电网安全

清洁低碳和电气化是新一轮能源革命的重要趋势和特点，“十四五”是电网发展升级的关键时期，围绕构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系，报告对“十三五”发展情况进行了总体回顾，对大电网安全、新能源发展、配电网智能化、综合能源体系建设等“十四五”发展重点提出相关思考，结合会议主题，重点阐述智能配电网的发展方向与建设重点，并选取典型试点示范工程进行介绍。

“输入功率为491千瓦，电流为746安……”4月15日，中国电力科学研究院有限公司新能源研究中心储能应用技术研究团队成员朱帅，记录下500千瓦/500千瓦时移动储能电源车充电数据。这些数据可以帮助储能应用技术研究团队研判储能系统效率，对于评估移动储能的经济性和安全性具有参考价值。

分布式发电、储能及电动汽车等电力电子装置大规模并入配电网，削弱了系统的惯性和阻尼，对电网安全、可靠运行造成较大影响。虚拟同步机技术是实现电力电子装置柔性、灵活并网的先进控制技术，可以使电力电子设备模拟同步电机的外特性，实现分布式电源、储能、电动汽车等装备的即插即用、灵活并网，最终形成配电侧源、网、荷、储的分布式、自适应协同运行机制。

以前变电站高压室内的35kV开关柜通常采用小型化设计，只有1.2米宽，柜内导体间的最小绝缘距离只有230mm，不满足2014版《十八项反措》300mm的要求。虽然生产厂家在柜内加装了绝缘隔板或绝缘护套，但是绝缘击穿故障还是经常发生。目前，山东公司此类35kV开关柜问题高达3747面，存在较大设备安全隐患，严重影响电网安全运行。 通过对近5年的开关柜事故统计分析，87%的35kV开关柜绝缘击穿是由温度、湿度、污秒三个关键要素导致的。因为高压室与外界密封性较差，导致户外的潮气和灰尘进入开关柜内，致使绝缘件受潮脏污，造成绝缘强度降低，发生闪络击穿故障，严重时还会引起母线全停、变压器出口短路，甚至开关柜整组烧毁。 如果能对开关柜高压室的空气环境进行管控，避免开关柜脏污受潮，就能杜绝此美事故。解决方案就是控制高压室的环境因素-——温度、湿度、污秒。然而现在高压室的设计规范仅有温控的通风机这一项环境控制设备，潮气和灰尘经过通风口进入高压室内，无法有效控制运行环境。因此，巫需研制一套高压室环境控制系统，能够在变电站高压室内规模化安装，实时监测、控制高压室内环境情况，将高压室内温湿度始终控制在允许范围内，有效隔绝灰尘，提高开关柜设备电气绝缘强度水平，杜绝因开关柜设备绝缘击穿导致的故障，确保变电站安全运行。

变电站直流是电网安全的重要环节，提升直流系统的安全性、可靠性是永恒的主题。为了解决这些问题，泰昂公司做出了自己探索。改变传统直流电池串联模式为采用DC/DC技术的电池并联模式。通过多年的摸索不断完善了这项技术，在国内各级变电站也开展了大量的应用。本文对技术和应用给各位领导、专家、同行做了介绍。

介绍了变电站操作、保护和监测用直流电源系统是电网安全的关键设备，基于电力电子技术的并联智能型变电站直流电源系统，具有电池利用率高、自动在线核容、便于运维检修和供电可靠性优等特点，近年来随其技术的完善和技术标准的建立已在不同类型变电站得到成功应用。

随着我国国民经济的持续快速发展，传统巡检作业方式已经不适应现代化电网建设与发展的需求。“坚强智能电网”急需“坚强”、“智能”的电力巡检和维护方式，以实现线路巡检技术智能化，改变检修手段粗放的面貌，为线路巡视提供安全、高效手段，保障电网安全运行。与智能电网发展目标相比，现有线路巡检工作还存在以下问题：智能巡检装置缺乏，传统巡检效率低；机器人巡检实用化程度不高；存在巡检官区；无人机续航能力不足；无人机巡检作业手段乏。 本项目主要研究线路巡检机器人与无人机技术的结合以及在输电线路巡检中的作用。通过飞行器气动优化、电源系统管理优化、机体轻量化设计、云台轻量化设计以及高效推进系统匹配研究显著提升飞行系统的能力，增大其抗风能力、提升飞行的稳定性，为机器人落线离线功能提供重要支撑。实现了两栖机器人的飞行落线与离线功能，大幅提升机器人的可使用程度。机器人可以在线上行走作业，相对于传统无人机巡检，更加稳定，续航能力提升15倍，并且可以进行近距离的清障等作业。

目前广东电网110kV及以上电压等级的GIS间隔共5000余个，以最严重的2011年度为例，共发生GIS事故（障碍）15起，较2010年增加了50%。 GIS的事故次数常年高居不下，给运行单位造成巨大的经济损失，严重影响到电网安全稳定运行和供电可靠性。因此寻求一种有效的评估GIS内部故障的方法显得尤为重要。

站用交直流电源系统为控制、信号、通讯、继电保护、自动装置及事故照明等提供可靠的电源保障，为操作系统提供可靠的操作电源。电源系统可靠与否，对变电站的安全运行起着至关重要的作用，是电网安全稳定运行的保障。 并联型磷酸铁锂电池可解决单体蓄电池开路影响直流电源系统可靠性问题、解决部分蓄电池损坏导致整组电池退役问题、能在线更换故障电池、在线进行电池全容量核容。但并联电源变换模块功率偏小，在大功率应用场合受限；运行时间不长，缺乏运行经验。

输电线路的绝缘水平是电网安全运行重要保障。由于输变电线路走廊越来越紧张，大部分输电线路采用同塔双回/多回架设、多回输电线路走廊相近等方式。在某一回输电线路检修时，由于另外运行线路无法陪停，运行线路会在检修线路上产生很强的感应电干扰，现有测试设备无法测得线路绝缘电阻值，也无法保证测试人员人身和设备安全，导致在感应电环境下无法测试检修或将投运的输电线路绝缘电阻，极大影响输变电设备的检修效率和供电可靠性。对此，项目组研制了在感应电环境下的输电线路绝缘电阻测试仪。该装置主要使用串联谐振、并联谐振组成的混合谐振网络法，抑制感应电的干扰，绝缘电阻表通过综合谐振网络后便可直接测量线路绝缘电阻值，实现了输电线路在带有感应电的情况下的线路绝缘电阻测试，并能保证测试人员和测试设备的安全。 技术特点或创新点：1.研制的测试仪器适用于110kV~500kV输电线路，抗感应电压达100kV，在感应电下可测线路绝缘电阻和感应电压，设备操作简便和安全可靠。国外现有抗干扰绝缘测试仪表只能抗数干伏感应电。2.该仪器研制使用了高、低压隔高装置，确保设备和人身安全。利用并联谱振和串联谱振形成谱振网终，抑制线路的工频感应电压，并使用感应电压表将高压与低压隔离，降低感应电对现场人员和设备危害的风险。3.研制了基于电流驱动的折线放大表头，对感应电进行测量，将感应电大小定量告知现场操作人员，控制风险。4.测试仪器已推广至广西电网9家地市供电局；已有4家广东、云南、贵州电网公司下属检修部门联系试点应用。截止月前，累计在12回110kV500W输电线路上应用，其中为高铁牵引站外部电源、核电）送出等重要线路开展测试，节省大量线跨停电和检修时间。成果已获得授权专利3项，其中发明1项，实用新型2项。