國網(wǎng)智研院依托公司科技項(xiàng)目研發(fā)了大容量多端口能量路由器的技術(shù)拓?fù)浜投喽丝谥绷骺刂票Ｗo(hù)技術(shù)，為隨州廣水100%新能源新型電力系統(tǒng)科技示范工程研制了核心技術(shù)裝備，通過技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為工程建設(shè)提供了支撐。
1月31日，湖北隨州廣水100%新能源新型電力系統(tǒng)科技示范工程能量路由器60兆瓦換流器帶示范區(qū)滿功率運(yùn)行試驗(yàn)順利完成。試驗(yàn)過程中，換流器及其控制保護(hù)系統(tǒng)無任何故障和異常報(bào)文，為實(shí)現(xiàn)縣域級(jí)高比例可再生能源電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行以及源網(wǎng)荷儲(chǔ)動(dòng)態(tài)平衡奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
隨州廣水100%新能源新型電力系統(tǒng)科技示范工程（簡稱“隨州廣水科技示范工程”）是國家電網(wǎng)有限公司新型電力系統(tǒng)專項(xiàng)四類示范工程之一。2022年11月19日，隨州廣水科技示范工程啟動(dòng)送電，為418平方千米供區(qū)內(nèi)超過20萬人提供了清潔能源，形成了一個(gè)開放的具有未來電網(wǎng)的特征的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和可靠的能源供應(yīng)物理網(wǎng)絡(luò)。依托公司科技項(xiàng)目“縣域級(jí)高比例可再生能源電力系統(tǒng)運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)研究”，國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院有限公司研發(fā)了大容量多端口能量路由器的技術(shù)拓?fù)浜投喽丝谥绷骺刂票Ｗo(hù)技術(shù)，研制了隨州廣水科技示范工程核心技術(shù)裝備，通過技術(shù)成果轉(zhuǎn)化支撐了示范工程建設(shè)。
1、描述（WBST-600電纜絕緣層故障點(diǎn)定位儀重量輕，簡便實(shí)用）
1.1簡介
高壓電纜故障定位電橋是基于MURRAY電橋原理而設(shè)計(jì)，適用于敷設(shè)后各種電線電纜的擊穿點(diǎn)及沒有擊穿但絕緣電阻值偏低的缺陷點(diǎn)的定位，也是高壓電纜護(hù)套故障定位*有效的方法。當(dāng)然，也 可用于電纜廠內(nèi)各種線纜缺陷點(diǎn)的定位。
設(shè)備采用開關(guān)電源構(gòu)成高壓恒流源，空載電壓15kV，短路電流30mA。采用高靈敏度放大器及檢流計(jì)指 示平衡，與比例電位器構(gòu)成平衡電橋，整體置于高電位。測(cè)量電纜為特別設(shè)計(jì)的雙芯高壓橡皮電纜，四 端電阻測(cè)量法避免了引線電阻引入的誤差，電纜通過編織屏蔽層可靠接地，面板上操作鈕處于地電位， 通過絕緣桿操作電橋。高壓恒流源和電橋集成在一個(gè)便攜式鋁合金箱內(nèi)。因此，該設(shè)備電壓高、重量輕、 操作方便、使用可靠。
1.2功能
具有三種功能：
1、直流耐壓試驗(yàn)
可輸出 0～15kV 直流電壓，可用于電纜直流耐壓試驗(yàn)。
2、燒穿故障點(diǎn)
燒穿及降低高阻及閃絡(luò)型故障點(diǎn)的電阻。
3、故障預(yù)定位
利用電橋原理進(jìn)行預(yù)定位，四端電阻測(cè)量法避免了引線電阻引入的誤差。
1.3適用用戶
高壓電纜外護(hù)套故障測(cè)距儀特別適用于：
