重大活动中供电保障设备安装方案探析.pdf
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1、36与车辆2023年第4期移动电源重大活动中供电保障设备安装方案探析于昌波(北京市京怀电力工程安装有限公司,北京,10 140 0)摘要:本文介绍三种常用供电保障方案:双回路供电、UPS不间断电源、电池UPS电源车。基于层次分析法,定量评价出三种供电保障安装方案的权重值,并揭示三种供电保障方案的优缺点及应用场景。结合实际经验,提出三种供电保障安装方案应用中脆弱性问题,并借助三种供电保障方案,从多维度构建重大活动综合性供电保障体系。关键词:重大活动;供电保障;安装方案Doi:10.3969/j.issn.1003-4250.2023.04.009中图分类号:TM624文献标志码:A文章编号:10
2、 0 3-42 50(2 0 2 3)0 4-0 0 36-0 51引言1.1实践背景重大活动(importantactivities)是指在公司经营区域内举办的,由省级以上人民政府组织或认定的,具有重大影响和特定规模的政治、经济、科技、文化、体育等活动1。随着我国的综合国力日益强大,所举办的各项重大活动也日益增多。其中,不仅包括政治性活动,例如国庆庆典、APEC、一带一路峰会等;也包括了各项文体活动、经济论坛、中高考等活动。在这些这种大型活动中,活动中需要电力保障的负载特性不同、现场环境不同、保障等级要求不同,给供电保障提出了较高要求。根据国家电网分类标准,将保障级别和标准定为三级,分别为特
3、级保电、一级保电、二级保电。在此标准下,对重大活动的电力保障至少需要双路电源供电,双电源(doublepower supply)分别来自两个不同变电站,或具有不同电源进线的同一变电站内两段母线,为同一用户负荷供电的两路供电电源2 。但是,在实际的重大活动中,受活动场地条件、活动空间限制及影响,既有的供配电系统无法满足保障支持,因此需要第三方提供电源保障与支持,确保活动顺利进行。1.2重大活动中供电保障方案基本原则重大活动中供电保障设备安装方案应确保电网安全稳定运行,确保重要用户供电安全,并避免因供电质量引起的停电事件发生,实现保障范围内设备零故障、客户零闪动、工作零差错、服务零投诉的工作目标。
4、在重大活动供电保障设备安装方案的制定中,基于以下原则进行讨论:(1)预防为主原则:保电工作是针对重大活动中所发生的不确定性提供保障和支持,应提高对重大活动保供电和活动中突发停电应急处置能力,这也是供电保障设备安装方案的出发点。(2)不间断供电原则:保电方案应在发生故障时,不间断的提供备用电源供电,或实现故障点的零时间切换,保障活动顺利进行,这也是供电保障设备安装方案的目标。(3)保障重点原则:在重大活动保电设备安装方案中,应区分重点区域、重点设备、重点流程、重点人群,分层、分级完善保电设备的供电方案。(4)方案与实际匹配原则:供电保障方案的选择和配置,应与实际环境、现实需求、活动内容相匹配。设
5、备安装方案条件不宜配置过高,特别是一次性活动保电,避免资源的浪费;也不能过低,标准过低会形成新的风险隐惠2供电保障设备安装方案ply37与车辆移动电源2023年第4期2.1供电保障安装方案介绍随着设备和技术的进步,以及管理方案的不断完善,保电设备安装方案也有多项选择,例如:定制电力(custompower)、不间断电源(uninterruptiblepower supply)、飞轮储能技术(flywheel energystoragetechnology)等。目前,常常采用的供电保障设备安装方案有:双回路供电、不间断电源、电池UPS车作为动力源,接入既有的供配电线路中,对重大活动的用电提供保障
6、和支持。2.1.1双回路(double circuit)供电双回路(doublecircuit)为同一用户负荷供电的两回供电线路。该方案是通过电力工程改造,在现有重要设备单回路基础上,增加供电回路方案,通过自动切换开关(AutomaticTransferSwitch)实现双路供电。安装双回路的供电设备主要针对原供电线路为单回路供电的线路,通常是针对重要低压负荷,从开关站(分界室)、配电室、楼层配电间等直接引入一条线路到重要负荷,形成一主一备的接线方式,同时在负荷所在位置就近安装ATS(或SSTS)装置,当一路发生故障或断电时,实现自动切换另一路供电,接线方式如图表1所示。1#变压器2#变压器4
