打造軟件平臺(tái)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是構(gòu)建鏡像/數(shù)字孿生電網(wǎng)。隨著新能源大規(guī)模接入,電力系統(tǒng)將越來越復(fù)雜。為了更好地進(jìn)行系統(tǒng)預(yù)測(cè)和系統(tǒng)規(guī)劃,我們?cè)O(shè)想通過數(shù)字孿生技術(shù),基于傳感器建立起物理電網(wǎng)系統(tǒng)在數(shù)字空間的鏡像。鏡像系統(tǒng)和真實(shí)物理系統(tǒng)基本信息完全相同,并隨著物理電網(wǎng)的變化持續(xù)更新;基于數(shù)字孿生電網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物理電網(wǎng)的全方位感知和預(yù)測(cè),為電網(wǎng)提高調(diào)度運(yùn)行決策的準(zhǔn)確性與實(shí)時(shí)性提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。
建設(shè)適應(yīng)新型電力系統(tǒng)發(fā)展需求的算力規(guī)模,包括通用算力、專用算力、超級(jí)算力;建設(shè)適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的通用算法,包含機(jī)器視覺、語音語義、大數(shù)據(jù)處理等;建設(shè)專用算法,包含新型電力系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理、認(rèn)知技術(shù)、協(xié)同技術(shù)、控制技術(shù)等,以滿足新型電力系統(tǒng)的新能源預(yù)測(cè)/監(jiān)控、電網(wǎng)規(guī)劃、電力電量平衡、頻率控制,以及“雙碳”目標(biāo)下各場(chǎng)景的應(yīng)用需求。
建設(shè)電網(wǎng)透明化所需要的基礎(chǔ)設(shè)施,包括基于全域傳感的實(shí)時(shí)測(cè)量體系,建設(shè)云平臺(tái)、物聯(lián)網(wǎng)在內(nèi)的新型電力系統(tǒng)關(guān)鍵數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施,全方位支撐新型電力系統(tǒng)“可觀、可測(cè)、可控”。
1 概述(LYYB5000便攜式氧化鋅避雷器測(cè)試儀價(jià)格低,供貨速度快)
氧化鋅避雷器綜合測(cè)試儀用于檢測(cè)氧化鋅避雷器(MOA)的各相電氣性能。該儀器適用于各個(gè)電壓等級(jí)的氧化鋅避雷器的現(xiàn)場(chǎng)帶電檢測(cè)以及停電狀態(tài)下試驗(yàn)室做的出廠和驗(yàn)收試驗(yàn)。通過測(cè)量全電流及阻性電流等參數(shù),可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)氧化鋅避雷器內(nèi)部絕緣受潮和閥片老化等危險(xiǎn)缺陷。
2 功能及特點(diǎn)(LYYB5000便攜式氧化鋅避雷器測(cè)試儀價(jià)格低,供貨速度快)
2.1 儀器小型化、手持式設(shè)計(jì),體積小、重量輕便于攜帶和操作。
2.2 采用帶有DSP浮點(diǎn)處理單元的高性能、低功耗ARM處理器,運(yùn)算速度更快、運(yùn)算精度更高、處理數(shù)據(jù)量更大;從而可以保證測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
2.3 高精度采樣濾波電路及數(shù)字濾波技術(shù),可濾除現(xiàn)場(chǎng)干擾信號(hào)。
2.4 采用浮點(diǎn)快速傅里葉算法,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)基波、諧波電壓、電流信號(hào)的高精度分析。
