1. 實(shí)驗(yàn)室介紹

智能柔性電力裝置與控制實(shí)驗(yàn)室在電網(wǎng)柔性結(jié)構(gòu)運(yùn)行及控制、電力電子柔性設(shè)備實(shí)驗(yàn)方法以及新型電力裝置的研發(fā)及測(cè)試等方面開展工作。致力于推動(dòng)智能電網(wǎng)一次柔性設(shè)備和新型電力電子裝置的發(fā)展，提高設(shè)備及電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。實(shí)驗(yàn)室建設(shè)開放式控制平臺(tái)，對(duì)于電能質(zhì)量綜合治理裝置、儲(chǔ)能及新能源發(fā)電系統(tǒng)以及電網(wǎng)故障保護(hù)裝置等能實(shí)現(xiàn)友好型接入，具備多種通訊傳輸、數(shù)據(jù)采集及故障錄波等功能。實(shí)驗(yàn)室面向電網(wǎng)實(shí)際需求積極展開新型電力裝置的研發(fā)工作，目前已開發(fā)了基于虛擬能量法的單相接地故障選線保護(hù)裝置、單芯電纜屏蔽層電壓阻尼泄放及環(huán)流監(jiān)測(cè)裝置、基于快速開關(guān)的無(wú)功補(bǔ)償投切裝置等多項(xiàng)智能電力裝置。承擔(dān)國(guó)家電網(wǎng)公司總部科技項(xiàng)目、山東鋼鐵有限公司科技項(xiàng)目以及國(guó)網(wǎng)山東省電力公司科技項(xiàng)目若干項(xiàng)。

2. 實(shí)驗(yàn)室功能

實(shí)驗(yàn)室通過(guò)10kV變壓器，實(shí)現(xiàn)10kV真型配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)性模擬，包含了10kV線路模擬、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備、接地變壓器、消弧線圈以及控制開關(guān)等部分。目前已具備了進(jìn)行單相接地故障模擬實(shí)驗(yàn)、設(shè)備過(guò)電壓實(shí)驗(yàn)、無(wú)功補(bǔ)償投切實(shí)驗(yàn)、中性點(diǎn)精準(zhǔn)補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)的能力。

（1）配電網(wǎng)故障模擬及故障保護(hù)實(shí)驗(yàn)

配電網(wǎng)設(shè)備復(fù)雜、結(jié)構(gòu)多變且故障頻發(fā)，在實(shí)驗(yàn)室中模擬配電網(wǎng)故障對(duì)于開發(fā)故障保護(hù)裝置具有重要意義。實(shí)驗(yàn)室具備配電網(wǎng)對(duì)地過(guò)電壓以及單相接地故障模擬實(shí)驗(yàn)，10kV線路柜根據(jù)配電網(wǎng)線路實(shí)際參數(shù)搭建π型等效線路，負(fù)責(zé)控制線路投切、線路不平衡模擬、單相接地故障等。

                                                                                                （a）10kV配電網(wǎng)線路接地故障示意圖 (b)10kV線路等效模擬圖

（c）基于一二次融合設(shè)備的單相接地故障判斷

圖1 配電網(wǎng)故障模擬及故障保護(hù)實(shí)驗(yàn)

（2）無(wú)功補(bǔ)償及快速投切實(shí)驗(yàn)

無(wú)功補(bǔ)償能夠提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低電網(wǎng)損耗，提高供電效率。傳統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的投切在配電網(wǎng)中容易引起設(shè)備對(duì)地過(guò)電壓，造成設(shè)備絕緣擊穿、損壞，新型的無(wú)功補(bǔ)償投切裝置，利用配電網(wǎng)真空快速開關(guān)配合精準(zhǔn)投切補(bǔ)償控制策略，可以抑制投切產(chǎn)生的沖擊，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)投切補(bǔ)償，大大提高無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的安全性。

圖2 無(wú)功補(bǔ)償及快速投切實(shí)驗(yàn)

（3）中性點(diǎn)補(bǔ)償及過(guò)電壓抑制實(shí)驗(yàn)

小電流接地系統(tǒng)的配電網(wǎng)經(jīng)常由于對(duì)地過(guò)電壓造成設(shè)備損壞，通過(guò)中性點(diǎn)精準(zhǔn)補(bǔ)償，可以降低設(shè)備對(duì)地過(guò)電壓。研究不接地系統(tǒng)及消弧線圈接地系統(tǒng)的三相對(duì)地不平衡電壓、弧光過(guò)電壓補(bǔ)償控制，開發(fā)中性點(diǎn)補(bǔ)償設(shè)備，根據(jù)不同工況實(shí)現(xiàn)多種場(chǎng)景下的轉(zhuǎn)換，對(duì)配電網(wǎng)一次設(shè)備安全運(yùn)行具有重要意義。

圖3 消弧線圈接地及中性點(diǎn)補(bǔ)償

3. 實(shí)驗(yàn)室主要設(shè)備

? 圖4 實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)綜合控制器

圖5 實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行控制柜