5月8日晚，在湖北省電科院配電網(wǎng)本質(zhì)安全技術(shù)研究及應(yīng)用實驗室試驗大廳里，首臺10千伏配網(wǎng)寬頻帶高精度全景模擬實驗平臺正平穩(wěn)運行，設(shè)備的主要研發(fā)人楊帆博士和他的團隊成員針對試驗數(shù)據(jù)正開展熱烈的討論。
平臺總計占地近350平方米的設(shè)備，宛如一條長龍橫臥于地面。在一個月前的調(diào)試與研究性實驗中，平臺各項技術(shù)參數(shù)及功能圓滿達到設(shè)計要求。見證了整個過程的中國石油大學(xué)和華北電力大學(xué)專家一致認為，平臺在寬頻范圍內(nèi)與實際運行線路具有相當(dāng)精度的相幅頻等效性，整體達到了國際先進水平。
聚焦重點 明確研究方向
配電自動化系統(tǒng)是一種可以遠方實時監(jiān)視、協(xié)調(diào)和操作配電設(shè)備的自動化系統(tǒng)，通過快速隔離故障區(qū)域使健全區(qū)域恢復(fù)供電，對提高供電可靠性具有非常重要的意義。
切除故障就好比做手術(shù)，下刀過重則傷及健康部位，下刀過輕則疾病無法根治，尤其是近年來隨著智能電網(wǎng)的迅速發(fā)展，配電自動化系統(tǒng)的覆蓋范圍與應(yīng)用規(guī)模日益擴大，如何讓配電自動化系統(tǒng)這個“醫(yī)生”的醫(yī)術(shù)更加高明就成了近年來配網(wǎng)專業(yè)研究的重點。
“分析配電網(wǎng)故障的關(guān)鍵就在于電壓、電流等電氣特征信息。”楊帆解釋說，“搭建平臺的目的就是要模擬一個真實的配電線路運行環(huán)境，故障態(tài)只是其中的一種工況，我們需要精確計量各類運行工況的影響因素，核心是暫穩(wěn)態(tài)電氣量的等效反演�！�
國內(nèi)已有相關(guān)研究機構(gòu)開始了這方面的探索與實踐，但現(xiàn)有的配電網(wǎng)真型模擬平臺應(yīng)用場景各有側(cè)重，適用范圍差異較大，但大多都無法從實質(zhì)上與真實配電線路做到完全等效。
“我們最初的想法是把現(xiàn)場搬到實驗室，那么現(xiàn)場就是標準答案。我們這個平臺就好比一桿秤，這桿秤自己要經(jīng)得起檢驗，給一個同樣的激勵，輸出的響應(yīng)不對，無論是做研究還是做測試，結(jié)論就經(jīng)不起推敲�！焙彪娍圃涸O(shè)備狀態(tài)評價中心副主任沈煜說。
根據(jù)存在的問題和平臺的功能定位，楊帆從平臺的整體設(shè)計著手，他跑遍全國，調(diào)研多個高校、科研院所與生產(chǎn)廠家，同時大量查閱國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)文獻，從原理入手，大膽假設(shè)、小心求證、開展創(chuàng)新性嘗試，先后論證了十多種技術(shù)路線。
“采用多個集中參數(shù)等效元件組分段級聯(lián)的方式，可以提高適用頻段范圍�！睏罘D時找到了突破口，“化繁為簡，用序阻抗等效的方式去模擬導(dǎo)線之間、導(dǎo)線與大地之間以及地回路的電磁耦合作用，抓好了關(guān)鍵，接下來我們就該思考如何將這些創(chuàng)新思路付諸實踐�！�
自主創(chuàng)新 獲得三項專利
創(chuàng)新的道路是艱難的，全景模擬實驗平臺的設(shè)計與建設(shè)思路在國內(nèi)外基本沒有可供借鑒與參考的經(jīng)驗。為解決這一系列問題，依托湖北電科院配電網(wǎng)本質(zhì)安全與應(yīng)用技術(shù)實驗室，楊帆組建了專項攻關(guān)團隊，開始了長達一年半的研發(fā)之路。
“平臺的整體思路沒問題，但是有沒有考慮可操作性，比如說，整體占地多少?”在平臺研發(fā)的關(guān)鍵階段，領(lǐng)導(dǎo)的質(zhì)疑無疑給楊帆當(dāng)頭一棒，“要以發(fā)展的眼光看問題，你要了解到，實驗室的可用空間有限，如果僅僅這一個平臺就占用了實驗室大部分的空間，以后其他實驗平臺如何建設(shè)?功能如何拓展?平臺的推廣意義與價值何在?”
