2023年4月14日，“2023年新型電力系統(tǒng)產(chǎn)學(xué)研融合發(fā)展大會”第三分論壇——華電青年學(xué)者論壇在華北電力大學(xué)順利召開。本場分論壇主要圍繞研究和構(gòu)建新型電力系統(tǒng)中遇到的問題和經(jīng)驗收獲，進行深入研討。

論壇上，華北電力大學(xué)控制與計算機工程學(xué)院副教授胡陽帶來題為《風電場暫穩(wěn)態(tài)特性智能化建模、調(diào)控及應(yīng)用》的主題演講。北極星電力網(wǎng)整理如下：

在研究背景發(fā)面，胡陽講到，“十四五”規(guī)劃期間提出要構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，其中也規(guī)劃了各種電源的智能發(fā)電技術(shù)，來推動大型電力系統(tǒng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。風電已經(jīng)發(fā)展了20多年，其中主要是成本，第2是運行的要求。風電場要提高自身發(fā)電量降低成本，同時還要有可靠的電網(wǎng)能力參與電網(wǎng)的并網(wǎng)和服務(wù)，這是一個基本訴求。

在這個訴求之下，提出風力發(fā)電的融合性內(nèi)涵，尤其風機越來越大，風輪慣性也非常大，尤其風電參與電網(wǎng)調(diào)頻以后，如何支撐電網(wǎng)的調(diào)頻，要求也非常高。提出風電靈活性的內(nèi)涵，主要為了支持電網(wǎng)的靈活并網(wǎng)。

一、諧振基本原理（LYYD2000串聯(lián)諧振快速高精度的測試能力）

串聯(lián)諧振耐壓試驗是利用電抗器的電感與被試品電容組成LC串聯(lián)回路，調(diào)節(jié)變頻電源輸出的電壓頻率，實現(xiàn)串聯(lián)諧振，在被試品上獲得高電壓，是當前高電壓試驗的一種新方法，深受專家好評，在國內(nèi)外已經(jīng)得到廣泛的使用。

根據(jù)諧振原理，我們知道當電抗器L的感抗值Xl與回路中的容抗值Xc相等時，回路達到諧振狀態(tài)，此時回路中僅回路電阻R消耗有功功率，而無功功率則在電抗器與試品電容之間來回振蕩，從而在試品上產(chǎn)生高壓。

二、系統(tǒng)構(gòu)成（LYYD2000串聯(lián)諧振快速高精度的測試能力）

全套試驗系統(tǒng)由調(diào)頻電源主機、電抗器、分壓器、激勵變壓器和補償電容器（可選器件）組成，接入被試品后組成一個諧振系統(tǒng)進行交流耐壓實驗。

主機： 就是一臺幅值和頻率可調(diào)的正弦波交流調(diào)頻電源，給諧振回路提供激勵源，同時提供電壓顯示、電流顯示、計時、保護、報警等功能。

電抗器：就是一個大電感線圈，與被試品（相當于電容）構(gòu)成串聯(lián)諧振回路，可配置電抗器多節(jié)電抗器，使用時通過不同的串聯(lián)、并聯(lián)組合、實現(xiàn)不同的電感量以適用不同的試驗條件。

分壓器：內(nèi)部通過電容器分壓，從試品上高電壓分得低電壓供主機測量、控制使用。

勵磁變壓器：隔離主機電源與諧振回路電源，并升高主機的輸出電壓。

補償電容器： 當試品電容量很小時，如果要實現(xiàn)系統(tǒng)諧振可能要求的電源頻率超出試驗標準的規(guī)定，可在試品上并聯(lián)一個補償電容，以實現(xiàn)試驗要求，稱此電容器為補償電容器。