2.5 采用工業(yè)級(jí)5.6寸640×480點(diǎn)陣高亮度彩色液晶屏,顯示清晰,人機(jī)界面友好;對(duì)于一些重要的操作及參數(shù)設(shè)置,顯示其提示信息和幫助說明;屏幕頂部狀態(tài)欄可顯示各個(gè)外設(shè)工作狀態(tài)及測(cè)試狀態(tài)信息。
2.6 可同時(shí)測(cè)量三相氧化鋅避雷器的電氣參數(shù),并可自動(dòng)補(bǔ)償相間干擾;也可單相測(cè)量,支持B相接地的PT二次電壓作為參考電壓;當(dāng)被測(cè)相與參考電壓相別不同時(shí),可自動(dòng)計(jì)算補(bǔ)償角度。
2.7 提供有線、無線測(cè)試方式,無線測(cè)試方式操作更加簡(jiǎn)便、靈活;可大大降低現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試人員工作強(qiáng)度。
2.8 特有的感應(yīng)板替代PT二次電壓測(cè)量技術(shù),使測(cè)量更可靠快捷。
2.9 電壓采集器集成本地顯示(128×64點(diǎn)陣OLED液晶屏)及相序檢測(cè)功能,可顯示三相全電壓、電壓基波、3次、5次、7次諧波有效值、系統(tǒng)頻率值及三相電壓相位差;便于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試人員快速檢查電壓采集器與PT二次電壓輸出端子連接情況及三相電壓各項(xiàng)參數(shù)。
2.10 電壓采集器采用雙重全數(shù)字隔離技術(shù),更加方便可靠。
2.11 交直流兩用:內(nèi)置鋰電池供電或者220V交流充電器供電自適應(yīng)。
2.12 儀器主機(jī)和電壓采集器內(nèi)置大容量可充電鋰電池,一次充電完成,可持續(xù)工作8小時(shí)。
2.13 智能電量管理:剩余電量顯示、低電量報(bào)警、長(zhǎng)時(shí)間閑置提示、背光自動(dòng)調(diào)節(jié)。
2.14 內(nèi)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘,可實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前時(shí)間和日期;自動(dòng)記錄測(cè)試日期及時(shí)間。
2.15 測(cè)試數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式分為本機(jī)存儲(chǔ)和優(yōu)盤存儲(chǔ),本機(jī)存儲(chǔ)可存儲(chǔ)測(cè)試數(shù)據(jù)100條,并且本機(jī)存儲(chǔ)可轉(zhuǎn)存至優(yōu)盤;優(yōu)盤存儲(chǔ)可保存測(cè)試數(shù)據(jù)及波形圖片,測(cè)試數(shù)據(jù)為TXT格式,波形圖片為BMP格式,可直接在電腦上編輯打印。
2.16 選配的外置熱敏打印機(jī),可打印測(cè)試數(shù)據(jù)及已保存測(cè)試記錄;打印內(nèi)容可選擇,從而可以節(jié)省打印紙的用量。
3 技術(shù)指標(biāo)(LYYB5000便攜式氧化鋅避雷器測(cè)試儀價(jià)格低,供貨速度快)
3.1 參考電壓測(cè)量
3.1.1 參考電壓輸入范圍: 25V~250V有效值,50Hz/60Hz
3.1.2 參考電壓測(cè)量準(zhǔn)確度: ±(讀數(shù)×5%+0.5V)
3.1.3 電壓諧波測(cè)量準(zhǔn)確度: ±(讀數(shù)×10%)
3.1.4 參考電壓通道輸入電阻:≥1500kΩ
3.2 電流測(cè)量
3.2.1 全電流測(cè)量范圍: 0~20mA有效值,50Hz/60Hz
3.2.2 準(zhǔn)確度: ±(讀數(shù)×5%+5uA)
3.2.3 阻性電流基波測(cè)量準(zhǔn)確度:±(讀數(shù)×5%+5uA)
3.2.4 電流諧波測(cè)量準(zhǔn)確度: ±(讀數(shù)×10%+10uA)
3.2.5 電流通道輸入電阻: ≤2Ω
3.3 電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量
