國網(wǎng)天津電科院研制的國內(nèi)第1臺(tái)配網(wǎng)新能源方向電流保護(hù)裝置在天津?qū)氎婢艌@工業(yè)園10千伏線路掛網(wǎng)試運(yùn)行。該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)高比例新能源接入下配電網(wǎng)故障的精準(zhǔn)辨識(shí)與快速隔離，保障新能源安全高效利用。

寶坻九園工業(yè)園是國網(wǎng)天津電力“雙碳"先行示范區(qū)典型示范工程，園區(qū)內(nèi)廠房屋頂資源豐富，光伏接入需求較大。近年來，國內(nèi)分布式光伏呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，在助力能源清潔低碳利用的同時(shí)，也帶來線路反向重過載等問題。而方向電流保護(hù)裝置是應(yīng)對新能源大規(guī)模接入、避免反方向故障保護(hù)誤動(dòng)的有效措施。但由于新能源電力電子化程度高、控制特性復(fù)雜，導(dǎo)致傳統(tǒng)功率方向元件性能下降，線路發(fā)生故障時(shí)傳統(tǒng)保護(hù)裝置難以準(zhǔn)確判別故障方向、快速進(jìn)行隔離。

為解決這一問題，在國網(wǎng)天津電力調(diào)控中心指導(dǎo)下，國網(wǎng)天津電科院聯(lián)合天津大學(xué)、南瑞集團(tuán)等產(chǎn)學(xué)研單位組建研發(fā)團(tuán)隊(duì)，歷時(shí)兩年研發(fā)了適配一二次融合配電開關(guān)的新型方向電流保護(hù)裝置。團(tuán)隊(duì)提出了基于高頻暫態(tài)電壓電流極性特征的故障方向識(shí)別新方法，能夠可靠判別故障方向；設(shè)計(jì)了基于鄰窗細(xì)節(jié)系數(shù)互補(bǔ)的改進(jìn)濾波算法，實(shí)現(xiàn)了暫態(tài)信息的精準(zhǔn)提?。粌?yōu)化了方向判據(jù)與電流保護(hù)判據(jù)的邏輯配合策略，降低了新能源對繼電保護(hù)裝置動(dòng)作性能的影響。動(dòng)模試驗(yàn)及仿真驗(yàn)證表明，應(yīng)用新型裝置可使保護(hù)適應(yīng)新能源接入能力提高1.4倍以上。

一 、概述（LYJS6000E上海變頻式介質(zhì)損耗測試儀擁有雄厚的技術(shù)力量）

介損測試儀，是發(fā)電廠、變電站等現(xiàn)場全自動(dòng)測量各種高壓電力設(shè)備介損正切值及電容量的高精度儀器。由于采用了變頻技術(shù)能保證在強(qiáng)電場干擾下準(zhǔn)確測量。儀器采用中文菜單操作，微機(jī)自動(dòng)完成全過程的測量。

該儀器同樣適用于車間、試驗(yàn)室、科研單位測量高壓電器設(shè)備的tgδ及電容量；對絕緣油的損耗測試、更具有方便、簡單、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。

該儀器可用正、反接線方法測量不接地或直接地的高壓電器設(shè)備，同時(shí)可以測量電容式電壓互感器的tgδ及主電容C1、C2電容量。

儀器內(nèi)部裝備了高壓升壓變壓器，并采取了過零合閘、防雷擊等安全保護(hù)措施。試驗(yàn)過程中輸出0.5KV～10kV不同等級的高壓，操作簡單、安全。

本儀器設(shè)有以下保護(hù)功能：

·高壓短路保護(hù)

·CVT過壓保護(hù)

·儀器接地不好保護(hù)

二、工作原理（LYJS6000E上海變頻式介質(zhì)損耗測試儀擁有雄厚的技術(shù)力量）

在交流電壓作用下，電介質(zhì)要消耗部分電能，這部分電能將轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮墚a(chǎn)生損耗。這種能量損耗叫做電介質(zhì)的損耗。當(dāng)電介質(zhì)上施加交流電壓時(shí)，電介質(zhì)中的電壓和電流間存在相角差Ψ，Ψ的余角δ稱為介質(zhì)損耗角，δ的正切tgδ稱為介質(zhì)損耗角正切。tgδ值是用來衡量電介質(zhì)損耗的參數(shù)。儀器測量線路包括一標(biāo)準(zhǔn)回路（Cn）和一被試回路（Cx），如圖1所示。標(biāo)準(zhǔn)回路由內(nèi)置高穩(wěn)定度標(biāo)準(zhǔn)電容器與測量線路組成，被試回路由被試品和測量線路組成。測量線路由取樣電阻與前置放大器和A／D轉(zhuǎn)換器組成。通過測量電路分別測得標(biāo)準(zhǔn)回路電流與被試回路電流幅值及其相位等，再由單片機(jī)運(yùn)用數(shù)字化實(shí)時(shí)采集方法，通過矢量運(yùn)算便可得出試品的電容值和介質(zhì)損耗正切值。