7、454014020.4kV0.4kV普通负荷普通负荷.ATSATS重要货荷重要负荷图1双回路供电设备安装方案拓扑图双回路供电与双电源供电存在一些区别:双回路中的这个回路指的是区域变电站出来的回路。双电源是电源来源不同,相互独立,其中一个电源断电以后第二个电源不会同时断电,可以满足一二级负荷的供电。而双回路一般指末端,一条线路故障后另一备用回路投入运行,为设备供电3。2.1.2不间断电源(uninterruptible power sup)不间断电源(uninterruptible power supply)在交流市电短暂停电中断时,可以连续提供高品质电能的电源装置,是将蓄电池与主机相连接,通过
8、主机逆变器等功率模块电路将直流电转换成交流市电的系统设备。市电(0.4kV)市电(0.4kV)SSTSSSTS重要负荷重要负荷重要负荷重要负荷图2 不间断电源(UPS)设备安装拓扑图用户侧的特别重要和敏感低压负荷,采用双路市电(一主一备)的接线方式,双路市电来自不同上级电源系统,为了确保供电的稳定性,在市电线路末端(设备上端)接入不间断电源(UPS),同时在负荷所在位置就近安装SSTS(或ATS),U PS与SSTS(或ATS)配套使用,实现不间断供电,接线方式如图表2 所示。在市电断电无法短时间恢复的情况下,使用UPS电源供电,能即时实现电力供应的无缝对接。从而保障运行设备由市电供电转为UP
9、S电源供电,保证了设备的不间断运行,将事故停电给重大活动带来的影响降低到零。2.1.3电池UPS电源车(batteryUPSpowersupplyvehicle)电池UPS电源车(batteryUPSpowersupply38与车辆2023年第4期移动电源vehicle)载有不间断供电电源(UninterruptiblePowerSupply-UPS)设备的应急供电车辆,其车载UPS电源是由整流器和逆变器等组成的一种电源装置,它与直流电源的蓄电池配合,能提供符合要求的不间断交流电源4。电池UPS电源车进线接入市电,出线接入负荷端,中间不接入其他负载,接线安装方案与不间断电源(UPS)供电模式基
10、本相同。电池UPS电源车供电拓扑图如图3所示:市电(0.4kV)市电(0.4kV)SSTSSSTSUPS电源车UPS电源车重要货荷重要负荷重要负荷重费货荷图3不间断电源(UPS)设备安装拓扑图UPS电源车作为储能移动电站,在重大活动中具有可移动、噪音低、性价比高特点,既避免了柴油发电机在使用时所遇到的的燃料供给困难以及费用高的弊端,减少了发动机发电时产生的噪音以及废气排放等环境污染问题;同时,相比较飞轮UPS受制于机械储能,能够提供的电力应急时间较短,并且价格昂贵。因此UPS电源车是重大活动保障供电一个较好的选择。2.2基于层次分析法下的供电保障安装方案分析2.2.1层次分析法计算过程层次分析
11、法(Analytic HicerarchyProcess,简称AHP)是由美国匹兹堡大学教授萨蒂(T.L.Saaty)在二十世纪七十年代初提出的一种系统分析综合方法5 6 。它将一个复杂的问题视作一个系统,先将这个系统分解成多个目标准则,然后再将这些准则再次分解,分解为若干个层次(即指标),再通过数学计算方法计算每层、每个指标的重要性权重值,由此来判定某一层指标对上一层目标的影响程度7 。2.2.2重大活动供电保障安装方案评价重大活动中的供电保障安装方案分析涉及的空间、环节、设备较为广泛,相关方案对供电安全影响也较为复杂。因此,相关分析与评价必然是多方法、多层次、多目标、和多角度的。本文通过实
12、践分析的基础上,对重大活动中选择供电保障方案时常有的分析指标一一呈现,根据共同特征进行汇总分类,形成层级清单,集中在保电方案讨论中有代表性、有实践的指标,从供电保障方案的酿到最终确定并安装投入使用的全过程进行分析与讨论,最终确定6 项评价指标,分别是:电力保障分类等级、全过程安全性、方案经济性、负载特性、空间支持性、保电时效性,在此基础上进行分析和讨论。(1)电力保障分类等级:分类等级,是国家电网根据活动规模、参与人数、影响程度等因素综合制定分类等级,对活动保电起到指导和规定作用,在此分类等级下,活动应严格按照等级采取对等的保电方案,确保重大活动的万万无一失。(2)全过程安全性:电力保障工作既
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