久久综合无码中文字幕无码_科技創(chuàng )新促進(jìn)智能電網(wǎng)電能質(zhì)量提升-國際節能環(huán)保網(wǎng)-行業(yè)資訊

  核心提示中國電科院牽頭的《智能電網(wǎng)電能質(zhì)量監測與控制關(guān)鍵技術(shù)》項目面向電力電子化特征電網(wǎng)電能質(zhì)量監測與治理的共性需求，構建了集監控系統、治理方法與設備、技術(shù)標準為一體的電能質(zhì)量監測與治理技術(shù)體系。該項目日前榮獲國際電氣和電子工程師協(xié)會(huì )信息物理系統技術(shù)委員會(huì )“2018工業(yè)技術(shù)杰出貢獻獎”。
  日前，由中國電科院牽頭的《智能電網(wǎng)電能質(zhì)量監測與控制關(guān)鍵技術(shù)》項目榮獲國際電氣和電子工程師協(xié)會(huì )信息物理系統技術(shù)委員會(huì )（IEEETCCPS）“2018工業(yè)技術(shù)杰出貢獻獎”，是該獎項唯一獲獎項目。IEEE首次設立了該獎項，旨在獎勵對信息物理系統領(lǐng)域做出突出貢獻的項目及團隊。
  中國電科院及其聯(lián)合研發(fā)項目團隊（以下簡(jiǎn)稱(chēng)項目團隊）在國家科技支撐計劃及國家電網(wǎng)公司重大科技項目的有力支持下，協(xié)同攻關(guān)，創(chuàng )新研發(fā)，面向電力電子化特征電網(wǎng)電能質(zhì)量監測與治理的共性需求，構建了集監控系統、治理方法與設備、技術(shù)標準為一體的電能質(zhì)量監測與治理技術(shù)體系，在低壓負荷在線(xiàn)換相、電能質(zhì)量決策支持、諧波量值準確傳遞以及廣域動(dòng)態(tài)諧波監測治理等四大關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域實(shí)現重大突破，對保障電網(wǎng)安全、促進(jìn)經(jīng)濟社會(huì )健康發(fā)展發(fā)揮了重要作用。
  1 亟需開(kāi)展智能電網(wǎng)電能質(zhì)量監測與治理
  電能質(zhì)量是指通過(guò)公用電網(wǎng)供給用戶(hù)端的交流電能的品質(zhì)，其優(yōu)劣直接關(guān)乎國計民生與社會(huì )公共安全，是衡量電力企業(yè)優(yōu)質(zhì)供電服務(wù)的重要指標。從嚴格意義上講，衡量電能質(zhì)量的主要指標有電壓、頻率和波形；從普遍意義上講就是指優(yōu)質(zhì)供電。在電力系統中，電能質(zhì)量通常以諧波、供電電壓偏差等數據指標進(jìn)行綜合量化分析與評價(jià)。
  諧波是指對周期性非正弦交流量進(jìn)行傅里葉級數分解所得到的大于基波頻率整數倍的各次分量，通常稱(chēng)為高次諧波，而基波是指其頻率與工頻（50赫茲）相同的分量，高次諧波的干擾是當前智能電網(wǎng)中影響電能質(zhì)量的一大“公害”。諧波的存在會(huì )導致電機、變壓器、電容器等電氣設備損耗增加，絕緣老化加速，使用壽命縮短，發(fā)電、輸電及用電設備的效率降低，還易使電網(wǎng)的各類(lèi)保護及自動(dòng)裝置產(chǎn)生誤動(dòng)或拒動(dòng)，對通信系統產(chǎn)生干擾，嚴重時(shí)將威脅電網(wǎng)運行、設備及人身安全等。
  供電電壓偏差是指實(shí)際供電電壓對系統標稱(chēng)電壓的偏差，相對值以百分數表示，《GB／T12325－2008電能質(zhì)量供電電壓偏差》明確規定了各電壓等級電網(wǎng)供電電壓允許偏差的限值。對電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，當系統運行電壓偏低時(shí)，線(xiàn)路損耗增加，輸配電極限容量降低，甚至導致系統崩潰，帶來(lái)重大損失；對配用電設備來(lái)說(shuō)，當供電電壓偏離額定電壓較大時(shí)，設備的運行性能惡化，運行效率降低，甚至導致部分電器無(wú)法啟動(dòng)或者不能正常運行，自身發(fā)熱嚴重，使用壽命縮短。
