在我國(guó)“雙碳”目標(biāo)背景下,構(gòu)建具有更強(qiáng)新能源消納能力的新型電力系統(tǒng)已經(jīng)成為電力行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展方向,是構(gòu)建清潔低碳可靠高效的能源體系的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。新型電力系統(tǒng)具有清潔低碳、方便可控、靈活高效、智能友好、開(kāi)放互動(dòng)等基本特征,但也面臨新的技術(shù)挑戰(zhàn):
一是新能源成為主力電源,系統(tǒng)面臨的源荷雙重不確定性進(jìn)一步加劇,系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力不足,電力電量平衡壓力增大。風(fēng)、光等新能源替代化石能源是實(shí)現(xiàn)降碳的關(guān)鍵措施,然而日益增大的新能源的隨機(jī)性和波動(dòng)性與日益減小的火電的調(diào)節(jié)能力將給系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)峻的新能源消納與電力保供矛盾。亟需挖掘源網(wǎng)荷儲(chǔ)多種靈活資源,從設(shè)備靈活性提升、電網(wǎng)調(diào)度能力增強(qiáng)、市場(chǎng)機(jī)制保障等多方面提升系統(tǒng)的電力電量平衡能力。
二是大量電力電子設(shè)備并網(wǎng),系統(tǒng)慣量大幅降低,針對(duì)各類(lèi)擾動(dòng)下系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)增大。相比于旋轉(zhuǎn)電機(jī),電力電子設(shè)備一方面轉(zhuǎn)動(dòng)慣量低,另一方面控制方式復(fù)雜,使得電力電子化電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性不清,穩(wěn)定機(jī)理不明,因而研究可靠穩(wěn)定的控制保護(hù)方法缺乏理論分析方法的基礎(chǔ)。目前構(gòu)筑于以傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)為主體之上的系統(tǒng)運(yùn)行控制理論與技術(shù),難以滿足新型電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行要求,系統(tǒng)基礎(chǔ)理論、分析方法、控制技術(shù)亟需全方位變革與突破。
三是配用電形態(tài)發(fā)生巨大變化,分布式資源大量接入,負(fù)荷側(cè)互動(dòng)能力進(jìn)一步加強(qiáng),給系統(tǒng)的可觀可控可測(cè)能力帶來(lái)難題。“雙碳”目標(biāo)下,大規(guī)模分布式新能源將接入配電網(wǎng),使配電網(wǎng)潮流呈現(xiàn)多向性、隨機(jī)性;與此同時(shí),電動(dòng)汽車(chē)的規(guī)模化發(fā)展,以及需求側(cè)響應(yīng)的不斷推進(jìn),使負(fù)荷的時(shí)空特性變得更為復(fù)雜,給系統(tǒng)電能質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性、可靠性帶來(lái)難題。為了高效優(yōu)化調(diào)配這些海量分布式資源,亟需先進(jìn)的信息與通信技術(shù)提升系統(tǒng)可觀、可測(cè)、可控能力,解決多元異構(gòu)數(shù)據(jù)融合帶來(lái)的互操作問(wèn)題。
新型電力系統(tǒng)面臨的上述挑戰(zhàn)本質(zhì)上是由于系統(tǒng)呈現(xiàn)出了更高的不確定性、控制復(fù)雜、弱慣性、數(shù)量大、分散化的特點(diǎn),而現(xiàn)有以同步發(fā)電機(jī)為基礎(chǔ)電力系統(tǒng)的分析方法及運(yùn)行控制技術(shù)難以解決上述難點(diǎn),需要我們從其他視角挖掘新的方法和技術(shù)。
一、產(chǎn)品簡(jiǎn)介(WBZGS8000水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)直流高壓發(fā)生器測(cè)試精準(zhǔn),穩(wěn)定可靠)
WBZGS8000型系列大容量直流高壓發(fā)生器的設(shè)計(jì)制造時(shí)專(zhuān)為水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)進(jìn)行泄露電流和直流耐壓試驗(yàn)使用,設(shè)計(jì)制造的指導(dǎo)思想是以下幾點(diǎn):
1、由于大型水冷發(fā)電機(jī)繞組傳導(dǎo)電流很大,在試驗(yàn)電壓下要20-200mA左右不等。如果沒(méi)有足夠容量的直流高壓發(fā)生器,無(wú)法升壓。
2、目前國(guó)內(nèi)的直流高壓試驗(yàn)器輸出電流一般都在10mA以內(nèi),輸出電流200mA的高壓發(fā)生器屬于空白。
3、直流試驗(yàn)隊(duì)一般高壓電氣設(shè)備而言,能發(fā)現(xiàn)其絕緣的貫穿性缺陷,而對(duì)電機(jī)來(lái)說(shuō),它能獨(dú)特發(fā)現(xiàn)它的局部絕緣缺陷(定子線卷端部絕緣)這是其它試驗(yàn)無(wú)法替代的。
4、為能對(duì)水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)組的準(zhǔn)確測(cè)量泄露電流,ZGS8000系列高壓發(fā)生器特別設(shè)計(jì)了各種干擾電流的補(bǔ)償回路試驗(yàn)時(shí)可完全排除雜散電流和匯水管的極化電勢(shì)干擾的影響,真正測(cè)到試品的電流。
