一、我國低壓配電網(wǎng)三相負荷不平衡現(xiàn)象較為普遍,由此引起的低電壓問題突出,此前主要通過管理手段,按照季節(jié)性用電特點,依靠停電人工進行負荷換相調整,實時性和準確性較差,且極大影響了電力企業(yè)供電安全性和可靠性,缺乏較為有效的在線治理方法與配套設備。
二、傳統(tǒng)電能質量治理分別針對電壓、諧波、無功等單一指標,每項指標均有對應的監(jiān)測系統(tǒng)和治理裝置,設備與信息資源孤立,未考慮指標間相互影響,缺乏綜合協(xié)調控制策略和在線評估與治理仿真手段,治理無序且具有盲目性,治理的科學性與準確性不足。
三、在諧波量值傳遞方面,常規(guī)的諧波信號發(fā)生方法難以滿足高峰值系數(shù)信號高保真穩(wěn)定輸出的需要,同時諧波檢定裝置設計和制造技術被國外企業(yè)壟斷,價格居高不下。
四、因諧波監(jiān)測設備的測量頻率范圍普遍低于2.5千赫茲,無法滿足高頻監(jiān)測要求,信息兼容性差,實時同步監(jiān)測和準確分析困難;諧波治理裝置檢測控制算法易造成各次諧波相移不一致,補償誤差大;寬頻帶諧波測量時,測量信號誤差較大,嚴重影響測量精度。
2.攻克電能質量監(jiān)測與治理關鍵技術
項目團隊通過理論分析、關鍵技術研究及實驗驗證,在低壓負荷在線換相、電能質量治理決策支持、諧波量值準確傳遞和廣域動態(tài)諧波監(jiān)測治理方面取得重要突破,取得了系列電能質量監(jiān)測與治理關鍵技術研發(fā)成果。構建的集監(jiān)控系統(tǒng)、治理方法與設備、技術標準為一體的電能質量監(jiān)測與治理技術體系,極大促進了我國智能電網(wǎng)電能質量的有效提升。
一、低壓負荷在線智能換相技術
項目團隊發(fā)明了可以自動實施低壓負荷在線調相的操作方法和智能型低壓負荷在線換相裝置,該裝置充分融合了機械開關和電力電子器件的優(yōu)良性能,滿足可控性、實時性、在線性、無沖擊性和無損性等功能需求,實現(xiàn)了低壓負荷在線相序自動調整,解決了依靠人工調整負荷不安全、不及時、不準確等問題。
團隊研制的廣義電能質量控制終端,集無功補償、有載調壓、有載調容等功能于一體,可實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、信號處理及實時協(xié)調控制,有效解決了配電臺區(qū)多種因素引起的低電壓問題。
二、電能質量監(jiān)控與治理決策支持技術
項目團隊提出了集多功能控制操作的電能質量監(jiān)控方法,綜合解決配電臺區(qū)配電變壓器空載損耗大、功率因數(shù)低、電壓越限和三相負荷不平衡等問題,提升低壓配電網(wǎng)經(jīng)濟運行水平,提高管理效率,改善供電質量,實現(xiàn)了電能質量綜合控制。
團隊研發(fā)的電能質量監(jiān)控與輔助管理決策支持平臺系統(tǒng),通過電能質量在線仿真與決策,實現(xiàn)對電能質量的現(xiàn)狀分析、單點治理、協(xié)調治理、仿真查詢和輔助管理決策支持功能,有效解決了監(jiān)測系統(tǒng)功能單一、信息孤立以及電能質量綜合治理決策工具缺乏等問題,提高了電能質量綜合治理的準確性和有效性。
三、諧波量值準確傳遞技術
項目團隊提出的一種諧波信號發(fā)生方法,實現(xiàn)了100次以內(nèi)標準信號發(fā)生,研制出達到與國外同類產(chǎn)品相當?shù)募夹g指標的諧波功率源及諧波標準表,解決了諧波檢定裝置高準確度與低成本控制的矛盾。
團隊提出的多重平均自適應諧波分析算法,提高了諧波分析準確度,達到國際計量局(BIPM)頒布的各國最高諧波校準測量能力(CMC)世界前列;研制的電能表檢定裝置可準確計算出計量誤差,解決了標準諧波信號準確發(fā)生、計量及監(jiān)測設備準確賦值等問題。
四、廣域動態(tài)諧波監(jiān)測治理技術
項目團隊提出的分頻段采樣同步控制方法,實現(xiàn)了多諧波源復雜工況下的準確監(jiān)測與評估;提出的基于快速傅里葉變換的諧波電流補償方法,能夠保證諧波電流補償精度。
團隊研制了0.4千伏~35千伏系列諧波治理裝置,構建了首套廣域同步諧波監(jiān)測系統(tǒng),解決了諧波快速跟蹤與精確補償?shù)碾y題。
3.項目應用,成效顯著