一种针对变电站箱体加热器的分布式供能系统及方法与流程

本发明涉及电力设备供能，尤其涉及一种针对变电站箱体加热器的分布式供能系统及方法。

背景技术：

1、目前，对变电站箱体加热器的供能方案使用多级交流电源进行供能，以三级电源拓扑为例，其以站用交流400v配电室配电柜作为电源端(第一级)，通过设置于变电站交流电缆沟内的交流电缆分散到各高压场地的配电装置交流电源箱(第二级)，再经过交流电缆分散到各变电站箱体加热器，从而实现对各变电站箱体加热器的供能。

2、然而，上述供能方案的供能过程中，电源处于常投模式，不能实现对变电站箱体加热器的自适应供能，这可能会导致箱体内部的温度过高，影响变电站箱体加热器的工况。而且，变电站交流电缆沟上覆盖了堆叠的电缆沟盖板，内部气流一般由电缆沟盖板之间的缝隙进行流通，当变电站电缆沟内部积水且外界温度上升时，由于该缝隙较小，气体不够流通，会导致大量水蒸气产生并在密闭的端子箱底部蒸发，进而在端子箱的箱体内形成凝露，给设备运行造成巨大生产安全隐患。当每逢外界环境温度上升的时候，由于电缆沟处于较密闭的状态且内部含有防火隔墙，内部产生的热气流较难排出，也会对运行电缆的绝缘产生一定的损耗。

技术实现思路

1、本发明提供了一种针对变电站箱体加热器的分布式供能系统及方法，解决了现有变电站箱体加热器的供能方案不能实现对变电站箱体加热器的自适应供能，且因变电站电缆沟内部气流不流通导致相关设备遭到一定程度的损坏的技术问题。

2、本发明第一方面提供一种针对变电站箱体加热器的分布式供能系统，包括通风模块、储能模块、监测模块和供能分析模块，所述储能模块连接邻近的变电站箱体加热器，各所述变电站箱体加热器分布式设置；

3、所述通风模块包括通风管道和能量转换单元；所述通风管道的底部连通变电站电缆沟，所述通风管道的顶部设置所述能量转换单元；所述能量转换单元用于将外界及所述通风管道内的风能转化为电能存储在所述储能模块；

4、所述监测模块用于获取针对变电站箱体加热器的监测数据，所述监测数据包括变电站箱体加热器的实时功率、运转时间以及对应的变电站箱体湿度；

5、所述供能分析模块用于根据所述储能模块的电能功率以及所述监测数据确定是否需对相应的变电站箱体加热器进行供能，根据得到的供能分析结果向所述储能模块发送相应的指令，以使得所述储能模块根据所述指令控制相应变电站箱体加热器的电源负荷。

6、根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述能量转化单元包括风帽、第一叶片和微型发电机；

7、所述第一叶片位于所述风帽的底部并通过轴承连接所述微型发电机，以在所述通风管道内的气体流动作用下带动所述微型发电机将所述通风管道内的风能转化为电能；

8、所述风帽的外壁包括沿所述风帽的轴向方向依次间隔设置的多个第二叶片；所述第二叶片通过所述轴承连接所述微型发电机，以在外力作用下带动所述微型发电机将外界的风能转化为电能。

9、根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述第一叶片为涡轮叶片；

10、和/或，所述第二叶片为刀形叶片。

11、根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述风帽的顶盖为可拆卸式安装。

12、根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述供能分析模块具体用于：

13、在变电站箱体湿度高于预置湿度阈值时，向所述储能模块发送相应的指令以使得所述储能模块向相应的变电站箱体加热器供能。

14、根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述供能分析模块还具体用于：

15、根据所述实时功率计算与所述储能模块连接的所有变电站箱体加热器的实时功率之和，以及根据所述变电站箱体湿度计算对应的变电站箱体相对湿度；

16、在满足下列条件中的任意一个时，确定停止对相应的变电站箱体加热器进行供能，并向所述储能模块发送相应的指令以使得所述储能模块停止向相应的变电站箱体加热器供能：

17、(1)

18、(2)p＞∑p,rh＜35％；

19、其中，p为所述储能模块的电能功率，∑p为与所述储能模块连接的所有变电站箱体加热器的实时功率之和，rh为相应的变电站箱体加热器所在的变电站箱体的相对湿度，t为相应的变电站箱体加热器的运转时间。

20、根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述系统还包括采热模块；

21、所述采热模块用于将所述变电站电缆沟的内部热能转化为电能存储在所述储能模块。

22、根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述采热模块具体用于基于热电效应将所述变电站电缆沟的内部热能转化为电能存储在所述储能模块。

23、根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述采热模块设置于所述通风管道与所述变电站电缆沟之间的交汇处。

