[发明专利]分布式直流独立供电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种分布式直流独立供电系统。

背景技术

目前直流供电系统，普遍采用三充两电、220V直流母线分段加联络开关的设计模式，直流电经由主控室的直流母线通过馈电屏和分散在各个保护小室的分电屏或连接在直流母线上的直流电源子系统给用电设备供电，这是传统的集中式直流供电系统。作为集中式的直流供电系统，较易发生绝缘降低或大面积的多支路同时接地，更关键的是当处在同一个电气连接的二次回路中出现多点接地时，不同点之前会出现电位差，有短路故障时，可能会引起差动保护误动或保护拒动。

中国专利申请201110130055.0公开了一种当系统内某一部分出现故障时而不至于影响其他设备正常供电的分布式直流电源不间断供电系统。这种分布式直流电源不间断供电系统包括直流母线和若干个分布在不同场合的直流电源子系统，所述若干个直流电源子系统均通过直流母线上构成供电网络。解决了目前站场内庞大的集中式直流电源系统占用了大量的场地空间，也避免了由于直流电源系统的微小故障，影响到所有设备的可靠供电的需求。

中国专利申请201110130055.0取得一定的技术进步，解决了占用场地空间小、系统出现故障时不间断供电等问题，但仍存在以下问题：

1）系统的网络化供电存在较大的分布电容

这种分布式直流不间断供电系统供电网络化的设计方式会增加分布电容。分布电容在线路空载时使线路呈容性，过大会影响支路绝缘检测的精度，造成误报支路接地，并抬高末端的电压，对电力设备绝缘造成危害并影响设备的抗电磁干扰能力。更关键的是分布电容产生的电容电流过大时，二次回路中出现一点接地时，也可能会引起保护设备误动。

2）系统间不能实现上下级保护器件的选择性配合（级差配合）

直流供电系统供电设备多，馈线支路分布广，在系统中有许多支路需要设置断路器或熔断器进行保护，这种分布式直流不间断供电系统通过直流母线将子系统连接在一起，不能实现选择正确保护方案和保护上下级之间的合理配合。导致出现越级跳闸将电力事故扩大化。

3）系统蓄电池运行工况不明朗

不管是集中式的直流供电系统，还是这种分布式直流不间断供电系统，蓄电池组一直处在浮充备用状态，若其中某些蓄电池出现容量不足或过充等问题，只能通过定期的内阻巡检和核对性充放电来检测，这种检测方式实时性较差，不能第一时间对蓄电池工况做出判断；另外，问题蓄电池进行在线更换维护也比较麻烦，存在一定的安全隐患。

4）系统设计复杂、故障点多

这种分布式直流不间断供电系统设计较为复杂；直流母线多次分段，母线维护或者进行蓄电池组充放电时需要投切多路开关，增加了系统的故障点，且直流母线网络化供电易造成直流母线各段之间互窜，这些问题点一旦出现，不仅对用电设备造成严重损害，而且运行人员较难进行及时排查，更不能进行在线维护。

5）缺乏有效的监控体系

中国专利申请201110130055.0是子系统内的通信单元通过RS485或CAN总线或以以太网口与站场内的上位机联网通讯，信息繁琐处理量大，缺乏整体的信息处理和监控。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种分布式直流独立供电系统，将直流供电系统将化整为零，将直流供电系统合理分成几个各自独立运行的直流供电子系统，就近安置在用电设备处。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种分布式直流独立供电系统，它包括通信总线以及分别与其连接的总控系统和若干个独立运行的直流供电子系统；每个直流供电子系统均包括若干段直流母线，所述直流母线与馈线终端单元连接，每两段相邻的直流母线通过开关连接，每两段相邻的直流母线配置：

箱式封装的若干个并联的电池组，其输出端分别通过开关连接至直流母线；

至少一个充电单元，用于对各个电池组充电，并热备用给直流母线供电；以及

至少一个监控单元，连接至通信总线，将直流供电子系统的信号测量上送给总控系统并接收总控系统的电网用电信息，设定电网高峰低谷的时间段，将电池组充电时间段控制在用电低谷期，以对电网削峰平谷，控制充电单元对各个电池组交替充电，并控制至少一个电池组与直流母线连通；实时采集电池组的容量、电压、内阻、温度和充电单元的输入输出电压、电流信息，从而判断电池组容量是否满足供电需求。

所述总控系统包括一体化电源监控系统、主站后台系统，两者互相以IEC61850规约通信；所述一体化电源监控系统、主站后台系统均连接至通信总线。