“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，測試結(jié)果為不合格，被測設(shè)備在發(fā)生電纜弧光接地故障時發(fā)生區(qū)外故障誤動，存在運(yùn)行風(fēng)險。”11月15日，國網(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)真型試驗平臺試驗結(jié)果向該設(shè)備廠家發(fā)出簡報。
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)真型試驗平臺可提供真實(shí)的電源、網(wǎng)架、負(fù)荷等要素，避免了傳統(tǒng)仿真、模擬等試驗平臺模擬環(huán)境和構(gòu)建模型時存在差異、失真等問題，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)備提供了驗證平臺。
建設(shè)真型試驗平臺
呈現(xiàn)故障真實(shí)場景
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，部分故障無法快速、有效處置。
“2018年上半年，我們先后百余次到全國各地的10千伏配電網(wǎng)接地故障現(xiàn)場，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)真型試驗平臺研發(fā)負(fù)責(zé)人王鵬說，“我們發(fā)現(xiàn)不同地區(qū)10千伏配電網(wǎng)發(fā)生接地故障時的接地介質(zhì)以及運(yùn)行環(huán)境不同，導(dǎo)致故障時刻的設(shè)備特征和運(yùn)行指標(biāo)不同，搶修人員往往無法快速找到合適的技術(shù)、設(shè)備來徹底處置故障?！苯陙恚S著電網(wǎng)系統(tǒng)中新能源、儲能、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)過充分檢驗，可以杜絕性能測試不徹底影響運(yùn)行穩(wěn)定性的情況?！蓖貔i說。傳統(tǒng)的仿真、模擬等試驗平臺呈現(xiàn)的故障情況和現(xiàn)場真實(shí)故障情況存在差異，且場景類型單一，不能完全暴露設(shè)備缺陷。為了更好地重現(xiàn)故障過程、捕捉故障特征，需要有效的試驗平臺。
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，建設(shè)真型試驗平臺，呈現(xiàn)10千伏配電網(wǎng)接地故障真實(shí)場景。
科研團(tuán)隊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項國家電網(wǎng)有限公司科技項目成果，反復(fù)計算、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、定制化試驗設(shè)備的參數(shù)校核驗證等多項難題，于2018年年底建成10千伏配電網(wǎng)真型試驗平臺。
科研團(tuán)隊在研發(fā)該平臺過程中，還先后承擔(dān)各類科技項目30余項，獲省部級獎項20余項、國家新型實(shí)用專利授權(quán)100余項，制修訂《主動干預(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。依托該平臺建成的配電網(wǎng)智能化應(yīng)用及關(guān)鍵設(shè)備聯(lián)合實(shí)驗室是第一批國家電網(wǎng)有限公司級的配電領(lǐng)域?qū)嶒炇摇?/p>
全面檢驗設(shè)備性能
嚴(yán)把設(shè)備入網(wǎng)關(guān)
10千伏配電網(wǎng)真型試驗平臺可提供真實(shí)的“變電站+配電線路+臺區(qū)”測試環(huán)境，配置自然環(huán)境模擬系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對溫度、濕度、紫外線輻射、鹽霧、揚(yáng)塵、振動、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)接地故障場景，全過程記錄故障發(fā)生暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)過程，捕捉故障特性，支撐故障全過程分析。
“我們在平臺上圍繞設(shè)備性能指標(biāo)制訂10大項57小項測試內(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?！蓖貔i說，“有了這個平臺，設(shè)備廠家、電網(wǎng)運(yùn)維人員就能對各類10千伏配電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行短時間、多工況、多頻次的測試?！?/p>
截至目前，10千伏配電網(wǎng)真型試驗平臺先后承擔(dān)了多種10千伏配電網(wǎng)設(shè)備的驗證及測試工作，為100余家國內(nèi)主流配電網(wǎng)設(shè)備生產(chǎn)廠家開展測試工作2萬余次，累計提出整改意見100余項，并為8個國外10千伏配電網(wǎng)設(shè)備的引進(jìn)落地提供測試報告。
10千伏配電網(wǎng)真型試驗平臺不僅助力設(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，該平臺已經(jīng)用于測試接地故障電流全補(bǔ)償、接地故障主動消弧等多種新技術(shù)，一二次融合開關(guān)、故障指示器、主動干預(yù)型消弧裝置等多種新設(shè)備。
科研團(tuán)隊以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別技術(shù)，結(jié)合該平臺的驗證結(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、儲互動設(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)真型試驗平臺不只為傳統(tǒng)10千伏配電網(wǎng)設(shè)備性能評價與分析、故障處置技術(shù)應(yīng)用、科技成果轉(zhuǎn)化、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)驗證提供實(shí)證工具，還有更廣闊的應(yīng)用前景。
去年以來，河南電科院結(jié)合新形勢下配電網(wǎng)運(yùn)行的新場景，將交直流配電網(wǎng)、微型抽水蓄能、儲能、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)真型試驗平臺中，解決了多種設(shè)備通信協(xié)議不統(tǒng)一等問題。
去年年底至今，該平臺陸續(xù)支撐來自全國的電網(wǎng)企業(yè)、設(shè)備廠家、專業(yè)人員開展智能并網(wǎng)開關(guān)、分布式儲能、光伏逆變器等新型配電網(wǎng)設(shè)備入網(wǎng)前的性能測試工作，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。
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