數(shù)據(jù)顯示，浙江風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機已超5500萬千瓦，新能源成為省內(nèi)第1大電源。目前浙江在建和建成的特高壓直流輸電通道共4條，未來將規(guī)劃建設(shè)第5條。交直流混聯(lián)大電網(wǎng)建設(shè)和海量新能源電源接入增加了寬頻振蕩發(fā)生的可能性。而遍布城鄉(xiāng)和工業(yè)園區(qū)的新型負(fù)荷廣泛接入也讓電網(wǎng)運行形態(tài)愈加復(fù)雜。
為了應(yīng)對一系列復(fù)雜變量帶來的挑戰(zhàn)，國網(wǎng)浙江電力基于國產(chǎn)化大型電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真平臺，聯(lián)合高校共同開發(fā)全電壓寬頻段數(shù)字實時仿真平臺，打造全電磁實時仿真體系，動態(tài)分析、高效認(rèn)知電網(wǎng)運行特性，輔助精準(zhǔn)制訂控制策略，為新型電力系統(tǒng)建設(shè)提供浙江方案。
2月5日，浙江光伏發(fā)電*大出力達2534萬千瓦，占當(dāng)時全社會用電負(fù)荷的56.4%，光伏電量消納給電網(wǎng)可靠穩(wěn)定運行帶來挑戰(zhàn)。國網(wǎng)浙江電力開展電磁暫態(tài)仿真計算，提前發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險點，采取了相應(yīng)預(yù)防措施。“我們借助全電壓寬頻段數(shù)字實時仿真技術(shù)超短時間尺度、超高保真度的仿真能力，模擬從高壓到低壓、從直流到交流的電網(wǎng)運行狀態(tài)，進而優(yōu)化電網(wǎng)規(guī)劃，提升電網(wǎng)可靠穩(wěn)定水平。”
據(jù)了解，全電壓寬頻段數(shù)字實時仿真技術(shù)借助高性能計算資源和先進仿真算法，對電網(wǎng)中的各種元件和控制系統(tǒng)進行精細(xì)建模，能夠模擬電網(wǎng)在不同工況下的運行情況，涵蓋正常運行、故障狀態(tài)等。這項技術(shù)可用于新型電力系統(tǒng)可靠穩(wěn)定性、電能質(zhì)量分析和主動支撐、構(gòu)網(wǎng)型新技術(shù)研究等，為電網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計、故障分析和穩(wěn)定運行提供強大工具支撐。
一、產(chǎn)品概述（YDQC交流高壓發(fā)生器耐用，質(zhì)量可靠）
YDQC系列輕型交直流高壓試驗變壓器是在同類產(chǎn)品YDJ（G）型高壓試驗變壓器的基礎(chǔ)上，按試驗變壓器國家標(biāo)準(zhǔn)ZBK41006—89要求，經(jīng)改進后生產(chǎn)的一種新型產(chǎn)品，本系列產(chǎn)品具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、功能齊全、使用方便等特點。實用于電力、工礦、科研等部門，對各種高壓電氣設(shè)備、電氣元件、絕緣材料進行工頻耐壓試驗和直流泄漏試驗，是高壓試驗中必不可少的儀器。
二、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)（YDQC交流高壓發(fā)生器耐用，質(zhì)量可靠）
YDQC系列輕型高壓試驗變壓器鐵芯為單框式。線圈采用同芯圓筒多層塔式結(jié)構(gòu)，初級低壓繞組繞在鐵芯上，次級高壓繞組繞在低壓繞組外側(cè)，這種同軸布置減少了繞組間的藕合損耗。高壓硅堆用特殊工藝封裝在套管內(nèi)，產(chǎn)品的外殼制成與器芯配合較佳的八角形結(jié)構(gòu)，整體外型美觀大方。其內(nèi)外部結(jié)構(gòu)見圖1。
產(chǎn)品型號含義
1-均壓球；2-硅堆短路桿；3-高壓套管；4-油閥；5-殼體；6、7-調(diào)整電壓輸入a、x端子；8、9-儀表測量E、F端子；10-高壓尾X端子；11-變壓器外殼接地端；12-高壓輸出A端子；13-高壓整流硅堆；14-內(nèi)部均壓環(huán)；15-變壓器鐵芯；16-初級低壓繞組；17-測量儀表繞組；18-二次級高壓繞組；19-變壓器油。
三、工作原理（YDQC交流高壓發(fā)生器耐用，質(zhì)量可靠）
YDQC系列輕型高壓試驗變壓器為單相變壓器，聯(lián)結(jié)組標(biāo)號II。單臺高壓試驗變壓器的工作過程，用交流220V（10KVA以上為380V）電壓接入電源控制箱（臺），經(jīng)電源控制箱（臺）內(nèi)自藕調(diào)壓器（50KVA以上調(diào)壓器外附）調(diào)節(jié)0~200V（10KVA以上0~400V）電壓至試驗變壓器的初級繞組，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，在試驗變壓器高壓繞組可獲得試驗所需的高電壓。其工作原理圖見圖2所示。
1、單臺YDQC高壓試驗變壓器工作原理示意圖
圖2 ：單臺YDQC高壓試驗變壓器工作原理示意圖
在試驗變壓器中：a、x為低壓輸入端；A、X 為高壓輸出端；E、F為儀表測量端。
