏柜12面
采购、安装、维护
设备由4家提供,需采购4次
设备由1家提供,一次性采购
减化采购招标程序,节省采购工作日10天*100元/天=0.1万元
安装费用: 4次×2000元/次=8000元
安装费用:1次×2000元/次=2000元
安装协调方便,节省近0.6万元。
4个专业进行维护,由4个厂家提供售后服务
1个专业进行维护,由1个厂家提供售后服务
节省人员开支0.75万元/月(按每月2500元/人),10年节约90万元。
综合上述所述,交直流一体化电源可节约一次性投资约6.90万元,节约维护人员薪资约90万元;其安全与智能化的设计所带来隐性节约与社会效益,难以量化计算。
5、技术节能性分析
(1)对馈线智能控制,可减少电能浪费
一体化电源实现了对每路馈线进行有条件控制,可对小室风机负荷设定根据温度自动启动,防止长转风机等不必要的电能浪费,同时也提高了设备使用寿命。目前,110KV及以下变电站基本实现了无人值班,结合遥视系统可不需人到现场就能实现设备巡视。而遥视系统需要照明系统配合完成,在人不需查看时,照明灯是可以不用开启的,因此防止长明灯等不必要的电能浪费就可节约电能。
(2)使用有源逆变器将蓄电池放电电流回馈电网
以一般110KV变电站为例:配置2V,300AH阀控式铅酸蓄电池104只。在核对蓄电池组容量试验中,放电电流为1C~2C,如果取1.5C=450A,放电试验时间按1H计算。则放电电流回馈电网可节电450A*220V*1H=99KWH。更重要的是使用有源逆变器将蓄电池放电电流回馈电网避免了放电负载发热燃烧等危险。
(3)采用高频式电源变换器达到节能效果
为了提高电能利用率,站用电源一体化系统扩大了一次电能经电量变换器优化功率因数后输出带载的比例,如:事故照明负荷经专用逆变输出,通信电源由DC/DC挂于直流母线实现,也可按用户要求提供大负荷电量变换器优化功率因数后输出带载,达到节能效果。
6 、技术环保性分析
(1)铅酸蓄电池的环保问题
现行各类铅酸蓄电池产品,通常在使用期限内,逐渐就会出现充电困难、容量降低、自放电严重而导致失效报废。上述问题的产生原因*终可归结为,因为极板和电解液之间的反复充放电而产生的“不可逆的硫化”现象,当这种现象积累到一定程度,便会导致蓄电池的极板被硫化物覆盖,失去活性而无法使用。目前,对于废旧电池的处理一般采取固化填埋的方式。该方式虽然能够有效防止污染扩散,但是电池所含的铅、汞等材料依然是个环保隐患。此外,为固化填埋而建设的工业固体废物处置场,其建设费用不菲。
综上分析:对于铅酸蓄电池环保问题,减少其用量是*好的解决办法。
(2)取消通信蓄电池组对环保的贡献
以1个110KV变电站为例:常规设计通信蓄电池组2组,每组需要2V 100AH铅酸蓄电池24只,2组共需48只。即站用电源一体化取消通信蓄电池组使用DC/DC变换器直接挂于直流母线代替,可节约48只2V 100AH铅酸蓄电池使用量。
截至2003年末,全国约有110kV变电站5900余座,66kV/35kV变电站有5700余座。另有数据显示,全国110KV以下、35KV以上的终端变电站有18000余座。如果110kV及以下变电站均实现取消通信蓄电池组,则可节约2V 100AH铅酸蓄电池(0.59万+0.57万+1.8万)*48=2.96万*48=142.08万只。
(3)取消UPS蓄电池对环保的贡献
以1个110KV变电站为例:常规设计1KVA 放电2小时UPS蓄电池,每台UPS需要12V 7AH铅酸蓄电池18只。
如果110kV及以下变电站均实现取消UPS蓄电池,则可节约12V 7AH铅酸蓄电池2.96万*18=53.28万只。