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科技創(chuàng)新促進(jìn)智能電網(wǎng)電能質(zhì)量提升


  來(lái)源: 國(guó)家電網(wǎng)報(bào) 時(shí)間:2018-05-15 編輯:甘立人
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中國(guó)電科院牽頭的《智能電網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制關(guān)鍵技術(shù)》項(xiàng)目,面向電力電子化特征電網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與治理的共性需求,構(gòu)建了集監(jiān)控系統(tǒng)、治理方法與設(shè)備、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為一體的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與治理技術(shù)體系。該項(xiàng)目日前榮獲國(guó)際電氣和電子工程師協(xié)會(huì)信息物理系統(tǒng)技術(shù)委員會(huì)“2018工業(yè)技術(shù)杰出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”。


日前,由中國(guó)電科院牽頭的《智能電網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與控制關(guān)鍵技術(shù)》項(xiàng)目榮獲國(guó)際電氣和電子工程師協(xié)會(huì)信息物理系統(tǒng)技術(shù)委員會(huì)(IEEE TCCPS)“2018工業(yè)技術(shù)杰出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”,是該獎(jiǎng)項(xiàng)唯一獲獎(jiǎng)項(xiàng)目。IEEE首次設(shè)立了該獎(jiǎng)項(xiàng),旨在獎(jiǎng)勵(lì)對(duì)信息物理系統(tǒng)領(lǐng)域做出突出貢獻(xiàn)的項(xiàng)目及團(tuán)隊(duì)。


中國(guó)電科院及其聯(lián)合研發(fā)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)(以下簡(jiǎn)稱項(xiàng)目團(tuán)隊(duì))在國(guó)家科技支撐計(jì)劃及國(guó)家電網(wǎng)公司重大科技項(xiàng)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(jiān)測(cè)與治理的共性需求,構(gòu)建了集監(jiān)控系統(tǒng)、治理方法與設(shè)備、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為一體的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與治理技術(shù)體系,在低壓負(fù)荷在線換相、電能質(zhì)量決策支持、諧波量值準(zhǔn)確傳遞以及廣域動(dòng)態(tài)諧波監(jiān)測(cè)治理等四大關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破,對(duì)保障電網(wǎng)安全、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)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(jiān)測(cè)與治理

電能質(zhì)量是指通過(guò)公用電網(wǎng)供給用戶端的交流電能的品質(zhì),其優(yōu)劣直接關(guān)乎國(guó)計(jì)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(biāo)。從嚴(yán)格意義上講,衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)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(tǒng)中,電能質(zhì)量通常以諧波、供電電壓偏差等數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行綜合量化分析與評(píng)價(jià)。

諧波是指對(duì)周期性非正弦交流量進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)分解所得到的大于基波頻率整數(shù)倍的各次分量,通常稱為高次諧波,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(dāng)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(dǎo)致電機(jī)、變壓器、電容器等電氣設(shè)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(shè)備的效率降低,還易使電網(wǎng)的各類保護(hù)及自動(dòng)裝置產(chǎn)生誤動(dòng)或拒動(dòng),對(duì)通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾,嚴(yán)重時(shí)將威脅電網(wǎng)運(yùn)行、設(shè)備及人身安全等。

供電電壓偏差是指實(shí)際供電電壓對(duì)系統(tǒng)標(biāo)稱電壓的偏差,相對(duì)值以百分?jǐn)?shù)表示,《GB/T 12325-2008電能質(zhì)量供電電壓偏差》明確規(guī)定了各電壓等級(jí)電網(wǎng)供電電壓允許偏差的限值。對(duì)電網(wǎng)來(lái)說(shuō),當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行電壓偏低時(shí),線路損耗增加,輸配電極限容量降低,甚至導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰,帶來(lái)重大損失;對(duì)配用電設(shè)備來(lái)說(shuō),當(dāng)供電電壓偏離額定電壓較大時(shí),設(shè)備的運(yùn)行性能惡化,運(yùn)行效率降低,甚至導(dǎo)致部分電器無(wú)法啟動(dòng)或者不能正常運(yùn)行,自身發(fā)熱嚴(yán)重,使用壽命縮短。

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,電能使用范圍擴(kuò)大,例如整流設(shè)備、變頻設(shè)備、大功率電機(jī)、家用電器等大量非線性、沖擊性以及不平衡負(fù)荷接入,電網(wǎng)負(fù)荷特性發(fā)生重大改變,對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量造成了嚴(yán)重影響。長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)電能質(zhì)量治理手段缺乏,相關(guān)系統(tǒng)與裝置功能單一,無(wú)法實(shí)現(xiàn)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(jiān)測(cè)與治理。

智能電網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)是指通過(guò)與電網(wǎng)已有自動(dòng)化系統(tǒng)和電能質(zhì)量相關(guān)監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行通信接口設(shè)計(jì),統(tǒng)一采集分析電能質(zhì)量相關(guān)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù),以可視化動(dòng)態(tài)圖形對(duì)電能質(zhì)量重要指標(biāo)越限情況監(jiān)控并及時(shí)告警,實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域電網(wǎng)變電站、中壓線路、配電臺(tái)區(qū)和用戶等各個(gè)層面電壓、電流及其諧波分量的準(zhǔn)確掌控,解決依靠運(yùn)行管理人員定期或不定期現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)對(duì)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(tǒng)平臺(tái)準(zhǔn)確分析電網(wǎng)電能質(zhì)量現(xiàn)狀,準(zhǔn)確定位電能質(zhì)量存在問(wèn)題,并針對(duì)性采取單點(diǎn)治理和協(xié)調(diào)治理等手段,通過(guò)在線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(yàn)判斷、存在盲目性等突出問(wèn)題。

隨著大規(guī)模分布式電源、柔性負(fù)荷、電動(dòng)汽車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(jiān)測(cè)與治理面臨以下突出問(wèn)題:

關(guān)鍵詞:智能電網(wǎng) 電能 中國(guó)電科院    瀏覽量:5570

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