1、敷設(shè)后電纜的高阻擊穿點(diǎn)，特別是難以燒成低阻的線性高阻擊穿點(diǎn)如電纜中間接頭的線性高阻擊穿。
2、閃絡(luò)型擊穿點(diǎn)，擊穿后恒流源能維持電弧，有穩(wěn)定電流通過電橋，電橋有足夠的靈敏度。
3、電橋法僅僅要求線芯電阻的均勻性。因此，PVC聚氯乙烯絕緣電纜（波特性不好），沒有良導(dǎo)體回流的電纜，超高壓電纜金屬護(hù)套缺陷點(diǎn)，僅有鋼鎧裝的電纜的故障定位，只能用電橋法定位。
4、尚未擊穿，但電阻偏低的缺陷點(diǎn)，如用兆歐表發(fā)現(xiàn)電纜阻值較低，但運(yùn)行電壓下不擊穿的絕緣缺陷點(diǎn)。
由于上述特點(diǎn)高壓電纜故障定位電橋?yàn)橄率鰩最愑脩羲嗖A：
1、從事專業(yè)定位的電纜修試隊(duì)伍：如大中型供電局及大型用電企業(yè)的電纜修試班。絕大部分的電纜擊穿點(diǎn)均可用高壓電纜故障定位電橋迅速找到大致的擊穿位置。與波反射法及定點(diǎn)儀配合使用，各取所長，使定位更快更可靠。
2、小型用戶：如小型供電局及中型用電企業(yè)。電纜不多，一般走向清楚，不太長，故障次數(shù)有限，若配齊一套波反射法定位儀，價(jià)格高，對(duì)使用人員的素質(zhì)和經(jīng)驗(yàn)要求較高，不是*佳選擇。選用高壓電纜故障定位電橋價(jià)格較低，操作方便，能應(yīng)付日常需要，是較好的選擇。
3、電纜生產(chǎn)廠：在廠內(nèi)，可用作各種線纜擊穿點(diǎn)的定位，選配數(shù)字電容表，可找出斷線點(diǎn)。該設(shè)備重量輕，便于攜帶至現(xiàn)場(chǎng)為電纜用戶作定位服務(wù)。
1.4技術(shù)指標(biāo)（WBST-600電纜絕緣層故障點(diǎn)定位儀重量輕，簡便實(shí)用）
直流輸出 0～15kV
短路電流 30mA
定位比例精度 （0.2%L+1）m
重量 10kg
體積 38cm_36cm_27cm
工作電源 工頻220V ?15％
1.5供貨清單（WBST-600電纜絕緣層故障點(diǎn)定位儀重量輕，簡便實(shí)用）
2、面板說明（WBST-600電纜絕緣層故障點(diǎn)定位儀重量輕，簡便實(shí)用）
1、接地柱：為儀器外殼及電橋電氣可靠接地點(diǎn)，通過專用接地線與地相連，使用過程中務(wù)必可靠接地，以確保人身保障。
2、保險(xiǎn)絲：5A（5_20）。
3、電源插座：AC220V_15%。
4、測(cè)量電纜首端：紅色測(cè)量夾頭。
5、測(cè)量電纜末端：黑色測(cè)量夾頭。
6、輸出電流表：單位mA。
7、輸出電壓表：單位kV。
8、電源指示：電源開關(guān)打開時(shí)，指示燈亮。否則應(yīng)檢查電源和保險(xiǎn)絲。
9、工作指示：電壓調(diào)節(jié)旋鈕逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到底，零位合閘后，指示燈亮，方可輸出高壓。
10、電源開關(guān)：左為開，右為關(guān)。
11、電壓預(yù)置：顯示輸出電壓范圍，同時(shí)選擇了顯示量程。
12、高壓調(diào)節(jié)：高壓調(diào)節(jié)電位器帶零位開關(guān)，逆時(shí)針調(diào)節(jié)到底能聽到咔嗒一聲，完成零位合閘，順時(shí)針調(diào)節(jié)為升壓，逆時(shí)針調(diào)節(jié)為降壓。
13、檢流計(jì)：指示平衡情況。
