3月12日，中國(guó)石油大學(xué)（華東）薛永端教授課題組來(lái)到湖北電力科學(xué)研究院青山實(shí)驗(yàn)基地，依托中壓寬頻高精度模擬實(shí)證平臺(tái)，聯(lián)合開(kāi)展利用接地故障信息的諧振接地系統(tǒng)測(cè)量對(duì)地電容電流方法的研究。這是該平臺(tái)1月28日投入商業(yè)化運(yùn)營(yíng)后，首次應(yīng)用于校企聯(lián)合研究。

　　中壓寬頻高精度模擬實(shí)證平臺(tái)由湖北電科院自主研發(fā)，可為解決單相接地全過(guò)程快速處置難題，保障配電網(wǎng)人身、設(shè)備安全防護(hù)能力與供電可靠性水平提供堅(jiān)強(qiáng)支撐。

　　聚焦生產(chǎn)實(shí)際 明確研發(fā)方向

　　配電網(wǎng)接地故障引發(fā)的用戶停電、人身觸電和電氣火災(zāi)是國(guó)內(nèi)外配電網(wǎng)運(yùn)維管理長(zhǎng)期存在的三大痛點(diǎn)。“我國(guó)配電網(wǎng)通常采用小電流接地系統(tǒng)，由于接地故障特征量微弱，通常伴隨間歇性電弧，所以故障判別和檢測(cè)難度較大。”湖北電科院能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中心配電專業(yè)負(fù)責(zé)人楊帆解釋道，“攻克配電網(wǎng)接地故障檢測(cè)中的高阻接地故障檢測(cè)、快速就近隔離等一系列‘卡脖子’技術(shù)，是亟待解決的問(wèn)題。”

　　配電網(wǎng)單相接地故障處置是配電自動(dòng)化終端、一二次融合成套設(shè)備等智能配電設(shè)備的核心功能。實(shí)現(xiàn)此類配電設(shè)備的故障診斷是解決傳統(tǒng)“人工拉路選線”，準(zhǔn)確定位故障區(qū)段的關(guān)鍵。

　　為提升配電網(wǎng)單相接地故障處置能力，實(shí)現(xiàn)配電設(shè)備“認(rèn)證上崗，優(yōu)中選優(yōu)”，湖北電科院能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中心配電專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)提出了“通過(guò)實(shí)景反演，實(shí)證設(shè)備功能，量化處理能力”的工作思路。

　　“我們就是把現(xiàn)場(chǎng)搬進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)接地故障特征在寬頻范圍內(nèi)的高精度等效。”湖北電科院能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中心負(fù)責(zé)人沈煜說(shuō)。經(jīng)過(guò)反復(fù)的理論推演和數(shù)十種技術(shù)路線的論證，2016年，團(tuán)隊(duì)打破了經(jīng)濟(jì)性與功能性難以統(tǒng)一的限制，確立了小型化、集約化、緊湊化的研究攻關(guān)方向。

　　自主科技創(chuàng)新 平臺(tái)小試牛刀

　　面對(duì)配電網(wǎng)的高速發(fā)展和日新月異的技術(shù)變革，如何把關(guān)現(xiàn)有智能化裝備的技術(shù)性能和整體功能，真正做到“把現(xiàn)場(chǎng)搬進(jìn)實(shí)驗(yàn)室”呢？湖北電科院配電專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)相繼開(kāi)展了配電網(wǎng)接地故障快速處置、中性點(diǎn)接地方式適應(yīng)性分析、單相接地故障成因辨識(shí)及選線選段等專項(xiàng)研究及應(yīng)用實(shí)踐。

　　“分析配電網(wǎng)接地故障的關(guān)鍵在于電壓、電流等電氣特征信息。我們需要全面考慮故障特征、幅頻傳輸特性等各類影響因素。”沈煜說(shuō)。基于這個(gè)目的，團(tuán)隊(duì)從配電網(wǎng)接地故障特征機(jī)理研究出發(fā)，提出了計(jì)及電弧動(dòng)態(tài)特性的配電網(wǎng)接地故障全過(guò)程暫態(tài)特征等值電路模型。經(jīng)實(shí)測(cè)比對(duì)，新模型等值精度較傳統(tǒng)模型提高了60%。

