在“雙碳”背景下,新能源飛速發(fā)展,如何確保電力系統可靠穩定運行、新能源高比例消納、提升運營(yíng)效率、*大程度提升客戶(hù)及員工的體驗,電力系統面臨巨大挑戰。相比傳統電力系統,新型電力系統突出表現在三個(gè)方面的變化。
從電力供給看,由傳統以煤電、水電為主的大電廠(chǎng)集中式供應,逐步加入了風(fēng)電、光電等可再生綠色能源的多樣化供應主體。電力接入方式更加開(kāi)放、靈活。
從電網(wǎng)結構看,由發(fā)輸變配用單向逐級的鏈型網(wǎng)絡(luò ),向以主干電網(wǎng)為核心,微電網(wǎng)、聚合商、儲能等多種電網(wǎng)主體并存的網(wǎng)狀網(wǎng)轉變。傳統的發(fā)電側、供電側和負荷側的角色將動(dòng)態(tài)變化。
從運行特征看,由源隨荷動(dòng)的實(shí)時(shí)平衡控制模式,向源網(wǎng)荷儲一體化控制模式轉變。調度控制系統需獲取大量實(shí)時(shí)數據進(jìn)行精準預判,才能實(shí)現電網(wǎng)運行動(dòng)態(tài)平衡,提升電網(wǎng)運行效能。
隨著(zhù)電力體制改革深化,電網(wǎng)保障、上等運行的要求進(jìn)一步提高,應用新的通信架構、應用模式和通信技術(shù)為新型電力系統服務(wù),顯得尤為迫切。
在電網(wǎng)數字化、智能化轉型中,傳統意義上的電網(wǎng)末端將轉身成為數據源端,成為實(shí)際控制電網(wǎng)運行的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)。因此,通信接入網(wǎng)需深度感知電網(wǎng)態(tài)勢,從業(yè)務(wù)支撐系統轉變?yōu)楹诵臉I(yè)務(wù)系統,將沿著(zhù)泛在聯(lián)接、超大帶寬、超高可靠、超低時(shí)延四個(gè)方向持續演進(jìn)。
對比已經(jīng)建成的以光纖通信為主要方式的“三縱四橫”電力通信骨干網(wǎng),通信接入網(wǎng)的建設還任重而道遠。
兩年來(lái),我們就如何充分發(fā)揮光纖、5G、衛星等多種通信技術(shù)的優(yōu)勢,滿(mǎn)足不同場(chǎng)景下電力終端接入需求,作為突破口,展開(kāi)了重點(diǎn)研究與探索。
一 、概述(LYJS6000E變頻介質(zhì)損耗試驗儀設計精巧,結構簡(jiǎn)單)
介損測試儀,是發(fā)電廠(chǎng)、變電站等現場(chǎng)全自動(dòng)測量各種高壓電力設備介損正切值及電容量的高精度儀器。由于采用了變頻技術(shù)能保證在強電場(chǎng)干擾下準確測量。儀器采用中文菜單操作,微機自動(dòng)完成全過(guò)程的測量。
該儀器同樣適用于車(chē)間、試驗室、科研單位測量高壓電器設備的tgδ及電容量;對絕緣油的損耗測試、更具有方便、簡(jiǎn)單、準確等優(yōu)點(diǎn)。
該儀器可用正、反接線(xiàn)方法測量不接地或直接地的高壓電器設備,同時(shí)可以測量電容式電壓互感器的tgδ及主電容C1、C2電容量。
儀器內部裝備了高壓升壓變壓器,并采取了過(guò)零合閘、防雷擊等可靠保護措施。試驗過(guò)程中輸出0.5KV~10kV不同等級的高壓,操作簡(jiǎn)單、方便。
本儀器設有以下保護功能:
·高壓短路保護
·CVT過(guò)壓保護
·儀器接地不好保護
二、工作原理(LYJS6000E變頻介質(zhì)損耗試驗儀設計精巧,結構簡(jiǎn)單)
