“新型電力系統(tǒng)意味著新結(jié)構(gòu)、新運行機制和新業(yè)態(tài)。”近日，清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院常務副院長魯宗相在成都接受采訪時表示，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)是應對極端天氣的有效途徑。
據(jù)了解，新型電力系統(tǒng)是以電源清潔低碳化、電網(wǎng)柔性智能化、負荷彈性多元化、儲能保障經(jīng)濟化為主要特征，源網(wǎng)荷儲多環(huán)節(jié)深度融合互動，在開放共享的電力市場體系下可靠有效運行的電力系統(tǒng)。據(jù)國家能源局組織11家研究機構(gòu)編制而成的《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍皮書》，新型電力系統(tǒng)具備可靠高效、清潔低碳、柔性靈活、智慧融合四大重要特征。
“相較于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，新型電力系統(tǒng)*核心的部分是有大量的新能源，風電、光伏等波動性電源接入。新能源將引發(fā)新型電力系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)到運營的一系列變化，譬如儲能成為必然環(huán)節(jié)，源網(wǎng)荷儲互動運行，普通居民負荷也將參與電力系統(tǒng)的調(diào)度。”
一、概述（WBBCS4000變壓器性能綜合測試儀易于維護，使用簡單）
變壓器損耗參數(shù)測試儀，是本公司自主研發(fā)的專門用于電力變壓器(三相或單相)出廠、大修以及交接試驗中空載和負載損耗參數(shù)測量的高精度儀器。該儀器設計精巧，性能優(yōu)越，功能強大，內(nèi)部采用國內(nèi)外*新型的單片機測試技術(shù)及先進的A/D同步交流采樣和數(shù)字信號處理技術(shù)；外部采用大屏幕液晶顯示，中文菜單提示，操作簡單，配備高速熱敏打印機，設計有存儲功能，方便數(shù)據(jù)的存儲和打?。慌溆脭?shù)據(jù)管理軟件，保存的數(shù)據(jù)通過USB或232串口傳送到計算機(上位機)，進行另存、打印、清空等多項操作，或直接通過上位機電腦操作測試，保存的文件格式為Word或Excel文件格式；或?qū)?shù)據(jù)直接存儲到移動U盤中(不需要上位機)。儀器體積小、重量輕，便于攜帶，現(xiàn)場使用極為方便，大大減輕了試驗人員的勞動強度，提高了工作效率。
二、主要功能（WBBCS4000變壓器性能綜合測試儀易于維護，使用簡單）
1．可測量變壓器空載損耗、空載電流、負載損耗、阻抗電壓、電壓有效值、電壓平均值、電流、功率、功率因數(shù)、頻率等參數(shù)。
2．兼容時下各種干式或油浸配電變壓器的鐵芯型號判斷及容量判斷，且數(shù)據(jù)庫可隨時更新。
3．全部數(shù)據(jù)均在同一周期內(nèi)同步測量，保證測量結(jié)果的準確性和合理性。
4．做空負載測試時，在儀器允許的測量范圍內(nèi)可直接測量，超出測量范圍時可外接一次電壓互感器和電流互感器。
5．自動波形畸變校正，測試結(jié)果自動折算，無須任何手工計算。
6．內(nèi)置不掉電存儲器，可儲存80次測量結(jié)果，可長期保存測量數(shù)據(jù)并可隨時查閱。
7．內(nèi)置微型打印機可打印全部測試結(jié)果或存儲記錄。
8．大屏幕液晶顯示，全部漢字菜單及操作提示，直觀方便。
9．不掉電日歷，時鐘功能。
10．串口通信功能，能將測試數(shù)據(jù)通過上位機軟件上傳到電腦中。
11．移動U盤功能，能將保存在儀器里的全部測試數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到移動U盤中。
三、主要技術(shù)指標（WBBCS4000變壓器性能綜合測試儀易于維護，使用簡單）
1．電壓測量范圍：AC 0～850V
2．電流測量范圍：AC 0～80A
3．頻率測量范圍：35～65Hz
4．功率因素測量范圍：0～1.0
5．測量精度：
電壓、電流、頻率：±0.2%±3字
功率：0.05＜cos￠≤0.1 ±1%±3字 cos￠＞0.1 ±0.5%±3字
