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1、智能电网装备标准、检测和认证,许继集团有限公司,姚致清 2010年8月21日,教授级高工，许继集团副总裁、党委委员、许昌继电器研究所所长 河南省“科技英才”；中原学者华北电力大学硕士生导师，青岛科技大学客座教授全国量度继电器和保护设备标准化技术委员会 常务副主任委员中国电工技术学会电力系统控制与保护专业委员会 主任委员中国电工技术学会电器智能化系统及应用专业委员会 副主任委员中国电器工业协会继电保护及自动化设备分会 副理事长兼秘书长电力系统保护与控制（EI核心期刊）杂志社社长 编委会副主任委员,个人简介,目 录,第三部分：风光发电产品检测、试验环境及方法研究,第一部分：智能电网概述,第二部分：
2、风光发电产品标准研究,第四部分：风光发电产品认证和认证环境建设,技术的飞速进步，不断地在改变着人们的生活强烈要求供电的绝对安全可靠 停电时间是一个关键指标，尤其是要解决好大面积停电且短时无法修复时，生活基本用电得不到保障以及旅客交通运输的阻断问题；,概述,智能电网概述,各类灾害气象类：雨雪冰冻、台风地质类：地震、洪水、泥石流政治类：战争、恐怖、制裁、罢工经济类：金融风暴,本身系统风险：装备本身故障引发的大停电、系统震荡等,智能电网概述,现代电力的发展：传感技术（物联网在电网中的应用）、智能化技术（智能电网）、通信技术大电源远距离输送、分布式电源的合理分布大电网、局域电网、微电网、微微网的有机配
3、置，联网的协调、独立及孤岛运行方式化石能源的清洁燃烧，提高能源效率，减少发电碳排放,智能电网概述,新能源的快速发展（减少对化石能源的依赖度），风能、太阳能、水能、地热、海洋能、生物质能（海洋图片）大型储能、分布式储能、充电站的合理布点。储能技术：超导储能、抽水储能、超级电容、钠硫电池、飞轮储能、压缩空气储能、电解水制氢储能等,智能电网概述,800kV、1000kV特高压直流输电多端直流输电柔性（轻型）直流输电,智能电网概述,智能电网概述,海岛 独立电网,智能电网概述,缺电区、人因稀少区,微微网：低碳家庭实现低碳的最小单元,电动汽车,智能电表,储能装置,智能终端数据管理,温度可调,高速通信,光伏
4、,智能电网概述,电力系统性风险 系统因故产生振荡，美加大停电、2006年7月1日凌晨华中电网与西北电网装备本身产生的风险 设备本身出现故障,智能电网概述,特高压电网,大电网安全稳定控制,广域相量测量,灵活交流输电,数字化变电站,配网自动化,可再生能源,大容量储能,充电站及电动汽车,Modeling&Standardization,智能电网概述,2006年，“桑美”台风造成苍南风电场风电机组严重损坏,智能电网概述,锡林郭勒：草原上风力发电设备失火 损失千万 事故时间：2009年7月14日事故地点：内蒙古锡林郭勒,智能电网概述,内蒙古辉腾锡勒苏斯兰风电事故 事故发生时间：2010.04 事故地点：
5、辉腾锡勒SUZLON 原因：可能是液力耦合器中过多的油脂,智能电网概述,华能宝龙山风机场 1、事故发生时间：2010.01.24,2、事故经过：当时监控系统报发电机超速转速在2700转/分，后台停机，高速轴刹车未能抱死刹车盘，立即将集电线路停电，风机当时停止了转动，在短暂的停机后，风机的叶片又再次的转动（原因不明），随着风速的不断增大，出现火花导致轮毂着火。随着火势的蔓延，机舱大部分部件都已经烧毁（齿轮箱、发电机还有残骸、其他部件都已经烧毁）。事故后查看风机时发现第三节塔筒也发生断裂,智能电网概述,目前风电的制造企业有80多家目前光伏的制造企业有200多家（含光伏的相关产品）跨越式的超速发展导