5、ZGS8000系列直流高壓發(fā)生器采用中頻倍壓電路。率先應(yīng)用*新的PWM脈寬調(diào)制技術(shù)和大功率IGBT器件。并根據(jù)電磁兼容性理論,采用特殊屏蔽、隔離和接地等措施。使直流高壓發(fā)生器實(shí)現(xiàn)了高品質(zhì)、便攜式并能承受額定電壓放電而不損壞。
二、工作原理框圖:(WBZGS8000水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)直流高壓發(fā)生器測(cè)試精準(zhǔn),穩(wěn)定可靠)
三、主要技術(shù)指標(biāo)和參數(shù)(WBZGS8000水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)直流高壓發(fā)生器測(cè)試精準(zhǔn),穩(wěn)定可靠)
規(guī)范KV/mA
技術(shù)參數(shù)
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50/100
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50/120
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60/150
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60/200
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80/200
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輸出電壓KV
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50
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50
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60
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60
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80
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輸出電流mA
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100
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120
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150
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200
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200
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輸出功率W
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5000
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6000
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9000
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12000
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16000
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電壓測(cè)量誤差
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≤1.0%±1個(gè)字
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電流測(cè)量誤差
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≤1.0%±1個(gè)字
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過(guò)壓整定誤差
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≤1.0%
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紋波系數(shù)
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≤3.0%
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電壓穩(wěn)定度
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≤1.0%
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電源電壓
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AC220V
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AC380V(三相四線)
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機(jī)箱重量
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25.0kg
