“2022年11月15日，完成一二次融合標(biāo)準(zhǔn)化環(huán)網(wǎng)箱入網(wǎng)專業(yè)檢測(cè)，測(cè)試結(jié)果為不合格，被測(cè)設(shè)備在發(fā)生電纜弧光接地故障時(shí)發(fā)生區(qū)外故障誤動(dòng)，存在運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)?！?1月15日，國(guó)網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院工作人員根據(jù)10千伏配電網(wǎng)真型試驗(yàn)平臺(tái)試驗(yàn)結(jié)果向該設(shè)備廠家發(fā)出簡(jiǎn)報(bào)。
河南電科院采用真型實(shí)證技術(shù)研發(fā)的10千伏配電網(wǎng)真型試驗(yàn)平臺(tái)可提供真實(shí)的電源、網(wǎng)架、負(fù)荷等要素，避免了傳統(tǒng)仿真、模擬等試驗(yàn)平臺(tái)模擬環(huán)境和構(gòu)建模型時(shí)存在差異、失真等問(wèn)題，為預(yù)防、處理10千伏配電網(wǎng)接地故障及研發(fā)觸電保護(hù)領(lǐng)域新技術(shù)、新設(shè)備提供了驗(yàn)證平臺(tái)。
建設(shè)真型試驗(yàn)平臺(tái)
呈現(xiàn)故障真實(shí)場(chǎng)景
10千伏配電網(wǎng)處于電力系統(tǒng)末端，結(jié)構(gòu)和運(yùn)行環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，易發(fā)生各類接地故障。雖然相關(guān)故障處置新技術(shù)、新設(shè)備不斷應(yīng)用，但受設(shè)備參數(shù)、質(zhì)量、運(yùn)行環(huán)境及運(yùn)維水平等多方面因素影響，部分故障無(wú)法快速、有效處置。
“2018年上半年，我們先后百余次到全國(guó)各地的10千伏配電網(wǎng)接地故障現(xiàn)場(chǎng)，分析總結(jié)這類故障處置難的原因?！焙幽想娍圃?0千伏配電網(wǎng)真型試驗(yàn)平臺(tái)研發(fā)負(fù)責(zé)人王鵬說(shuō)，“我們發(fā)現(xiàn)不同地區(qū)10千伏配電網(wǎng)發(fā)生接地故障時(shí)的接地介質(zhì)以及運(yùn)行環(huán)境不同，導(dǎo)致故障時(shí)刻的設(shè)備特征和運(yùn)行指標(biāo)不同，搶修人員往往無(wú)法快速找到合適的技術(shù)、設(shè)備來(lái)徹底處置故障?！苯陙?lái)，隨著電網(wǎng)系統(tǒng)中新能源、儲(chǔ)能、充電樁等設(shè)備的接入不斷增加，10千伏配電網(wǎng)內(nèi)部諧波、電壓暫降等影響因素也可能引起設(shè)備誤動(dòng)作，導(dǎo)致接地故障。
“故障具體成因復(fù)雜多樣，但把住設(shè)備入網(wǎng)關(guān)就可以從源頭降低故障發(fā)生的概率。設(shè)備入網(wǎng)前經(jīng)過(guò)充分檢驗(yàn)，可以杜絕性能測(cè)試不徹底影響運(yùn)行穩(wěn)定性的情況?！蓖貔i說(shuō)。傳統(tǒng)的仿真、模擬等試驗(yàn)平臺(tái)呈現(xiàn)的故障情況和現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)故障情況存在差異，且場(chǎng)景類型單一，不能完全暴露設(shè)備缺陷。為了更好地重現(xiàn)故障過(guò)程、捕捉故障特征，需要有效的試驗(yàn)平臺(tái)。
為此，河南電科院組建10千伏配電網(wǎng)接地故障安全處置技術(shù)攻關(guān)科研團(tuán)隊(duì)，建設(shè)真型試驗(yàn)平臺(tái)，呈現(xiàn)10千伏配電網(wǎng)接地故障真實(shí)場(chǎng)景。
科研團(tuán)隊(duì)在研究大量案例和技術(shù)方案后，結(jié)合“考慮人身安全防護(hù)的配電網(wǎng)單相故障快速處理關(guān)鍵技術(shù)研究”等4項(xiàng)國(guó)家電網(wǎng)有限公司科技項(xiàng)目成果，反復(fù)計(jì)算、仿真，攻克10千伏配電網(wǎng)一次接地系統(tǒng)和二次接地系統(tǒng)有效隔離、多干擾因素下的數(shù)據(jù)采集、定制化試驗(yàn)設(shè)備的參數(shù)校核驗(yàn)證等多項(xiàng)難題，于2018年年底建成10千伏配電網(wǎng)真型試驗(yàn)平臺(tái)。
科研團(tuán)隊(duì)在研發(fā)該平臺(tái)過(guò)程中，還先后承擔(dān)各類科技項(xiàng)目30余項(xiàng)，獲省部級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)20余項(xiàng)、國(guó)家新型實(shí)用專利授權(quán)100余項(xiàng)，制修訂《主動(dòng)干預(yù)型消弧裝置技術(shù)規(guī)范》等有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)20余項(xiàng)。依托該平臺(tái)建成的配電網(wǎng)智能化應(yīng)用及關(guān)鍵設(shè)備聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室是第一批國(guó)家電網(wǎng)有限公司級(jí)的配電領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)室。