在交流電壓作用下,電介質(zhì)要消耗部分電能,這部分電能將轉變?yōu)闊崮墚a(chǎn)生損耗。這種能量損耗叫做電介質(zhì)的損耗。當電介質(zhì)上施加交流電壓時(shí),電介質(zhì)中的電壓和電流間存在相角差Ψ,Ψ的余角δ稱(chēng)為介質(zhì)損耗角,δ的正切tgδ稱(chēng)為介質(zhì)損耗角正切。tgδ值是用來(lái)衡量電介質(zhì)損耗的參數。儀器測量線(xiàn)路包括一標準回路(Cn)和一被試回路(Cx),如圖1所示。標準回路由內置高穩定度標準電容器與測量線(xiàn)路組成,被試回路由被試品和測量線(xiàn)路組成。測量線(xiàn)路由取樣電阻與前置放大器和A/D轉換器組成。通過(guò)測量電路分別測得標準回路電流與被試回路電流幅值及其相位等,再由單片機運用數字化實(shí)時(shí)采集方法,通過(guò)矢量運算便可得出試品的電容值和介質(zhì)損耗正切值。
儀器內部已經(jīng)采用了抗干擾措施,保證在外電場(chǎng)干擾下準確測量。
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儀器結構
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測量電路:傅立葉變換、復數運算等全部計算和量程切換、變頻電源控制等。
控制面板:打印機、鍵盤(pán)、顯示和通訊中轉。
變頻電源:采用SPWM開(kāi)關(guān)電路產(chǎn)生大功率正弦波穩壓輸出。
升壓變壓器:將變頻電源輸出升壓到測量電壓,*大無(wú)功輸出2KVA/1分鐘。
標準電容器:內Cn,測量基準。
Cn電流檢測:用于檢測內標準電容器電流,10μA~1A。輸入電阻〈2Ω。
Cx正接線(xiàn)電流檢測:只用于正接線(xiàn)測量,10μA~1A。輸入電阻〈2Ω。
Cx反接線(xiàn)電流檢測:只用于反接線(xiàn)測量,10μA~1A。輸入電阻〈2Ω。
反接線(xiàn)數字隔離通訊:采用精密MPPM數字調制解調器,將反接線(xiàn)電流信號送到低壓側。隔離電壓20KV。
工作原理(LYJS6000E變頻介質(zhì)損耗試驗儀設計精巧,結構簡(jiǎn)單)
啟動(dòng)測量后高壓設定值送到變頻電源,變頻電源用PID算法將輸出緩速調整到設定值,測量電路將實(shí)測高壓送到變頻電源,微調低壓,實(shí)現準確高壓輸出。根據正/反接線(xiàn)設置,測量電路根據試驗電流自動(dòng)選擇輸入并切換量程,測量電路采用傅立葉變換濾掉干擾,分離出信號基波,對標準電流和試品電流進(jìn)行矢量運算,幅值計算電容量,角差計算tgδ。反復進(jìn)行多次測量,經(jīng)過(guò)排序選擇一個(gè)中間結果。測量結束,測量電路發(fā)出降壓指令變頻電源緩速降壓到0。
三、主要技術(shù)參數(LYJS6000E變頻介質(zhì)損耗試驗儀設計精巧,結構簡(jiǎn)單)
1、高壓輸出: 0.5 ~10kV,
每一檔增加500V,共有二十檔,容 量:1500VA
2、準 確 度: tgδ: ±(讀數*1.5%+0.06%)
Cx: ±(讀數*1.5%+5PF)
3、分 辨 率: tgδ:0.01% Cx:1pF
4、測量范圍: 0.01% < tgδ < 100%
內施高壓:3pF~60000pF/10kV 60pF~1μF/0.5kV
外施高壓:3pF~1.5μF/10kV 60pF~30μF/0.5kV
電 源: AC 220V士10% 50士1Hz
測量方式:
a.工頻:50Hz
b.異頻:45Hz/55Hz 自動(dòng)變頻
7、諧波適應: ≤3%
8、使用條件: -15℃-50℃ 相對濕度<80%
9、外型尺寸: 460(L)×345(W)×345(H)
10、重 量: 35 kg
四、儀器面板(LYJS6000E變頻介質(zhì)損耗試驗儀設計精巧,結構簡(jiǎn)單)
1、控制面板圖(圖 2)及高壓背板圖(圖3)
圖2
CX試品輸入:正接線(xiàn)時(shí)輸入試品電流,正接線(xiàn)時(shí)芯線(xiàn)(紅夾子)接試品低壓信號端,如果試品低壓端有屏蔽極可接屏蔽線(xiàn)(黑夾子),無(wú)屏蔽時(shí),可懸空。
