智能數(shù)字供電技術(shù)探析

王鑫娜

摘 要：為了實(shí)現(xiàn)高效利用能源供電和儲(chǔ)能，數(shù)字化技術(shù)逐漸引入到能源領(lǐng)域中。在此之上，本文簡(jiǎn)要介紹了供電系統(tǒng)通信電源技術(shù)的三個(gè)重要部分，并從環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)、5G新型供電技術(shù)、數(shù)字能源技術(shù)等方面的應(yīng)用，進(jìn)一步詮釋了智能數(shù)字供電技術(shù)的發(fā)展，為人們提供良好的供電服務(wù)，為今后數(shù)字能源領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展提供最佳技術(shù)儲(chǔ)備。

關(guān)鍵詞：供電技術(shù);智能數(shù)字;數(shù)字能源技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.23.126

0 前言

黨的十九大報(bào)告中明確指出：加快建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家需要科技強(qiáng)國(guó)、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)、數(shù)字中國(guó)等為其提供強(qiáng)勁有力的支持。作為能源數(shù)字化的重要部分，在通信電源領(lǐng)域中充分應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及人工智能信息技術(shù)，能夠促進(jìn)我國(guó)盡快實(shí)現(xiàn)能源行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，打造安全性能高、經(jīng)濟(jì)清潔的現(xiàn)代通信電源體系。

1 供電系統(tǒng)通信電源技術(shù)的組成部分

1.1 通信電源蓄電池

在通信電源技術(shù)中所應(yīng)用的蓄電池多為鉛酸蓄電池或者鋰電池等，且絕大多數(shù)的鉛酸蓄電池組都采用電池組內(nèi)單體間直接并聯(lián)。一旦需要更換蓄電池就應(yīng)將并聯(lián)蓄電池組一同更換，或者對(duì)蓄電池進(jìn)行重新配對(duì)建組，這種電池運(yùn)行維護(hù)的方法往往需要大量人力物力來(lái)確保蓄電池穩(wěn)定發(fā)揮作用。至于鋰電池，它的使用對(duì)鋰電池單體間電池要求必須一致，傳統(tǒng)的鋰電池組未能有效實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰電池組內(nèi)每個(gè)鋰電池進(jìn)行監(jiān)控管理，造成電池使用年限與安全性能都大大降低。

1.2 通信電源配電

現(xiàn)階段，通信電源配電主要是借助斷路器與熔絲來(lái)實(shí)現(xiàn)配電需求。但大多數(shù)智能配電只針對(duì)于分路電流、電能計(jì)量，而對(duì)于多套用電負(fù)荷常應(yīng)用一對(duì)一配置方式進(jìn)行配電，這很容易導(dǎo)致配電及電纜容量負(fù)載率出現(xiàn)偏低狀況，造成配電容量及電纜容量的極度浪費(fèi)。為了保證配電安全，配電分合閘常以人工操作為主，智能化偏低。

1.3 通信不間斷電源

供電系統(tǒng)通信電源技術(shù)中相對(duì)比較成熟的技術(shù)就是通信不間斷電源技術(shù)，它具有模塊化配置，且主機(jī)、電源模塊轉(zhuǎn)換率較高，尤其是電源模塊休眠功能促使通信供電系統(tǒng)處在最佳效率點(diǎn)之上，實(shí)現(xiàn)能源傳輸高效化，并具備完善的蓄電池管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不間斷電源系統(tǒng)的有效控制。

2 智能數(shù)字供電技術(shù)的應(yīng)用

2.1 環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)

環(huán)網(wǎng)供電主要是依據(jù)系統(tǒng)用電需求，以變壓器作為基點(diǎn)、環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò)作為載體所組建的環(huán)形供電系統(tǒng)。環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中需要遵循互補(bǔ)、有效、穩(wěn)定、隔離原則，以提高環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)的應(yīng)用效率。以地鐵中應(yīng)用的環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)為例，它主要包括主變電所、中壓網(wǎng)絡(luò)、牽引供電系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)等應(yīng)用要點(diǎn)。在應(yīng)用環(huán)網(wǎng)供電技術(shù)時(shí)，為了提高地鐵內(nèi)部供電綜合質(zhì)量，具體方法如下：（1）環(huán)網(wǎng)接線，技術(shù)人員需遵照地鐵營(yíng)運(yùn)電網(wǎng)安全標(biāo)準(zhǔn)，選擇恰當(dāng)?shù)碾娋W(wǎng)接入方式，并為其配備供電設(shè)施。同時(shí)，應(yīng)用雙環(huán)網(wǎng)接線法，它照比單環(huán)網(wǎng)接線法更加安全、效率更高。它主要為系統(tǒng)提供兩個(gè)電源，當(dāng)其中一個(gè)電源能夠正常運(yùn)行時(shí)，另一個(gè)只需充當(dāng)備用電源即可，一旦發(fā)生故障，則迅速啟動(dòng)備用電源，不會(huì)影響地鐵供電系統(tǒng)的運(yùn)行;（2）中壓交流環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)，主要包括牽引系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)等，共同組建電力網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)地鐵運(yùn)行狀況隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整;（3）敷設(shè)后備線路，讓環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò)較為完善，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定安全性，并且通過(guò)合環(huán)操作可減少地鐵供電系統(tǒng)停電次數(shù)，合理控制電力故障的影響范圍，滿足地鐵運(yùn)營(yíng)需求。

