河南电科院研发了10千伏配电网真型试验平台

  “2022年11月15日，完成一二次融合标准化环网箱入网专业检验测试，测试结果为不合格，被测设备在发生电缆弧光接地故障时发生区外故障误动，存在运行风险。”11月15日，国网河南省电力公司电力科学研究院工作人员根据10千伏配电网真型试验平台试验结果向该设备厂家发出简报。

  河南电科院采用线千伏配电网真型试验平台可提供真实的电源、网架、负荷等要素，避免了传统仿真、模拟等试验平台模拟环境和构建模型时存在一定的差异、失线千伏配电网接地故障及研发触电保护领域新技术、新设备提供了验证平台。

  呈现故障线千伏配电网处于电力系统末端，结构和运行环境相对复杂，易发生各类接地故障。虽然相关故障处置新技术、新设备不断应用，但受设备参数、质量、运行环境及运维水平等多方面因素影响，部分故障无法快速、有效处置。

  “2018年上半年，我们先后百余次到全国各地的10千伏配电网接地故障现场，分析总结这类故障处置难的原因。”河南电科院10千伏配电网真型试验平台研发负责人王鹏说，“我们得知不一样的地区10千伏配电网发生接地故障时的接地介质以及运行环境不同，导致故障时刻的设备特征和运行指标不同，抢修人员往往无法快速找到比较合适的技术、设备来彻底处置故障。”近年来，随着电网系统中新能源、储能、充电桩等设备的接入持续不断的增加，10千伏配电网内部谐波、电压暂降等影响因素也可能会导致设备误动作，导致接地故障。“故障具体成因复杂多样，但把住设备入网关就可以从源头降低故障发生的概率。设备入网前经过充分检验，可以杜绝性能测试不彻底影响运行稳定性的情况。”王鹏说。传统的仿真、模拟等试验平台呈现的故障情况和现场真实故障情况存在一定的差异，且场景类型单一，不能完全暴露设备缺陷。为了更好地重现故障过程、捕捉故障特征，需要有效的试验平台。

  为此，河南电科院组建10千伏配电网接地故障安全处置技术攻关科研团队，建设线千伏配电网接地故障真实场景。

  科研团队在研究大量案例和技术方案后，结合“考虑人身安全防护的配电网单相故障快速处理关键技术探讨研究”等4项国家电网有限公司科技项目成果，反复计算、仿线千伏配电网一次接地系统和二次接地系统有效隔离、多干扰因素下的数据采集、定制化试验设备的参数校核验证等多项难题，于2018年年底建成10千伏配电网真型试验平台。

  科研团队在研发该平台过程中，还先后承担各类科技项目30余项，获省部级奖项20余项、国家新型实用专利授权100余项，制修订《主动干预型消弧装置技术规范》等有关技术标准20余项。依托该平台建成的配电网智能化应用及关键设备联合实验室是第一批国家电网有限公司级的配电领域实验室。

  10千伏配电网真型试验平台可提供真实的“变电站+配电线路+台区”测试环境，配置自然环境模拟系统，实现对温度、湿度、紫外线辐射、盐雾、扬尘、振动、降雨、覆冰等复杂外因的联合调节，全面线千伏配电网接地故障场景，全过程记录故障发生暂态和稳态过程，捕捉故障特性，支撑故障全过程分析。

  “我们在平台上围绕设备性能指标制订10大项57小项测试内容，严把设备入网关。它就像配电网新设备上岗前的考场。”王鹏说，“有了这样的平台，设备厂家、电网运维人员就能对各类10千伏配电网设备做短时间、多工况、多频次的测试。”截至目前，10千伏配电网真型试验平台先后承担了多种10千伏配电网设备的验证及测试工作，为100余家国内主流配电网设备生产厂商开展测试工作2万余次，累计提出整改意见100余项，并为8个国外10千伏配电网设备的引进落地提供测试报告。

  10千伏配电网真型试验平台不仅助力设备在入网前完善本体性能，降低故障率，还为故障处置技术和设备研发应用提供相关依据。目前，该平台已经用于测试接地故障电流全补偿、接地故障主动消弧等多种新技术，一二次融合开关、故障指示器、主动干预型消弧装置等多种新设备。

  科研团队以10千伏配电网接地故障处置为核心，攻克高阻接地故障识别技术，结合该平台的验证结果，还自主研发了电压型全电流补偿装置等新型10千伏配电网设备。

  随着新型电力系统加快建设，海量分布式电源接入配电网，源、网、荷、储互动设备大量使用，通信技术加快速度进行发展，智能化设备的应用增加了配电网的复杂性。在这样的背景下，10千伏配电网线千伏配电网设备性能评价与分析、故障处置技术应用、科技成果转化、技术标准验证提供实证工具，还有更广阔的应用前景。

  去年以来，河南电科院结合新形势下配电网运行的新场景，将交直流配电网、微型抽水蓄能、储能、充电桩、柔性互联、微网控制管理系统等新元素添加进10千伏配电网真型试验平台中，解决了多种设备通信协议不统一等问题。去年年底至今，该平台陆续支撑来自全国的电网企业、设备厂家、专业技术人员开展智能并网开关、分布式储能、光伏逆变器等新型配电网设备入网前的性能测试工作，以及配电网直流技术、即插即用技术、“云边端”协同控制技术等配电网建设运行新技术路线的验证工作，助力新型电力系统背景下的配电网安全可靠运行。

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