6、致人力资源远远跟不上产品研发、验证手段、制造工艺、质量保证和控制手段严重滞后 催生早产儿，先打入市场导致严重质量事故频频发生，损失巨大,第二部分：风光发电标准研究,国内外已有的相关标准正在制定的标准技术规范标准的超前研究（待制定）标准采用状态评估,风光发电标准研究,国内外已有的相关标准风力发电标准（见附件）光伏发电标准（见附件）,风光发电标准研究,正在制定的标准能源行业标准（见附件）风电国家标准（见附件）光伏国家标准（见附件）,风光发电标准研究,标准的超前研究（待制定）,风光发电标准研究,标准采用状态评估引进技术，对图纸及相关的技术要求解读不够有的企业工艺少，有的在初期就没有工艺新能源、新技术
7、、新的设计人员，年轻研发人员不知道标准中的电磁兼容、抗震性、抗冲击性、抗腐蚀性等环境要求对产品的作用对产品在户外环境下的温度、湿度的要求认识不够，有的年轻设计人员就没有概念,风光发电产品检测、试验环境及方法研究,单个产品、部件的试验，中间组件（小系统）的试验，整组系统试验（电气性能、机械性能），系统仿真试验试验平台的打造及实验环境的建设电气性能实验室电磁兼容实验室高低温试验室机械性能实验室（振动、冲击、地震）着火、沙尘、漏电起痕实验室系统仿真实验室 物理仿真、EMTDC离线数字仿真、实时数字仿真（RTDS、RTLAB）,第三部分：风光发电产品检测、试验环境及方法研究,物理模拟仿真试验环境,风光
8、发电产品检测、试验环境及方法研究,RTDS实施数值仿真系统 利用特高压的仿真系统正在研究新能源的实时仿真模型,基于混合储能的智能风电并网仿真研究解决方案,仿真方案的概述 当风力发电机组输出的功率有波动时，电力稳定化系统将监测到这种波动，并通过智能控制系统控制储能系统，储能系统通过充放电来发出或吸收功率以平抑功率波动，这样使得合成的总功率（风电机组的输出功率和电力稳定化系统的输出功率之和），也就是并入电网的功率是稳定的。,基于混合储能的智能风电并网仿真研究解决方案,基于混合储能的智能风电并网仿真研究解决方案,采用了多种控制手段：,可变时间常数控制,蓄电量校正控制,可变基准充电电量控制,风电功率波
9、动的大小通常决定了充放电指令值P0的大小,改变惯性滤波器的时间常数Tf，可以优化补偿功率和总补偿电量，同时提高输出的稳定。,为了保护储能设备，防止过度充放电，对充放电量进行了上下限限制，由此可能没有除去短周期波动成分，致使短周期波动被传递到并网点。利用最大输出功率追踪控制技术，在保护双向变换器、储能设备的同时，可最大限度地维持稳定化控制的效果。,可变基准充电电量控制环节可以预先保存蓄电量、空置容量和校正蓄电量，以缩减在风力发电机启动和解列的时候需要的电能（kWh）容量。,为了减少充放电的次数和程度，提高储能装置的使用寿命，允许蓄电量维持在目标容量附近的一定区域。根据蓄电量的大小向放电侧或者充电
10、侧移动稳定化目标值。,蓄电池充电防止控制,低电压穿越控制,无功功率和电压调节控制,电力稳定化系统只允许风力发电系统向储能装置充电，而不允许电力系统对储能装置充电。因此，采取蓄电池充电防止控制技术可以保护储能设备。,一旦监测到电网发生了故障导致并网点电压急剧跌路，电力稳定化系统将快速启动，利用储能装置快速放电以提供足够的无功补偿，以尽可能维持并网点电压在0.5S以上。,一旦监测到并网点电压不满足技术规定，或者功率因素偏离正常运行范围，电力稳定化系统将利用储能装置放电以提供足够的无功补偿，以调节并网点电压和功率因素。与低电压穿越技术有所不同的是，稳定运行时，并网点电压或功率因素偏离的调节对于响应速