三、主要技術(shù)性能（LYYD2000串聯(lián)諧振快速高精度的測試能力）

1．  功率電源電壓：AC380V±10%、50Hz；

2．  儀器電源：220V±10%、50Hz；

3．  諧振輸出容量：800kVA；

4．  儀器額定電壓：0～400kV；

5．  輸出頻率范圍：30～300Hz；

6．  輸出電壓波形：正弦波，波形畸變率＜0.5%；

7．  頻率調(diào)節(jié)靈敏度：0.1Hz，不穩(wěn)定度≤0.05%；

8．  系統(tǒng)噪聲：≤60db；

9、系統(tǒng)測量精度：＜1級；

10．輸出電壓不穩(wěn)定：＜0.5%；

11．保護響應(yīng)時間：1us；

12．電感非線性度：≤0.05%；；

13．滿功率輸出下,連續(xù)工作時間為60min

14．環(huán)境溫度：-15℃～+50℃；

15．相對濕度：≤90%RH；

16．海拔高度：≤2000米。

四、及部件名稱（LYYD2000串聯(lián)諧振快速高精度的測試能力）

五、操作步驟（LYYD2000串聯(lián)諧振快速高精度的測試能力）

1、正確連線，檢查無誤后方可送電。

必要時工作電源的跳過現(xiàn)場漏電保安器，以免不必要的跳閘。

2、打開電源開關(guān)，主機開始工作，液晶屏顯示版權(quán)頁，該頁標明本裝置的軟件版本號。

觸按確認鍵，進入系統(tǒng)菜單，該主菜單下有：試驗方案、開始試驗、試驗幫助、系統(tǒng)設(shè)置、實用工具和試驗記錄等六個子菜單項。

3、 系統(tǒng)設(shè)置菜單下有電抗器電感、日期時間設(shè)置和采樣系數(shù)設(shè)置等三個子菜單項。按上下鍵，上下移動光標系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置菜單項，觸按確定鈕后，進入系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置菜單，可以分別設(shè)定電抗器的電感—H、-年-月-日、-時-分-秒和電壓和電流的采樣系數(shù)也就是采樣倍率，設(shè)定完成后，觸按返還鍵返回上上等菜單。

電抗器電感量的設(shè)定：按確定鍵選擇到此項，按左右鍵移動光標需要改變的數(shù)位，按上下鍵改變數(shù)值，達到所要達到的數(shù)值按確定鍵確認。

日期時間的設(shè)定：按確定鍵選擇到此項，按左右鍵移動光標需要改變的數(shù)位，按上下鍵改變數(shù)值，按照所要設(shè)置的年月日時間數(shù)值按確定鍵確認。

采樣系數(shù)的設(shè)定：按確定鍵選擇到高壓/電流采樣系數(shù)項，此項為電壓或電流采樣倍率的設(shè)定。一般出廠前設(shè)定好了。如需修改，要輸入密碼。（密碼廠家與設(shè)備一起提供一般設(shè)定為：188888）

警告：系統(tǒng)默認上一次電抗器電感、日期時間和采樣系數(shù)設(shè)定值。如果需改變要重新設(shè)定。電抗器電感量設(shè)定值與實際使用的電抗器電感量不對，會導(dǎo)致試驗報告中的被試品電容量不準。其他并不會影響。采樣系數(shù)設(shè)置不正確，會導(dǎo)致顯示電壓電流不準將很有可能會對被試品或試驗設(shè)備造成損壞。

4、試驗方案菜單下有預(yù)置保護電流、找頻起始頻率、找頻結(jié)束頻率、預(yù)定起始功率四個子菜單項，分別設(shè)定本次試驗的保護電流、找頻起始頻率、找頻結(jié)束頻率、輸出起始功率，全部設(shè)定完成后，觸按返還鍵進入預(yù)置試驗電壓和預(yù)置試驗時間設(shè)置菜單。

可以分3段時間設(shè)置試驗電壓和試驗時間, 實際試驗時,若設(shè)定為自動試驗, 裝置將按設(shè)定的3段電壓及時間,按順序分別加壓, 全部完成后自動退出.

如果第2段電壓設(shè)為0, 或時間設(shè)為0, 那么執(zhí)行完第1段試驗電壓加壓后退出試驗, 只加壓第1段設(shè)定的電壓.

如果第三段電壓設(shè)為0, 或時間設(shè)為0, 不執(zhí)行第三段加壓.

試驗方案設(shè)置的設(shè)定：在試驗電壓項中，按確定單鈕，移動左右光標到需要改變的數(shù)位，按上下單鈕以改變當前數(shù)位的數(shù)值大小，觸按返回鈕完成當前數(shù)位的數(shù)值設(shè)定，依次選擇下一項數(shù)值的設(shè)定，直至分別完成試驗時間、起始頻率、起始功率的設(shè)置，方可完成本次試驗的試驗方案設(shè)置的設(shè)定。

出廠默認值：試驗電壓 20kV、加壓時間 2min、激勵強度 2%、輸出電流20A、頻率范圍30-300Hz。

5、實用工具菜單下有

串聯(lián)諧振頻率計算：在實驗前可對諧振頻率進行計算。只需輸入具體參與試驗的電感、電容值并按確定鍵試驗頻率即直接生成。

6、開始試驗菜單下有自動試驗?zāi)Ｊ胶褪謩釉囼災(zāi)Ｊ絻煞N子菜單可供選擇。

按確認鍵進入所選試驗步驟.

