光伏、风电……这些近年来频频亮相的新能源“热词”,背后都是新能源电力的推广应用。如果把传统的电力系统实时监测比作“照X光”,以新能源应用为代表的新型电力系统实时监测,由于测量条件更复杂、频率范围更广,也必须用上更为先进精密的“CT”手段。
迈向“新赛道”,打造“新引擎”。中国电科院通过自主创新研发,突破核心技术瓶颈,成功研发电力电子化电力系统宽频测量装置及系统,为国内外首创。其中的宽频测量装置可实现电网基波、间谐波和谐波信号的统一测量,为电力电子化电力系统的运行监测提供类似“照CT”的全新测量技术手段,也为绿色新能源应用和“双碳”目标的实现提供有力支撑。
让新能源电力“点亮”未来,监测技术升级不可或缺
“当下,电力系统已进入一个电力电子化新时代。”中国电科院电力自动化研究所技术人员樊陈表示,针对电力电子化电力系统的相关研究,国内外都处于起步阶段,且尚未在机理上取得突破,而通过监测技术的创新,为电力电子化电网提供有效的监测与分析手段,无疑是当前应对电网电力电子化的最有效方法。
长期以来,我国使用的交流电频率标准都是50Hz。樊陈介绍说,此前的测量装置仅关注50Hz工频信号测量,无法满足新型电力系统的间谐波和高次谐波的实时监测需求,在振荡发生后也缺乏有效的监测手段,“这就好比查不出‘病灶’,就把全身上下都治疗一遍,盲目性十分大,还会给电网功率平衡带来新的问题。”
护航电网稳定安全运行,宽频测量装置功不可没
为解决核心技术突破,中国电科院紧随国家导向、积极投入力量,在行业内率先提出了宽频测量技术,攻关研发可用于新型电力系统的宽频测量装置,从而实现电网基波、间谐波和谐波信号的统一测量,并最终实现电力系统从50Hz“工频”测量跨越到0-2500Hz “宽频”测量,“有了宽频测量装置,就好像给电网监测装上了‘高清摄像头’,可以为电力电子化电网系统照‘全身CT’,立体化精准锁定故障因素,有效弥补调度中心对电力电子化电网无法全景感知与监测的缺陷。”樊陈表示。
目前,由中国电科院自主研发的宽频测量装置,已在华东电网、华北电网部上百座新能源并网接入的变电站部署应用,其中在华北电网自2020年起投运,迄今已稳定运行近2年,为当地多个重点工程建设提供电力系统实时监测保障,效果十分显著。尤其是在冬奥会相关工程建设期间,通过新技术设备应用,对电网振荡和谐波越限事件及时进行监测发现,有效护航新能源的安全稳定接入,充分保障了“绿色冬奥”所需的电网运行安全。
聚焦科技创新和“双碳”战略,自主研发奋进求索
进入“十四五”以来,中国电科院研发队伍聚焦电力科技关键核心技术突破,围绕国家能源电力科技创新和“双碳”战略,瞄准新兴能源前沿技术应用方向,建立并完善电力新技术研发和应用体系,聚焦能源转型和创新发展全力开展技术攻关,不断提高科研能力和技术水平,推动我国电力行业技术飞跃发展。
下一步,中国电科院将继续推进新型电力系统宽频测量技术的研究,为电网的运行监测提供更加高效的监测手段,让电网全景可观、可测、可控,有效助力新型电力发展建设,为“双碳”目标的实现提供有力支撑。樊陈