全面檢驗(yàn)設(shè)備性能
嚴(yán)把設(shè)備入網(wǎng)關(guān)
10千伏配電網(wǎng)真型試驗(yàn)平臺(tái)可提供真實(shí)的“變電站+配電線路+臺(tái)區(qū)”測(cè)試環(huán)境，配置自然環(huán)境模擬系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、濕度、紫外線輻射、鹽霧、揚(yáng)塵、振動(dòng)、降雨、覆冰等復(fù)雜環(huán)境因素的聯(lián)合調(diào)節(jié)，全面真實(shí)地呈現(xiàn)10千伏配電網(wǎng)接地故障場(chǎng)景，全過(guò)程記錄故障發(fā)生暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)過(guò)程，捕捉故障特性，支撐故障全過(guò)程分析。
“我們?cè)谄脚_(tái)上圍繞設(shè)備性能指標(biāo)制訂10大項(xiàng)57小項(xiàng)測(cè)試內(nèi)容，嚴(yán)把設(shè)備入網(wǎng)關(guān)。它就像配電網(wǎng)新設(shè)備上崗前的考場(chǎng)?！蓖貔i說(shuō)，“有了這個(gè)平臺(tái)，設(shè)備廠家、電網(wǎng)運(yùn)維人員就能對(duì)各類10千伏配電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行短時(shí)間、多工況、多頻次的測(cè)試?！?/p>
截至目前，10千伏配電網(wǎng)真型試驗(yàn)平臺(tái)先后承擔(dān)了多種10千伏配電網(wǎng)設(shè)備的驗(yàn)證及測(cè)試工作，為100余家國(guó)內(nèi)主流配電網(wǎng)設(shè)備生產(chǎn)廠家開(kāi)展測(cè)試工作2萬(wàn)余次，累計(jì)提出整改意見(jiàn)100余項(xiàng)，并為8個(gè)國(guó)外10千伏配電網(wǎng)設(shè)備的引進(jìn)落地提供測(cè)試報(bào)告。
10千伏配電網(wǎng)真型試驗(yàn)平臺(tái)不僅助力設(shè)備在入網(wǎng)前完善本體性能，降低故障率，還為故障處置技術(shù)和設(shè)備研發(fā)應(yīng)用提供依據(jù)。目前，該平臺(tái)已經(jīng)用于測(cè)試接地故障電流全補(bǔ)償、接地故障主動(dòng)消弧等多種新技術(shù)，一二次融合開(kāi)關(guān)、故障指示器、主動(dòng)干預(yù)型消弧裝置等多種新設(shè)備。
科研團(tuán)隊(duì)以10千伏配電網(wǎng)接地故障處置為核心，攻克高阻接地故障識(shí)別技術(shù)，結(jié)合該平臺(tái)的驗(yàn)證結(jié)果，還自主研發(fā)了電壓型全電流補(bǔ)償裝置等新型10千伏配電網(wǎng)設(shè)備。
融合配電網(wǎng)新元素
平臺(tái)應(yīng)用前景廣闊
隨著新型電力系統(tǒng)加快建設(shè)，海量分布式電源接入配電網(wǎng)，源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)互動(dòng)設(shè)備大量使用，通信技術(shù)快速發(fā)展，智能化設(shè)備的應(yīng)用增加了配電網(wǎng)的復(fù)雜性。在這樣的背景下，10千伏配電網(wǎng)真型試驗(yàn)平臺(tái)不只為傳統(tǒng)10千伏配電網(wǎng)設(shè)備性能評(píng)價(jià)與分析、故障處置技術(shù)應(yīng)用、科技成果轉(zhuǎn)化、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證提供實(shí)證工具，還有更廣闊的應(yīng)用前景。
去年以來(lái)，河南電科院結(jié)合新形勢(shì)下配電網(wǎng)運(yùn)行的新場(chǎng)景，將交直流配電網(wǎng)、微型抽水蓄能、儲(chǔ)能、充電樁、柔性互聯(lián)、微網(wǎng)控制系統(tǒng)等新元素添加進(jìn)10千伏配電網(wǎng)真型試驗(yàn)平臺(tái)中，解決了多種設(shè)備通信協(xié)議不統(tǒng)一等問(wèn)題。
去年年底至今，該平臺(tái)陸續(xù)支撐來(lái)自全國(guó)的電網(wǎng)企業(yè)、設(shè)備廠家、專業(yè)人員開(kāi)展智能并網(wǎng)開(kāi)關(guān)、分布式儲(chǔ)能、光伏逆變器等新型配電網(wǎng)設(shè)備入網(wǎng)前的性能測(cè)試工作，以及配電網(wǎng)直流技術(shù)、即插即用技術(shù)、“云邊端”協(xié)同控制技術(shù)等配電網(wǎng)建設(shè)運(yùn)行新技術(shù)路線的驗(yàn)證工作，助力新型電力系統(tǒng)背景下的配電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。
評(píng)論