2、單臺交直流兩用型高壓試驗變壓器工作原理見圖3。圖中所示：高壓套管內(nèi)裝有高壓硅堆，串接在高壓回路中作高壓整流，以獲得直流高電壓。當(dāng)用一短路桿將高壓硅堆短接時，可獲得交流高電壓，其狀態(tài)為交流輸出；反之在抽出短路桿時，其狀態(tài)為直流輸出。
3、三臺高壓試驗變壓器串激獲得更高電壓原理見圖4，串激高壓試驗變壓器有很大的優(yōu)越性，因為整個試驗裝置由多個單臺串激式試驗變壓器組成，單臺試驗變壓器有著體積小、重量輕、便于運輸?shù)奶攸c，它既可以串接成高出幾倍的單臺試驗變壓器輸出電壓組合使用，又可以分開單獨使用。整套試驗裝置投資小、經(jīng)濟實惠。圖3所示：在三臺串激式試驗變壓器串激使用中，單臺試驗變壓器B1、B2、B3的輸出電壓都是U，第1、二級的試驗變壓器內(nèi)部都有一個激磁繞組，分別為A1、C1 和A2、C2。當(dāng)控制電壓加在第1級試驗變壓器B1的初級繞組a1、x1上，激磁繞組A1、C1給予試驗變壓器B2初級繞組供電，第2級試驗變壓器B2的激磁繞組A2、C2給試驗變壓器B3的初級繞組供電。由于第1級試驗變壓器B1的高壓尾及殼體接地，第2、三級的試驗變壓器B2和B3對地有絕緣支架的隔離，這樣試驗變壓器B1、B2、B3對地輸出電壓分別為1U、2U、3U。
圖3：三臺高壓試驗變壓器串激工作原理示意圖
B1、B2、B3- 串激式高壓變壓器；1U、2U、3U-各級對地電壓；
PV- 高壓示值表（KV）； ZJ1、ZJ2-絕緣支架。
四、使用方法及注意事項（YDQC交流高壓發(fā)生器耐用，質(zhì)量可靠）
1、YDQC高壓試驗變壓器做工頻耐壓試驗使用接線方法見圖5。做工頻耐壓試驗前，先根據(jù)試驗變壓器的額定容量選擇好限流電阻，(水電阻)的阻值，再根據(jù)被試品需加的高壓電壓值調(diào)整好放電球隙的球間距，為了提高對被試品施加電壓的測量精度，應(yīng)在高壓側(cè)接入FRC阻容分壓器來測量電壓。
圖4：工頻耐壓試驗使用接線原理示意圖
R1、R2- 限流電阻； Qx- 放電球隙； Zx- 被試品；
FRC- 阻容分壓器； V- 分壓器高壓表。
按照圖4、結(jié)合圖2所進行的工頻耐壓試驗接好工作線路，試驗變壓器的高壓繞阻的X端（高壓尾）、儀表測量繞組的F端、試驗變壓器的外殼以及電源控制箱（臺）的外殼必須可靠接地。
用三臺試驗變壓器串激做工頻耐壓試驗時、第2、三級試驗變壓器的初級繞組X端，儀表測量繞組的F端，以及高壓繞組的X端（高壓尾）均接本級試驗變壓器的外殼，第2、三級試驗變壓器的主體必須放置在絕緣支架上。除第1級以外、第2、三級試驗變壓器的主體不要接地線。其接線方式見圖3所示。
接電源前，電源控制箱（臺）的調(diào)壓器必須調(diào)到零位。接通電源后，綠色指示燈亮，按一下啟動按鈕，紅色指示燈亮，表示試驗變壓器已接通控制電源，開始升壓。
從零位開始按順時針方向勻速旋轉(zhuǎn)調(diào)壓器手輪升壓。（升壓方式有：快速升壓法，即20S逐級升壓法，慢速升壓法，即60S逐級升壓法，極慢速升壓法供選用）電壓從零開始按選定的升壓速度升到您所需額定試驗電壓的75%后，再以每秒2%額定試驗電壓的速度升到您所需試驗電壓，并密切注意測量儀表的指示以及被試品的情況，被試品施加電壓的時間到后。應(yīng)在數(shù)秒內(nèi)勻速將調(diào)壓器返回，高壓降至1/3試驗電壓以下，按一下停止按鈕，高壓、低壓輸出停止，然后切斷電源線，試驗完畢。
隨著電力系統(tǒng)復(fù)雜性持續(xù)增加以及人工智能（AI）技術(shù)的日益成熟，將電網(wǎng)仿真、新能源發(fā)電預(yù)測技術(shù)等與AI技術(shù)相結(jié)合，成為一大趨勢。
國網(wǎng)浙江電力正加快電磁暫態(tài)仿真實驗室建設(shè)，為高精度、大規(guī)模仿真尋求強大的計算能力和先進的算法支持，加強產(chǎn)學(xué)研合作，建立完善的人才培養(yǎng)體系，提高從業(yè)人員的專業(yè)技能。
基于深度強化學(xué)習(xí)的仿真優(yōu)化系統(tǒng)，能自動生成數(shù)千種故障場景并推薦*優(yōu)處置策略。通過引入AI算法，仿真平臺有望自動識別電網(wǎng)中的異常行為，預(yù)測潛在故障，并提供優(yōu)化控制策略。機器學(xué)習(xí)可通過歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練，考慮更多實時變量因素，更準(zhǔn)確預(yù)測新能源發(fā)電功率，更精準(zhǔn)辨識高穩(wěn)定性的系統(tǒng)運行方式。
未來，電網(wǎng)仿真與上游的AI算法服務(wù)業(yè)及下游的智能設(shè)備制造業(yè)將雙向融合，在多個層面推動電力裝備產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展，助力培育全供應(yīng)鏈新質(zhì)生產(chǎn)力。
在浙江，從特高壓大電網(wǎng)到工業(yè)園區(qū)微電網(wǎng)，仿真技術(shù)正重塑電網(wǎng)規(guī)劃方式，讓“沙戈荒”的光伏發(fā)電、海上風(fēng)電、山區(qū)水電無縫融入配電網(wǎng)，助力構(gòu)建新型能源體系。
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