2013年我在《中國電機工程學(xué)報》上發(fā)表文章提出了“三代電網(wǎng)”的概念。第1代電網(wǎng)，指20世紀(jì)前50年，低電壓、小機組、小電網(wǎng)為主的電力系統(tǒng)發(fā)展初級階段。隨著第2次世界大戰(zhàn)結(jié)束后全球經(jīng)濟恢復(fù)和新中國成立，尤其是中國改革開放以來，經(jīng)濟發(fā)展對電力的需求急速增加，電網(wǎng)和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展發(fā)生巨大變化，大電網(wǎng)、大機組、超/特高壓交直流輸電組成了第2代電力系統(tǒng)的大格局，但第2代電力系統(tǒng)的電源結(jié)構(gòu)主要基于化石能源，面對其進一步發(fā)展對環(huán)境的嚴(yán)重污染和日益嚴(yán)重的全球氣候變化的危機，這種模式難以持續(xù)。第三代電網(wǎng)即新一代電力系統(tǒng)，始于本世紀(jì)初期，是以可再生能源和低碳清潔能源發(fā)電為主，是大機組和中小機組相結(jié)合，大電網(wǎng)和中小電網(wǎng)以及微電網(wǎng)并存的新時代，是可持續(xù)的能源電力發(fā)展新模式。
對于新一代電力系統(tǒng)，我從技術(shù)上概括了它的四個主要特征：高比例可再生能源電力系統(tǒng)、高比例電力電子裝備電力系統(tǒng)、多能互補綜合能源電力系統(tǒng)、信息物理融合的智慧能源電力系統(tǒng)。現(xiàn)在看來，這些特征與新型電力系統(tǒng)有不少共通之處，而新型電力系統(tǒng)是以新能源為主體，要求更高。在碳達(dá)峰、碳中和大背景下，加快構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，具有很大的挑戰(zhàn)性，但這是人類利用能源電力可持續(xù)發(fā)展的大方向。
一、概述（ZKY-2000真空度試驗儀十余年研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗）
真空斷路器是電力系統(tǒng)中普遍使用的高壓電器，其核心部件是真空滅弧室，由于滅弧室是以真空條件作為工作基礎(chǔ)的，所以它不象油開關(guān)，SF6開關(guān)那樣容易檢測其質(zhì)量。傳統(tǒng)上，真空斷路器用戶判斷滅弧室真空度的方法是工頻耐壓法，這種方法只能粗略判斷真空度嚴(yán)重化的滅弧室。
是真空滅弧室的真空度的鑒定設(shè)備，以單片計算機為主控單元，測試過程完全實現(xiàn)自動化。該儀器的采樣設(shè)計一改以往采用電流峰值做標(biāo)定的方法，而采用離子電荷來做標(biāo)定。這樣，有效地抑制了測試過程中瞬態(tài)電源的干擾，使測試穩(wěn)定可靠。由于采用計算機為主控單元，該儀器能很方便地扣除由于環(huán)境因素產(chǎn)生的漏電電流。本儀器突出的特點是：實現(xiàn)了真空滅弧室的免拆卸測量，直接顯示真空度值，使真空斷路器用戶詳細(xì)掌握滅弧室的真空狀態(tài)，為有計劃地更換滅弧室提供了可靠的依據(jù)，為電網(wǎng)的運行提供了有力保障，克服了工頻耐壓法僅能判斷滅弧室是否報廢的缺陷。
測量精度高，操作簡單，攜帶方便，抗干擾能力強，特別適用于供電單位現(xiàn)場測試，是真空斷路器生產(chǎn)、安裝、調(diào)試、維修的必備儀器之一。
二、測試原理（ZKY-2000真空度試驗儀十余年研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗）
將滅弧室的兩觸頭拉開一定的開距，施加脈沖高壓，與殘余氣體分子發(fā)生碰撞電離，所產(chǎn)生的離子電流與殘余氣體密度即真空度近似成比例關(guān)系。對于不同的真空管，在同等真空度條件下，離子電流的大小也不相同，當(dāng)測知離子電流后，通過離子電流一真空度曲線，由計算機自動完成真空度的計算，并顯示真空度值。
三、技術(shù)參數(shù)（ZKY-2000真空度試驗儀十余年研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗）
1.真空度測量范圍： 9.999×10-1～1×10-5
2.離子電流測量范圍： 9.999×10-1～1×10-7
3.測 量 誤 差： ＜5%
4.測 量 分 辨 率： 10-5pa
5.允許環(huán)境溫度： -20℃～50℃
6.空 氣 濕 度： ≤80%RH
7.電 源： AC，220V，50Hz±10%
8.外 型 尺 寸： 420×290×210（mm）
9.高 壓 輸 出： 脈沖≤4kV15kHz
⒑重 量： 8kg
四、使用方法（ZKY-2000真空度試驗儀十余年研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗）
（1）本儀器分兩種用途使用：
1、用于真空滅弧室生產(chǎn)線中滅弧室的質(zhì)量控制，斷路器生產(chǎn)廠家的滅弧室的入庫檢驗。
2、用于檢測安裝于開關(guān)整機上的真空滅弧室的真空度。這類檢測主要用于供電部門的例行檢修及容量試驗中對真空滅弧室承受能力的判定。