3.3.1 電場(chǎng)強(qiáng)度輸入范圍: 30kV/m~300kV/m
3.3.2 電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量準(zhǔn)確度:±(讀數(shù)×10%)
3.3.3 電場(chǎng)諧波測(cè)量準(zhǔn)確度:±(讀數(shù)×10%)
3.4 使用條件及外形
3.4.1 工作電源: 內(nèi)置鋰電池或外置充電器,充電器輸入100-240VAC,50Hz/60Hz
3.4.2 充電時(shí)間: 約4小時(shí)
3.4.3電池工作時(shí)間: 主機(jī)8小時(shí),電壓采集器8小時(shí)
3.4.4 主機(jī)尺寸: 246mm(長(zhǎng))×156mm(寬)×62mm(高)
3.4.5 主機(jī)重量: 1.0kg(不含線纜)
3.4.6 電壓采集器尺寸:115mm(長(zhǎng))×120mm(寬)×65mm(高)
3.4.7 電壓采集器重量:0.6kg (不含線纜)
3.4.8 使用溫度: -10℃~50℃
3.4.9 相對(duì)濕度: <90%,不結(jié)露
4 測(cè)量及補(bǔ)償原理(LYYB5000便攜式氧化鋅避雷器測(cè)試儀價(jià)格低,供貨速度快)
4.1 測(cè)量原理
本儀器采用如圖1所示的投影法計(jì)算基波及各次諧波的阻性電流。
圖中:U1 基波參考電壓
Ix1p 基波全電流峰值
Ir1p 基波阻性電流峰值
Ic1p 基波容性電流峰值
Φ 基波全電流超前基波參考電壓的角度
計(jì)算公式:Ir1p = Ix1p·CosΦ
Ic1p = Ix1p·SinΦ
氧化鋅避雷器全電流既含有氧化鋅避雷器非線性產(chǎn)生的高次諧波,也含有母線電壓諧波產(chǎn)生的高次諧波。與Irp相比Ir1p更加穩(wěn)定真實(shí);因此建議用Ir1p作為阻性電流指標(biāo),Φ和Ir1p均能直觀衡量氧化鋅避雷器的性能。
4.2 相間干擾及自動(dòng)補(bǔ)償原理
在現(xiàn)場(chǎng)三相同時(shí)測(cè)試一字排列的氧化鋅避雷器時(shí),如圖2所示,由于雜散電容的存在,A、C相電流相位都要向B相偏移,一般偏移角度為2°~4°左右;這將使A相φ減小,阻性電流增大,C相φ增大,阻性電流減小甚至為負(fù),這種現(xiàn)象稱相間干擾。
解決這一問題的方法是采用自動(dòng)補(bǔ)償算法,即儀器內(nèi)置的“自動(dòng)邊補(bǔ)”功能。假設(shè)Ia、Ic無干擾時(shí)相位相差為120°,假設(shè)B相對(duì)A、C相干擾是相同的;測(cè)量出Ic超前Ia的角度Φca,A相補(bǔ)償Φ0a=(Φca-120°)/2,C相補(bǔ)償Φ0c= -(Φca -120°)/2。這種方法實(shí)際上對(duì)A、C相阻性電流進(jìn)行了平均,極有可能掩蓋存在的問題。因此建議考核沒有進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償?shù)脑紨?shù)據(jù)(即補(bǔ)償角度為0°),并考核其變化趨勢(shì)。
5 面板及各部件功能介紹(LYYB5000便攜式氧化鋅避雷器測(cè)試儀價(jià)格低,供貨速度快)
5.1 主機(jī)面板圖及接口板圖
主機(jī)面板圖及接口板圖如圖3所示。
5.1.1 電流輸入:分為A相、B相、C相三個(gè)輸入通道,單相測(cè)量時(shí),無論測(cè)試A相、B相或者C相電流,都從A相通道輸入。
5.1.2 參考信號(hào)輸入:有線測(cè)試方式時(shí),使用專用通訊電纜,用于連接電壓采集器;感應(yīng)測(cè)試方式時(shí),用于連接感應(yīng)板,輸入感應(yīng)電場(chǎng)信號(hào)。
5.1.3 液晶屏:工業(yè)級(jí)640×480點(diǎn)陣高亮度彩色液晶屏,顯示操作菜單、測(cè)試數(shù)據(jù)、波形等。
5.1.4 按鍵:操作儀器用。 “↑↓”為“上下”鍵,選擇移動(dòng)或修改數(shù)據(jù);“←→”為“左右”鍵,選擇移動(dòng)或修改數(shù)據(jù);“確認(rèn)”鍵,確認(rèn)當(dāng)前操作;“取消”鍵,放棄當(dāng)前操作。