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25.0kg
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25.0kg
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倍壓重量
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45.0kg
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65.0kg
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70.0kg
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四、使用說(shuō)明(WBZGS8000水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)直流高壓發(fā)生器測(cè)試精準(zhǔn),穩(wěn)定可靠)
(一)儀器的面板、后板
1、中頻及測(cè)量電纜快速聯(lián)接插座:用于機(jī)箱與倍壓部分的聯(lián)接。聯(lián)接時(shí)只需將電纜插頭上的紅點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)插座上的紅點(diǎn)順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)到位即可。拆卸時(shí)只需逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)電纜插頭即可。
2、電源輸入插座:將隨機(jī)配置的電源線與電源輸入插座相聯(lián)。
3、電源熔絲。
4、接地端子:此接地端子與倍壓筒接地端子及試品接地聯(lián)接為一點(diǎn)后再與接地網(wǎng)相聯(lián)。
5、電源開(kāi)關(guān):將此開(kāi)關(guān)朝右邊按下,電源接通,綠燈亮。反之為關(guān)斷。
6、綠色燈按鈕:綠燈亮表示電源已經(jīng)接通及高壓斷開(kāi)。在紅燈籠狀態(tài)下按下綠色按鈕,紅燈滅綠燈亮,高壓回路切斷。
7、紅色帶燈按鈕:高壓接通按鈕、高壓指示燈。在綠燈亮的狀態(tài)下,按下紅按鈕后,紅燈亮綠燈滅。表示高壓回路接通。此時(shí)可升壓。此按鈕須在電壓調(diào)節(jié)電位器回零狀態(tài)下才有效。如按下紅色按鈕紅燈亮綠燈仍亮,但松開(kāi)按鈕紅燈滅綠燈亮,表示機(jī)內(nèi)保護(hù)回路已工作,此時(shí)必須關(guān)機(jī)檢查過(guò)壓整定是否小于滿量程的5%及有無(wú)其它故障后,再開(kāi)機(jī)。
8、9、電壓調(diào)節(jié)電位器:該電位器用粗調(diào)、細(xì)調(diào)兩只多卷電位器順時(shí)針旋轉(zhuǎn)為升壓,反之為降壓。此電位器具備控制電子零位保護(hù)功能,因此升壓前必須先回零。
10、160×160點(diǎn)陣顯示屏。
11、“選擇”鍵,在綠燈亮狀態(tài),點(diǎn)擊“選擇”鍵,可以分別選擇修改“過(guò)壓整定”項(xiàng)、“計(jì)時(shí)”項(xiàng)數(shù)字位的數(shù)值。點(diǎn)擊“選擇”鍵后,既有光標(biāo)顯示在“過(guò)壓整定”項(xiàng)高位數(shù)字上。連續(xù)點(diǎn)擊“選擇”鍵,光標(biāo)由高位數(shù)字向低位數(shù)字位移動(dòng),并由“過(guò)壓整定”項(xiàng)移位到“計(jì)時(shí)”項(xiàng)高位數(shù)字位。
12、“設(shè)置鍵”,在綠燈按鈕亮狀態(tài)。
13、“確認(rèn)/啟動(dòng)”鍵
(1)修改數(shù)值后,點(diǎn)擊“確認(rèn)/啟動(dòng)”鍵,確認(rèn)被修改數(shù)值。
(2)無(wú)光標(biāo)顯示狀態(tài)。點(diǎn)擊“確認(rèn)/啟動(dòng)”鍵,啟動(dòng)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)。
14、泄露電流測(cè)量插孔,(外接微安表)當(dāng)需要對(duì)顯示泄露電流進(jìn)行比較時(shí)用。
(二)倍壓筒(圖4)
1、高壓引出接線柱 6、接地端子/機(jī)座
2、防暈端蓋 7、匯水管
3、倍壓筒體 8、輪子
4、5、與控制相聯(lián)接電纜插座
五、試驗(yàn)接線圖(WBZGS8000水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)直流高壓發(fā)生器測(cè)試精準(zhǔn),穩(wěn)定可靠)
近年來(lái),隨著電力能源領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,電力系統(tǒng)的發(fā)、輸、配、用各個(gè)環(huán)節(jié)涌現(xiàn)了海量的數(shù)據(jù),而信息領(lǐng)域中以大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的技術(shù),使得從電力系統(tǒng)中的海量數(shù)據(jù)中挖掘新型電力系統(tǒng)特性的內(nèi)在規(guī)律成為可能,從而實(shí)現(xiàn)能量流和信息流的深度融合,促進(jìn)各類(lèi)資源大范圍的優(yōu)化配置。基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的電力系統(tǒng)分析方法和運(yùn)行控制技術(shù)具有彌補(bǔ)傳統(tǒng)基于模型的理論體系的不足,解決新型電力系統(tǒng)面臨挑戰(zhàn)的優(yōu)勢(shì),體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
