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南瑞继保11项科技成果通过鉴定

  2019年11月9日,由中国电机工程学会组织的“南瑞继保PCS系列产品鉴定会”在南京召开。中国工程院罗安院士和中国科学院陈维江院士,以及来自国家电网公司、南方电网公司、发电集团、知名院校、设计院在内的170多名领导和专家应邀参加了会议,中国电机工程学会秘书长林铭山主持全体会议。

  南瑞继保共有11项科技成果提交本次会议鉴定,分别为:UAPC3.0直流控制保护平台、PCS-8351快速开关型故障限流器、配电网单相接地故障快速检测及隔离装置、中压电网故障快速消弧技术、大规模源网荷精准控制系统、PCS-8700大型调相机组控制保护系统、串联变压器保护关键技术、PCS-9538碳化硅电力电子变压器、PCS-9000网源协调在线过程控制系统和PCS-9701分布式电能质量监测装置。涵盖了直流控制保护平台、电力电子装备、电网电厂保护自动化以及工业过程控制领域的核心应用。由相关行业和技术领域专家组成的鉴定委员会分组听取了项目的汇报,审阅了相关技术资料,经质询、答疑和讨论,上述11项科技成果全部通过了鉴定,有多项首创技术,其中9项成果整体国际领先;2项成果整体国际先进,部分技术国际领先。

  近年来,南瑞继保依托专业和人才优势,“做精主业、外延发展”,成功实现从电网电厂自动化向智能电力装备、工业控制领域的深入拓展,以特高压交直流输电、柔性交直流输电等电力领域最前沿技术难题为切入点,持续奋力攻坚,取得了多项重大技术突破,先后成功研制世界首个五端柔性直流输电系统,世界最高电压等级的±1100千伏特高压换流阀,世界最高电压等级500千伏统一潮流控制系统,世界首台535千伏高压直流断路器等高端智能电力装备,并成功实现工程应用,引领行业技术发展方向。南瑞继保始终坚持自主创新,每年有多项新技术、新产品推向市场,已连续11年开展科技成果集中评价,累计有135项产品通过鉴定,全部达到国际领先或国际先进水平,每一项成果都为解决电气行业的实际问题和满足用户需求做出了贡献。

  南瑞继保将继续践行“创造价值、服务社会”的企业宗旨,坚持“务实解决实际问题”的创新理念,加大科技创新力度,加快关键技术和新产品开发,更好地为客户提供技术支撑和装备保障,为电力能源科技进步和装备国产化多做贡献。

  南瑞继保针对特高压直流、柔性直流输电等复杂系统的快速控制需求,研制开发了UAPC3.0直流控制保护平台。该平台采用高性能、低延时的主机计算和I/O采集方案,提出了主机灵活扩展资源的高速分布式系统实时总线、适用于大型团队分布式协同研发的可视化云编程平台和全方位直流控制保护系统安全防护等多项关键技术,全面应用千兆光纤通信,大幅缩短直流控制保护延时,有效提升了交直流功率控制响应速度,改善了系统整体动态性能。基于该平台研制的PCS-9520柔性直流控制保护主机,顺利通过混合直流工况下的RTDS系统试验,系统运行稳定可靠。

  南瑞继保针对电网不断发展带来的短路电流超标问题,提出并研制了基于多断口串联的高压大容量快速开关型故障限流器,限流起效时间快、幅度大,有效解决了现有通过调整电网结构、加装固定电抗及采用高阻抗变压器等传统限流措施存在的系统稳定性、损耗及投资等方面不利影响。同时,设备构成及控制简单可靠,相比超导型、固态型及串联谐振型限流器更加适合在高压电网广泛推广应用,有效降低了短路电流超标对电网系统的冲击,为高压大电网短路电流超标问题治理提供了新的解决方案。

  南瑞继保针对小电流接地系统的单相接地故障和小电阻接地系统的高阻接地故障检测难题,提出了基于相电流暂态特征的接地故障检测、单间隔接地故障检测、分布式采样的接地故障选线、故障路径优先选线选段、小电阻接地系统高阻接地故障检测等技术,研制了PCS系列配电网单相接地故障快速检测及隔离装置,具备小电流接地系统单间隔装置2kΩ接地故障检测、现场无零序互感器的接地检测、一二次融合馈线终端选线选段能力,以及小电阻接地系统1kΩ高阻接地故障检测功能,实现了单相接地故障的就近快速隔离,显著提升了配电网运维便捷性和供电可靠性。