  隨著(zhù)電力電子技術(shù)的發(fā)展，電能使用范圍擴大，例如整流設備、變頻設備、大功率電機、家用電器等大量非線(xiàn)性、沖擊性以及不平衡負荷接入，電網(wǎng)負荷特性發(fā)生重大改變，對電網(wǎng)電能質(zhì)量造成了嚴重影響。長(cháng)期以來(lái)，我國電能質(zhì)量治理手段缺乏，相關(guān)系統與裝置功能單一，無(wú)法實(shí)現綜合性全面治理，因此亟需開(kāi)展智能電網(wǎng)電能質(zhì)量監測與治理。
  智能電網(wǎng)電能質(zhì)量監測是指通過(guò)與電網(wǎng)已有自動(dòng)化系統和電能質(zhì)量相關(guān)監測裝置進(jìn)行通信接口設計，統一采集分析電能質(zhì)量相關(guān)實(shí)時(shí)、準實(shí)時(shí)和歷史數據，以可視化動(dòng)態(tài)圖形對電能質(zhì)量重要指標越限情況監控并及時(shí)告警，實(shí)現對區域電網(wǎng)變電站、中壓線(xiàn)路、配電臺區和用戶(hù)等各個(gè)層面電壓、電流及其諧波分量的準確掌控，解決依靠運行管理人員定期或不定期現場(chǎng)監測對電能質(zhì)量情況掌握的不及時(shí)、不全面等問(wèn)題。
  智能電網(wǎng)電能質(zhì)量治理是指借助自動(dòng)化系統平臺準確分析電網(wǎng)電能質(zhì)量現狀，準確定位電能質(zhì)量存在問(wèn)題，并針對性采取單點(diǎn)治理和協(xié)調治理等手段，通過(guò)在線(xiàn)仿真功能確定可行的電能質(zhì)量治理決策方案，解決電能質(zhì)量治理缺乏決策工具、憑經(jīng)驗判斷、存在盲目性等突出問(wèn)題。
  隨著(zhù)大規模分布式電源、柔性負荷、電動(dòng)汽車(chē)充電裝置等接入電網(wǎng)，具有明顯電力電子化特征電網(wǎng)的電能質(zhì)量監測與治理面臨以下突出問(wèn)題：
  一、我國低壓配電網(wǎng)三相負荷不平衡現象較為普遍，由此引起的低電壓?jiǎn)?wèn)題突出，此前主要通過(guò)管理手段，按照季節性用電特點(diǎn)，依靠停電人工進(jìn)行負荷換相調整，實(shí)時(shí)性和準確性較差，且極大影響了電力企業(yè)供電安全性和可靠性，缺乏較為有效的在線(xiàn)治理方法與配套設備。
  二、傳統電能質(zhì)量治理分別針對電壓、諧波、無(wú)功等單一指標，每項指標均有對應的監測系統和治理裝置，設備與信息資源孤立，未考慮指標間相互影響，缺乏綜合協(xié)調控制策略和在線(xiàn)評估與治理仿真手段，治理無(wú)序且具有盲目性，治理的科學(xué)性與準確性不足。
  三、在諧波量值傳遞方面，常規的諧波信號發(fā)生方法難以滿(mǎn)足高峰值系數信號高保真穩定輸出的需要，同時(shí)諧波檢定裝置設計和制造技術(shù)被國外企業(yè)壟斷，價(jià)格居高不下。
  四、因諧波監測設備的測量頻率范圍普遍低于2．5千赫茲，無(wú)法滿(mǎn)足高頻監測要求，信息兼容性差，實(shí)時(shí)同步監測和準確分析困難；諧波治理裝置檢測控制算法易造成各次諧波相移不一致，補償誤差大；寬頻帶諧波測量時(shí)，測量信號誤差較大，嚴重影響測量精度。
  2 攻克電能質(zhì)量監測與治理關(guān)鍵技術(shù)
  項目團隊通過(guò)理論分析、關(guān)鍵技術(shù)研究及實(shí)驗驗證，在低壓負荷在線(xiàn)換相、電能質(zhì)量治理決策支持、諧波量值準確傳遞和廣域動(dòng)態(tài)諧波監測治理方面取得重要突破，取得了系列電能質(zhì)量監測與治理關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)成果。構建的集監控系統、治理方法與設備、技術(shù)標準為一體的電能質(zhì)量監測與治理技術(shù)體系，極大促進(jìn)了我國智能電網(wǎng)電能質(zhì)量的有效提升。