提出思路、技術(shù)論證、結(jié)論推翻、再提出思路……楊帆及其團隊攻克了一個個技術(shù)難點，開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的10千伏配網(wǎng)寬頻帶高精度全景模擬實驗平臺。
該平臺全面考慮導(dǎo)線自身、導(dǎo)線之間、導(dǎo)線與大地以及地回路的影響等因素，實現(xiàn)了線路正序及零序參數(shù)的精確模擬，同時采用多個集中參數(shù)等效元件組分段級聯(lián)的方式，以在寬頻帶范圍內(nèi)滿足被等效線路幅頻與相頻響應(yīng)精度為目標，幅頻與相頻響應(yīng)特性在10千赫茲以下與理想分布式參數(shù)模型保持一致。此外，該平臺整體占地面積較小，30米長度范圍內(nèi)成功實現(xiàn)了4.5千米架空線路，14千米電纜線路的等效模擬，為國內(nèi)外相關(guān)研究機構(gòu)在實驗室空間環(huán)境有限的條件下，搭建高精度寬頻帶配網(wǎng)物理模擬試驗平臺提供了可供借鑒的典型經(jīng)驗，具有較好的示范效應(yīng)。
憑借在解決平臺設(shè)計、生產(chǎn)、施工等問題中提出的一系列創(chuàng)新思路和典型經(jīng)驗，楊帆和他的團隊成功獲得3項發(fā)明專利，授權(quán)3項實用新型專利。
首試成功 發(fā)展前景良好
3月28日早8時�！皢印�，隨著楊帆一聲令下，在中國石油大學(xué)(華東)、華北電力大學(xué)等高校相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域?qū)＜�、學(xué)者的見證下，平臺首次試驗正式開始。
4月1日晚8時，歷時五天四晚，所有試驗順利完成，標志著該平臺已基本實現(xiàn)預(yù)期目標，將成為助推配電專業(yè)發(fā)展，提升技術(shù)支撐與科研創(chuàng)新能力的重要利器。
目前，建立不同單相接地故障成因與暫穩(wěn)態(tài)特征波形的關(guān)聯(lián)特征庫，是國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者競相研究的熱點課題，但受制于依托現(xiàn)場真實運行線路開展人工接地試驗所涉及的供電可靠性、安全性及效率本身等因素的限制，加之不同成因故障本身的不可預(yù)知性，相關(guān)樣本的采集難以有效實施，研究進展緩慢，大多停留于理論層面，與現(xiàn)場實際等效性較差。
全景模擬實驗平臺有效克服了上述問題，成功模擬了絕緣子閃絡(luò)、避雷器內(nèi)部擊穿、樹枝碰線、斷線觸地(瀝青地、沙土地、池塘)、導(dǎo)線碰桿等多類成因的單相接地故障，獲取了大量的暫穩(wěn)態(tài)特征波形，與現(xiàn)場人工試驗獲取波形具有較好的一致性，試驗效率大幅提升。
中國石油大學(xué)、華北電力大學(xué)專家說：“兩天的時間，咱們獲取的故障數(shù)據(jù)樣本，如果放在現(xiàn)場，最少需要一個月，從平臺模擬的效果看，基本與真實線路的試驗等效，單從這一個功能來看，已經(jīng)具備了相當(dāng)?shù)南冗M性，將為推動這一領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展起到難以估量的作用�！�
“這只是我們配電網(wǎng)本質(zhì)安全技術(shù)研究及應(yīng)用實驗室建設(shè)的第一步，”談到專業(yè)發(fā)展的未來，湖北電科院相關(guān)負責(zé)人信心滿滿，“我們將進一步拓展平臺規(guī)模，深化功能應(yīng)用，聚焦智能化配電裝備的性能檢測與功能實證，扎實推進0.4千伏組態(tài)式配電網(wǎng)動態(tài)模擬系統(tǒng)與數(shù)�；旌戏抡嫫脚_建設(shè)，全面助推專業(yè)發(fā)展與人才隊伍建設(shè)�！�
（本文轉(zhuǎn)自國家電網(wǎng)報，如有版權(quán)問題請聯(lián)系小編）
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