長期以來，火電、水電等作為電網(wǎng)主要支撐性電源，有力的保障了電網(wǎng)可靠穩(wěn)定運(yùn)行。隨著“雙碳”目標(biāo)推進(jìn)，新能源占比不斷增加，而同步發(fā)電機(jī)電源比例不斷降低，電力系統(tǒng)面臨系統(tǒng)平衡機(jī)制由“確定性發(fā)電跟蹤不確定負(fù)荷”轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>“不確定發(fā)電與不確定負(fù)荷雙向匹配”、現(xiàn)有可控電源的深度調(diào)節(jié)能力難以抵消新能源出力的隨機(jī)波動(dòng)性等問題，電網(wǎng)可靠穩(wěn)定運(yùn)行將受到嚴(yán)峻考驗(yàn)。

“就目前而言，基于新能源的特性，電網(wǎng)是沒辦法無限接納新能源并網(wǎng)的。”目前在實(shí)際工程中廣泛使用的變流器采用跟網(wǎng)型控制策略，其外部表現(xiàn)為電流源特性，無法承擔(dān)按需提供慣量保持供需平衡（頻率穩(wěn)定）和平穩(wěn)電網(wǎng)電壓，隨著新能源發(fā)電裝置的不斷增加，系統(tǒng)擾動(dòng)對電力系統(tǒng)可靠運(yùn)行的影響越來越明顯。

婁彥濤坦言，“近幾年，隨著大規(guī)模新能源建設(shè)的推進(jìn)，暴露出了非常大的系統(tǒng)可靠穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)問題，包括整個(gè)系統(tǒng)一次調(diào)頻能力不足、故障影響范圍擴(kuò)大等，對電網(wǎng)造成了很大沖擊。而新能源大基地大規(guī)模并網(wǎng)，一旦發(fā)生事故對電網(wǎng)的影響更是不可估量的。”

西安西電電力電子有限公司副總經(jīng)理白世軍進(jìn)一步表示，當(dāng)前存在有新能源打捆水電、火電并網(wǎng)送電其實(shí)也是從保障電網(wǎng)穩(wěn)定考慮，一定程度上限制了大規(guī)模新能源規(guī)模外送的需要，為了應(yīng)對新能源發(fā)電高比例并網(wǎng)導(dǎo)致傳統(tǒng)電網(wǎng)慣性減弱的問題，新能源裝備的新發(fā)展以及構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)越來越被行業(yè)所關(guān)注。

一、產(chǎn)品及選用（WBVLF3000超低頻耐壓裝置十余年研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)）

1、命名說明

2、超低頻系列產(chǎn)品                         表1

3、根據(jù)被試對向選擇適當(dāng)規(guī)格的產(chǎn)品。

使用時(shí)，試品電容量不得超過儀器的額定容量。試品電容量過小，會(huì)影響輸出波形。若小于0.05μF，儀器將不能正常輸出。可并聯(lián)0.1 μF的電容輔助輸出。下面是一些設(shè)備的電容量，供用戶參考。

不同發(fā)電機(jī)的單相對地電容量                          表2

交聯(lián)聚乙烯絕緣單芯電力電纜的電容量(μF/km)    表3

4、試品電流的估算方法：

計(jì)算公式：?。桑剑拨?/span>fＣＵ

二、絕緣耐壓試驗(yàn)原理（WBVLF3000超低頻耐壓裝置十余年研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)）