14、電池開關(guān)/靈敏度調(diào)節(jié)旋鈕：有三個(gè)用途：（1）檢流計(jì)電池的開關(guān)。（2）在“關(guān)”位置時(shí)，短路比例電位器，斷開檢流計(jì)，防止沖擊電流損壞電橋。（3）調(diào)節(jié)檢流計(jì)靈敏度。順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，靈敏度由 小到大。在調(diào)節(jié)過程中，應(yīng)逐步提高靈敏度，使指針偏轉(zhuǎn)對(duì)‰旋鈕的微小調(diào)節(jié)敏感。
15、定位千分比調(diào)節(jié)：為電橋電阻調(diào)節(jié)旋鈕，外圈數(shù)字對(duì)應(yīng)為100‰，內(nèi)圈對(duì)應(yīng)為10‰、1‰。讀數(shù)P‰=外圈數(shù)字＋內(nèi)圈數(shù)字，如圖2（a）讀數(shù)應(yīng)為720‰，圖2（b）讀數(shù)應(yīng)為315‰。
16、檢流計(jì)調(diào)零：調(diào)節(jié)表頭電氣零位。內(nèi)置放大器、連接線接觸電勢(shì)、熱電勢(shì)、空間電場(chǎng)都可能使指針偏離零位。應(yīng)在連線完成，電源打開未升壓時(shí)調(diào)零，可消除上述干擾。
17、更換電池：打開電池開關(guān)后，若調(diào)零時(shí)檢流計(jì)不動(dòng)作，可能是電池電量不足，應(yīng)更換9V方塊電池。方法如下：先關(guān)閉電源，并對(duì)測(cè)量電纜可靠放電，儀器側(cè)放，打開底部小門，擰開高壓橋體下部的 尼龍蓋，拉出電池，更換。應(yīng)注意，電橋工作時(shí)電池處于高電位，因此，換好的電池及電池連接線 一定要放回原位，擰好尼龍蓋。
3、操作說明（WBST-600電纜絕緣層故障點(diǎn)定位儀重量輕，簡便實(shí)用）
3.1定位原理
利用Murray電橋?qū)舸c(diǎn)定位是經(jīng)典的辦法，方便而準(zhǔn)確。電橋法的依據(jù)是線芯（或屏蔽層）電阻均 勻，與長度成比例。下圖3為一典型用法。
鋼帶鎧裝三芯電力電纜，長度為L，B相線芯對(duì)鋼帶在L1處擊穿。借助于A相作為輔助線，使用低阻值連線短路N、Y 兩端。L 1段電纜線芯電阻為R1，L2段電纜及A相電纜線芯的電阻為R2。與定位電橋構(gòu)成Murray電橋回路。其電路原理如圖4。
比例臂電阻與10圈刻度盤相連，電阻比例P可由刻度盤讀取，因此：
由此可見，只要電橋有一定的靈敏度并能平衡，電橋法定位簡單而精準(zhǔn)。
3.2測(cè)量步驟
故障線芯AB，輔助線芯CD，線芯截面相同，長度均為L，測(cè)量端距離故障點(diǎn)為Lx。 測(cè)量夾紅、黑夾子分別接至電纜線芯A、C兩端，在遠(yuǎn)端通過專用C型夾短路線短路D、B兩端。
1、用萬用表，搖表或其它耐壓設(shè)備確認(rèn)電纜擊穿狀態(tài)，記錄各芯的對(duì)地絕緣電阻或擊穿殘壓等數(shù)值。
2、記錄待測(cè)電纜長度、型號(hào)、截面等參數(shù)，沿電纜敷設(shè)路徑巡視，在遠(yuǎn)端短路故障電纜及輔助電纜出線端子，留一人在遠(yuǎn)端監(jiān)護(hù)，以免高壓傷人。
3、接線。儀器接地端可靠接至定位現(xiàn)場(chǎng)接地體。測(cè)量首端（紅夾）接在故障電纜線芯，首端電纜上金屬鱷魚夾子跟儀器接地端相連，應(yīng)與被測(cè)電纜鋼帶（或銅屏蔽）可靠連接，測(cè)量末端（黑夾）接輔 助電纜線芯。接地棒接在儀器接地端。內(nèi)置的高壓源輸出“－”極性高壓，通過比例電位器，經(jīng)二 根測(cè)量電纜，加在電纜線芯上，流過擊穿點(diǎn)，經(jīng)鋼帶和金屬鱷魚夾流入儀器接地端?？梢?，金屬鱷 魚夾與鋼帶（或銅屏蔽）可靠相連很重要，否則沒有電流回路，無法定位。
4、電源接在AC220V。儀器內(nèi)電源插座接地點(diǎn)懸空，因此，不要求電源線可靠接地。