6．環(huán)境溫度： -10℃～40℃
7．相對濕度： 當溫度為25℃時，不大于90%(無凝露)
8．工作電源： AC 220V±10% 50Hz±10Hz
9．外形尺寸：ABS箱415×320×168mm；鋁箱380×260×150mm；車載箱450×190×400
10．儀器重量：ABS箱6kg；鋁箱7kg；車載箱10kg (不包括測試線)
四、面板及功能介紹（WBBCS4000變壓器性能綜合測試儀易于維護，使用簡單）
面板布局如圖所示：儀器機型、包裝不同，面板稍有不同。
面板上從右到左，從上到下各部分分別是測試接線端子、接地柱、熱敏打印機、AC 220V電源插座、電源開關、九芯串口座、液晶屏對比度調(diào)節(jié)旋鈕、方口USB座、扁口USB座、鍵盤、液晶屏。
其各功能介紹如下：
1.各接線端子：用于連接測試線(具體接線方式見后面章節(jié)的接線方法)。（IO、EXT預留擴展用）。
2.接地柱：儀器保護接地。
3.熱敏打印機：打印各種測試數(shù)據(jù)。
4.AC 220V電源插座：帶保險絲(1A)電源插座，用于給儀器供電。
5.電源開關：用于打開或關斷儀器電源。
6.九芯串口插座：串口通信接口，用于與上位機進行數(shù)據(jù)通信。
7.液晶屏對比度調(diào)節(jié)旋鈕：旋轉(zhuǎn)孔內(nèi)一字槽，調(diào)整液晶屏對比度。
8.方口USB插座：USB通信接口，用于與上位機進行數(shù)據(jù)通信。
9.扁口USB插座：U盤接口，用于將測試數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到移動U盤中。
10.液晶屏：顯示測試狀態(tài)和測試數(shù)據(jù)。
11.“↑”、“↓”、“←”、“→”鍵：用來選擇測試項，數(shù)字輸入及查看存儲的測試記錄。.
12.“打印”鍵：將剛進行測試項目的測試結(jié)果或已保存的測試數(shù)據(jù)打印出來。
13.“保存”鍵：在測量狀態(tài)下存儲當前已鎖定的測試結(jié)果及測量前設置的輔助參數(shù)，通過所輸入的設備編號及試驗的日期時間加以區(qū)別，以備查詢，*多可存儲80條記錄。
14.“退出”鍵：在測量狀態(tài)下，用于退出當前操作，回到上級菜單。
15.“確認”鍵：用于確認當前選擇或在測量狀態(tài)下鎖定數(shù)據(jù)。
16.“取消”鍵：用于在測量狀態(tài)下取消數(shù)據(jù)鎖定。
五、變壓器空載損耗測試操作說明（WBBCS4000變壓器性能綜合測試儀易于維護，使用簡單）
空載試驗必須在額定頻率(正弦波形)和額定電壓下進行，使一個繞組達到額定勵磁，其余繞組開路。一般選擇變壓器低壓繞組側(cè)為試驗繞組，空載試驗電源質(zhì)量要符合國家標準規(guī)定，*好使用調(diào)壓設備，電壓能以零開始升壓，這樣便于及早發(fā)現(xiàn)問題和降低操作過電壓，所測得的空載試驗數(shù)據(jù)的誤差應符合GB/T6451或有關標準的規(guī)定。（空載損耗允許偏差＋15％，空載電流偏差＋30％）
如果在做大型變壓器試驗時外接了電壓、電流互感器,其精度不能低于0.2級。
在現(xiàn)場不具備測試電源的條件下，若對低壓側(cè)額定電壓為10kV的中型變壓器進行三相空載損耗試驗，建議采用中間變壓器﹝如10∕0.4配電變壓器﹞,對中型電力變壓器在現(xiàn)場進行空載試驗,即現(xiàn)由儀器測量出中間變壓器的空載損耗,再測量經(jīng)中間變壓器后對大型變壓器的空載損耗,兩者相減后即可得到大型變壓器的空載損耗值,但需要注意中間變壓器低壓側(cè)所需用的電流是否保證變電站的供電可靠,由于空載試驗時波形發(fā)生畸變,所測量的結(jié)果存在一定的偏差,對電源容量要求見附錄﹝僅供參考﹞。
（一）開機界面
接好電源線，打開電源，液晶屏顯示界面如下圖所示：
按鍵盤上“↑”、“↓”鍵來選擇項目，當光標停在所要選擇的項目上時，按下鍵盤上的“確認”鍵進入下1級菜單。
（二）三相三線空載損耗測試
將三相電源的“Ua”、“Ub”、“Uc”分別接入儀器的“IA+”、“IB+”、“IC+”接線端子；將儀器的“IA-”、“IB-”、“IC-”及“UA”、“UB”、“UC”分別接到變壓器的低壓側(cè)。若變壓器有中性點，將中性點接到儀器的“UO”接線端子，變壓器的高壓側(cè)開路。
