3月12日，中國石油大學(xué)（華東）薛永端教授課題組來到湖北電力科學(xué)研究院青山實驗基地，依托中壓寬頻高精度模擬實證平臺，聯(lián)合開展利用接地故障信息的諧振接地系統(tǒng)測量對地電容電流方法的研究。這是該平臺1月28日投入商業(yè)化運營后，首次應(yīng)用于校企聯(lián)合研究。
中壓寬頻高精度模擬實證平臺由湖北電科院自主研發(fā)，可為解決單相接地全過程快速處置難題，保障配電網(wǎng)人身、設(shè)備安全防護能力與供電可靠性水平提供堅強支撐。
聚焦生產(chǎn)實際 明確研發(fā)方向
配電網(wǎng)接地故障引發(fā)的用戶停電、人身觸電和電氣火災(zāi)是國內(nèi)外配電網(wǎng)運維管理長期存在的三大痛點。“我國配電網(wǎng)通常采用小電流接地系統(tǒng)，由于接地故障特征量微弱，通常伴隨間歇性電弧，所以故障判別和檢測難度較大?！焙彪娍圃耗茉椿ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)中心配電專業(yè)負責(zé)人楊帆解釋道，“攻克配電網(wǎng)接地故障檢測中的高阻接地故障檢測、快速就近隔離等一系列‘卡脖子’技術(shù)，是亟待解決的問題?！?/p>
配電網(wǎng)單相接地故障處置是配電自動化終端、一二次融合成套設(shè)備等智能配電設(shè)備的核心功能。實現(xiàn)此類配電設(shè)備的故障診斷是解決傳統(tǒng)“人工拉路選線”，準確定位故障區(qū)段的關(guān)鍵。
為提升配電網(wǎng)單相接地故障處置能力，實現(xiàn)配電設(shè)備“認證上崗，優(yōu)中選優(yōu)”，湖北電科院能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中心配電專業(yè)技術(shù)團隊提出了“通過實景反演，實證設(shè)備功能，量化處理能力”的工作思路。
“我們就是把現(xiàn)場搬進實驗室，實現(xiàn)接地故障特征在寬頻范圍內(nèi)的高精度等效。”湖北電科院能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中心負責(zé)人沈煜說。經(jīng)過反復(fù)的理論推演和數(shù)十種技術(shù)路線的論證，2016年，團隊打破了經(jīng)濟性與功能性難以統(tǒng)一的限制，確立了小型化、集約化、緊湊化的研究攻關(guān)方向。
自主科技創(chuàng)新 平臺小試牛刀
面對配電網(wǎng)的高速發(fā)展和日新月異的技術(shù)變革，如何把關(guān)現(xiàn)有智能化裝備的技術(shù)性能和整體功能，真正做到“把現(xiàn)場搬進實驗室”呢？湖北電科院配電專業(yè)技術(shù)團隊相繼開展了配電網(wǎng)接地故障快速處置、中性點接地方式適應(yīng)性分析、單相接地故障成因辨識及選線選段等專項研究及應(yīng)用實踐。
“分析配電網(wǎng)接地故障的關(guān)鍵在于電壓、電流等電氣特征信息。我們需要全面考慮故障特征、幅頻傳輸特性等各類影響因素?！鄙蜢险f。基于這個目的，團隊從配電網(wǎng)接地故障特征機理研究出發(fā)，提出了計及電弧動態(tài)特性的配電網(wǎng)接地故障全過程暫態(tài)特征等值電路模型。經(jīng)實測比對，新模型等值精度較傳統(tǒng)模型提高了60%。
2018年5月，以理論研究為先導(dǎo)，團隊自主研制開發(fā)了國內(nèi)首套中壓寬頻高精度模擬實證平臺。該平臺可模擬多分段多聯(lián)絡(luò)、雙環(huán)網(wǎng)、輻射帶分支等配電網(wǎng)典型結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)全壓、全流實景環(huán)境下的中壓配電網(wǎng)單相接地故障特性模擬。此后，團隊依托該平臺成功開展了湖北省智能配電設(shè)備新技術(shù)論證、入網(wǎng)檢測、異常缺陷分析等工作，助推湖北配電自動化應(yīng)用水平持續(xù)提升。
2020年11月，國網(wǎng)湖北省電力有限公司貫徹國家電網(wǎng)有限公司科技創(chuàng)新大會精神，制訂科技強企工程及新跨越行動計劃，成立了6個專職研究室，集聚優(yōu)勢資源攻關(guān)能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。中壓寬頻高精度模擬實證平臺作為高層建筑電氣火災(zāi)防治技術(shù)研究方向重要支撐，助力配電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究。
截至目前，平臺先后獲得5項國家發(fā)明專利授權(quán)，整體技術(shù)性能國際領(lǐng)先。2021年上半年，電力行業(yè)將頒布一項單相接地故障真型試驗技術(shù)規(guī)范。該平臺將作為重要組成部分納入該規(guī)范體系。
升級監(jiān)控系統(tǒng) 保障實證能力
為進一步提高中壓寬頻高精度模擬實證平臺的實證功能，強化科研支撐的同時提升生產(chǎn)技術(shù)服務(wù)能力，技術(shù)團隊于2019年開始啟動監(jiān)控系統(tǒng)升級改造工作。
經(jīng)過縝密的技術(shù)需求分析與廣泛的調(diào)研，團隊開發(fā)了以模型驅(qū)動與分布式高頻錄波的多態(tài)試驗場景管理系統(tǒng)。系統(tǒng)改造后，全面滿足了智能配電設(shè)備的功能、性能實證測試需求，進一步提升了實證平臺的可靠性。
2019年11月，在湖北省首次開展的一二次融合成套柱上斷路器入網(wǎng)測試工作中，團隊基于平臺檢測結(jié)論和配電自動化日常運行分析，明確了設(shè)備易發(fā)性能與功能缺陷，成功編制了湖北省一二次融合設(shè)備成套柱上斷路器入網(wǎng)檢測試驗方案，提高了國網(wǎng)湖北電力配電自動化建設(shè)應(yīng)用質(zhì)效。
截至目前，技術(shù)團隊依托中壓寬頻高精度模擬實證平臺承擔(dān)了國網(wǎng)湖北電力智能配電設(shè)備入網(wǎng)檢測、中標后樣機檢測、供貨抽檢工作，重點在各環(huán)節(jié)對該類設(shè)備的單相接地故障處置能力進行功能實證與優(yōu)劣比對，為保障該公司立體式物資質(zhì)量管控體系建設(shè)起到重要的技術(shù)支撐作用。
“湖北電科院的實證平臺與現(xiàn)場實際有很強的等效性，對我們課題組持續(xù)深入開展電容電流在線高精度測量相關(guān)理論研究與裝置開發(fā)有很大的幫助?！甭?lián)合實驗結(jié)束后，薛永端教授評價道。
創(chuàng)新不會止步。目前，技術(shù)團隊仍在持續(xù)完善實證平臺的各項性能指標，開展相關(guān)領(lǐng)域設(shè)備制造、設(shè)計選型、生產(chǎn)運維技術(shù)的拓展研究，進一步推進平臺建設(shè)成果的市場化、產(chǎn)品化，并推進聯(lián)合共享資源，推動配電智能化領(lǐng)域技術(shù)邁上新臺階。
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