5、電橋調(diào)零。電池開關(guān)置“開”，旋轉(zhuǎn)“調(diào)零”鈕，（若指針偏左，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，指針偏右，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)）。使檢流計(jì)指零。此后電池開關(guān)及時(shí)置“關(guān)”。確認(rèn)電池開關(guān)置“關(guān)”！在“關(guān)”位置時(shí)，不但關(guān) 閉檢流計(jì)放大器電池，同時(shí)短路比例電位器，斷開檢流計(jì)?？杀苊馍龎喝蓟‰A段的脈沖電流損壞電 橋。因此，在電流穩(wěn)定前，電池開關(guān)必須處于“關(guān)”位置。
6、選擇適當(dāng)?shù)碾妷悍秶?duì)于低電壓電纜，選“5kV”檔，可防止誤操作使電壓過高。
7、升壓。打開“電源開關(guān)”，電源指示燈亮?！案邏赫{(diào)節(jié)”鈕逆時(shí)針到底，零位啟動(dòng)，工作指示燈亮。
8、順時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)“高壓調(diào)節(jié)”鈕，觀察電壓表及電流表，直到電流表超過10mA。若電流不穩(wěn)定，可繼續(xù)升高電壓，保持一段時(shí)間，形成穩(wěn)定電弧或?qū)щ妳^(qū)，使測(cè)試過程的電流穩(wěn)定。
9、平衡調(diào)節(jié)。順時(shí)針旋轉(zhuǎn)“電池開關(guān)/靈敏度”鈕，逐檔增大靈敏度，至檢流計(jì)有明顯偏轉(zhuǎn)但不過度，旋轉(zhuǎn)“‰”刻度盤，使檢流計(jì)指零（若指針偏左，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，指針偏右，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)）。逐檔提高 靈敏度，使指針偏轉(zhuǎn)對(duì)“‰”旋鈕的微小調(diào)節(jié)敏感即可。
10、記下此時(shí)“‰”刻度盤的讀數(shù)P1‰，應(yīng)有P1≤500。
11、降電壓，關(guān)閉“電源開關(guān)”，放電，并經(jīng)另一人確認(rèn)。將測(cè)量鉗交換位置，（回流接地C形夾不必更換位置）。重復(fù)步驟（4）至（10）得到另一讀數(shù)P2，應(yīng)有P1+P2=1000。該過程能避免讀數(shù)及測(cè)量鉗使用上的錯(cuò)誤，P1+P2不必追求完全等于1000。在990及1010之間均屬正常。在高壓合閘，無電流輸出，當(dāng)前靈敏度檔重復(fù)調(diào)零能得到更為準(zhǔn)確的比例。
12、計(jì)算故障點(diǎn)的位置
Lx = 2 _ L _ P1‰
應(yīng)特別注意公式中的“2”，因?yàn)檩o助電纜使參與計(jì)算的電纜延長了一倍。
4、使用經(jīng)驗(yàn)
4.1測(cè)量鉗的正確使用
在預(yù)定位故障點(diǎn)時(shí)，測(cè)量鉗的紅黑夾子分別接至比例電位器及檢流計(jì)，相當(dāng)于雙臂電橋的P、C端，顯然 不能直接短路，鋁芯表面有氧化層，應(yīng)砂光處理。
4.2使用該設(shè)備完成耐壓試驗(yàn)
該設(shè)備可以用于耐壓試驗(yàn)，與一般耐壓設(shè)備不同，它不能過流跳閘，應(yīng)觀察電壓及電流表的讀數(shù)判斷絕 緣狀況。接線應(yīng)注意：兩個(gè)測(cè)量鉗同時(shí)輸出高壓，應(yīng)同時(shí)接至電纜線芯，金屬屏蔽或其它線芯接儀器地。
4.3如何使電流穩(wěn)定