自動試驗?zāi)Ｊ降牟僮鳎哼x中自動試驗?zāi)Ｊ胶?，觸按菜單鈕進入正在自動尋找諧振點菜單項，裝置在設(shè)定的頻率范圍內(nèi)自動尋找諧振點（如果被試品電容C和電抗器電感L的實際諧振頻率不在設(shè)定的頻率范圍內(nèi)，將找不到諧振點，此時根據(jù)需要調(diào)整頻率范圍或調(diào)整被試品回路的LC參數(shù)）。當找到諧振點時，會有聲音提示。

找到諧振點后，裝置自動進入正在自動升壓菜單項，當升到試驗電壓設(shè)定的電壓時，裝置停止加壓。

當裝置升到試驗電壓設(shè)定的電壓時，設(shè)備停止加壓，自動進入正在加壓試驗菜單項，并自動記錄試驗的加壓時間，當加壓時間到達設(shè)定時間時，設(shè)備逐步降壓退出試驗，完成本次試驗，進入試驗結(jié)束菜單項。并可選擇保存試驗數(shù)據(jù)或打印試驗數(shù)據(jù)。                            

試驗時間的一行顯示末端,會顯示[一段]或[二段]或[三段]字樣,表示當前正在進行的加壓試驗是預(yù)置的一段,二段或三段.

手動試驗?zāi)Ｊ降牟僮鳎哼x中手動試驗?zāi)Ｊ胶笥|按確定鈕，進入正在試驗菜單項；手動按調(diào)頻鈕，對應(yīng)的光標隨之改變到輸出頻率項，可以通過上下左右鍵改變頻率大小使其試驗電壓逐步升高，當升到*高電壓時，繼續(xù)向上或向下調(diào)整頻率按鈕，直至試驗電壓開始下降；這時反調(diào)頻率，試驗電壓又逐步回升，上下回調(diào)頻率，從頻率的高位到低位逐位調(diào)整*高電壓值時的頻率就是當前的諧振頻率。

找到諧振點后，手動按電壓鈕，光標到了輸出功率，隨之按上下鍵增加輸出功率，試驗電壓也逐步升高，當升到試驗電壓設(shè)定電壓值時，裝置停止加壓，并有屏幕顯示提示和聲音提示；自動進入正在加壓試驗菜單項，并自動記錄試驗的加壓時間，當?shù)竭_加壓時間設(shè)定時間時，設(shè)備逐步降壓退出試驗，完成本次試驗，進入試驗結(jié)束菜單項。

注意：在調(diào)節(jié)頻率調(diào)整鈕的過程中，觸按左右鈕，可以改變頻率調(diào)節(jié)的速度實現(xiàn)粗細調(diào)的切換。在調(diào)節(jié)電壓調(diào)整鈕的過程中，向下觸按左右鈕，可以改變電壓的升降的速度實現(xiàn)粗細調(diào)的切換。觸按調(diào)頻、調(diào)壓鈕，實現(xiàn)調(diào)頻與調(diào)壓間的切換。

7、進入試驗記錄查詢菜單項，查詢以往和當前試驗數(shù)據(jù)。選擇上下鍵翻看前一組數(shù)據(jù)后一組數(shù)據(jù)；選擇左右鍵可選擇打印或刪除當前頁的內(nèi)容。

125/456為試驗數(shù)據(jù)庫指針，分子是試驗數(shù)據(jù)的在數(shù)據(jù)庫的順序數(shù)，分母是當前的數(shù)據(jù)總數(shù)，*多可儲存999組試驗數(shù)據(jù)。

8、裝置和試驗狀態(tài)菜單提示：設(shè)備的使用和升壓和耐壓試驗過程中，如果出現(xiàn)影響試驗設(shè)備、被試驗設(shè)備以及操作人的保障情況，設(shè)備可能出現(xiàn)自動保護轉(zhuǎn)臺，并在屏幕有相應(yīng)的提示。

不能諧振：如果諧振點不在諧振頻率設(shè)置的范圍內(nèi)；系統(tǒng)連線不正確等現(xiàn)象，裝置將找不到諧振點，這時裝置和試驗狀態(tài)菜單中的不能諧振項被反白并閃爍。