（2）連線：
使滅弧室觸頭至于分狀態(tài)，將高壓線和信號輸入線分別接滅弧室的動端與靜端。注意，高壓線應(yīng)懸空
注意：使用前儀器必須良好接地!檢查連線正確后便可開機。
將儀器的電源開啟后，顯示屏顯示菜單如下圖：
（3）管型選擇：
測量時，首先選擇管型，儀器內(nèi)已存入多種管型，具體參數(shù)見附錄表格。
1、管型選擇操作方式：
按[選擇鍵]，使[◢◢]指向選擇測試管型，按[確認(rèn)鍵]，用［＋鍵］或［－鍵］調(diào)整管型參數(shù)，當(dāng)顯示器顯示管型與所需測量的管型代號一致時便可，按[確認(rèn)鍵]，返回主菜單。若說明書中沒有給出要測量的管型時，可用尺寸相近，接線方式相同的管型代替。
2、測量
按[選擇鍵]使[◢◢]至測試真空管“Pa”，按[確認(rèn)鍵]儀器處于測量狀態(tài)。并自動完成所有的測量、計算、顯示等全過程。
3、打印：
若需打印測試數(shù)據(jù)，則按[確認(rèn)鍵]返回主菜單，按[選擇鍵]使[◢◢]至打印測試數(shù)據(jù)，再按[打印鍵]，即可打印出所有測量數(shù)據(jù)。
4、如果沒有可代用的參數(shù)，則可按[選擇鍵]使[◢◢]指向“A”，這樣可直接給出電離電流，一般來說。電離電流（A）較真空度（Pa）小2個數(shù)量級。
五、硬件構(gòu)造（ZKY-2000真空度試驗儀十余年研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗）
ZKY-2000的硬件大致分為四部分
1、CPU主控單元
該部分用于接收用戶指令，控制顯示器進行各種顯示，產(chǎn)生高壓單元所需的脈沖信號，及對磁控電流控制單元發(fā)出各種控制指令，負(fù)責(zé)整個測量過程的精準(zhǔn)時序控制，該單元是整個系統(tǒng)的主體。
2、高壓控制板
高壓部分將控制部分送來的具有一定占空比的信號進行功率放大，驅(qū)動高壓變壓器，從而產(chǎn)生測量所需的高壓。
3、按鍵與顯示板
按鍵部分用于用戶指令，操縱按鍵使儀器處于不同的工作狀態(tài)。
顯示部分用于顯示系統(tǒng)的各種參數(shù)。
4、打印機
用于打印輸出所測量的參數(shù)，打印結(jié)果如下所示：
TESTED BUIC-Ⅲ TESTED BYUC-Ⅲ
PRESSURE：3.260E-5Pa CURRENT：2.621E-6A
（真空度值） （漏電流值）
TUBE NO： （管編號） TUBE NO： （管編號）
TUBE TYPE：（管型） TUBE TYPE：（管型）
DATE： （日期） DATE： （日期）
TEST REPORT TEST REPORT
（檢驗記錄） （檢驗記錄）
面對新一代電力系統(tǒng)的構(gòu)建，我提出了六類具有全局性影響的關(guān)鍵技術(shù)。其中三類是“可靠高效低成本長壽命新型儲能技術(shù)”、“清潔高效低成本氫能生產(chǎn)儲運轉(zhuǎn)化和應(yīng)用技術(shù)”和“數(shù)字化、人工智能和能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”。由于新能源發(fā)電波動性和間歇性強，大量接入電網(wǎng)會直接影響電力系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運行，這是需要全人類共同攻克的難題。儲能則可以很好地平衡新能源的波動。我國自上世紀(jì)六十年代開始開發(fā)建設(shè)抽水蓄能電站，隨著我國新興能源的大規(guī)模開發(fā)利用，目前抽水蓄能電站的配置已由過去側(cè)重于用電負(fù)荷中心逐步向能源基地、送出端和落地端等多方面發(fā)展。近年來以化學(xué)電池為主的新型儲能裝置在電力系統(tǒng)中快速發(fā)展，未來將與抽水蓄能電站一起成為應(yīng)對新能源短周期波動性間歇性的主要措施；但對風(fēng)電光伏發(fā)電等受異常天氣變化影響的中長周期功率和能量波動來看，清潔制氫和儲氫將是*為經(jīng)濟有效的方式，即利用可再生能源制氫，將隨時變化不可控的清潔電力轉(zhuǎn)化為可儲存、便于運輸?shù)木G色液體氣體燃料和化工原料，這既是對可再生能源的充分利用，又能通過儲氫和氫轉(zhuǎn)化產(chǎn)品(甲烷、甲醇等)成為應(yīng)對新能源中長周期波動的備用清潔能量來源，還可以在電網(wǎng)運行中通過調(diào)節(jié)電解水裝置等給電網(wǎng)帶來新的靈活性調(diào)節(jié)手段。從這個意義上看，制氫、儲氫和用氫，應(yīng)該是未來新型電力系統(tǒng)的重要組成部分。當(dāng)前，我們要充分利用新能源占比逐步提高過程的時間窗口，進一步研發(fā)制氫儲氫和氫轉(zhuǎn)化技術(shù)，提高效率，降低成本，為未來新型電力系統(tǒng)的方便可靠穩(wěn)定運行做好充分準(zhǔn)備。
上海來揚電氣轉(zhuǎn)載其他網(wǎng)站內(nèi)容，出于傳遞更多信息而非盈利之目的，同時并不代表贊成其觀點或證實其描述，內(nèi)容僅供參考。版權(quán)歸原作者所有，若有侵權(quán)，請聯(lián)系我們刪除。