超低頻絕緣耐壓試驗(yàn)實(shí)際上是工頻耐壓試驗(yàn)的一種替代方法。我們知道，在對大型發(fā)電機(jī)、電纜等試品進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)時(shí)，由于它們的絕緣層呈現(xiàn)較大的電容量，所以需要很大容量的試驗(yàn)變壓器或諧振變壓器。這樣一些巨大的設(shè)備，不但笨重，造價(jià)高，而且使用十分不便。為了解決這一矛盾，電力部門采用了降低試驗(yàn)頻率，從而降低了試驗(yàn)電源的容量。從國內(nèi)外多年的理論和實(shí)踐證明，用0.1Hz超低頻耐壓試驗(yàn)替代工頻耐壓試驗(yàn)，不但能有同樣的等效性，而且設(shè)備的體積大為縮小，重量大為減輕 ，理論上容量約為工頻的五百分之一。試驗(yàn)程序大大地減化，與工頻試驗(yàn)相比優(yōu)越性更多。這就是為什么發(fā)達(dá)國家普遍采用這一方法的原因。我國電力部以委托武漢高壓研究所起草了《35kV及以下交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜超低頻（0.1Hz）耐壓試驗(yàn)方法》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。我國正在推廣這一方法，本儀器是根據(jù)我國這一需要研制而成的。可廣泛用于電纜、大型高壓旋轉(zhuǎn)電機(jī)、電力電容器的交流耐壓試驗(yàn)之中。

三、產(chǎn)品簡介（WBVLF3000超低頻耐壓裝置十余年研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)）

本產(chǎn)品接合了現(xiàn)代數(shù)字變頻先進(jìn)技術(shù)，采用微機(jī)控制，升壓、降壓、測量、保護(hù)完全自動(dòng)化，并且在自動(dòng)升壓過程中能進(jìn)行人工干預(yù)。由于全電子化，所以體積小重量輕、大屏幕液晶顯示，清晰直觀、打印機(jī)輸出試驗(yàn)報(bào)告。設(shè)計(jì)指標(biāo)完全符合《電力設(shè)備專用測試儀器通用技術(shù)條件，第4部分：超低頻高壓發(fā)生器通用技術(shù)條件》電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使用十分方便?，F(xiàn)在國內(nèi)外均采用機(jī)械式的辦法進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)產(chǎn)生超低頻信號，所以存在正弦波波形不標(biāo)準(zhǔn)，測量誤差大，高壓部分有火花放電，設(shè)備笨重，而且正弦波的二，四象限還需要大功率高壓電阻進(jìn)行放電整形，所以設(shè)備的整體功耗較大。本產(chǎn)品均能克服這樣一些不足之處，另外，還有如下特點(diǎn)需要特別說明：

電流、電壓數(shù)據(jù)均直接通過高壓側(cè)采樣獲得，所以數(shù)據(jù)真實(shí)、準(zhǔn)確。

過壓保護(hù)：當(dāng)輸出超過所設(shè)定的限壓值時(shí)，儀器將停機(jī)保護(hù)，動(dòng)作時(shí)間小于２０ms。

過流保護(hù)：設(shè)計(jì)為高低壓雙重保護(hù)，高壓側(cè)可按設(shè)定值進(jìn)行精準(zhǔn)停機(jī)

保護(hù)；低壓側(cè)的電流超過額定電流時(shí)將進(jìn)行停機(jī)保護(hù)，動(dòng)作時(shí)間都小于２０ms。

★ 高壓輸出保護(hù)電阻設(shè)計(jì)在升壓體內(nèi)，所以外面不需另接保護(hù)電阻。

由于采用了高低壓閉環(huán)負(fù)反饋控制電路，所以輸出無容升效應(yīng)。

四、技術(shù)參數(shù)（WBVLF3000超低頻耐壓裝置十余年研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)）

1、輸出額定電壓：參見表1

2、輸出頻率：0.1Hz、0.05Hz、0.01Hz。

3、帶載能力：參見表1    0.1  Hz  *大1.1μF

0.05 Hz  *大2.2μF

0.02 Hz  *大5.5μF

4、測量精度：３%

5、電壓正，負(fù)峰值誤差：≤３％

6、電壓波形失真度：≤５％

7、使用條件：戶內(nèi)、戶外；溫度：-10℃∽+40℃；濕度：≤85％RH

8、電源：交流50 Hz，220V ±5%

9、電源保險(xiǎn)管：參見表1

五、結(jié)構(gòu)說明（WBVLF3000超低頻耐壓裝置十余年研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)）