當測試電壓、電流不超過儀器測試范圍時，接線方法如下圖所示：
當測試電壓、電流超過儀器測試范圍時，需接電壓互感器、電流互感器,接線方法如下圖所示：
在開機主菜單狀態(tài)下，選擇“空載損耗”項目，進入“空載損耗”項目菜單，如下圖所示：
在測試之前，首先要進行相關的參數(shù)設置。在上圖中光標指向“參數(shù)設置”項，此時按鍵盤上的“確認”鍵進入右邊的參數(shù)設置，“↑”、“↓”鍵選擇待修改的項，再按“確認”鍵進入待修改項的輸入項，“←”、“→”鍵選擇輸入位置；“↑”、“↓”鍵改變當前光標所在位置數(shù)值的大小，“↑”鍵數(shù)值增大，“↓”鍵數(shù)值減小。
各參數(shù)說明如下：
1)設備編號：可輸入*多十位數(shù)字或英文字符（如出廠編號），用于標識被測設備。
(2)額定高壓：變壓器加壓側(cè)額定電壓，單位：kV
(3)額定容量：變壓器的額定容量，單位：kVA。
(4)額定溫度：用于將與溫度有關的測試參數(shù)從當前油溫校正到額定溫度，單位：℃。
(5)當前油溫：被測變壓器當前油溫，用于將測試結(jié)果校正到額定溫度，單位：℃。
(6)電壓變比：外接一次電壓互感器變比，若不接外部電壓互感器，則電壓變比應設為1(初始值)。
(7)電流變比：外接一次電流互感器變比，若不接外部電流互感器，則電流變比應設為1(初始值)。
(8)額定低壓，單位：kV。
上述的參數(shù)應根據(jù)實際情況輸入，否則會得到錯誤的測試結(jié)果。當所有的參數(shù)已設置好后，返回到上圖的狀態(tài)，按“↓”鍵選擇“測試項目”，如下圖所示：
按“確認”鍵進入測試項目的選擇，按“↓”鍵選擇“三相三線空載”，按“確認”鍵進入測試界面，如下圖所示：
在此狀態(tài)下，接通三相試驗電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使試驗電壓慢慢升高到額定電壓，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，按“確認”鍵鎖定當前測試數(shù)據(jù)：
將調(diào)壓器輸出電壓調(diào)零并斷開試驗電源。按“打印”鍵打印當前測試的數(shù)據(jù)；當數(shù)據(jù)鎖定后，按“保存”鍵存儲當前測試數(shù)據(jù)(掉電不丟失)；按“取消”鍵退出鎖定狀態(tài)；按“退出”鍵退出測試返回上1級菜單。(注意：每次測試結(jié)束或測試中間換線時，一定要將調(diào)壓器輸出電壓調(diào)零并斷開試驗電源，以防觸電)。
各參數(shù)說明如下：
(1)有效值V：當前條件下的實測ab、bc、ca相的電壓有效值，單位：V。
(2)平均值V：當前條件下的實測ab、bc、ca相的電壓平均值，單位：V。
(3)電流A：當前條件下的實測a相、b相、c相的電流有效值，單位：A。
(4)功率W：當前條件下的實測ab相、bc相、ca相的有功功率，單位：W。
(5)三相：表示三相平均值，功率為三相總和。
(6)頻率：試驗電源頻率，單位：Hz。
(7)相位：電壓和電流的相位差，單位：°（度）。
(8)COSΦ：功率因數(shù)。
(9)空載電流：空載電流百分比。
(10)波形畸變：三相電壓平均值和電壓有效值的誤差百分比。
(11)鐵芯形式：根據(jù)所測得的空載損耗值判斷得到的鐵芯形式。
(12)空載損耗：校正到額定電壓下的空載損耗值(在計算額定電壓空載損耗時，因與選的鋼片材料和磁通密度有關，結(jié)果有可能不是很準確，用戶可以根據(jù)實測空載損耗自己手動校正，或者施加額定電壓測量)。
（三）D形分相空載損耗測試
對于加壓側(cè)繞組為D、另一側(cè)為yn、y或d聯(lián)結(jié)的三相變壓器，可以采用單相電源，依次在ab、bc、ca相加壓，非加壓繞組應依次短路,測量變壓器空載電流和空載損耗。
將單相電源的“U”、“O”接入儀器的“IA+”、“IB+”接線端子；將儀器的“IA-”及“UA”接到變壓器的低壓側(cè)a端，將“IB-”及“UB”接到變壓器的低壓側(cè)b端，bc間短接；變壓器高壓側(cè)開路。
當測試電壓、電流不超過儀器測試范圍時，接線方法如下圖所示：
當測試電壓、電流超過儀器測試范圍時，需接電壓互感器、電流互感器,接線方法如下圖所示：
在空載測試主界面下，設置好相關的參數(shù)后，選擇“D形分相空載”，其測試界面如下圖所示：
