直流集中式供电解决方案

电力交直流一体化电源解决方案关于变电站交直流一体化电源解决方案的探讨背景及现状1、背景电力系统中变电站内的操作电源是保证变电站控制、信号、保护、自动装置可靠运行的保障～变目前隆化分公司变电站一般配置三套各自独立的操作电源系统～即直流操作电源、通信电源、交流不间断电源,UPS,～每套电源系统单独配置蓄电池组和监控管理系统。

为控制、信号、保护、自动装置以及操作机构等供电的直流电源系统～通常称为直流操作电源。

为微机、载波、消防等设备供电的交流电源系统～通常称为交流操作电源,为交换机、光端机、远动等通信设备供电的直流电源系统～则称为通讯电源。

2、现状1、2、1直流操作电源直流操作电源室站用交流电源正常和事故状态下都能保持可靠供电给变电站内所有控制、保护、自动装置等控制负荷和各类直流电动机、断路器合闸机构等动力负荷的电源。

直流操作电源系统电源一般选择220V或110V,采用不接地方式。

隆化分公司现有35千伏变电站均装设1组蓄电池及1套充电装置～采用单母线接线。

1、2.2通信电源通信电源提供给变电站载波机、光端机等通信设备及保护复用设备电源。

系统电压为48V～采用正接地方式。

1、2.3交流不间断电源交流不间断电源在变电站中UPS主要是给不允许短时停电的计算机监控设备供电～可靠性及稳定性较高～一般均采用一主一备串联运行方式～即正常时由主机供电～主机故障时～从机自动投入。

UPS正常由交流电源供电～当交流电源消失或整流器、逆变器等元件故障～则由自带的蓄电池向逆变器供电。

隆化分公司现有变电站16座～各变电站内均配有UPS电源～由于其内置的蓄电池组容量小且没有专业的维护措施～因此造成蓄电池容量不足或损坏而无法满足自动化的要求。

1、2.4独立操作电源存在的问题无法综合优化资源～各自独立的操作电源系统重复配置蓄电池组～使一次投资增加。

分散布置的设备增加了日常运行维护工作。

各操作电源系统的由于不同的厂家使安装、服务等协调困难。

大功率（10kW）集中式直流供电LED路灯照明系统方案2013年12月13日1.概述集中直流供电是理想的LED路灯驱动方式，这样可以采用较细的输电线缆，使总系统造价与传统的钠灯系统相当，影响LED推广的造价高这一重要障碍不复存在。

但大功率恒流开关电源制造的难度和代价都极高，因此实际上没有人采用这种方案。

而云杉光电的交流直驱LED路灯具有对供电电压自适应的特点，交流直流供电均可，且对电源要求极低，三相交流电进行简单的整流后即可直接供电，工频电压变化、线损等均不会对灯具性能指标造成影响。

云杉光电提出的这种方案既有节约线缆的建造成本优势，又有节电的运行成本优势，是目前看来最佳的路灯照明解决方案。

2.LED灯具的集中式直流供电与传统交流供电系统的比较(a)传统交流供电系统LED灯具直接连接交流电网，一方面受电网的影响很大，例如电网对灯具的EMC影响和电网传输过来的雷击影响；另一方面，每只LED灯具都需有EMC、整流、功率因数校正、滤波、功率驱动、逆变降压、稳电压输出或再稳流输出至LED光源。

灯具控制装置的电路复杂、元器件多,灯具成本高。

而且相对而言，安全、EMC问题比较突出。

这些使LED灯具的可靠性低并影响寿命。

(b)集中式直流供电系统LED灯具连接在控制柜电源模块的直流输出端，一方面，基本不受交流电网对灯具的电磁干扰（EMC）影响和不受交流电网侧传输过来雷击的影响(当然也还是需要抵抗雷击打在直流线路上传输过来的脉冲影响)；另一方面，每只LED 灯具可以不需要EMC、整流、功率因数校正、滤波、功率驱动、逆变降压等电路和元件。

只需很少辅助元器件, 直接输出至串联的LED光源。

如此，灯具控制装置的电路非常简单，可靠性非常高，寿命可以很长，这对于使用环境条件恶劣的道路和隧道照明工程非常有利。

3.国内外同类研究进展情况关于直流电驱动LED灯具的研究探索，国内外都有机构在从事相关工作。

日本东北大学等研究机构在研究灾害时电力供应时候，试验直流供电驱动几百只LED灯具。

本技术提供一种LED集中式直流供电系统及其运行方法。

所述系统包括三相输入接口、电源输出接口、N+1个三相PWM整流电源模块、N个负载模块和电源管理模块；所述方法通过电源管理模块采集正负输出母线上的输出电压电流、三相输入端的电压电流以及三相PWM整流电源模块的控制信号和输出，并调节三相PWM整流电源模块的占空比，通过PWM整流电源直接将电网工频交流变成可调的直流电压，输出功率可达几十千瓦~几百千瓦或更大，直接供给整条线路上的LED。

本技术所述的一种LED集中式直流供电系统，由电源管理模块控制，实现系统故障或维护时冗余电源的切除或并入，以及对LED的监控。

权利要求书1.一种LED集中式直流供电系统，其特征在于包括：三相输入接口，电源输出接口，N+1个三相PWM整流电源模块，N个负载模块，和用于对电源输入输出进行检测并调节三相PWM 整流电源模块占空比的电源管理模块；每个三相PWM整流电源模块均具有三相输入端，所有三相输入端分别与所述三相输入接口连接；所述电源输出接口具有正输出母线和负输出母线，每个三相PWM整流电源模块均具有与所述正输出母线连接的正输出端和与所述负输出母线连接的负输出端；N个负载模块分别并接在正输出母线和负输出母线之间，所述电源管理模块分别与每个三相PWM整流电源模块连接，N为自然数。