電橋在穩(wěn)定電流下才能平衡。升壓前，靈敏度檔應(yīng)位于“關(guān)”位置，短路電橋，防止沖擊電流損壞檢流 計(jì)放大板。開始升壓時(shí)，高阻擊穿點(diǎn)往往有爬電，使電流波動(dòng)，保持*大電流幾分鐘，電流將趨于穩(wěn)定。 某些閃絡(luò)型故障，需要更長時(shí)間，故障點(diǎn)經(jīng)頻頻放電，形成電弧后，電流達(dá)到穩(wěn)定。使用脈沖源和定位 電橋同時(shí)加壓，可提高燒穿功率，縮短電流穩(wěn)定時(shí)間。
4.4電橋的靈敏度選擇
充分理解影響靈敏度的因素對(duì)測(cè)試有幫助：
1、通過電橋的電流越大，靈敏度越高。
2、電纜導(dǎo)體電阻越大，電橋獲得的靈敏度越高，即細(xì)而長的電纜靈敏度較高，粗而短的電纜靈敏度較 低。對(duì)于截面大，長度短的電纜，應(yīng)盡可能增大電流，選用較高的靈敏度檔位。
3、對(duì)于相間擊穿的定位，選擇截面較小的線芯為橋臂，靈敏度較高。
4.5輔助線芯截面不同時(shí)的換算
可以采用不同截面的線芯作為輔助電纜，計(jì)算時(shí)，應(yīng)將輔助電纜折算至故障電纜的長度。如故障截面為 Sx，輔助電纜為S，則上述公式變?yōu)椋?/span>
X = P1‰×（1+Sx/S）×L
可以直觀理解為：輔助電纜愈細(xì)，電阻愈大，相當(dāng)于更長的故障電纜。
4.6成盤電纜的定位
高壓電纜故障定位電橋?yàn)榉笤O(shè)現(xiàn)場(chǎng)定位而設(shè)計(jì)，當(dāng)然也可以用于出廠試驗(yàn)中的缺陷點(diǎn)定位。區(qū)別是測(cè)量鉗夾在電纜的兩端，不必使用低阻短路線，沒有輔助電纜參與平衡，計(jì)算公式不能有“2”， 如下：
X = L× P1‰
4.7銅帶，鋼帶能作為橋臂嗎
電橋定位的精度有賴于導(dǎo)體電阻均勻，電纜廠不一定焊接銅帶、鋼帶搭接頭。銅帶接觸電阻小，對(duì)定位 精度影響很小。鋼帶應(yīng)小心，可能會(huì)引入較大誤差，應(yīng)該心中有數(shù)，盡量避免利用鋼帶定位。
4.8架空電纜的定位
架空電纜通常為單芯，僅有絕緣層，浸水耐壓試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的缺陷點(diǎn)同樣可以定位，與其它成盤電纜唯依不同在于，接地極為水。可將儀器地接至水池的接地點(diǎn)，或用銅帶放在水中，作為接地極。
4.9多點(diǎn)缺陷點(diǎn)定位
這里，有必要區(qū)分缺陷點(diǎn)是低阻點(diǎn)還是擊穿點(diǎn)。理論上，定位比例指向多個(gè)漏電流構(gòu)成的重心，因此電 橋法不能定位多個(gè)故障點(diǎn)。運(yùn)行電纜上，故障過電壓浪涌偶爾能造成電纜多處弱點(diǎn)依次擊穿，導(dǎo)致多點(diǎn) 擊穿。但多個(gè)擊穿點(diǎn)情況很難一致，隨著直流電壓上升，*弱的點(diǎn)先擊穿，流過絕大多數(shù)電流，根據(jù)比 例計(jì)算的位置十分靠近該點(diǎn)。剔除該點(diǎn)，再找下一點(diǎn)。實(shí)際中碰到兩個(gè)以上點(diǎn)同時(shí)流過較大電流的機(jī)會(huì) 很少，可以說，碰到多點(diǎn)擊穿導(dǎo)致定位不準(zhǔn)的幾率，比中大獎(jiǎng)更小，因此，不必?fù)?dān)心電橋難以定位多點(diǎn) 擊穿。沒有擊穿的低阻點(diǎn)，隨電壓升高，大部分轉(zhuǎn)化為擊穿點(diǎn)。特殊的低阻點(diǎn)，如成批材料絕緣不好， 定位比例總是在 50％左右，值得警惕。
4.10相間擊穿定位
與前文例子的區(qū)別僅僅為，電流應(yīng)通過另一線芯流回電橋，因此，相間擊穿的另一線芯應(yīng)接至電橋地。 實(shí)際中可能是：相間擊穿及相與屏蔽擊穿共存，不妨將其它線芯及屏蔽都接地，結(jié)果大多為：相間擊穿 及相與屏蔽擊穿是同一點(diǎn)。
