数据显示,浙江风电、光伏发电装机已超5500万千瓦,新能源成为省内第1大电源。目前浙江在建和建成的特高压直流输电通道共4条,未来将规划建设第5条。交直流混联大电网建设和海量新能源电源接入增加了宽频振荡发生的可能性。而遍布城乡和工业园区的新型负荷广泛接入也让电网运行形态愈加复杂。
为了应对一系列复杂变量带来的挑战,国网浙江电力基于国产化大型电力系统电磁暂态仿真平台,联合高校共同开发全电压宽频段数字实时仿真平台,打造全电磁实时仿真体系,动态分析、高效认知电网运行特性,辅助精准制订控制策略,为新型电力系统建设提供浙江方案。
2月5日,浙江光伏发电*大出力达2534万千瓦,占当时全社会用电负荷的56.4%,光伏电量消纳给电网可靠稳定运行带来挑战。国网浙江电力开展电磁暂态仿真计算,提前发现潜在风险点,采取了相应预防措施。“我们借助全电压宽频段数字实时仿真技术超短时间尺度、超高保真度的仿真能力,模拟从高压到低压、从直流到交流的电网运行状态,进而优化电网规划,提升电网可靠稳定水平。”
据了解,全电压宽频段数字实时仿真技术借助高性能计算资源和先进仿真算法,对电网中的各种元件和控制系统进行精细建模,能够模拟电网在不同工况下的运行情况,涵盖正常运行、故障状态等。这项技术可用于新型电力系统可靠稳定性、电能质量分析和主动支撑、构网型新技术研究等,为电网优化设计、故障分析和稳定运行提供强大工具支撑。
一、产品概述(YDQC交流高压发生器耐用,质量可靠)
YDQC系列轻型交直流高压试验变压器是在同类产品YDJ(G)型高压试验变压器的基础上,按试验变压器国家标准ZBK41006—89要求,经改进后生产的一种新型产品,本系列产品具有体积小、重量轻、结构紧凑、功能齐全、使用方便等特点。实用于电力、工矿、科研等部门,对各种高压电气设备、电气元件、绝缘材料进行工频耐压试验和直流泄漏试验,是高压试验中必不可少的仪器。
二、产品结构(YDQC交流高压发生器耐用,质量可靠)
YDQC系列轻型高压试验变压器铁芯为单框式。线圈采用同芯圆筒多层塔式结构,初级低压绕组绕在铁芯上,次级高压绕组绕在低压绕组外侧,这种同轴布置减少了绕组间的藕合损耗。高压硅堆用特殊工艺封装在套管内,产品的外壳制成与器芯配合较佳的八角形结构,整体外型美观大方。其内外部结构见图1。
产品型号含义
1-均压球;2-硅堆短路杆;3-高压套管;4-油阀;5-壳体;6、7-调整电压输入a、x端子;8、9-仪表测量E、F端子;10-高压尾X端子;11-变压器外壳接地端;12-高压输出A端子;13-高压整流硅堆;14-内部均压环;15-变压器铁芯;16-初级低压绕组;17-测量仪表绕组;18-二次级高压绕组;19-变压器油。
三、工作原理(YDQC交流高压发生器耐用,质量可靠)
YDQC系列轻型高压试验变压器为单相变压器,联结组标号II。单台高压试验变压器的工作过程,用交流220V(10KVA以上为380V)电压接入电源控制箱(台),经电源控制箱(台)内自藕调压器(50KVA以上调压器外附)调节0~200V(10KVA以上0~400V)电压至试验变压器的初级绕组,根据电磁感应原理,在试验变压器高压绕组可获得试验所需的高电压。其工作原理图见图2所示。
1、单台YDQC高压试验变压器工作原理示意图
图2 :单台YDQC高压试验变压器工作原理示意图
在试验变压器中:a、x为低压输入端;A、X 为高压输出端;E、F为仪表测量端。
2、单台交直流两用型高压试验变压器工作原理见图3。图中所示:高压套管内装有高压硅堆,串接在高压回路中作高压整流,以获得直流高电压。当用一短路杆将高压硅堆短接时,可获得交流高电压,其状态为交流输出;反之在抽出短路杆时,其状态为直流输出。