在此狀態(tài)下，接通試驗電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使試驗電壓慢慢的升高到額定電壓，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，按“確認”鍵，出現(xiàn)如下圖界面：
在此狀態(tài)下，不要退出測量狀態(tài)，將調(diào)壓器輸出電壓調(diào)零，改接線到 bc相，ca間短接，其接線如下圖所示：
接好線后按“確認”鍵，調(diào)節(jié)調(diào)壓器給bc相加壓，此時測量“BC”相的數(shù)據(jù),如下圖所示：
待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，按“確認”鍵，bc相測量結(jié)束，出現(xiàn)如下圖界面：
在此狀態(tài)下，不要退出測量狀態(tài)，將調(diào)壓器輸出電壓調(diào)零，改接線到ca相，ab間短接，其接線如下圖所示：
接好線后按“確認”鍵，調(diào)節(jié)調(diào)壓器給ca相加壓，此時測量“CA”相的數(shù)據(jù),
待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，按“確認”鍵，三相測量結(jié)束，儀器根據(jù)三相測量數(shù)據(jù)計算出變壓器空載電流和空載損耗。如下圖所示：
將調(diào)壓器輸出電壓調(diào)零并斷開試驗電源。按“打印”鍵打印當前測試的數(shù)據(jù)；當數(shù)據(jù)鎖定后，按“保存”鍵存儲當前測試數(shù)據(jù)(掉電不丟失)；按“取消”鍵退出鎖定狀態(tài)；按“退出”鍵退出測試返回上1級菜單。(注意：每次測試結(jié)束或測試中間換線時，一定要將調(diào)壓器輸出電壓調(diào)零并斷開試驗電源，以防觸電)
（四）星形分相空載損耗測試
對于加壓側(cè)繞組為Y、Yn另一側(cè)為y或d聯(lián)結(jié)的三相變壓器，可以采用單相電源，依次在ab、bc、ca相加壓，未加壓相與o相短接，測量變壓器空載電流和空載損耗。
將單相電源的“U”、“O”接入儀器的“IA+”、“IB+”接線端子；將儀器的“IA-”及“UA”接到變壓器的低壓側(cè)a端，將“IB-”及“UB”接到變壓器的低壓側(cè)b端，co或c相上的其它繞組短接；同時變壓器的高壓側(cè)開路。
當測試電壓、電流不超過儀器測試范圍時，接線方法如下圖所示：
當測試電壓、電流超過儀器測試范圍時，需接電壓互感器、電流互感器,接線方法如下圖所示：
在空載損耗主界面下，設置好相關的參數(shù)后，選擇“星形分相空載”，其測試界面如下圖所示：
在此狀態(tài)下，接通試驗電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使試驗電壓慢慢的升高到2/倍額定電壓，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，按“確認”鍵，出現(xiàn)如下圖界面：
在此狀態(tài)下，不要退出測量狀態(tài)，將調(diào)壓器輸出電壓調(diào)零，改接線到bc相，ao或a相上的其它繞組短接，其接線如下圖所示：
接好線后按“確認”鍵，調(diào)節(jié)調(diào)壓器給bc相加壓，此時測量“BC”相的數(shù)據(jù)，如下圖所示：如下圖所示：
待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，按“確認”鍵， bc相測量結(jié)束，出現(xiàn)如下圖界面： 所示：如下圖所示：
在此狀態(tài)下，不要退出測量狀態(tài)，將調(diào)壓器輸出電壓調(diào)零，改接線到ca相，bo或b相上的其它繞組短接，其接線如下圖所示：
接好線后按“確認”鍵，調(diào)節(jié)調(diào)壓器給ca相加壓，此時測量“CA”相的數(shù)據(jù)， ??短接，其接線如下圖所示：
待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，按“確認”結(jié)束測量，儀器根據(jù)三相測量數(shù)據(jù)計算出變壓器空載電流和空載損耗。如下圖所示： ??短接，其接線如下圖所示：