　　2018年5月，以理論研究為先導(dǎo)，團(tuán)隊(duì)自主研制開(kāi)發(fā)了國(guó)內(nèi)首套中壓寬頻高精度模擬實(shí)證平臺(tái)。該平臺(tái)可模擬多分段多聯(lián)絡(luò)、雙環(huán)網(wǎng)、輻射帶分支等配電網(wǎng)典型結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)全壓、全流實(shí)景環(huán)境下的中壓配電網(wǎng)單相接地故障特性模擬。此后，團(tuán)隊(duì)依托該平臺(tái)成功開(kāi)展了湖北省智能配電設(shè)備新技術(shù)論證、入網(wǎng)檢測(cè)、異常缺陷分析等工作，助推湖北配電自動(dòng)化應(yīng)用水平持續(xù)提升。

　　2020年11月，國(guó)網(wǎng)湖北省電力有限公司貫徹國(guó)家電網(wǎng)有限公司科技創(chuàng)新大會(huì)精神，制訂科技強(qiáng)企工程及新跨越行動(dòng)計(jì)劃，成立了6個(gè)專職研究室，集聚優(yōu)勢(shì)資源攻關(guān)能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。中壓寬頻高精度模擬實(shí)證平臺(tái)作為高層建筑電氣火災(zāi)防治技術(shù)研究方向重要支撐，助力配電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究。

　　截至目前，平臺(tái)先后獲得5項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)，整體技術(shù)性能?chē)?guó)際領(lǐng)先。2021年上半年，電力行業(yè)將頒布一項(xiàng)單相接地故障真型試驗(yàn)技術(shù)規(guī)范。該平臺(tái)將作為重要組成部分納入該規(guī)范體系。

　　升級(jí)監(jiān)控系統(tǒng) 保障實(shí)證能力

　　為進(jìn)一步提高中壓寬頻高精度模擬實(shí)證平臺(tái)的實(shí)證功能，強(qiáng)化科研支撐的同時(shí)提升生產(chǎn)技術(shù)服務(wù)能力，技術(shù)團(tuán)隊(duì)于2019年開(kāi)始啟動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造工作。

　　經(jīng)過(guò)縝密的技術(shù)需求分析與廣泛的調(diào)研，團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了以模型驅(qū)動(dòng)與分布式高頻錄波的多態(tài)試驗(yàn)場(chǎng)景管理系統(tǒng)。系統(tǒng)改造后，全面滿足了智能配電設(shè)備的功能、性能實(shí)證測(cè)試需求，進(jìn)一步提升了實(shí)證平臺(tái)的可靠性。

　　2019年11月，在湖北省首次開(kāi)展的一二次融合成套柱上斷路器入網(wǎng)測(cè)試工作中，團(tuán)隊(duì)基于平臺(tái)檢測(cè)結(jié)論和配電自動(dòng)化日常運(yùn)行分析，明確了設(shè)備易發(fā)性能與功能缺陷，成功編制了湖北省一二次融合設(shè)備成套柱上斷路器入網(wǎng)檢測(cè)試驗(yàn)方案，提高了國(guó)網(wǎng)湖北電力配電自動(dòng)化建設(shè)應(yīng)用質(zhì)效。

　　截至目前，技術(shù)團(tuán)隊(duì)依托中壓寬頻高精度模擬實(shí)證平臺(tái)承擔(dān)了國(guó)網(wǎng)湖北電力智能配電設(shè)備入網(wǎng)檢測(cè)、中標(biāo)后樣機(jī)檢測(cè)、供貨抽檢工作，重點(diǎn)在各環(huán)節(jié)對(duì)該類設(shè)備的單相接地故障處置能力進(jìn)行功能實(shí)證與優(yōu)劣比對(duì)，為保障該公司立體式物資質(zhì)量管控體系建設(shè)起到重要的技術(shù)支撐作用。

　　“湖北電科院的實(shí)證平臺(tái)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際有很強(qiáng)的等效性，對(duì)我們課題組持續(xù)深入開(kāi)展電容電流在線高精度測(cè)量相關(guān)理論研究與裝置開(kāi)發(fā)有很大的幫助。”聯(lián)合實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，薛永端教授評(píng)價(jià)道。

　　創(chuàng)新不會(huì)止步。目前，技術(shù)團(tuán)隊(duì)仍在持續(xù)完善實(shí)證平臺(tái)的各項(xiàng)性能指標(biāo)，開(kāi)展相關(guān)領(lǐng)域設(shè)備制造、設(shè)計(jì)選型、生產(chǎn)運(yùn)維技術(shù)的拓展研究，進(jìn)一步推進(jìn)平臺(tái)建設(shè)成果的市場(chǎng)化、產(chǎn)品化，并推進(jìn)聯(lián)合共享資源，推動(dòng)配電智能化領(lǐng)域技術(shù)邁上新臺(tái)階。

　　（攝影：雷楊）