儀器內(nèi)部已經(jīng)采用了抗干擾措施，保證在外電場干擾下準(zhǔn)確測量。

測量電路：傅立葉變換、復(fù)數(shù)運(yùn)算等全部計(jì)算和量程切換、變頻電源控制等。

控制面板：打印機(jī)、鍵盤、顯示和通訊中轉(zhuǎn)。

變頻電源：采用SPWM開關(guān)電路產(chǎn)生大功率正弦波穩(wěn)壓輸出。

升壓變壓器：將變頻電源輸出升壓到測量電壓，大無功輸出2KVA/1分鐘。

標(biāo)準(zhǔn)電容器：內(nèi)Cn，測量基準(zhǔn)。

Cn電流檢測：用于檢測內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)電容器電流，10μA～1A。輸入電阻<2Ω。

Cx正接線電流檢測：只用于正接線測量，10μA～1A。輸入電阻<2Ω。

Cx反接線電流檢測：只用于反接線測量，10μA～1A。輸入電阻<2Ω。

反接線數(shù)字隔離通訊：采用精密MPPM數(shù)字調(diào)制解調(diào)器，將反接線電流信號(hào)送到低壓側(cè)。隔離電壓20KV。

工作原理

啟動(dòng)測量后高壓設(shè)定值送到變頻電源，變頻電源用PID算法將輸出緩速調(diào)整到設(shè)定值，測量電路將實(shí)測高壓送到變頻電源，微調(diào)低壓，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確高壓輸出。根據(jù)正/反接線設(shè)置，測量電路根據(jù)試驗(yàn)電流自動(dòng)選擇輸入并切換量程，測量電路采用傅立葉變換濾掉干擾，分離出信號(hào)基波，對標(biāo)準(zhǔn)電流和試品電流進(jìn)行矢量運(yùn)算，幅值計(jì)算電容量，角差計(jì)算tgδ。反復(fù)進(jìn)行多次測量，經(jīng)過排序選擇一個(gè)中間結(jié)果。測量結(jié)束，測量電路發(fā)出降壓指令變頻電源緩速降壓到0。

三、主要技術(shù)參數(shù)（LYJS6000E上海變頻式介質(zhì)損耗測試儀擁有雄厚的技術(shù)力量）

1、高壓輸出： 0.5 ～10kV，

每一檔增加500V，共有二十檔，容   量：1500VA

2、準(zhǔn) 確 度： tgδ: ±(讀數(shù)*1.5%+0.06%)

Cx: ±(讀數(shù)*1.5%+5PF)

3、分 辨 率： tgδ：0.01％   Cx：1pF

4、測量范圍： 0.01% ＜  tgδ  ＜ 100%

內(nèi)施高壓：3pF～60000pF/10kV  60pF～1µF/0.5kV

外施高壓：3pF～1.5µF/10kV  60pF～30µF/0.5kV

電    源： AC 220V士10％   50士1Hz

測量方式：

a.工頻：50Hz

b.異頻：45Hz/55Hz 自動(dòng)變頻

7、諧波適應(yīng)：  ≤3％

8、使用條件： -15℃－50℃    相對濕度＜80%

9、外型尺寸： 460（L）×345（W）×345（H）

10、重   量： 35 kg

電力市場中電價(jià)的形成通常基于邊際成本原則，即電價(jià)應(yīng)反映電力的邊際生產(chǎn)成本和市場供需狀況。然而，由于電力市場的非全部競爭性和信息不對稱，電價(jià)往往受到市場力的影響，難以準(zhǔn)確反映真實(shí)的市場供需關(guān)系。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，可采用雙邊市場和集中競價(jià)相結(jié)合的電能交易機(jī)制。中長期市場通過雙邊合同來確定基本的電力供應(yīng)和需求，而現(xiàn)貨市場則通過集中競價(jià)來平衡實(shí)時(shí)的電力供需關(guān)系。此外，通過加強(qiáng)市場透明度和引入競爭，以及市場力監(jiān)管也可緩解市場力的影響。

電力現(xiàn)貨市場是基于實(shí)時(shí)電價(jià)理論而設(shè)計(jì)的，采用傳統(tǒng)的分時(shí)調(diào)度（或分時(shí)功率平衡）模型，不夠重視電能生產(chǎn)和消費(fèi)的時(shí)間連續(xù)性這一十分重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特征。在可再生能源大規(guī)模接入的背景下，世界各國基于這種定價(jià)機(jī)理所建立的電力市場面臨重大挑戰(zhàn)。

基于邊際電價(jià)原理設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)電價(jià)并未包括電力系統(tǒng)運(yùn)行的固定成本以及準(zhǔn)固定成本，雖能夠在短期內(nèi)有效地激勵(lì)市場高效運(yùn)行，但也可能導(dǎo)致市場成員選擇偏離實(shí)際邊際成本的競價(jià)策略，產(chǎn)生不良的價(jià)格信號(hào)，并無法保證發(fā)電容量的充裕性。這些問題都有待進(jìn)一步研究和解決。

電價(jià)形成機(jī)制是電力市場交易機(jī)制的關(guān)鍵，是調(diào)節(jié)電力供需的橋梁、實(shí)現(xiàn)電力交易的紐帶，因此對其理論的深入研究至關(guān)重要。價(jià)格與價(jià)值相匹配是一個(gè)良性運(yùn)作的市場的基本要求，在新能源大規(guī)模接入的背景下，電能除了容量價(jià)值、電量價(jià)值，還具有靈活性、安全性和彈性等多種不同的價(jià)值。對這些價(jià)值進(jìn)行分析和研究，需要深入了解新型電力系統(tǒng)的運(yùn)行特性，并結(jié)合相關(guān)經(jīng)濟(jì)學(xué)理論來開展。

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