2.根据权利要求1所述的一种LED集中式直流供电系统，其特征在于所述三相输入接口的输入相电压为90V~264V。

3.根据权利要求1所述的一种LED集中式直流供电系统，其特征在于每个三相PWM整流电源模块包含三相PWM整流电路，与三相PWM整流电源模块连接的电源管理模块对三相PWM整流电源模块进行PWM调节，实现输出可调。

4.根据权利要求1所述的一种LED集中式直流供电系统，其特征在于每个负载模块包括串联的恒流模块和LED灯组，负载模块的正极接正输出母线，LED灯组的阴极即负载模块的负极接负输出母线。

5..根据权利要求1~4任一项所述的一种LED集中式直流供电系统，其特征在于所述电源管理模块包括数据采集模块、控制模块和电脑。

中国移动正规划建设多个集团级和更多数量的省级数据中心,这些数据中心将优先采用云计算和虚拟化技术,以及仓储式、模块化机房的建设模式,具有规模大,用电负荷密度高、总功率大、空间紧凑等特点。

同时集团公司对规划建设的数据中心提出了低成本、低能耗、扩展灵活的目标。

因此对机房供电系统的可靠性、经济性、可扩展性、运行维护成本、节能环保和占地空间等提出了更高的要求。

本文通过对通信电源新产品、新技术应用分析,提出了新型全分散供电结构、336V高压直流电源和锂电池的应用,来实现建设高可靠性、高维护性、高效节能和高灵活性的数据中心机房供电系统。

新型全分散供电结构一、新型全分散供电结构形式新型全分散供电结构是指将不间断电源系统(含电池)分散安装在用电设备的列头或列间,就地为ICT设备供电。

全分散供电系统主要由电池柜、电源机柜和配电柜组成,其组成示意图如图1所示:二、新型全分散供电结构特点1、可取消电力电池室的建设,节约机房前期土建建设成本由于将电源设备(含电池)分散到ICT设备机房内部安装,无需再单独设置电力电池室,这样可减少机房前期土建建设成本,更能提高机房的利用率;?2、柔性规划,按需扩容,实现边成长边投资的建设模式?选择模块化电源设备建设,电源系统容量可以根据机房的实际容量需求配置,逐步扩容,无需在建设初期一次性按最大容量建设,只要在机房初期规划好配电容量即可;?3、电源系统结构简单,可靠性高?从电源系统组成方面来看,全分散供电电源系统组成相对传统集中供电电源系统组成简单,系统可靠性非常高。

全分散供电系统完全贴近通信设备供电,省去了输出配电屏到列头柜间的供电环节,通过系统可靠性计算,全分散供电系统可用度可达到99.999999%;?4、电源系统效率高,节能效果明显?选用高效电源设备,电源系统效率能够达到95%以上,与传统“1+1”UPS冗余系统相比,电源系统效率可提高5%～10%;?5、电源系统配置灵活,可满足不同等级通信设备的用电需求由于电源设备安装在每列设备的列头或列间,可根据通信设备供电等级要求,采用单电源或双电源系统供电。

直流集中供电轨道交通智能照明解决方案摘要：现有地铁车站一般采用交流照明系统，但随着太阳能、风能等绿色能源的出现对对交流电的地位产生了新的质疑和挑战。

本文提出了直流集中供电地铁智能照明解决方案，更有利于防止人身意外事故的发生，并提高了灯具可靠性。

关键词：直流供电；地铁车站；照明在19世纪末，科学界对采用交流电还是直流电引发了激烈的争论。

当年由于变压器的横空出世，使得交流电的输电电压变高，输电距离变远，从而让交流电在这场争论中胜出，在全世界飞速推广。

交流电的优点是无需整流、逆变转换，工程简单。

在相同的功率下，交流变电站的造价比直流换流站更加低廉。

但随着交流系统的日益壮大发展，其组织结构日益复杂，使得大面积停电的事故不可避免地出现，造成巨大的经济和社会影响。

太阳能、风能等新能源的发展给直流电的复兴带来了新的机遇。

太阳能光伏电池板、风力发电机产生的是直流电，而大功率电力电子技术的发展使得远距离大功率直流输送成为可能，从而也给直接进行直流传输带来了希望。

直流输电系统还提高了电力系统抗故障的能力，可以避免出现电网崩溃的风险。

此外，全社会越来越重视节能环保，越来越多的家用电器采用直流供电，也使得直流电走上了历史舞台。

1、现有的地铁车站照明模式地铁车站的用电负荷主要有牵引供电、通风空调、电扶梯、照明、给排水设备、弱电系统及其他用电负荷。

其中地铁照明占到了10%，是地铁车站中的用电大户，需进一步找到解决方案进一步降低能耗，节约能源。

图1 地铁车站用电负荷分布图目前，地铁车站常用的照明模式一般采用由变电所降压后馈电到照明配电箱，再由照明配电箱直接接至灯具，采用的是220V交流配电。

其中，车站公共区的照明灯具采用调光控制和回路开关控制结合的模式。

调光控制的灯具配置DALI调光驱动电源，采用DALI标准协议，DALI调光驱动电源采用DALI总线进行组网。

图2 地铁车站照明模式2、直流集中供电地铁智能照明解决方案2.1 直流的广泛应用传统化石能源过度开发使用，太阳能、风能等绿色能源的出现对对交流电的地位产生了新的质疑和挑战，因为太阳能和风能产生的都是直流电。