  一、低壓負荷在線(xiàn)智能換相技術(shù)
  項目團隊發(fā)明了可以自動(dòng)實(shí)施低壓負荷在線(xiàn)調相的操作方法和智能型低壓負荷在線(xiàn)換相裝置，該裝置充分融合了機械開(kāi)關(guān)和電力電子器件的優(yōu)良性能，滿(mǎn)足可控性、實(shí)時(shí)性、在線(xiàn)性、無(wú)沖擊性和無(wú)損性等功能需求，實(shí)現了低壓負荷在線(xiàn)相序自動(dòng)調整，解決了依靠人工調整負荷不安全、不及時(shí)、不準確等問(wèn)題。
  團隊研制的廣義電能質(zhì)量控制終端，集無(wú)功補償、有載調壓、有載調容等功能于一體，可實(shí)現數據采集、信號處理及實(shí)時(shí)協(xié)調控制，有效解決了配電臺區多種因素引起的低電壓?jiǎn)?wèn)題。
  二、電能質(zhì)量監控與治理決策支持技術(shù)
  項目團隊提出了集多功能控制操作的電能質(zhì)量監控方法，綜合解決配電臺區配電變壓器空載損耗大、功率因數低、電壓越限和三相負荷不平衡等問(wèn)題，提升低壓配電網(wǎng)經(jīng)濟運行水平，提高管理效率，改善供電質(zhì)量，實(shí)現了電能質(zhì)量綜合控制。
  團隊研發(fā)的電能質(zhì)量監控與輔助管理決策支持平臺系統，通過(guò)電能質(zhì)量在線(xiàn)仿真與決策，實(shí)現對電能質(zhì)量的現狀分析、單點(diǎn)治理、協(xié)調治理、仿真查詢(xún)和輔助管理決策支持功能，有效解決了監測系統功能單一、信息孤立以及電能質(zhì)量綜合治理決策工具缺乏等問(wèn)題，提高了電能質(zhì)量綜合治理的準確性和有效性。
  三、諧波量值準確傳遞技術(shù)
  項目團隊提出的一種諧波信號發(fā)生方法，實(shí)現了100次以?xún)葮藴市盘柊l(fā)生，研制出達到與國外同類(lèi)產(chǎn)品相當的技術(shù)指標的諧波功率源及諧波標準表，解決了諧波檢定裝置高準確度與低成本控制的矛盾。
  團隊提出的多重平均自適應諧波分析算法，提高了諧波分析準確度，達到國際計量局（BIPM）頒布的各國最高諧波校準測量能力（CMC）世界前列；研制的電能表檢定裝置可準確計算出計量誤差，解決了標準諧波信號準確發(fā)生、計量及監測設備準確賦值等問(wèn)題。
  四、廣域動(dòng)態(tài)諧波監測治理技術(shù)
  項目團隊提出的分頻段采樣同步控制方法，實(shí)現了多諧波源復雜工況下的準確監測與評估；提出的基于快速傅里葉變換的諧波電流補償方法，能夠保證諧波電流補償精度。
  團隊研制了0．4千伏～35千伏系列諧波治理裝置，構建了首套廣域同步諧波監測系統，解決了諧波快速跟蹤與精確補償的難題。
  3 項目應用
  成效顯著(zhù)
  項目研發(fā)的裝置和系統已得到推廣，用于電力、質(zhì)監系統的34家省級以上計量技術(shù)機構，覆蓋27個(gè)省、747座電氣化鐵路牽引站、27座換流站以及新能源發(fā)電場(chǎng)、配電網(wǎng)，監測點(diǎn)達10897個(gè)，發(fā)現140座電氣化鐵路牽引站存在諧波超標現象，解決敏感用電設備不能正常運行問(wèn)題30余起，解決2203．7萬(wàn)戶(hù)低電壓?jiǎn)?wèn)題。
  項目成果的應用有效改善了電網(wǎng)和廣大用戶(hù)的電能質(zhì)量，為集成電路、精密制造、紡織等行業(yè)提供優(yōu)質(zhì)電源，提高了企業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品合格率，降低了電能質(zhì)量問(wèn)題造成的經(jīng)濟損失，取得了良好的社會(huì )效益。

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