5.1.5 天線:在使用無線測(cè)試方式時(shí),請(qǐng)將配套天線安裝在天線座上,以便于良好的接收無線信號(hào),不安裝天線將大大縮短無線通訊距離。
5.1.6 優(yōu)盤接口:外接優(yōu)盤用,用來存儲(chǔ)測(cè)試數(shù)據(jù),請(qǐng)使用FAT或FAT32格式的U盤。在存儲(chǔ)過程中,嚴(yán)禁撥出優(yōu)盤。
5.1.7 RS232接口:此接口為外置打印機(jī)接口,用于連接外置打印機(jī);打印測(cè)試結(jié)果,打印內(nèi)容可選擇,不關(guān)心的數(shù)據(jù)無需打印,從而節(jié)約打印用紙。
5.1.8 DC IN:儀器充電器接口,請(qǐng)使用儀器配套專用充電器。
5.1.9 開關(guān): 儀器電源開關(guān),在不使用儀器時(shí),請(qǐng)及時(shí)關(guān)閉儀器電源,以節(jié)省電池電量。
5.2 電壓采集器前后面板
電壓采集器前后面板如圖4、5所示。
5.2.1 通訊接口:有線測(cè)試方式時(shí),使用專用通訊電纜,用于連接儀器主機(jī)參考信號(hào)輸入。
5.2.2 天線:在使用無線測(cè)試方式時(shí),請(qǐng)將配套天線安裝在天線座上,以便于電壓采集器有效的發(fā)射無線信號(hào);不安裝天線將大大縮短無線通訊距離,時(shí)間過長(zhǎng)有可能燒毀內(nèi)部無線模塊。
5.2.3 按鍵:操作儀器用。 “↑↓”為“上下”鍵,選擇移動(dòng)或修改數(shù)據(jù);“→”為“右”鍵,選擇移動(dòng)或確認(rèn)操作;長(zhǎng)按“→”鍵,進(jìn)入設(shè)置菜單界面。
5.2.4 液晶屏:工業(yè)級(jí)128×64點(diǎn)陣OLED液晶屏,顯示操作菜單、測(cè)試數(shù)據(jù)。
5.2.5 發(fā)送指示燈:電壓采集器通過無線方式或者有線方式,每發(fā)送一次數(shù)據(jù)指示燈閃爍一次。
5.2.6 充電口:儀器充電器接口,請(qǐng)使用儀器配套專用充電器。
5.2.7 開關(guān): 電壓采集器電源開關(guān),在不使用時(shí),請(qǐng)及時(shí)關(guān)閉電源,以節(jié)省電池電量。
5.2.8 電壓輸入:參考電壓輸入,分為A相(黃色線)、B相(綠色線)、C相(紅色線)、中性點(diǎn)或地線(黑色線);選擇參考相別為單相,且無論是A相、B相、C相、AB相、CB相都從A相(黃色線)和黑色線輸入。
注意:如果PT二次側(cè)是B相接地的,A相(黃色線)接PT二次側(cè)A相,黑色線接地,儀器主機(jī)參考相別選擇“A-B”;或者A相(黃色線)接PT二次側(cè)C相,黑色線接地,儀器主機(jī)參考相別選擇“C-B”。
輸入線中串接了120mA自恢復(fù)保險(xiǎn)。
5.2.9 接地柱:在測(cè)試過程中,儀器必須可靠接地。在連接其它測(cè)試線之前應(yīng)先連接接地線;在測(cè)試結(jié)束后,然后拆除接地線,以保證人身保障。
在2060年實(shí)現(xiàn)碳中和的情景設(shè)置下,新型電力系統(tǒng)高效運(yùn)作,開展數(shù)據(jù)產(chǎn)品研發(fā)和服務(wù)孵化,如可實(shí)現(xiàn)調(diào)度運(yùn)行自動(dòng)導(dǎo)航與決策、智能分析與決策、數(shù)據(jù)信息的智能搜索與智能推送、調(diào)度任務(wù)的智能提醒、調(diào)度操作任務(wù)的自動(dòng)生成、智能可靠防誤等在內(nèi)的調(diào)度全過程智能運(yùn)行。以車用導(dǎo)航系統(tǒng)來類比,車用導(dǎo)航系統(tǒng)可以全方位展示道路交通情況狀態(tài),并伴隨智能語音提示。