配网设备质量升级新动能:配电终端自动化检测技术的创新与应用
中国电力科学研究院研究成果荣获中国电力企业联合会电力职工技术创新奖一等奖
来源:中国企业报 作者:关石磊 郑格 张羽帆
2023年12月12日,中国电力企业联合会公布了2023年度电力创新奖获奖名单,由中国电力科学研究院配电技术中心推荐的“配电终端自动化检测平台”成果经过多轮审查、答辩、评定等程序,荣获电力职工技术创新奖一等奖。
该成果实现了配电自动化终端设备由分散式人工检测向自动化批量检测转变、功能性验证测试向场景式闭环检测转变,在提升配电终端设备质量及供电可靠性,建立健全配电终端试验检测能力与技术监督体系,引导我国配电自动化设备制造产业健康发展等方面具有重要意义,社会效益和经济效益显著。
聚焦质量:配电终端自动化检测的迫切需求
电气设备质量是强网之基、安全之本,也是保障电网安全运行、确保电力可靠供应、提升国家电网公司运营绩效的重要基础。配电终端是配电网状态精准采集、控制保护、运行调度的核心设备。2015年,国家能源局、国家发改委提出十三五时期我国配电自动化覆盖率目标,配电终端呈现规模化爆发式增长态势,入网总量超数百万台。在我国“抓质量、保安全、促发展、强质检”政策指引下,国家电网公司以“质量强网”为战略基点,推动配网高质量发展,配电终端质量把关与检测工作责任重大。
然而,配电终端制造厂商众多、质量参差不齐。传统单一源表激励的检测模式与一二次多设备协同交互的实际工况脱节,无法检验其复杂功能逻辑。检测单一参数指标无法全面深度考核配电终端多要素影响下的容错能力,质量缺陷检出率低、带病挂网风险高。标准源表与配电终端一对一人工检测效率低,无法应对大批量检测需求。因此,配电终端质量严格把关的迫切需要与落后的试验检测技术之间的矛盾十分突出,如何在试验室条件下精准等效复现配电自动化系统多态运行场景,有机融合稳态特性、暂态特性、环境影响、电磁干扰等全要素业务流和数据流,实现标准源保证精度稳定、基准溯源的同时突破带载输出功率极限是提升配电终端检测技术水平亟待解决的难题。
针对上述问题,在国家电网公司系列科技项目支持下,中国电力科学研究院联合多家单位组成产学研用攻关团队,历时6年自主创新,成功攻克了配电终端自动化检测的关键技术难题,开发出适用于站所、馈线、配变等多类型配电终端的自动化检测平台。
创新驱动:配电终端自动化检测平台的技术突破
在检测条件构建方面,项目团队提出了配电自动化运行场景数字化镜像方法,突破了试验室条件下配电网复杂故障时序及演变过程等效模拟技术瓶颈,能够等效复现8类36种故障特征,支持500万实时测点的配电自动化系统设备检测环境,解决了配电自动化系统多态运行场景复现、配电网故障过程精准反演的难题。
在检测方法设计方面,项目团队提出了配电终端“正向模拟—扰动耦合—反向容错”的一体化联动检测方法,攻克了5类64种复合干扰因素的特征信号叠加与多元信息协同交互技术,解决了复杂耦合干扰与反向容错条件下的配电终端软硬件全性能检测难题。
在检测平台开发方面,项目团队提出程控功率源优化带载输出与多进程协同控制方法,解决了规模化并行检测场景下信号畸变、相位不同步的技术难题,开发了可灵活编排和敏捷开发的检测案例库。研发的配电终端智能检测平台,解决了规模化并行测试难题,填补了国内外空白。
项目成果成功支持完成了超过百万台套配电终端的投运前质量检测,入网检测合格率显著提升,降低了由质量缺陷引发的停电事故概率,大幅减少了省市公司现场调试的人力成本与检测周期。此外,该项目指导建立了高效的配电自动化质量检测管理体系,降低了配电终端企业研发调试和生产成本,显著提升了配电终端标准化水平,推动了配电自动化设备产业生态健康发展。
2022年中国电机工程学会鉴定委员会认为,项目成果有效提升配电终端设备入网及到货质量,实现了配电终端场景化验证、质量深度评价、自动批量检测的技术突破,项目成果整体达到国际领先水平。
核心团队:中国电力科学研究院的专业贡献
中国电力科学研究院是中国电力行业多学科、综合性的科研机构。配电系统试验研究室(以下简称“试验室”)隶属于中国电科院配电技术中心,拥有中国合格评定国家认可委员会CNAS实验室认可资质,是配电变压器节能技术北京市重点实验室、国家电网公司配电自动化技术标准验证实验室、国家电网公司配电设备一二次联合检测技术标准验证实验室,中国电机工程学会电力系统自动化专委会学科组秘书处单位。
试验室聚焦配电设备质量与数字化检测工作,以提高配电网设备质量,助力配电专业管理,推动配网高质量发展为己任,深耕配电自动化系统及中低压设备技术领域,开展科技攻关、标准制定、试验检测、技术服务及成果推广工作,具备配电网“站—线—台—户”核心设备关键系统设备全要素实验验证环境。