第四届电源科技奖获奖展示|一等奖：基于广域在线监测的电能质量提升关键技术及装备研发与应用

 

完成单位：国网江苏省电力公司电力科学研究院、南京国臣信息自动化技术有限公司、东南大学、中国电力科学研究院、江苏安方电力科技有限公司

主要完成人：陈兵、李群、黄强、陈文波、袁晓冬、许杏桃、罗珊珊、史明明、顾伟、康文斌

项目亮点

电能质量在线监测数据高级分析及电压暂降治理技术

劣质电能会引起供电异常、设备损坏、损耗增加，严重时会导致自动化生产线中断、精密加工产品报废等重大生产事故和经济损失，全面提升电网和用户供用电质量是现代电力系统发展亟需解决的重大课题。长期以来，电能质量监测和治理停留在单点、单线路、单用户和局部监测治理，因缺乏对多数据源和多接口的系统集成手段，广域电能质量监测网难以形成，无法实现多点、同步、实时监测，无法全局掌握指标分布情况及传递影响，以致谐波传递对电网设备的影响得不到量化评估、电压暂降传递带来的问题得不到根治，电能质量提升及优质供电受到明显影响。
 

本项目通过产学研用合作，从监测体系、数据分析、试验治理等方面关键技术进行攻关，研制了技术领先的关键装备和系统，主要技术创新如下：

1. 提出了分层分布式电能质量在线监测体系及多源异构数据统一集成技术，攻克了多源数据格式、多类型终端接口和多协议一致性的难题，建成了国内外规模最大的省级电能质量广域在线监测系统；

2. 提出了基于数据挖掘的评估、识别、预测相关性归一化分析方法，建成了电能质量决策支持分析系统，突破了电能质量海量监测数据高级分析及实用化困难的技术瓶颈；

3. 提出了基于谐波传递函数和谐波损耗计算模型的电网设备谐波影响评估方法，研制了功率级电网设备谐波影响试验平台；

4. 提出了基于直流侧附加拓扑的电压暂降治理技术，研制了模块化电压暂降治理产品，实现了任意暂降深度和持续时间的补偿，解决了敏感设备易受电压暂态事件影响的难题。

本项目获得授权国家发明专利17件、软件著作权16件，发表SCI/EI论文15篇，专著1部，发布国家标准3项、行业标准3项、国网公司标准3项，研究成果经中国电机工程学会鉴定，技术水平达到国际领先。项目形成的产品通过国家和行业权威检测机构认证，已在国内23个省份的能源、化工、制造等传统行业和半导体加工、精密仪器制造等新技术行业广泛应用，同时远销巴基斯坦等国际市场。本成果经济和社会效益显著，具有极大的推广应用前景。

项目图片

图：江苏电网电能质量在线监测系统逻辑结构图

图：柜体式电压暂降保护器

图：壁挂式电压暂降保护器

国网江苏省电力公司电力科学研究院

负责本项目的规划、设计、技术研究和开发工作。提出了分层分布式电能质量在线监测体系及多源异构数据统一集成技术，建成了国内外规模最大的省级电能质量广域在线监测系统；研究了基于数据挖掘的电能质量综合评估、识别、预测相关性分析方法，建成了电能质量决策支持分析系统；

南京国臣信息自动化技术有限公司

提出了基于直流侧附加拓扑的电压暂降治理技术，研制了成系列的模块化电压暂降治理装置，解决了敏感设备易受电压暂态事件影响的难题。

东南大学

完成了电能质量综合评估、扰动源识别、趋势预测等高级分析技术研究和电能质量决策支持分析研究工作。

中国电力科学研究院

提出了基于谐波传递函数和谐波损耗计算模型的电网设备谐波影响评估方法，完成了谐波对变压器、电容器、CVT影响的试验评估方法研究和试验平台开发工作。

江苏安方电力科技有限公司

配合完成了电能质量广域在线监测系统和电能质量决策支持分析系统开发工作。

陈兵 博士

国网江苏省电科院电网技术中心新能源及配网技术室主任

研究员级高级工程师，IEEE高级会员
 

陈兵，博士，研究员级高级工程师，IEEE高级会员，江苏省“333高层次人才培养工程”培养对象。现任国网江苏省电力公司电力科学研究院电网技术中心新能源及配网技术室主任,国网江苏省电力公司“青年五四奖章”获得者。受聘于IEC/TC117国内对口专家工作组成员、全国太阳能光热发电标准化技术委员会委员、全国输配电技术协作网（EPTC）技术专家、电力行业电能质量及柔性输电标准化技术委员会委员。主要从事电力电子、电能质量、新能源、高压直流输电等技术领域的生产和科研工作。近年主持和参与国网公司和省公司科技项目研究10余项，获得省部级科技进步奖9项、授权发明专利16项、软件著作权6项、编制国家/行业/企业标准13项、发表学术论文23篇、出版专著2部。