輸出保護：如果裝置的電源輸出電流大于輸出保護設(shè)定的電流值，裝置自動保護，這時裝置和試驗狀態(tài)菜單中的輸出保護項被反白并閃爍。

試驗中止：如果在試驗升壓或加壓過程出現(xiàn)閃絡(luò)現(xiàn)象，裝置自動保護，這時裝置和試驗狀態(tài)菜單中的輸出保護項被反白并閃爍。

9、試驗幫助內(nèi)容包括五大項分別為：1.版本信息2.接線示意3.使用說明4.常見問題5.參考資料.如常見問題FAQ分五幅畫面顯示、各種被試品電力電纜、變壓器、發(fā)電機電容參數(shù)的查詢：

接線示意圖：

10、設(shè)備出廠參數(shù)設(shè)置是生產(chǎn)廠家的出廠設(shè)置參術(shù)和校驗參數(shù)，不適當?shù)脑O(shè)置和修改會影響設(shè)備性能和高壓試驗的可靠性，未經(jīng)廠家授權(quán)密碼，無法修改。

警告：正常試驗狀態(tài)下，按返回鍵即可中止試驗。中止或結(jié)束試驗后，應(yīng)分離刀閘切斷電源。在升壓或加壓過程中，非緊急情況，不要按下急停鍵。

六、本說明書的專屬名詞的定義

自動試驗：高壓試驗全過程由主機按程序和預(yù)置參數(shù)自動完成。

自動調(diào)諧：    調(diào)諧由主機按程序自動完成，升壓手動完成。

手動試驗：尋找諧振點和升壓均為手動，通過面板旋鈕完成。

系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置是指對設(shè)備部件參數(shù)的設(shè)置。

試驗參數(shù)設(shè)置是指對試驗過程參數(shù)的設(shè)置。

試驗?zāi)Ｊ竭x擇是指對試驗?zāi)Ｊ降倪x擇。

試驗結(jié)果查詢是指對試驗數(shù)據(jù)的查詢。

分壓器變比是指對分壓器的分壓比設(shè)置。

電抗器電感是指對電抗器電抗值的設(shè)置。

激勵變變比是指對勵磁變壓器的變比設(shè)置。

設(shè)置電壓是高壓試驗時的保護電壓設(shè)置。

試驗電壓是高壓試驗時的試驗電壓。

加壓時間是施加試驗電壓的時間。

激勵強度是指主機電源輸出的大小。

輸出電流是主機電源的輸出電流。

頻率范圍是試驗的頻率范圍。

自動試驗?zāi)Ｊ绞侵冈囼炦^程全部自動完成。

自動調(diào)諧模式是指自動尋找諧振點后，手動加壓完成試驗。

手動試驗?zāi)Ｊ饺坑扇斯ね瓿稍囼炦^程。

未接地線主機電源為接地。

不能諧振未能找到諧振點。

輸出保護主機電源輸出電流大于整定電流。

試驗中止指在升壓或加壓過程裝置自動保護。

設(shè)備出廠參數(shù)設(shè)置是廠家對設(shè)備有關(guān)參數(shù)的設(shè)置。

確認鍵：確認當前操作。

返回鍵：返回上上等菜單。

七、變頻電源技術(shù)參數(shù)：

1．額定輸出容量：30kvA；

2．儀器電源：220v±10%  50Hz；

功率電源：380v±10%  50Hz；

3．額定輸入電流：79A；

4．額定輸出電壓：0-340v可調(diào)、單相、輸出電壓不穩(wěn)定度0.05%；

5．額定輸出電流：88A；

6．頻率調(diào)節(jié)范圍：25～320Hz；

7．額定容量下連續(xù)運行為規(guī)定工作時間下*高溫升≤60K；

8．顯示以下參數(shù)：

a．經(jīng)變頻輸出的頻率、電壓、電流；

b．過壓保護電壓值，并可任意整定，當成套裝置的輸出電壓值達到保護整定時，可自動切除成套裝置；

c．過流保護：當調(diào)頻電源的輸出電流達到保護整定值時，可自動切除成套裝置；

d．擊穿保護：當高壓側(cè)發(fā)生對地閃絡(luò)時，可自動切除成套裝置，裝置帶有隔離裝置，可確保設(shè)備和人身不受損害；

e．具有全電壓輸出保護，在調(diào)壓過程中，一旦調(diào)壓失控，調(diào)頻電源立即閉鎖；

9．可實現(xiàn)以下操作：

a．頻率的調(diào)節(jié)，上升和下降頻率調(diào)節(jié)分粗調(diào)和細調(diào)兩種，并可自動尋找試驗諧振點，保證諧振頻率在整個試驗過程中不發(fā)生漂移；