4.11無良好絕緣輔助線芯的處理
如4.10條中類似，可能所有相間及屏蔽都擊穿了，找不到輔助電纜相。方法是：用萬用表挑一相絕緣電 阻較大的為輔助電纜，道理與多點(diǎn)擊穿類似，不難想通。如都燒成一體，為金屬性短路，只能利用平行 敷設(shè)的其它電纜了，還不行，只能放臨時(shí)輔助電纜。考慮到該套儀器中其它方法可用，*終束手無策的 機(jī)會(huì)并不多 ,從提高定 位技術(shù)的角度講，我們很希望碰到定不出來的故障，可惜至今還沒有這樣的挑戰(zhàn)。
4.12單芯電纜絕緣缺陷點(diǎn)定位
單芯電纜通常為35kV及以上的高壓電纜，定位接線如下圖6。
與多芯電纜*大的不同是，外界干擾影響電橋平衡的可能性加大，短接M、X及N、Y點(diǎn)的金屬護(hù)套很有 效，參考第4.14條。高壓電纜間距較大，應(yīng)選配大長度短接線。
4.13高壓電纜護(hù)套缺陷點(diǎn)定位
高壓電纜外護(hù)套故障測(cè)距儀是定位電纜護(hù)套缺陷點(diǎn)*有效的方法，接線如圖7。詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參考本公司的 相關(guān)資料。
4.14 干擾類型及排除方法
對(duì)大截面電纜精準(zhǔn)定位，需要高靈敏度的檢流計(jì)，本儀器消除了高壓源對(duì)電橋檢流計(jì)的干擾，大大衰減 了外界干擾訊信號(hào)。但仍可能有一些干擾影響電橋平衡。單芯電纜定位的工頻干擾。故障電纜附近，通常有其它線路在運(yùn)行，流過工頻大電流。故障電纜芯與輔 助電纜包含的面積愈大，磁場(chǎng)感應(yīng)干擾也愈大。多芯電纜由于包含的面積小，加上金屬護(hù)層的屏蔽作用， 不影響平衡。但是定位高壓電纜，可能干擾太大，無法平衡。以高壓電纜護(hù)套缺陷點(diǎn)定位為例，改善方 法為：將故障相及輔助相的線芯兩端接地，或在兩端將線芯彼此短接，形成反相磁場(chǎng)，效果明顯。
4.15斷芯電纜定位
不能定位斷芯故障是高壓電橋法*大的不足。好在完全的斷路在電力電纜中不多見，完全斷路可以選配 數(shù)字電容表解決，方法見第4.16條。斷線故障定位*好用HDTDR波反射法定位儀。 運(yùn)行故障中，大電流燒熔線芯及金屬屏蔽層，斷芯不完全，往往伴隨著短路，電橋法可以定位。小截面 鋁芯電纜，制造中已部分拉斷線芯，但內(nèi)半導(dǎo)電層還貫通，半導(dǎo)電層作為電橋電阻的一部分，使定位比 例不正確。定位比例接近0‰或999‰。
用萬用表測(cè)量線芯電阻，可以判斷是否為斷芯故障。斷芯時(shí)，定位比例不正確。波反射法是更好的方法。 繞包的銅帶或鋼帶不易斷路，可嘗試用金屬屏蔽作為橋臂定位。
近年來，隨著電力電子裝備的大量應(yīng)用以及風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源發(fā)電占比的不斷升高，電力系統(tǒng)呈現(xiàn)“雙高”特點(diǎn)，高比例新能源接入地區(qū)的系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性成為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)研究的重點(diǎn)之一。