當(dāng)然,電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度是一個(gè)復(fù)雜得多的系統(tǒng),但在數(shù)字和信息技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)下,未來電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)行導(dǎo)航?jīng)Q策,完成智能調(diào)度決策、電網(wǎng)可靠域辨識(shí)與控制、直流故障辨識(shí)與決策、多道防線協(xié)調(diào)控制與多能互補(bǔ)協(xié)調(diào)等,同時(shí),還可以通過數(shù)字孿生系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)和透明的發(fā)電預(yù)測(cè)、負(fù)荷預(yù)測(cè)與辨識(shí)。
綜上,新型電力系統(tǒng)是將現(xiàn)代傳感技術(shù)、信息技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、智能技術(shù)等融入電網(wǎng)所構(gòu)建的新型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),具有“電磁態(tài)+數(shù)字態(tài)”的新型形態(tài),“電網(wǎng)+互聯(lián)網(wǎng)”的新型網(wǎng)絡(luò),“電力+算力”的新型能力。以軟件定義電網(wǎng)、電力系統(tǒng),以輕資產(chǎn)應(yīng)對(duì)重資產(chǎn)投入,以數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航?jīng)Q策。新型電力系統(tǒng)將有效承載新能源大規(guī)模方便、可靠、高效接入,打破傳統(tǒng)電網(wǎng)物理和產(chǎn)業(yè)邊界,向社會(huì)各領(lǐng)域全方位滲透。
當(dāng)前,能源電力發(fā)展正處于落實(shí)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵期和窗口期,堅(jiān)定不移地大力發(fā)展可再生能源是能源脫碳的前提,也是實(shí)現(xiàn)碳中和的必然路徑。減碳必須要有政策性安排和支持,其中一個(gè)關(guān)鍵問題在于用地問題。由于風(fēng)電、光伏等可再生能源有效容量低,要滿足未來用電需求增長(zhǎng),需要占用大量土地資源,如果不能有效協(xié)調(diào)可再生能源的發(fā)展與生態(tài)環(huán)保、國土空間規(guī)劃等方面的銜接,將成為制約能源轉(zhuǎn)型的瓶頸之一。
要持續(xù)增強(qiáng)電力系統(tǒng)的靈活性和調(diào)節(jié)能力。抽水蓄能是儲(chǔ)能市場(chǎng)中*成熟的技術(shù),在儲(chǔ)能市場(chǎng)中的占比*大,但目前抽水蓄能的響應(yīng)時(shí)間是分鐘級(jí)的,不能適應(yīng)新型電力系統(tǒng)對(duì)于時(shí)間響應(yīng)的要求,可變速抽水蓄能機(jī)組的響應(yīng)時(shí)間才能和新型電力系統(tǒng)相適應(yīng),未來需要在這一方面加大研發(fā)力度;應(yīng)重點(diǎn)建設(shè)用戶側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng),電網(wǎng)側(cè)非抽水蓄能儲(chǔ)能建設(shè)的必要性需要進(jìn)一步加以論證;要開發(fā)電動(dòng)汽車V2G功能,作為靈活儲(chǔ)能系統(tǒng)納入新型電力系統(tǒng)建設(shè)。同時(shí),要加大科技新力度,研發(fā)新能源和新型電力系統(tǒng)的硬核技術(shù),并建立電力市場(chǎng),形成市場(chǎng)化價(jià)格體系。以技術(shù)新和體制機(jī)制變革同步發(fā)力,推動(dòng)“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
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