b．帶有設(shè)置電壓、設(shè)置時間，電壓自動上升到設(shè)置值而停止并自動計時；

c．帶有各種保護功能的整定按鈕，可在面板上對各種保護值進行整定；

d．帶有手動試驗功能和自動試驗功能；

e．帶有試驗數(shù)據(jù)打印功能。

八、勵磁變壓器技術(shù)參數(shù)（1）： 

1．結(jié)構(gòu)形式：油浸式；

2．額定容量：30kVA；

3．輸入電壓：0～340V；

4．輸出電壓：四組并聯(lián)5KV；四組串聯(lián)20KV；二串二并10KV；

5．輸出電流：四組并聯(lián)6A；四組串聯(lián)1.5A；二串二并3A；

6．工作頻率范圍：30～300Hz；

勵磁變壓器的接線端子，如圖所示：

1．輸出端尾—與接地端連接。

2．輸出端頭—與電抗器連接。

3．接地端—與變頻電源、分壓器及被試品共同接地。

1．4．輸入端—接調(diào)頻電源功率輸出端。

九、單臺諧振電抗器技術(shù)參數(shù)：

1．  額定容量：80KVA；

2． 額定電壓：40kV

3．  額定電流：2A；

4．  電 感 量：60H；

5．  品質(zhì)因數(shù)：Q≥30

6．  采用環(huán)氧干式。

7．接線端了如圖所示：

a.高壓側(cè)接線端子—與被試品高壓端連接。

b.低壓側(cè)接線端子—與勵磁變輸出端連接。                        

c.多臺電抗器串聯(lián)時上節(jié)的低壓側(cè)與下節(jié)高壓側(cè)連接。諧振電抗器采用多臺串聯(lián)或并聯(lián)的連接方式。

8．額定容量下連續(xù)運行為規(guī)定工作時間下，電抗器對空氣的溫升不大于60K；

9．性能及特點：電抗器設(shè)計干式、環(huán)氧澆鑄，電抗器可以自由方便疊裝。環(huán)氧樹脂絕緣筒外殼，具有足夠的電氣、機械強度，必要的散熱能力以及油熱脹冷縮的裕度。外殼上下蓋板,顏色為橘紅色。

十、電容分壓器技術(shù)參數(shù)：

1．  額定電壓：400kV；

2．  工作頻率：30～300Hz；

3．  分壓比：4000：1；                                                      

4． 分壓比誤差：1%；

電容分壓器接線端子如圖所示：

1．  高壓端—與電抗器高壓側(cè)及被試品高壓側(cè)相連。

2． 測量插座—采用專配的測量電纜與控制箱背板測量輸入端連接。

3．  接地端—采用專配接地線按接線圖指示接地。     

4．性能及特點：

a.額定電壓下可連續(xù)運行2小時。

b.在30～300Hz范圍內(nèi)，其精度和穩(wěn)定度保持不變。

c.在20℃溫度下電容分壓器介質(zhì)損耗值≤0.0025d.電容分壓器配有支撐底架，具有足夠的穩(wěn)定性。

e.電壓測量通過專用測試引線引至調(diào)頻電源進行測量。

本質(zhì)的機理上，理論的仿真模型特性跟實際是有差異的。如何彌補這種差異？胡陽稱，現(xiàn)在掀起的人工智能潮流，恰好為此提供了數(shù)據(jù)驅(qū)動化的建模智能化方法，它能夠作為一種黏合劑，來彌補理論和應(yīng)用之間的差異，從而為理解研究走向應(yīng)用提供導(dǎo)引作用。

針對風電智能化應(yīng)用我們需要做哪些工作？胡陽表示，首先我們要充分利用風電大數(shù)據(jù)，比如要進行關(guān)鍵信息的挖掘，進行實際設(shè)備和運營特征的建模，融入人工智能的算法，能夠有效的接近實際的特性，在這個基礎(chǔ)上進行檢測等等使用。

第2，要響應(yīng)新型物理融合的理念，通過多元信息融合發(fā)展風電發(fā)電的信息物理系統(tǒng)，包括風電機組、風電場運行動態(tài)的高精度表征與仿真模擬。要立足機組，引入人工智能的算法優(yōu)勢，指導(dǎo)研究走向?qū)嶋H應(yīng)用。

胡陽還分享了風電的穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)、漂浮式風機控制性能的分析和驗證、調(diào)頻特性的建模等內(nèi)容，*后胡陽總結(jié)到，風力發(fā)電靈活性控制是目前*有前景的一種電網(wǎng)技術(shù)，對海上風電未來發(fā)展意義*大。信息化、智能化的風電信息物理系統(tǒng)是風電場智能運維優(yōu)化管理的堅實基礎(chǔ)。

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