真型实证技术在配电网中的探索与实践

国网河南省电力公司电力科学研究院 张建宾 真型实证技术介绍 C目录ontents 2 真型实证技术在配网中的应用 m 新形势下真型实证技术的发展 配电网结构、运行条件复杂，易发生各类故障。其中，单相接地故障占比高达80%。故障发生后，如果不能及时处理将带来严重后果 真型实证技术的提出以解决配电网接地故障处理难题提升故障处理装置实用化水平为背景融合技术及应用研讨会 配电网故障处理难题长期存在虽然新设备层出不穷，但普遍存在“不好用”“不敢用”“用不好”的情况。 采用“拓扑-故障-负荷-扰动-气象多因素组态化试验场景构建方法，实现了配电网复杂行为复现 配电网复杂行为特性 传专统设备入网体系无法充分暴露设备问题通过真型试验改善设备入网体系，促进设备研发完善，提升入网设备质量 真型试验 一、真型实证技术介绍 有别于型式试验对单一指标的考核方式，真型试验重点考核配电设备在真实系统中的综合性能，聚焦多个指标、各类参数变量的交互影响是常规型式试验的有力补充。 真型试验系统是一个配电系统，每一个元件均对试验数据存在影响通过场景快速设置，使真型试验平台尽可能覆盖真实系统的运行边界及运行特征具备物理模拟单元：采用集中参数单元代替真实线路、采用模拟负荷代替真实负荷系统级测试，多参数指标评价体系（设备功能及性能、运行安全性及运行稳定性评价） 真型实证技术进展 真型试验涉及因素：拓扑、故障等电气参数：温湿度、淋雨等环境因素试验分类：设备功能及性能测试、适应性分析、抗干扰能力测试、实用化提升评价等主要试验对象：故障选线、一二次融合设备、主动消弧装置、柔性接地装置等6大类 真型实证技术介绍 C目录ontents 2 真型实证技术在配网中的应用 新形势下真型实证技术的发展 二、真型实证技术在配网中的应用 真型实证技术以真型试验平台为基础，搭建多场景、多工况、多类型的试验检测和性能评估体系，支撑站内、站外故障处置设备的性能边界分析、装置改进以及适用化提升工作，促进设备良性发展 发现设备性能影响因素 二、真型实证技术在配网中的应用-主动干预型消弧装置 针对主动干预型消弧装置典型应用场景和工作特征，通过真型试验系统组态化场景设置及试验研究，建立了主动干预型消弧装置真型试验体系明确了装置的适用范围 适用范围结论：装置适用于电容电流10A以上、电缆线路占比较高且不具备低电阻接地系统改造条件的变电站，尤其适用于含多回电缆同隧道、 二、真型实证技术在配网中的应用-可控电压源柔性接地装置 针对中性点可控电压源柔性接地装置建立了真型试验检测体系明确了装置适用范围，揭示了电压控制法在接地阻抗1002以下存在补偿精度问题 适用范围结论：装置适用于供电可靠性要求较高，消弧线圈容量不足或系统零序电流有功与谐波分量含量较大，接地故障残流难以控制在10A以内的系统2023年配电一次设备融合技术及应用研讨会 二、真型实证技术在配网中的应用-一二次融合开关 针对一二次融合开关设计了45种测试工况，通过8000余次试验归纳出4类误动拒动场景，从判据设置、抗干扰能力、信号采集、传变特性等方面提出10余种改进措施 不平衡电压导致故障起始点不明确2023年配电一三次设备 二、真型实证技术在配网中的应用-电容电流测试装置 针对电容电流测试装置设计了88种准确性测试工况和5种适应性测试工况归纳了传统一次法、二次法的测量缺陷，提出了基于双PT中频法的电容电流测试模型，不受消弧线圈的影响，3300A以内最大误差不超过±2.67% 二次侧测量误差随电容增尖需增失合技术及应用研讨会 二、真型实证技术在配网中的应用-相不对称法故障定位装置 针对相不对称型接地故障定位装置设计了24种测试工况，明确了相电流突变法在高阻接地方面的灵敏性优势，并就过滤不平衡谐波等抗干扰能力方面提出了改进建议 草地、土地、适用范围：相电流突变法对于弧光接地、非线性电阻接地能较好诊断，对水泥地、金属接地均具有较好适应性，但不适用于线性变化的发展性接地故障。撑新型配电系统建融合技术及应用研讨会 真型实证技术介绍 Contents 2 真型实证技术在配网中的应用 3新形势下真型实证技术的发展 三、新形势下真型实证技术的发展 国网河南省电力公司电力科学研究院STITUDE 应对新型配电网建设新挑战，真型试验持续定位系统级试验特点，聚焦无法准确建模分析的复杂场景建设及设备标准化、实用化提升存在4方面完善需求 三新形势下真型实证技术的发展 国网河南省电力公司电力科学研究院 1.