科创中国

众所周知，变电站运行时形成了复杂电磁环境，过去传统的一二次电力设备通过分开布置的方式保证其正常运行。但是近年来，智能电网技术的发展趋势，尤其是一二次融合电力智能设备的应用，使得复杂电磁环境下的运行安全问题更为突出，运行故障时有发生。二次设备各功能以智能传感器方式或内嵌于主设备本体或一体化安装，现有电磁兼容相关标准已不能满足这一技术发展的要求，导致这类设备电磁兼容性故障率较高，严重制约了智能变电站技术的推广和应用，成为我国建设坚强智能电网的瓶颈。主要问题是单一参数试验强度低于现场多参数叠加，元件和设备级试验不能满足系统级要求，短时一次性试验不能发现长期累积效应产生的缺陷。在这种背景下，项目组依托国家电网公司科技项目，结合智能电网和电力物联网的建设需求，产、学、研、用多家单位联合攻关，开展了暂态电磁环境标准化模拟、变电站系统级强暂态电磁环境真型模拟、变电站系统级长期电磁环境模拟等关键技术究，研制了相应的110kV～500kV成套装备，有效解决了变电站复杂电磁环境下电力智能设备故障频发的难题，取得了集理论、技术、装备和应用于一体的系列成果。

（1）提出了强暂态电磁环境标准模拟试验方法，攻克了变电站实际电磁环境标准化模拟难题。研制出基于断路器精细控制球隙电弧通断技术的强暂态电磁环境标准模拟试验装置，实现了不同现场电磁环境的模拟，其中电场强度达到70kV/m ，重复次数达到400次/秒。 （2）研制出110kV～500kV系统级强暂态电磁环境真型模拟试验平台和测量系统，可以对110kV～500kV变电站典型暂态过程的电磁环境进行有效模拟和测量，实现了变电站实际复杂电磁环境下电力智能设备电磁防护性能的考核。 （3）提出了变电站系统级长期电磁环境模拟考核方法，研制出开放式系统级长期电磁防护性能考核平台，实现了电力智能设备在长期全电压全电流和多因素叠加环境下的电磁兼容性考核。

众所周知，变电站运行时形成了复杂电磁环境，过去传统的一二次电力设备通过分开布置的方式保证其正常运行。但是近年来，智能电网技术的发展趋势，尤其是一二次融合电力智能设备的应用，使得复杂电磁环境下的运行安全问题更为突出，运行故障时有发生。二次设备各功能以智能传感器方式或内嵌于主设备本体或一体化安装，现有电磁兼容相关标准已不能满足这一技术发展的要求，导致这类设备电磁兼容性故障率较高，严重制约了智能变电站技术的推广和应用，成为我国建设坚强智能电网的瓶颈。主要问题是单一参数试验强度低于现场多参数叠加，元件和设备级试验不能满足系统级要求，短时一次性试验不能发现长期累积效应产生的缺陷。

本项目成果授权专利8项，其中发明专利7项，软著1项，发表中文核心及以上论文14篇，其中EI论文11篇，研制标准化模拟骚扰源装置1套，真型模拟试验平台7套，长期电磁防护性能考核平台1套。项目成果在国网陕西电力，国网黑龙江电力的智能变电站中得到应用，如富平330kV新一代智能变电站、黑龙江500kV华民智能变电站等，促进了泰开、武汉伏佳安达、烟台国网中电等国内设备厂家技术升级，推动了智能电网建设的标准化，保障了电网安全运行，近三年创造直接经济效益39325.29万元。以雷清泉院士为组长的专家组一致认为，该项目科技成果中的变电站现场标准化模拟技术，真型模拟试验平台和测量系统达到国际领先水平。

本项目成果在智能电网建设中被广泛应用，效果良好，电力智能设备电磁兼容性能大幅提升，直接促进了国产电力智能设备水平的大幅提升，经过考核的电力智能设备一次通过率显著提升。项目成果应用于电网，通过减少征地面积、施工周期，减少停电检修时间等方面实现间接经济效益。

    本项目的成功实施对“建设坚强智能电网”国家战略的实施具有重要意义。本成果通过促进电力智能设备的性能提升，有助于我国智能变电站集成化设备的应用，可实现大幅节材节地，特别是高能耗、高污染制造的铜材、铝材和水泥等的节约，有利于国家环保；电力智能设备的技术标准使电力智能设备运行的各阶段规范化、标准化，缩短安装调试时间；集成化设备可以有效减少建设成本，降低运维成本，有效提高设备利用率；电力智能设备由于绝缘结构简单，可以有效提高变电站建设效率，缩短平均建设周期，减少施工的环境影响和对居民生产生活的干扰；另外，本成果通过降低智能设备故障率，可以提升电网的安全性和稳定性，保障电网安全，提高人民群众的生活质量。

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