5月28日，利用超大型電力系統電磁暫態仿真平臺，國網西藏電科院系統室主管許江波模擬西藏電網晚高峰運行場景，通過接入構網型儲能設備的全電磁暫態模型，分析該區域電網的特定運行場景下的可靠穩定特性。

全電磁暫態仿真建模需要將大電網仿真時間尺度細化至微秒級，其中至關重要的是攻克50微秒步長實時仿真技術。

研究是漫長而枯燥的，考驗著每一位研究人員的信心和耐心。當仿真步長越小時，仿真模型越準確。為攻克50微秒實時仿真步長的問題，他們用了2年的時間。

一、產品及選用（WBVLF3000超低頻耐壓試驗儀性能穩定，測量準確）

1、命名說明

2、超低頻系列產品                         表1

3、根據被試對向選擇適當規格的產品。

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

不同發電機的單相對地電容量                          表2

交聯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：

計算公式：　Ｉ＝２πfＣＵ

二、絕緣耐壓試驗原理（WBVLF3000超低頻耐壓試驗儀性能穩定，測量準確）

超低頻絕緣耐壓試驗實際上是工頻耐壓試驗的一種替代方法。我們知道，在對大型發電機、電纜等試品進行工頻耐壓試驗時，由于它們的絕緣層呈現較大的電容量，所以需要很大容量的試驗變壓器或諧振變壓器。這樣一些巨大的設備，不但笨重，造價高，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頻率，從而降低了試驗電源的容量。從國內外多年的理論和實踐證明，用0.1Hz超低頻耐壓試驗替代工頻耐壓試驗，不但能有同樣的等效性，而且設備的體積大為縮小，重量大為減輕 ，理論上容量約為工頻的五百分之一。試驗程序大大地減化，與工頻試驗相比優越性更多。這就是為什么發達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及以下交聯聚乙烯絕緣電力電纜超低頻（0.1Hz）耐壓試驗方法》行業標準。我國正在推廣這一方法，本儀器是根據我國這一需要研制而成的。可廣泛用于電纜、大型高壓旋轉電機、電力電容器的交流耐壓試驗之中。

三、產品簡介（WBVLF3000超低頻耐壓試驗儀性能穩定，測量準確）

本產品接合了現代數字變頻先進技術，采用微機控制，升壓、降壓、測量、保護完全自動化，并且在自動升壓過程中能進行人工干預。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、打印機輸出試驗報告。設計指標完全符合《電力設備專用測試儀器通用技術條件，第4部分：超低頻高壓發生器通用技術條件》電力行業標準，使用十分方便。現在國內外均采用機械式的辦法進行調制和解調產生超低頻信號，所以存在正弦波波形不標準，測量誤差大，高壓部分有火花放電，設備笨重，而且正弦波的二，四象限還需要大功率高壓電阻進行放電整形，所以設備的整體功耗較大。本產品均能克服這樣一些不足之處，另外，還有如下特點需要特別說明：