真型试验场景建设由“中压”向“低压”发展：低压故障快速保护场景、台区稳定性验证场景、台区优化控制场景等。电能质量试验场景 口建设需求：电力电子化及直流配电网建设造成低压故障特征更加复杂，保障人身安全的需求口建设功能：建设台区内及台区间低压交直流配电网故障及扰动试验功能。建设内容：台区内验证功能需建设含分布式资源的交直流台区运行环境，综合考虑低压拓扑分布式新能源渗透率、负荷、敌障位置以及敌障点参数等；台区间验证功能需包含至少两个台区，并额外建设柔性互联开关及其配套控制体系。 低压故障快速保护场景 口建设需求：海量电力电子设备接入对配电网稳定性产生影响，需建设设备接入稳定性评价及验证场景，保障系统安全运行。口建设功能：设备接入稳定性评价功能，系统稳定性分析及验证功能。建设内容：建设台区谐振激发试验环境，综合考虑变压器容量、线路参数、扰动源设计、负荷以及待测设备接入位置等。 台区稳定性验证场景 新形势下真型实证技术的发展 国网河南省电力公司电力科学研究院 1.真型试验场景建设由“中压”向“低压”发展：低压故障快速保护场景、台区稳定性验证场景、台区优化控制场景等电能质量试验场景 口建设需求：智能化设备带来电能质量问题，需围绕电能质量分析及治理开展试验能力建设口建设功能：王扰源评估功能、电能质量治理能力评价及验证功能口建设内容：高带宽、高精度电能质量监测环境以及电能质量典型问题发生试验环境，综合考虑系统容量、三相不平衡、电压闪变、谐波、故障适应性等因素。 电能质量试验场景 口建设需求：微网优化运行需求、虚拟电厂需求、柔性互联下多台区交互控制需求口建设功能：优化控制策略验证功能建设内容：单台区多可控资源聚合场景以及多台区柔性互联场景等，需综合考虑电源容量分布式发电渗透率、负荷情况、柔性互联装置、系统控制架构、通讯及互操作、扰动及故障等因素。 台区优化控制场景 新形势下真型实证技术的发展 国网河南省电力公司电力科学研究院 2.真型试验场景建设由“电气+环境”向“电气+环境+通讯”发展：通讯信道扰动场景、外部环境干扰场景、整机功能验证场景 口建设需求：明确电网内部因素对信道特征的影响机理，提升通讯对复杂工况的适应性建设功能：通讯信道抗扰动评价功能建设内容：复杂噪声测试、信号衰减测试、线路阻抗变化测试等 通讯信道扰动场景 口建设需求：明确外部环境干扰对典型通讯方式的影响机理，提升通讯的抗干扰能力口建设功能：通讯抗外部环境扰动评价功能建设内容：温湿度干扰、线路舞动干扰、雷电干扰和其他干扰 外部环境干扰场景 口建设需求：为装置整机应用提供通讯实测环境，检验装置综合应用水平建设功能：含通讯验证环境的整机性能评价功能建设内容：组网测试、抗干扰测试、传输时延测试、通信网重构测试等 整机功能验证场景 新形势下真型实证技术的发展 国网河南省电力公司电力科学研究院ITUDE 3.真型试验场景建设由日“中压故障试验”向“中低压运行””发展：中低压协同故障处理场景、智能化设备互操作场景 口建设需求：中低压全景数据驱动故障研判是电网发展的方向，对数据采集准确性及研判策略算中低压协同法提出了更高要求；一些中压故障向台区传导，低压分布式资源工作机制需要进一步探索。口建设功能：完善低压台区数据监测功能，建设中低压试验数据监控平台，具备中低压运行数据故障处理场联合分析、传感器精度比对验证、故障处理算法验证等试验功能景口建设内容：场景建设需综合考虑故障方式、位置及故障介质、电容电流水平、负荷水平等因素进行差异化配置 新形势下真型实证技术的发展 国网河南省电力公司电力科学研究院 4.以中压接地故障为重点的真型试验场景仍存完善空间长线重载线路试验场景、古故障精准发生装置等 口长线重载电缆线路未端故障对站内选线装置、主动干预型消弧装置、全电流补偿装置故障处理性能存在较大影响，自前真型试验场景建设缺失口采用集中参数等效模拟分布式线路参数，线路越长，要保证特征频率范围内频响特性满足要求需要的集中参数分段数越多，模拟越困难口10kV高压大电流（重载）试验场景对电源容量、负载均有较高要求，缺之试验手段 口真型试验作为一种试验手段，应有效保障试验重复性，故障精准发生技术有待进一步突破故障精准发生的基础是故障合闻时刻精准控制，不同的合闻角度造成暂态过程存在一定差异自前采用快速开关的方式受限于开关动作一致性，合闸角控制精度很难控制在3°以内；而晶闸管的方式受限于器件工作特性，对故障暂态特征存在一定影响口间歇性弧光故障影响因素多，暂态过程的重复性较难保证 故障精准发生场景 汇报完毕！ 不当之处，敬请指出！