反接線(xiàn)時(shí),CX試品輸入線(xiàn)不接或懸空。
測量接地:它同外殼連在一起,在正、反兩種測量過(guò)程中,儀器都應可靠獨立接地。應仔細檢查接地導體不能有油漆或銹蝕,否則應將接地導體刮干凈,并保證零電阻接地。接地不佳可能引起誤差或數據波動(dòng),嚴重時(shí),呈帶高壓開(kāi)路可能引起危險。
內高壓允許:打開(kāi)此開(kāi)關(guān),儀器有高壓輸出。關(guān)閉此開(kāi)關(guān)儀器內部無(wú)高壓產(chǎn)生,亦無(wú)高壓輸出。
總電源開(kāi)關(guān):打開(kāi)該開(kāi)關(guān),屏幕顯示測量?jì)热荨?/span>
按鍵盤(pán):“ESC”、“ENT”、
“ESC”:對光標所在處的內容否認時(shí),或者已完成該內容。
“ENT”:對光標所在處的內容認同時(shí),可按此鍵加以確認,并將光標移至它處。
:改變數值或改變正、反接線(xiàn),異頻、工頻等內容。
屏幕顯示:顯示菜單、測量信息、測量結果。應避免長(cháng)時(shí)間陽(yáng)光爆曬。
亮度調節:調節屏幕對比度。
F5G作為新一代固定網(wǎng)絡(luò )技術(shù),具有超大帶寬、全光接入和確定性體驗三大特征,精準匹配新型電力系統建設對電力通信接入網(wǎng)的需求。
我們與華為公司組成聯(lián)合更新小組,基于F5G技術(shù)在網(wǎng)絡(luò )架構優(yōu)化、配電自動(dòng)化和用電信息采集三個(gè)重要場(chǎng)景實(shí)踐出一套可行的方案,并且取得了階段性成果。
以往,電力通信網(wǎng)架構為倒三角形,電壓等級越低帶寬越小。但是隨著(zhù)新型電力系統建設的深化,越來(lái)越多的智慧物聯(lián)終端接入到電力系統。海量的終端必將產(chǎn)生海量的數據。目前,地市匯聚層網(wǎng)絡(luò )帶寬以155/622M為主,已經(jīng)成為發(fā)展的瓶頸。
聯(lián)合更新小組基于F5G技術(shù),研發(fā)H-OTN新型通信設備,在地市匯聚層試點(diǎn)橫向整合和縱向打通。
橫向整合是指,H-OTN集成了SDH、OLT和OTN三種設備的能力,可同時(shí)作為配網(wǎng)的匯聚節點(diǎn)、地市SDH網(wǎng)絡(luò )的備份以及主干OTN網(wǎng)絡(luò )的延伸。相比以往采用設備堆疊的方式,可節省50%以上的機柜占用空間;H-OTN*大支持100G帶寬,并且數據完全在設備內部處理,可靠性和傳輸效率也得到大幅提升。
縱向打通是指,H-OTN作為連接骨干網(wǎng)和接入網(wǎng)的橋梁,實(shí)現兩張網(wǎng)絡(luò )的無(wú)縫銜接。傳統方式下,視頻流等業(yè)務(wù)數據在兩張網(wǎng)絡(luò )之間傳輸時(shí),需要經(jīng)過(guò)多次數據轉換,實(shí)時(shí)性差,也存在保障風(fēng)險。H-OTN支持OSU硬管道穿通技術(shù),可直接一跳送達需求方。
聯(lián)合更新小組在國網(wǎng)太原供電公司的三個(gè)變電站展開(kāi)了試點(diǎn)工作?,F在,變電站內20多個(gè)攝像機的帶寬由512K提升到10M,已經(jīng)可以滿(mǎn)足高清視頻傳輸需要。
配電自動(dòng)化的目標是實(shí)現配電網(wǎng)的可觀(guān)、可測、可調、可控。通過(guò)部署在配網(wǎng)的智能傳感器、智能開(kāi)關(guān)等電力終端設備,聯(lián)合更新小組可以實(shí)時(shí)掌控配電網(wǎng)絡(luò )的狀態(tài),第1時(shí)間發(fā)現故障并以*快的速度解決,把影響降至*低。
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