電流、電壓數據均直接通過高壓側采樣獲得，所以數據真實、準確。

過壓保護：當輸出超過所設定的限壓值時，儀器將停機保護，動作時間小于２０ms。

過流保護：設計為高低壓雙重保護，高壓側可按設定值進行精準停機

保護；低壓側的電流超過額定電流時將進行停機保護，動作時間都小于２０ms。

★ 高壓輸出保護電阻設計在升壓體內，所以外面不需另接保護電阻。

由于采用了高低壓閉環負反饋控制電路，所以輸出無容升效應。

四、技術參數（WBVLF3000超低頻耐壓試驗儀性能穩定，測量準確）

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，負峰值誤差：≤３％

6、電壓波形失真度：≤５％

7、使用條件：戶內、戶外；溫度：-10℃∽+40℃；濕度：≤85％RH

8、電源：交流50 Hz，220V ±5%

9、電源保險管：參見表1

五、結構說明（WBVLF3000超低頻耐壓試驗儀性能穩定，測量準確）

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，使用時與大地相連。

(2)“控制輸出”：輸出多芯插座，使用時與升壓體的輸入多芯插座相連。

(3)“對比度”：對比度調節旋扭，用于調節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位置提示。

(5)“AC220V”：電源輸入插座，內藏保險管。

(6)“開關”：電源開關。內藏指示燈，開時亮，關時熄。

(7)“打印機”：打印測試報告。

(8)“液晶顯示器”：顯示測試數據。

2、升壓器結構示意圖

六 操作說明

1、連線方法

                        圖3 （連線圖）

連線說明：用本產品隨機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。(注意:每次開機前都要對試品充分放電，升壓過程中需要停機時請先按停機鍵，再用電源開關)

按上述方法連好所有線路之后，就可以將電源開關打開。儀器在微機上電復位下，自動進入如圖4所示的設限界面。在進行連線、拆線、或暫不使用儀器時，應將電源關掉。電源插座上裝有保險管。若開機屏幕無顯示，應先檢查保險管是否熔斷。大小應按表1提供的數據更換。

(2) 設置限定參數

                      圖4（設定界面）

在圖4所示的設限界面上，可根據試驗的需要設定好試驗頻率、試驗電壓、高壓側的過壓保護值、過流保護值、試驗時間。將光標移到相應的設定，按確定鍵選擇。

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

試驗電壓范圍為10KV至額定值。(請不要設小于10KV的試驗電壓),它規定了我們所要升至的試驗電壓。儀器升至這個設定電壓值時，就不再升壓，并保持在這個峰值下進行等幅的正弦波輸出。

電壓保護值設定范圍為0至額定值，單位為kV。它規定了通過試品的電壓上限值，當電壓超過此設定時，儀器自動切斷輸出，進行停機操作。一般情況下電壓保護值設定為比試驗電壓高4KV。

電流保護值設定范圍為0至額定值，單位為mA。它規定了通過試品的電流上限值，當電流超過此設定時，儀器自動切斷輸出，進行停機操作。

定時修改范圍：0-99分。它規定了試驗時間的長短。單位為分鐘。

以上電壓，電流均為峰值，儀器顯示的測量數據，以及打印報告上的電壓電流值均為峰值。

將光標移到“啟動試驗電壓”按確定鍵，儀器進入圖5所示的升壓界面。

 自動升壓

自檢成功后，儀器自動進入升壓狀態。儀器將用若干個周期的時間將電壓升至設定值。在升壓過程中，按停機鍵，儀器將切斷電壓輸出，回到開始畫面。當升壓值接近設定值時出現圖6。

                          圖6

此時按“上下”鍵，微調電壓，按“確定”鍵，儀器開始計時，計時結束后自動打印試驗報告。回到開始畫面，放電結束后再開始下一次測量。

★另外還有兩種非正常停機：過壓保護停機、過流保護停機。停機后出現相應的提示界面，放電結束后，再調整限制電壓值或限制電流值，再開始下次測量。

“50微秒的實時仿真步長意味著系統要在1秒鐘內對華東電網6000個節點進行20000次計算。”國家電網仿真中心副總工程師、數模混合仿真研究室主任朱藝穎解釋，這好比讓數字電網練就“凌波微步”，“每一個CPU內核既要完成自己的任務，又要與其他CPU內核交互數據，還要完成與外接物理裝置上萬路信號的交互，且計算速度必須跟實際物理過程同步。”

經過不斷探索和論證，科研團隊在50微秒實時仿真步長技術方向開展攻關，先后攻克模型算法、數值穩定、計算技術及平臺架構等技術難點。

2017年，團隊在華東區域電網開展了故障反演試驗，現場幾萬路信號實時交互，故障仿真模型仿真結果與實際波形幾乎重合，華東區域電網第1次實現了精準的電磁暫態實時仿真，50微秒實時仿真步長在大電網仿真中實現。

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