1、控制器面板示意圖  

                             圖1

圖1中各部件示意以及功能說明：

(1)“地”：接地端子，使用時(shí)與大地相連。

(2)“控制輸出”：輸出多芯插座，使用時(shí)與升壓體的輸入多芯插座相連。

(3)“對比度”：對比度調(diào)節(jié)旋扭，用于調(diào)節(jié)液晶顯示器的對比度。

(4)“功能鍵”：其功能由顯示器提示欄對應(yīng)位置提示。

(5)“AC220V”：電源輸入插座，內(nèi)藏保險(xiǎn)管。

(6)“開關(guān)”：電源開關(guān)。內(nèi)藏指示燈，開時(shí)亮，關(guān)時(shí)熄。

(7)“打印機(jī)”：打印測試報(bào)告。

(8)“液晶顯示器”：顯示測試數(shù)據(jù)。

2、升壓器結(jié)構(gòu)示意圖

六 操作說明

1、連線方法

                        圖3 （連線圖）

連線說明：用本產(chǎn)品隨機(jī)配備的兩根專用線和接地線按圖3的方法連接。電源插座用電源線連至50Hz/220V的交流電上。

2、操作程序

(1) 開機(jī)。(注意:每次開機(jī)前都要對試品充分放電，升壓過程中需要停機(jī)時(shí)請先按停機(jī)鍵，再用電源開關(guān))

按上述方法連好所有線路之后，就可以將電源開關(guān)打開。儀器在微機(jī)上電復(fù)位下，自動(dòng)進(jìn)入如圖4所示的設(shè)限界面。在進(jìn)行連線、拆線、或暫不使用儀器時(shí)，應(yīng)將電源關(guān)掉。電源插座上裝有保險(xiǎn)管。若開機(jī)屏幕無顯示，應(yīng)先檢查保險(xiǎn)管是否熔斷。大小應(yīng)按表1提供的數(shù)據(jù)更換。

(2) 設(shè)置限定參數(shù)

                      圖4（設(shè)定界面）

在圖4所示的設(shè)限界面上，可根據(jù)試驗(yàn)的需要設(shè)定好試驗(yàn)頻率、試驗(yàn)電壓、高壓側(cè)的過壓保護(hù)值、過流保護(hù)值、試驗(yàn)時(shí)間。將光標(biāo)移到相應(yīng)的設(shè)定，按確定鍵選擇。

頻率有三種選擇：0.1、0.05、0.02。它規(guī)定了儀器的輸出頻率。單位為Hz

試驗(yàn)電壓范圍為10KV至額定值。(請不要設(shè)小于10KV的試驗(yàn)電壓),它規(guī)定了我們所要升至的試驗(yàn)電壓。儀器升至這個(gè)設(shè)定電壓值時(shí)，就不再升壓，并保持在這個(gè)峰值下進(jìn)行等幅的正弦波輸出。

電壓保護(hù)值設(shè)定范圍為0至額定值，單位為kV。它規(guī)定了通過試品的電壓上限值，當(dāng)電壓超過此設(shè)定時(shí)，儀器自動(dòng)切斷輸出，進(jìn)行停機(jī)操作。一般情況下電壓保護(hù)值設(shè)定為比試驗(yàn)電壓高4KV。

電流保護(hù)值設(shè)定范圍為0至額定值，單位為mA。它規(guī)定了通過試品的電流上限值，當(dāng)電流超過此設(shè)定時(shí)，儀器自動(dòng)切斷輸出，進(jìn)行停機(jī)操作。

定時(shí)修改范圍：0-99分。它規(guī)定了試驗(yàn)時(shí)間的長短。單位為分鐘。

以上電壓，電流均為峰值，儀器顯示的測量數(shù)據(jù)，以及打印報(bào)告上的電壓電流值均為峰值。

將光標(biāo)移到“啟動(dòng)試驗(yàn)電壓”按確定鍵，儀器進(jìn)入圖5所示的升壓界面。

 自動(dòng)升壓

自檢成功后，儀器自動(dòng)進(jìn)入升壓狀態(tài)。儀器將用若干個(gè)周期的時(shí)間將電壓升至設(shè)定值。在升壓過程中，按停機(jī)鍵，儀器將切斷電壓輸出，回到開始畫面。當(dāng)升壓值接近設(shè)定值時(shí)出現(xiàn)圖6