據(jù)國網(wǎng)智研院總工程師、“縣域級(jí)高比例可再生能源電力系統(tǒng)運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)研究”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人賀之淵介紹，隨州廣水科技示范工程在電源側(cè)采用自同步電壓源控制技術(shù)的94兆瓦風(fēng)電和光伏發(fā)電機(jī)組供電，在電網(wǎng)側(cè)安裝了世界頭一臺(tái)電壓等級(jí)*高、容量*大的縣域電網(wǎng)能量路由器，在儲(chǔ)能側(cè)分散布置了總?cè)萘繛?/span>15兆瓦/30兆瓦時(shí)的儲(chǔ)能系統(tǒng)，在負(fù)荷側(cè)形成了12兆瓦分布式微電網(wǎng)群和雙向新能源汽車站的可控負(fù)荷，在控制保護(hù)方面研制了世界首套可支持縣域級(jí)全可再生能源電網(wǎng)高效穩(wěn)定運(yùn)行的源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同控制系統(tǒng)。國網(wǎng)湖北省電力有限公司作為工程牽頭單位，國網(wǎng)智研院負(fù)責(zé)高壓大容量能量路由器的方案設(shè)計(jì)和裝備研制。
隨州廣水科技示范工程的實(shí)時(shí)協(xié)同控制系統(tǒng)相當(dāng)于“大腦”，可在新能源發(fā)電機(jī)組出力出現(xiàn)盈虧時(shí)，讓儲(chǔ)能設(shè)備存儲(chǔ)或釋放能量，通過需求側(cè)響應(yīng)削峰填谷，調(diào)動(dòng)高壓大容量能量路由器進(jìn)行潮流雙向控制，實(shí)現(xiàn)電力電量平衡，保障供電穩(wěn)定性。在這項(xiàng)工程中發(fā)揮重要作用的大容量能量路由器裝備連接主電網(wǎng)與新能源供電示范區(qū)，能夠靈活控制上網(wǎng)和下網(wǎng)潮流方向及能量大小，不但能實(shí)現(xiàn)主電網(wǎng)與新能源供電示范區(qū)的功率互濟(jì)，還能夠保證頻率穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定，提高大容量新能源電源并網(wǎng)的可靠性。此外，大容量能量路由器裝備具備多個(gè)雙向功率端口，涵蓋中壓直流電網(wǎng)領(lǐng)域典型的±375伏、±20千伏等電壓等級(jí)，可連接儲(chǔ)能、新能源汽車充電樁和直流配網(wǎng)系統(tǒng)等多種元素，從而促進(jìn)新能源電量就地消納。
國網(wǎng)智研院于2020年成立新型電力系統(tǒng)新能源并網(wǎng)裝備研發(fā)團(tuán)隊(duì)，歷經(jīng)兩年時(shí)間，提出并研制了適用于縣域級(jí)高比例新能源接入的大容量能量路由器裝備。裝備已通過型式試驗(yàn)驗(yàn)證。為了實(shí)現(xiàn)風(fēng)電、光伏發(fā)電、儲(chǔ)能和新能源汽車等多類型電源與負(fù)荷的協(xié)同控制，以及縣域100%新能源新型電力系統(tǒng)的長期獨(dú)立運(yùn)行，在大容量能量路由器控制保護(hù)技術(shù)方面，研發(fā)團(tuán)隊(duì)提出了能量路由器電壓源換流器（VSC換流器）交流電壓主動(dòng)支撐、新能源接入系統(tǒng)故障穿越、孤島聯(lián)網(wǎng)穩(wěn)定切換等策略，完成VSC換流器全套控制保護(hù)策略設(shè)計(jì)，研制了國際首套110千伏/60兆瓦能量路由器VSC換流器控制保護(hù)系統(tǒng)。這些突破了新能源高比例、大規(guī)模接入縣域電網(wǎng)后帶來的系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)和可靠穩(wěn)定控制難題，有助于實(shí)現(xiàn)未來電網(wǎng)可靠、高效、協(xié)同運(yùn)行，提升新能源利用水平。
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