“2022年11月15日，完成一二次融合標準化環(huán)網(wǎng)箱入網(wǎng)專業(yè)檢測，測試結果為不合格，被測設備在發(fā)生電纜弧光接地故障時發(fā)生區(qū)外故障誤動，存在運行風險?！?1月15日，國網(wǎng)河南省電力公司電力科學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果向該設備廠家發(fā)出簡報。
河南電科院采用真型實證技術研發(fā)的10千伏配電網(wǎng)真型試驗平臺可提供真實的電源、網(wǎng)架、負荷等要素，避免了傳統(tǒng)仿真、模擬等試驗平臺模擬環(huán)境和構建模型時存在差異、失真等問題，為預防、處理10千伏配電網(wǎng)接地故障及研發(fā)觸電保護領域新技術、新設備提供了驗證平臺。
建設真型試驗平臺
呈現(xiàn)故障真實場景
10千伏配電網(wǎng)處于電力系統(tǒng)末端，結構和運行環(huán)境相對復雜，易發(fā)生各類接地故障。雖然相關故障處置新技術、新設備不斷應用，但受設備參數(shù)、質(zhì)量、運行環(huán)境及運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，分析總結這類故障處置難的原因。”河南電科院10千伏配電網(wǎng)真型試驗平臺研發(fā)負責人王鵬說，“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)以及運行環(huán)境不同，導致故障時刻的設備特征和運行指標不同，搶修人員往往無法快速找到合適的技術、設備來徹底處置故障?！苯陙?，隨著電網(wǎng)系統(tǒng)中新能源、儲能、充電樁等設備的接入不斷增加，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備誤動作，導致接地故障。
“故障具體成因復雜多樣，但把住設備入網(wǎng)關就可以從源頭降低故障發(fā)生的概率。設備入網(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)場真實故障情況存在差異，且場景類型單一，不能完全暴露設備缺陷。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攻關科研團隊，建設真型試驗平臺，呈現(xiàn)10千伏配電網(wǎng)接地故障真實場景。
科研團隊在研究大量案例和技術方案后，結合“考慮人身安全防護的配電網(wǎng)單相故障快速處理關鍵技術研究”等4項國家電網(wǎng)有限公司科技項目成果，反復計算、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。
科研團隊在研發(fā)該平臺過程中，還先后承擔各類科技項目30余項，獲省部級獎項20余項、國家新型實用專利授權100余項，制修訂《主動干預型消弧裝置技術規(guī)范》等有關技術標準20余項。依托該平臺建成的配電網(wǎng)智能化應用及關鍵設備聯(lián)合實驗室是第一批國家電網(wǎng)有限公司級的配電領域?qū)嶒炇摇?/p>
全面檢驗設備性能
嚴把設備入網(wǎng)關
10千伏配電網(wǎng)真型試驗平臺可提供真實的“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)，實現(xiàn)對溫度、濕度、紫外線輻射、鹽霧、揚塵、振動、降雨、覆冰等復雜環(huán)境因素的聯(lián)合調(diào)節(jié)，全面真實地呈現(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備性能指標制訂10大項57小項測試內(nèi)容，嚴把設備入網(wǎng)關。它就像配電網(wǎng)新設備上崗前的考場?！蓖貔i說，“有了這個平臺，設備廠家、電網(wǎng)運維人員就能對各類10千伏配電網(wǎng)設備進行短時間、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了多種10千伏配電網(wǎng)設備的驗證及測試工作，為100余家國內(nèi)主流配電網(wǎng)設備生產(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)設備的引進落地提供測試報告。
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，還為故障處置技術和設備研發(fā)應用提供依據(jù)。目前，該平臺已經(jīng)用于測試接地故障電流全補償、接地故障主動消弧等多種新技術，一二次融合開關、故障指示器、主動干預型消弧裝置等多種新設備。
科研團隊以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，結合該平臺的驗證結果，還自主研發(fā)了電壓型全電流補償裝置等新型10千伏配電網(wǎng)設備。
融合配電網(wǎng)新元素
平臺應用前景廣闊
隨著新型電力系統(tǒng)加快建設，海量分布式電源接入配電網(wǎng)，源、網(wǎng)、荷、儲互動設備大量使用，通信技術快速發(fā)展，智能化設備的應用增加了配電網(wǎng)的復雜性。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)設備性能評價與分析、故障處置技術應用、科技成果轉(zhuǎn)化、技術標準驗證提供實證工具，還有更廣闊的應用前景。
去年以來，河南電科院結合新形勢下配電網(wǎng)運行的新場景，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10千伏配電網(wǎng)真型試驗平臺中，解決了多種設備通信協(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)、設備廠家、專業(yè)人員開展智能并網(wǎng)開關、分布式儲能、光伏逆變器等新型配電網(wǎng)設備入網(wǎng)前的性能測試工作，以及配電網(wǎng)直流技術、即插即用技術、“云邊端”協(xié)同控制技術等配電網(wǎng)建設運行新技術路線的驗證工作，助力新型電力系統(tǒng)背景下的配電網(wǎng)安全可靠運行。
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