2.2 5G新型供電技術(shù)

2019年開始啟動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，力求在2020年全面實(shí)現(xiàn)商用。5G移動(dòng)通信利用新型編碼調(diào)制、靈活雙工等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了連續(xù)廣域覆蓋與低時(shí)延。而伴隨著5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，基站供電系統(tǒng)也面臨著重大挑戰(zhàn)。5G網(wǎng)絡(luò)相比4G網(wǎng)絡(luò)在通信技術(shù)上有了較大提升，其中5G網(wǎng)絡(luò)具備增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶，它具有較高的傳輸速率，而且5G網(wǎng)絡(luò)還能夠接入1000000個(gè)/km2大規(guī)模機(jī)器通信及通信保障性高的低時(shí)延通信。目前，在增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶方面，它的傳輸速率已經(jīng)能夠達(dá)到10Gb/s，而且它的平均網(wǎng)絡(luò)時(shí)延能達(dá)到1ms，隨著5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，將其充分應(yīng)用在供電系統(tǒng)中，可以有效實(shí)現(xiàn)智能數(shù)字化供電體系，進(jìn)而推動(dòng)通信能源領(lǐng)域的發(fā)展。

2.3 數(shù)字能源技術(shù)

（1）能源路由器技術(shù)。在新形勢(shì)的背景下，數(shù)字網(wǎng)絡(luò)得到了快速發(fā)展，而數(shù)據(jù)傳輸速度也有了較大提高，在供電技術(shù)中不難找到與電能能量的結(jié)構(gòu)，所以，智能數(shù)字供電技術(shù)將是未來(lái)供電技術(shù)發(fā)展的主要方向。智能數(shù)字化所指的正是依據(jù)現(xiàn)有數(shù)字控制技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)來(lái)智能控制供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)供電結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化利用。要想真正讓能源像數(shù)字信號(hào)那般在能源網(wǎng)絡(luò)中按照一定秩序流動(dòng)，能源路由器技術(shù)的應(yīng)用必不可少，作為核心技術(shù)，它能夠合理控制蓄電池的管理工作，并解決蓄電池以往電池組內(nèi)單體一致性問(wèn)題。通過(guò)后期相關(guān)人員的研發(fā)，相信會(huì)盡快實(shí)現(xiàn)對(duì)用電負(fù)荷的管理控制，促進(jìn)智能配電的發(fā)展。

（2）能源總線傳輸技術(shù)。在通信電源領(lǐng)域中采取的多為一對(duì)一供電方式，導(dǎo)致導(dǎo)體負(fù)載率不一致，這樣很難實(shí)現(xiàn)導(dǎo)體高效利用，所以應(yīng)結(jié)合能源路由器的相關(guān)改善辦法，完成能源總線傳輸工作，并通過(guò)能源總線傳輸技術(shù)在供電系統(tǒng)中的應(yīng)用，確保能源流能夠得到高效傳輸與轉(zhuǎn)換。當(dāng)供電系統(tǒng)中電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)保證損耗較小，但隨著能量流的不斷分?jǐn)唷⒆兓瘯?huì)極大程度上影響其傳輸速率，從而不利于供電技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，因此應(yīng)當(dāng)合理改進(jìn)能源總線傳輸技術(shù)。

3 結(jié)論

綜上所述，我國(guó)要想完全實(shí)現(xiàn)數(shù)字化供電體系，還需要加倍努力，并在實(shí)踐中充分結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)和智能數(shù)字能源技術(shù)的特點(diǎn)，為供電系統(tǒng)的改革打下良好的基礎(chǔ)。相關(guān)人員需要積極制定智能數(shù)字信息技術(shù)的可操作性方案，并將其應(yīng)用到通信電源領(lǐng)域中，最大程度上提升我國(guó)供電系統(tǒng)的智能化、數(shù)字化。

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