一是基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的新型電力系統(tǒng)分析方法。新型電力系統(tǒng)的源側(cè)和荷側(cè)都發(fā)生深刻變化,傳統(tǒng)的電源和負(fù)荷建模方法無(wú)法有效反映新元素的動(dòng)態(tài)特性,而數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法擅長(zhǎng)高維非線性特性的表征能力,采用基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的源荷建模方法具有描述源荷復(fù)雜動(dòng)態(tài)特性的技術(shù)優(yōu)勢(shì);新型電力系統(tǒng)由于多重不確定性,潮流計(jì)算面臨短時(shí)執(zhí)行海量場(chǎng)景分析的計(jì)算瓶頸,基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的潮流計(jì)算方法能夠?qū)崿F(xiàn)海量場(chǎng)景的高精度快速計(jì)算。
二是基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析方法。新型電力系統(tǒng)的“雙高”特性使其具有強(qiáng)非線性和復(fù)雜動(dòng)態(tài)特性,其系統(tǒng)穩(wěn)定機(jī)理尚不明確,傳統(tǒng)的基于模型的穩(wěn)定性分析方法不能反映所有可能的運(yùn)行方式和故障場(chǎng)景。需要通過(guò)海量數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)擾動(dòng)識(shí)別,評(píng)估系統(tǒng)線路過(guò)載、電壓越限等靜態(tài)特性,并根據(jù)暫態(tài)特性的海量數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)暫態(tài)可靠運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估方法,為系統(tǒng)穩(wěn)定性分析提供新方法。
三是基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的新型電力系統(tǒng)保護(hù)控制方法。隨著大規(guī)模電力電子設(shè)備的并網(wǎng),由于逆變器的控制特性,使系統(tǒng)的短路電流特性以及故障特征與傳統(tǒng)系統(tǒng)差別較大,給故障分析識(shí)別和保護(hù)控制帶來(lái)困難?;跀?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法可以通過(guò)建立多源數(shù)據(jù)與故障特征、短路電流特性的映射關(guān)系,揭示影響故障特征的關(guān)鍵因素和機(jī)理,可以有效實(shí)現(xiàn)新型電力系統(tǒng)下的故障分析與類(lèi)型甄別。
四是基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的新型電力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行方法。新型電力系統(tǒng)由于新能源急劇波動(dòng)、海量設(shè)備離散運(yùn)行、源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng),傳統(tǒng)基于物理模型的運(yùn)行決策方法面臨復(fù)雜度急劇增大的難點(diǎn),難以滿足在線應(yīng)用的需求。利用海量運(yùn)行數(shù)據(jù),構(gòu)建深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)機(jī)制,并通過(guò)數(shù)據(jù)積累對(duì)學(xué)習(xí)模型進(jìn)行持續(xù)修正和自我學(xué)習(xí)能力,實(shí)現(xiàn)復(fù)雜場(chǎng)景下決策的精度和效率。
五是面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)融合與資源協(xié)同。新型電力系統(tǒng)具有海量異構(gòu)設(shè)備接入的特征,給傳統(tǒng)的集中式的調(diào)控機(jī)制帶來(lái)挑戰(zhàn),而分布式調(diào)控機(jī)制離不開(kāi)面向?qū)ο蟮姆植际叫畔⒓軜?gòu),需要建立不同業(yè)務(wù)對(duì)象的信息交互機(jī)制,提出源網(wǎng)荷儲(chǔ)異構(gòu)數(shù)據(jù)模型的映射方法,實(shí)現(xiàn)各類(lèi)差異化資源的有效協(xié)同。
新型電力系統(tǒng)作為一個(gè)具有海量數(shù)據(jù)的復(fù)雜系統(tǒng),有望通過(guò)數(shù)字化建設(shè),借助海量數(shù)據(jù)的價(jià)值,從新的視角認(rèn)識(shí)新型電力系統(tǒng)的內(nèi)在機(jī)理和特性,助力突破新型電力系統(tǒng)面臨的技術(shù)難題。相信隨著電力行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型的步伐不斷加快,以數(shù)據(jù)為工具的新型電力系統(tǒng)分析方法和運(yùn)行控制技術(shù)將會(huì)得到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視,促進(jìn)新型電力系統(tǒng)建設(shè)的蓬勃發(fā)展。
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