灵敏度

如何将繁杂的配网自动化系统实现成简单而实用，是大量电力科技人员从未放弃的努力。设备可靠性决定电网的坚强度，传统配网自动化是在配网原有的基础上增加必须的辅助设备，让系统更加复杂，二十年来全国大量的配网自动化试点验证这种模式发展是艰难的。 随着配网交流传感器的发展与成熟，用交流传感器完全取代传统互感器的一二次深度融合智能开关，将开创配网自动化建设新模式，交流传感器具有高精度、无源化、小型化等特点，尤其对故障信息的感知灵敏度将大大提高开关设备对配网线路故障研判准确性，特别是对单相接地故障的快速隔离发挥重要作用。

首先就站用低压交流电源系统提升工作背景进行阐述，重点介绍了低压交流断路器保护灵敏度问题、低压交流断路器灵敏度改造情况、低压交流断路器选择性问题以及剩余电流监测问题，最后对剩余电流装置试点应用案例进行分享。

随着新型电力系统的建设和发展，电网对安全稳定的要求越来越高，绝缘故障是输变电设备安全运行的主要隐患，局放检测是实现设备绝缘状态监测的重要手段。针对局放检测的灵敏度和抗干扰能力双提升难题，项目组基于宽带射频脉冲检测技术，研制了基于空间射频特征定向辨识的局部放电检测系统，具备高灵敏、抗干扰能力强、检测效率高、安全易部署等特点，是一种新型非接触带电检测技术。

2019年5月，500kV某变电站发生低压交流电缆着火，引发直流电缆绝缘损坏，最终导致两套500kV母差保护动作的故障。国网设备部对故障原因进行了研究，发现引起低压交流电缆起火主要有两个原因：一是电缆发生金属短路时，保护用断路器灵敏度不足，短时间无法开断，引发电缆起火；二是电缆发生绝缘损坏爬电起弧或对铠短路时，属于“高阻接地”，断路器无法开断，但此时弧道或短路点温度很高，引发电缆起火。针对以上两类问题，提出了低压交流断路器保护灵敏度校验整改及电缆绝缘剩余电流监测解决方案，并进行了试点应用。本次演讲结合以上工作，介绍国网公司相关工作进展情况。

声成像技术：基千高灵敏度麦克风阵列测量技术，将采集的声音以彩色等高线图谱的方式呈现在屏幕上，可有效测量声场分布，并将声像图与可见光的视频图像叠加，形成类似于红外热像仪的检测效果，可对稳态、瞬态以及运动声源进行快速识别定位。其主要原理是通过测量一定空间内的声波到达各麦克风的信号相位差异，依据相控阵原理确定声源的位置及幅值，并以图像的方式显示声源在空间的分布，即空间声场分布云图一声像图。

为了解决传统电缆状态检测方法灵敏度不高、缺陷检出率低的问题，提出基于电缆逸出气体分析的状态检测技术。首先介绍电缆气体逸出的基本原理，包括电化学腐蚀、放电和过热等气体逸出原理，分别从分子动力学仿真和实验进行了验证，然后提出基于气体逸出的初步诊断判据，并在实验室和现场电缆中分别进行了验证，表明该方法的可行性。

针对含分布式光伏配电网的电压越限问题，提出一种考虑分布式光伏集群划分的无功电压控制策略。首先提出了基于无功电压灵敏度的模块度指标，考虑集群内的无功平衡度及耦合度，得到改进模块度指标并以此进行集群划分；然后提出越限集群内的无功电压控制策略与集群间的协调控制策略，当越限集群无法恢复集群内电压至安全水平时，通过主导节点选取具有可调无功容量的安全集群向越限集群分配剩余无功可调容量；最后以IEEE 33节点配电网系统为例进行仿真，验证了所提无功电压控制策略的有效性。

为了解决传统电网评价体系在评价大规模新能源和电网相互作用复杂机理时存在的不足，建立一套考虑大规模新能源接入的电网性能指标评价体系。首先，从新型电力系统的核心特征出发，贯穿“源网荷储”各个环节，构建包含接入水平、协调水平、适应水平以及承载水平4个维度的电网性能评价指标，显性表达各个指标的统计或计算方式。其次，采用AHP-CRITIC法进行主客观组合赋权，依据电网发展数据自身的客观属性，考虑数据离散程度以及皮尔逊相关系数，挖掘指标间的冲突性和变异性，以增强权重设置的科学性。最后，利用某城市新能源和电网数据对指标体系进行测算，通过对比分析说明所提指标体系与评价方法的有效性，并依据指标灵敏度大小对电网薄弱环节提出发展建议。

随着光伏、储能等分布式电源广泛接入，导致配电网区域电压波动频繁。针对分布式电源分散接入带来的不确定性问题，提出了一种计及分布式电源集群不确定性的配电网分散鲁棒电压控制方法。将大规模分布式电源聚合成相互关联的集群，对电压控制进行分区域调节。首先，针对配电网结构复杂和分布式电源点多面广的问题，设计一种基于改进Louvain算法的配电网集群划分方案，利用模块度函数并兼顾了集群的电压灵敏度和分布式电源调控容量。然后，由于分布式电源接入后配电网潮流更加复杂多变，在划分集群的基础上提出一种考虑不确定性的分散鲁棒控制方法，协同各分布式电源集群的调控能力，抑制由于模型参数及功率波动等不确定性导致的配电网电压波动。最后，通过算例分析验证了所提方法的可行性和有效性。

海上风电柔性直流输电系统的故障特性有别于常规电力系统，因此常规继电保护方案应用于海上风电柔性直流输电系统时可能存在适应性不足的风险。分析了海上风电柔性直流输电系统故障情形下，不对称的电气量引发的谐波分量以及故障穿越过程中的负序抑制、限流措施对差动保护的影响。推导了计及序分量的差动保护灵敏度计算式并进行适应性分析，指出故障情形下的奇次谐波容易对差动保护产生影响，负序抑制及限流措施也将导致差动保护灵敏度下降。结合实际示范工程的仿真系统进行了大量仿真计算，结果表明，常规差动保护方案的灵敏性、可靠性均存在下降的问题。