[00119660]智能电网新型电气量测设备研发与应用

能源向智能化和数字化的转型,推动了智能电网的大力建设。电子式互感器、合并单元、数字化电能表和多功能测控装置等新型电气量测装备作为智能电网的核心基础部分,为其他所有功能系统提供基础数据支撑。但由于装备准确性、稳定性和可靠性不满足要求,缺乏实际运行数据、测试验证技术存在测试盲区等问题,导致其故障频发,据统计,截至2014年底,全国共出现过新型电气量测装备故障缺陷1500余台次,严重威胁电网安全。 该项目历经近10年联合攻关,在装备的准确性、稳定性和可靠性,研发模式,测试技术等方面取得重大突破,形成了成熟可靠的新型电气量测成套装备,并实现了装备的产业化,主要创新点如下： 1.集成创新了设计制造方法,大幅提升了运维效率和可靠性。研发了即插即用的电子单元自动匹配技术、三相共箱电磁屏蔽技术、暂态过电压影响抑制方法,研制了新型电气量测装备系列产品,运维效率提高3倍,故障率从9.7%降低至0.5%。 2.集成创新了新型电气量测装备信号处理方法,大幅提升了装备的准确性和稳定性。首创了基于晶振余数智能分摊策略的自适应晶振频率守时方法,突破了普通晶振无法满足4μs/10min守时要求的瓶颈,守时性能达到1.7μs/10min;研发了基于阈值判断滤除干扰脉冲、动态调整重采样时刻的晶振偏差动态补偿技术,解决了合并单元在外部时钟异常和温度变化时的采样同步性能保持难题,同步误差从≤±4μs提升至≤±1μs;提出了频率自适应及移窗补偿准同步算法,克服了高准确度电参量计算与硬件开销大之间的矛盾,5阶运算时间仅为常规准同步算法的1%。 3.率先研发了基于运行状态精确感知、多维信息实时关联的新型电气量测装备性能验证方法。首次构建了实验室与现场复杂场景有机融合的研发平台,实现了新型电气量测装备的运行状态监测和快速缺陷诊断,解决了装备运行状态无法准确获取和复现的难题,产品缺陷消除效率提高50%。研发效率提高50%。 4.创新形成了面向多装备全链路域的新型电气量测系统级测试技术。研发了系统级测试仪为核心的成套测试系统,首次实现了新型电气量测系统的个体和整体性能的同时评价,解决了传统测试验证思想存在测试盲区的难题,测试覆盖率达到100%,测试时间缩短40%。 该项目获发明专利17项,实用新型专利18项,软件著作权17项,论文30篇（SCI/EI收录15篇）,专著1部,制定标准4项。成果形成的新型电气量测装备及其测试设备,均通过了权威检测机构的检测,性能指标符合相关标准及设计要求。成果形成的电气量测装备已在全国28个省（市、自治区）的205座变电站中应用,并已销往韩国等10个国家,相关测试设备已在全国所有省（市、自治区）应用并已销往美国等5个国家,经济效益10.5亿元。该成果的研究和应用,使我国跻身于世界智能电网电气量测领域先进行列,为践行中国智造和全球能源互联网战略奠定了坚实的基础。