將調(diào)壓器輸出電壓調(diào)零并斷開試驗電源。按“打印”鍵打印當前測試的數(shù)據(jù)；當數(shù)據(jù)鎖定后，按“保存”鍵存儲當前測試數(shù)據(jù)(掉電不丟失)；按“取消”鍵退出鎖定狀態(tài)；按“退出”鍵退出測試返回上1級菜單。(注意：每次測試結(jié)束或測試中間換線時，一定要將調(diào)壓器輸出電壓調(diào)零并斷開試驗電源，以防觸電)。
（五）單相空載損耗測試
將單相電源的“U”、“O”接入儀器的“IA+”、“IB+”接線端子；將儀器的“IA-”及“UA”接到變壓器的低壓側(cè)a端，將“IB-”及“UB”接到變壓器的低壓側(cè)x端，變壓器的高壓側(cè)開路。
當測試電壓、電流不超過儀器測試范圍時，接線方法如下圖所示：
當測試電壓、電流超過儀器測試范圍時，需接電壓互感器、電流互感器,接線方法如下圖所示：
在空載損耗主界面下，設置好相關的參數(shù)后，選擇“單相空載”，其測試界面如下圖所示：
在此狀態(tài)下，接通單相試驗電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使試驗電壓慢慢升高到額定電壓，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，按“確認”鍵鎖定當前測試數(shù)據(jù)，出現(xiàn)如下圖界面：
將調(diào)壓器輸出電壓調(diào)零并斷開試驗電源。按“打印”鍵打印當前測試的數(shù)據(jù)；當數(shù)據(jù)鎖定后，按“保存”鍵存儲當前測試數(shù)據(jù)(掉電不丟失)；按“取消”鍵退出鎖定狀態(tài)；按“退出”鍵退出測試返回上1級菜單。(注意：每次測試結(jié)束或測試中間換線時，一定要將調(diào)壓器輸出電壓調(diào)零并斷開試驗電源，以防觸電)。
聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)第六次評估綜合報告顯示，當前全球溫度的確在上升，近期溫度變化劇烈。未來持續(xù)的溫室氣體排放將導致全球溫升進一步增加，在納入考慮的情境和模式路徑中，全球溫升的*佳估計值會在2021年至2040年內(nèi)達到1.5℃。全球溫升的增加會導致危害多發(fā)并發(fā)。
在此背景下，未來能源藍圖的核心是大幅削減煤炭、石油、天然氣三類化石能源消費，增加包括核電、風能、太陽能、生物能以及水能在內(nèi)的清潔能源在一次能源消費中的比例。
構(gòu)建應對極端氣象條件的新型電力系統(tǒng)，魯宗相認為仍需解決三大難題。首先，鑒于風電、光伏的波動性，如何為新型電力系統(tǒng)提供更為精準的氣象預報以保障充足的電源。其次，在新能源發(fā)不了電的情況下，如何保證電力系統(tǒng)電源充足、如何與其他能源系統(tǒng)互動互濟；*后，如何優(yōu)化新型電力系統(tǒng)運行，引導用戶全方位參與資源優(yōu)化配置。
在魯宗相看來，“靠天吃飯”的新能源存在供應不足的隱患。要解決這一問題，電源結(jié)構(gòu)需要多元化、能夠提供多重保障。同時，電網(wǎng)仍需繼續(xù)強化建設，讓西部的風電、光伏發(fā)電和水電高效輸送至其他地區(qū)。
去年，中國局部地區(qū)出現(xiàn)了電力供需矛盾，四川省出現(xiàn)了歷史同期*高溫度、*少降水量、*大電力負荷“三*”疊加的局面，電力保供面臨嚴峻挑戰(zhàn)。面對極端天氣，清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院圍繞保電開展了多項研究，現(xiàn)已形成一套以“電力系統(tǒng)靈活性”為中心的新技術(shù)體系。通過算例測算，電力系統(tǒng)能夠較好地應對極端天氣、做好保電。
據(jù)魯宗相介紹，清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院科研人員復盤模擬了去年四川“三*”疊加下的實際案例。在該案例中，新技術(shù)體系對整個停電緩解效果較為明顯。“我們希望這些技術(shù)能夠真正解決問題，但只有結(jié)合具體場景和問題，通過具體分析才能得到答案。”
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