11、度的要求不高，可以通过蓄电池等来加以调节控制。,采用了多种控制手段：,1、风电场有功功率调节,无功功率调节容量为风电场额定运行时功率因数0.98（超前）0.9（滞后）所确定的无功容量范围百万千万级以上的风电基地，上述功率因数调整为0.97（超前）0.97（滞后）并网点电压在额定电压的37,2、风电场无功功率和电压调节,满足的技术标准（1）,3、风电场低电压穿越,满足的技术标准（2）,当并网点电压跌落到0.2时，要求风电场还能并网运行625ms，以保证电力系统有足够的时间来切除故障。,风光发电产品检测、试验环境及方法研究,ART101-IEC61850系统测试仪研发 ART:英文Automati
12、c Relay Tester缩写100系列：IEC61850数字化变电站测试系统200系列：保信测试系统300系列：规约测试工具400系列：其他系统测试工具见附件,风光发电产品检测、试验环境及方法研究,多功能录波 故障诊断专家分析系统研制大大减少新产品研发成本（3050%）;新产品研发周期缩短一半;（与历史故障比对，少走弯路）产品由原来的多次试验减少60%，型式试验一次通过率的概率高达98%;解决产品可能存在的原理隐性缺陷;解决产品在现场运行中可能出现的问题,风光发电产品检测、试验环境及方法研究,海量的数据库，数据库包含长达35年的各种动模试验时的录波图 故障回放再现符合IEC 61850及相
13、关的数字接口高采样率、高精度长时间不间断的大容量录波可视化图形组态平台，用户可以根据自己的需求通过组态的方式任意扩展功能通过方便的图形化组态，就地可实现数字仿真 简便灵活的编辑，利于分析处理,风光发电产品检测、试验环境及方法研究,据不完全统计：光伏组件制造大概有200多家，其中组件通过检测的63家，正在进行的有10多家逆变器生产大概有100多家，其中已经通过国家检测中心检测的13家，正在国家检测中心检测的有十几家风电制造企业近80家，但经国家权威检测机构检测的状况不容乐观（较少）,风光发电产品检测、试验环境及方法研究,经过09年-2010年7月国家检测中心检验存在的共性问题：电磁兼容（雷击风险
14、评估）辐射发射和传导发射试验，对产品的不同方位进行扫频、点频试验时，容易出现问题。静电放电试验 高、低温试验 试验中发现，在低温下，会有部分产品不能正常启动 贮存试验 有许多时候，产品运抵现场后都会长时间放置，有可能出现不能正常工作的情况,风光发电产品检测、试验环境及方法研究,光伏组件获证的有63家逆变器获证的有13家风机组件及变流器获证较少工厂审查（质量管理、质量保证、质量控制方面）1）体系文件的建立部分企业没有建立一整套有效的体系文件；虽建立了体系文件，但没有相应的程序化文件支撑，成为一纸空文；或是没有有效执行体系文件，比如没有作业指导书、操作流程等。2）部分企业主要元器件进货检验缺乏 应建立必要的进货检验流程，对关键的技术参数进行检验。3）出厂检验 有些企业没有按照标准要求的项目进行检验，质量让位于进度较为严重,风光发电产品认证和认证环境建设,相关的人力资源的速成远远跟不上大跃进超常规加速度的龙卷风似的发展 相关的管理软实力远远跟不上大跃进超常规加速度的龙卷风似的发展 相关的试验验证手段严重滞后尤其是：风机、变流器制造厂家与风电场是同一家，或者是共同投资方，省去了质量控制环节，赶进度，或者是把进度提前,风光发电产品认证和认证环境建设,建议：普查、评估、咨询、整改,谢谢各位专家领导！,THE END,