  南瑞继保针对中压电网故障和弧光危害,研制了基于柔性电压源快速注入的PCS-9657接地故障选线消弧系统、基于弧光快速检测和三相快速机械开关合闸接地的PCS-8352快速灭弧器,适用于小电流接地系统的单相接地故障的快速消弧以及母线相间短路故障的快速灭弧,解决了现有单相接地故障识别精度低且无法将接地点故障电流完全熄灭、开关柜母线相间短路灭弧时间长且难以重复使用等问题,环形变压器输出其中单相弧光接地故障消弧时间50ms以内,母线ms以内,显著提升了中压配电网故障灭弧能力,提高供电可靠性,填补了国内空白。

  特高压交直流电网快速发展,风电和光伏等新能源大量并网,电网安全稳定问题日益突出,南瑞继保立足现代大电网安全稳定控制体系和关键技术的研究,研制了大规模源网荷精准控制系统。采用了基于多目标动态优化的调控策略、基于隐枚举法的优化切机算法以及新能源脱网量精准统计方法等关键技术,实现了特高压直流闭锁后送端电网多资源精准协调控制,在确保送端电网安全稳定运行的同时,提高了各类能源的利用效益。采用了海量负荷毫秒级精准控制、环形变压器输出区域无功精准协调控制、系统可靠性精准评估等关键技术,实现了特高压直流闭锁后受端电网可中断负荷和无功资源的精准控制,显著降低了电网故障对企业生产和居民生活的影响。

  PCS-8700大型调相机组控制保护系统,基于南瑞继保公司统一UAPC平台研制,与大容量高暂态特性调相机组配套,可用于提升直流输电工程的输送能力和运行稳定性、释放交流输电通道能力和提升重负荷中心电压稳定性。PCS-8700系统可实现调相机组可靠启动并网、充分发挥机组暂态无功能力、环形变压器输出保障机组的安全稳定运行和高度自动化运维。目前,PCS-8700系统已通过了中国电力科学研究院的相关测试,并成功应用于10站25台300Mvar调相机组。

  南瑞继保针对应用于FACTS系统的串联变压器,研究了串联变压器在各种运行工况下的电气特征演化规律,从继电保护的技术性能提升、对FACTS本体控制特性的适应性,以及串联变压器相关联各设备之间的协同配合入手,提出了在串联变压器运行、启停机、旁路隔离等各个运行工况下继电保护关键技术与整体解决方案,提升了串联变压器保护的可靠性、灵敏性和速动性,保障FACTS系统的安全稳定运行。基于相关技术研制的PCS-978PF、PCS-978PS变压器保护装置,是目前国内首套专用于串联变压器的继电保护装置,填补了国内空白。

  南瑞继保PCS-9538碳化硅电力电子变压器通过融合电力电子变换技术、中高频变压器与控制技术,实现了电压变换、电气隔离以及电压和功率的灵活控制。成套设备通过采用碳化硅功率器件,应用紧凑化设计、多目标多过程的优化控制策略以及集群式协调控制等多种技术,实现了分布式能源的高效接入和利用,有效提高了不同电压等级电网互联的灵活性,满足了大容量交直流混合配电网应用的需要,成套设备效率可达98.5%,提升了整个配电网络供电的经济性和运行能力。

  南瑞继保自主研制的PCS-9000网源协调在线监测系统,依托SOPHIC软件平台和UAPC硬件平台,综合应用云计算和网源双端协同监测技术,实现了大电网发电机组控制系统涉网性能的在线评估与量化分析,及时发现发电机涉网控制系统潜在风险,并支持电网扰动全过程的事后再现及推演,充分发挥每台机组稳定、快速、可靠的电源支撑作用,提升网源协调管理水平,保障电网和机组安全运行。

  南瑞继保针对过程控制系统面临的信息共享、复杂算法实现以及使用体验度等问题,研制了涵盖控制器、I/O模块、通信总线、组态软件及监控软件的PCS-9150过程控制系统,提出了多任务无扰更新、冗余多级同步、基于时间片的确定性网络、高精度网络对时下全站事件记录等技术,为企业提供全方位的数据接入、精准的控制及综合信息服务。基于PCS-9150过程控制系统,提出包括电气监控的二次一体化解决方案,有效降低系统造价,解决数据同源采集和多头运维问题,优化系统体验,对促进行业运维方式的发展具有积极意义。

  南瑞继保针对交直流混合输电、间歇性能量接入等电网新特性给电能质量监测带来的新问题,研究了当前电力系统谐波一、二次回路的传变特性与影响,从电能质量监测场景的多样性、设备就地布置的适应性以及与各种互感器接口的通用性入手,提出了前端多点采集,后端集中分析,前后端光纤互连的分布式电能质量监测整体架构与关键技术解决方案,完善了高电压等级电网的电能质量监测需求,提升了高电压电网电能质量监测的准确性与适应性。基于相关技术研制的PCS系列分布式电能质量监测装置,是目前国内外唯一能够提供全电压等级通用化解决方案的电能质量监测装置,填补了国内外空白。

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