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随着高端制造业不断涌现,现代高度自动化和智能化的工业用电设备对供电质量提出了更高的要求,各方对于电能质量的要求日益剧增。现代电力系统的特征赋予了电能质量新的内涵和意义,特别是关于电能质量经济性的提出,对电能质量相关问题的研究提出新的要求。
结合河南省冶炼型、整流变频型等非线性负荷占比大、种类多的特点以及河南省电力公司的技术优势,国网河南电科院申请建立了国网公司“电力谐波特性分析评估技术实验室”。
“电力谐波特性分析评估技术实验室”于2009年获得国网公司实验室正式命名,主要开展谐波等电能质量问题对电力设备及电网的影响分析、评估和试验研究,该方向隶属电能质量领域基础性、前沿性研究,是国网公司唯一开展该方向研究的实验室。相关成果对相关标准的制定,电能质量指标限值的确定,设备选型与参数设计等具有重要意义。
实验室在谐波等电能质量对电力设备影响研究、典型污染源设备电能质量特性分析、电能质量在线监测系统建设、大电网电能质量仿真评估分析等方面取得了一系列重要成果,在电力设备电能质量特性研究领域达到国内前沿研究水平。实验室基础设施、试验能力建设方面处于国内前列。
一、实验室建设发展历程
实验室的全面建设分三个阶段完成。
图1 实验室发展历程
(一)第一阶段:全面规划、理论溯源、凝练方向阶段(2010年-2011年)
第一阶段主要完成河南电网电能质量在线监测系统的建设,开展谐波等电能质量问题的形成机理、非线性负荷电能质量特性、电网电能质量评估技术等研究,以及电能质量对电力设备的影响研究的理论分析工作,为第二阶段的试验平台建设提供电网实际监测数据和理论基础储备。
(二)第二阶段:全面建设、领域扩宽、试验检测能力提升阶段(2012年-2015年)
第二阶段重点开展实验室试验能力建设,建设完成国网公司范围内技术领先,试验功能齐全、电压等级及容量较大的电能质量综合试验平台,开展不同电能质量指标对变压器、计量设备、无功补偿设备等电力设备的定量分析及实际试验研究,并在此基础上开展各种电能质量问题的综合控制研究。
(三)第三阶段:建成完善、成果推广及应用阶段(2016—)
第三阶段将针对前面两个阶段的研究情况,进行成果提炼、将相关成果推广应用到实际电网的规划、建设和生产运行中,为电网安全、稳定、优质经济运行服务。并结合电网的发展,拓展新的研究领域,开展新的电网环境下电能质量新问题研究。
二、实验室状况
目前,实验室基本建成“一个基地、一个中心、两大支撑系统”的支撑体系,可全面开展电能质量分析、评估、监测,综合试验等多方面的综合试验研究,实验室综合研究能力位居国内电能质量领域前列,已成为国家电网公司电能质量领域重要综合试验研究基地。
实验室同时负责河南电网供电电压、电能质量的技术监督和生产运行技术支撑工作,为河南电网的经济运行及用户优质用电提供技术保障。
表1 电力谐波特性分析评估技术实验室
功能布局组成部分
图2 实验室支撑体系
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