24、本发明第二方面提供一种针对变电站箱体加热器的分布式供能方法，所述方法应用于如上任意一项能够实现的方式所述的针对变电站箱体加热器的分布式供能系统，所述方法包括：

25、获取针对变电站箱体加热器的监测数据，所述监测数据包括变电站箱体加热器的实时功率、运转时间以及对应的变电站箱体湿度；

26、根据储能模块的电能功率以及所述监测数据确定是否需对相应的变电站箱体加热器进行供能，根据得到的供能分析结果向所述储能模块发送相应的指令，以使得所述储能模块根据所述指令控制相应变电站箱体加热器的电源负荷。

27、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

28、本发明的系统包括通风模块、储能模块、监测模块和供能分析模块，储能模块连接邻近的变电站箱体加热器，各所述变电站箱体加热器分布式设置；通风模块包括通风管道和能量转换单元；通风管道的底部连通变电站电缆沟，通风管道的顶部设置所述能量转换单元；能量转换单元用于将外界及所述通风管道内的风能转化为电能存储在储能模块；监测模块用于获取针对变电站箱体加热器的监测数据，所述监测数据包括变电站箱体加热器的实时功率、运转时间以及对应的变电站箱体湿度；供能分析模块用于根据储能模块的电能功率以及所述监测数据确定是否需对相应的变电站箱体加热器进行供能，根据得到的供能分析结果向储能模块发送相应的指令，以使得储能模块根据所述指令控制相应变电站箱体加热器的电源负荷；本发明通过设置通风模块和储能模块来实现能量的自动转换和储能，所转换的电能可为分布式的变电站箱体加热器供电，构成一种独立分布式的供能网络，且监测模块和供能分析模块的设置使得系统能根据变电站箱体及加热器的工况，自动分配电能到变电站箱体加热器，从而实现对变电站箱体加热器的自适应供能；通风模块的设置还可以加速电缆沟内部的气体流动，改善电缆沟内部的环境状况，从而有效避免因变电站电缆沟内部气流不流通导致相关设备遭到一定程度的损坏。

技术特征：

1.一种针对变电站箱体加热器的分布式供能系统，其特征在于，包括通风模块、储能模块、监测模块和供能分析模块，所述储能模块连接邻近的变电站箱体加热器，各所述变电站箱体加热器分布式设置；

2.根据权利要求1所述的针对变电站箱体加热器的分布式供能系统，其特征在于，所述能量转化单元包括风帽、第一叶片和微型发电机；

3.根据权利要求2所述的针对变电站箱体加热器的分布式供能系统，其特征在于，所述第一叶片为涡轮叶片；

4.根据权利要求2所述的针对变电站箱体加热器的分布式供能系统，其特征在于，所述风帽的顶盖为可拆卸式安装。

5.根据权利要求1所述的针对变电站箱体加热器的分布式供能系统，其特征在于，所述供能分析模块具体用于：

6.根据权利要求5所述的针对变电站箱体加热器的分布式供能系统，其特征在于，所述供能分析模块还具体用于：

7.根据权利要求1所述的针对变电站箱体加热器的分布式供能系统，其特征在于，所述系统还包括采热模块；

8.根据权利要求7所述的针对变电站箱体加热器的分布式供能系统，其特征在于，所述采热模块具体用于基于热电效应将所述变电站电缆沟的内部热能转化为电能存储在所述储能模块。

9.根据权利要求7所述的针对变电站箱体加热器的分布式供能系统，其特征在于，所述采热模块设置于所述通风管道与所述变电站电缆沟之间的交汇处。

10.一种针对变电站箱体加热器的分布式供能方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1-9任意一项所述的针对变电站箱体加热器的分布式供能系统，所述方法包括：

技术总结
本发明涉及电力设备供能技术领域，公开了一种针对变电站箱体加热器的分布式供能系统及方法。本发明的系统包括通风模块、储能模块、监测模块和供能分析模块，储能模块连接邻近的变电站箱体加热器，通过通风模块将外界及通风管道内的风能转化为电能存储在储能模块，由监测模块获取针对变电站箱体加热器的监测数据，进而通过供能分析模块根据储能模块的电能功率以及该监测数据确定是否需对相应的变电站箱体加热器进行供能，根据得到的供能分析结果向储能模块发送相应的指令，以使得储能模块根据所述指令控制相应变电站箱体加热器的电源负荷。本发明实现了对分布式设置的变电站箱体加热器的自适应供能，且有效改善了变电站电缆沟内部气流流通状况。

技术研发人员：江伟,郭修杰,梁志雄,宋晓越,蔡珍珍,雷剧璋,冯镇生,李东檑,钟健樑
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12