                          圖6

此時(shí)按“上下”鍵，微調(diào)電壓，按“確定”鍵，儀器開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)結(jié)束后自動(dòng)打印試驗(yàn)報(bào)告。回到開始畫面，放電結(jié)束后再開始下一次測量。

★另外還有兩種非正常停機(jī)：過壓保護(hù)停機(jī)、過流保護(hù)停機(jī)。停機(jī)后出現(xiàn)相應(yīng)的提示界面，放電結(jié)束后，再調(diào)整限制電壓值或限制電流值，再開始下次測量。

2022年8月29日，工業(yè)和信息化部、財(cái)政部、商務(wù)部、國務(wù)院國有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會(huì)、國家市場監(jiān)督管理總局聯(lián)合發(fā)布的《加快電力裝備綠色低碳更新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》（下稱《行動(dòng)計(jì)劃》）提出，通過5-8年時(shí)間，電力裝備供給結(jié)構(gòu)顯著改善，保障電網(wǎng)輸配效率明顯提升，基本滿足適應(yīng)非化石能源高比例、大規(guī)模接入的新型電力系統(tǒng)建設(shè)需要。

值得注意的是，該份文件明確提出了，推進(jìn)風(fēng)光儲(chǔ)一體化裝備發(fā)展，推動(dòng)構(gòu)網(wǎng)型新能源發(fā)電裝備研究開發(fā)，這對我國電力裝備整體的改善和提高起到了重要的戰(zhàn)略意義。

據(jù)了解，構(gòu)網(wǎng)型變流器是通過在變流器控制環(huán)節(jié)中模擬同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行機(jī)制，讓新能源發(fā)電機(jī)組變得像同步機(jī)一樣對電網(wǎng)有足夠的支撐能力。“在風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)電側(cè)，打造構(gòu)網(wǎng)型并網(wǎng)技術(shù)，能夠幫助提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。”西安西電電力電子有限公司執(zhí)行董事婁彥濤表示，構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)的實(shí)現(xiàn)將極大程度的降低當(dāng)前大規(guī)模新能源并網(wǎng)的電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)，目前這一技術(shù)已經(jīng)在國內(nèi)外的新能源變流器、儲(chǔ)能系統(tǒng)中開展了部分研究示范，其技術(shù)應(yīng)用前景被寄予厚望。

今年年初的一份數(shù)據(jù)顯示，西北電網(wǎng)2022年預(yù)計(jì)新能源投產(chǎn)超四千萬千瓦（包括沙漠、戈壁、荒漠大型風(fēng)光基地項(xiàng)目），總裝機(jī)將超過1.8億千瓦，同時(shí)，電化學(xué)儲(chǔ)能投產(chǎn)將突破三百萬千瓦，西北電網(wǎng)將迎來史上新能源投產(chǎn)規(guī)模很大的一年。

對于此，西北電網(wǎng)也在相關(guān)計(jì)劃中表示要持續(xù)做好涉網(wǎng)性能提升。按照新版導(dǎo)則、新版風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定等要求，嚴(yán)把并網(wǎng)技術(shù)關(guān)，加快新能源抗擾、主動(dòng)支撐、感知能力改造，推動(dòng)其從“并網(wǎng)”向“組網(wǎng)”轉(zhuǎn)變；同時(shí)積極試點(diǎn)支撐新型電力系統(tǒng)的構(gòu)網(wǎng)型新能源和儲(chǔ)能涉網(wǎng)技術(shù)，盡可能避免“先投產(chǎn)、再改造”的發(fā)展老路。

據(jù)西安西電電力電子有限公司執(zhí)行董事婁彥濤透露，“構(gòu)網(wǎng)型”電力電子變流器推廣應(yīng)用是電網(wǎng)企業(yè)、新能源設(shè)備制造商、新能源業(yè)主等多方博弈發(fā)展的過程。未來，市場剛性需求會(huì)比較強(qiáng)烈，目前主流設(shè)備廠商都在布局相關(guān)產(chǎn)業(yè)。西安西電電力電子有限公司也在做相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)布局。

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