3、三台高压试验变压器串激获得更高电压原理见图4,串激高压试验变压器有很大的优越性,因为整个试验装置由多个单台串激式试验变压器组成,单台试验变压器有着体积小、重量轻、便于运输的特点,它既可以串接成高出几倍的单台试验变压器输出电压组合使用,又可以分开单独使用。整套试验装置投资小、经济实惠。图3所示:在三台串激式试验变压器串激使用中,单台试验变压器B1、B2、B3的输出电压都是U,第1、二级的试验变压器内部都有一个激磁绕组,分别为A1、C1 和A2、C2。当控制电压加在第1级试验变压器B1的初级绕组a1、x1上,激磁绕组A1、C1给予试验变压器B2初级绕组供电,第2级试验变压器B2的激磁绕组A2、C2给试验变压器B3的初级绕组供电。由于第1级试验变压器B1的高压尾及壳体接地,第2、三级的试验变压器B2和B3对地有绝缘支架的隔离,这样试验变压器B1、B2、B3对地输出电压分别为1U、2U、3U。
图3:三台高压试验变压器串激工作原理示意图
B1、B2、B3- 串激式高压变压器;1U、2U、3U-各级对地电压;
PV- 高压示值表(KV); ZJ1、ZJ2-绝缘支架。
四、使用方法及注意事项(YDQC交流高压发生器耐用,质量可靠)
1、YDQC高压试验变压器做工频耐压试验使用接线方法见图5。做工频耐压试验前,先根据试验变压器的额定容量选择好限流电阻,(水电阻)的阻值,再根据被试品需加的高压电压值调整好放电球隙的球间距,为了提高对被试品施加电压的测量精度,应在高压侧接入FRC阻容分压器来测量电压。
图4:工频耐压试验使用接线原理示意图
R1、R2- 限流电阻; Qx- 放电球隙; Zx- 被试品;
FRC- 阻容分压器; V- 分压器高压表。
按照图4、结合图2所进行的工频耐压试验接好工作线路,试验变压器的高压绕阻的X端(高压尾)、仪表测量绕组的F端、试验变压器的外壳以及电源控制箱(台)的外壳必须可靠接地。
用三台试验变压器串激做工频耐压试验时、第2、三级试验变压器的初级绕组X端,仪表测量绕组的F端,以及高压绕组的X端(高压尾)均接本级试验变压器的外壳,第2、三级试验变压器的主体必须放置在绝缘支架上。除第1级以外、第2、三级试验变压器的主体不要接地线。其接线方式见图3所示。
接电源前,电源控制箱(台)的调压器必须调到零位。接通电源后,绿色指示灯亮,按一下启动按钮,红色指示灯亮,表示试验变压器已接通控制电源,开始升压。
从零位开始按顺时针方向匀速旋转调压器手轮升压。(升压方式有:快速升压法,即20S逐级升压法,慢速升压法,即60S逐级升压法,极慢速升压法供选用)电压从零开始按选定的升压速度升到您所需额定试验电压的75%后,再以每秒2%额定试验电压的速度升到您所需试验电压,并密切注意测量仪表的指示以及被试品的情况,被试品施加电压的时间到后。应在数秒内匀速将调压器返回,高压降至1/3试验电压以下,按一下停止按钮,高压、低压输出停止,然后切断电源线,试验完毕。

随着电力系统复杂性持续增加以及人工智能(AI)技术的日益成熟,将电网仿真、新能源发电预测技术等与AI技术相结合,成为一大趋势。
国网浙江电力正加快电磁暂态仿真实验室建设,为高精度、大规模仿真寻求强大的计算能力和先进的算法支持,加强产学研合作,建立完善的人才培养体系,提高从业人员的专业技能。
基于深度强化学习的仿真优化系统,能自动生成数千种故障场景并推荐*优处置策略。通过引入AI算法,仿真平台有望自动识别电网中的异常行为,预测潜在故障,并提供优化控制策略。机器学习可通过历史数据训练,考虑更多实时变量因素,更准确预测新能源发电功率,更精准辨识高稳定性的系统运行方式。
未来,电网仿真与上游的AI算法服务业及下游的智能设备制造业将双向融合,在多个层面推动电力装备产业协同发展,助力培育全供应链新质生产力。
在浙江,从特高压大电网到工业园区微电网,仿真技术正重塑电网规划方式,让“沙戈荒”的光伏发电、海上风电、山区水电无缝融入配电网,助力构建新型能源体系。
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