隨著新能源裝機占據(jù)“半壁江山”，作為我國西電東送的重要基地，寧夏綠能潛力在不斷釋放。高效運營的電力外送“大通道”將“風光火”打捆送出，推動了電力在更大范圍優(yōu)化配置，有力服務了國內能源保供大局。
11年世界上的第1條±660直流輸電工程——銀東直流輸電工程投運，16年特高壓±800千伏靈紹直流輸電工程投運，極大提升了寧夏電力外送能力。寧夏電力交易中心有限公司交易部主任表示，寧夏充分發(fā)揮銀東、靈紹兩條直流通道主送省優(yōu)勢，加強與受端省政府協(xié)商簽訂政府間協(xié)議，落實直流沙戈荒大基地和配套新能源送電計劃，兩條直流通道利用率均位居國內前列，其中靈紹直流通道利用率居首。
今年6月29日，國家電網寧夏—湖南±800千伏特高壓直流輸電工程圓滿完成168小時試運行，開始向湖南送電。該工程是我國第1條獲批的以輸送“沙戈荒”風電光伏大基地新能源為主的特高壓輸電通道。“隨著今年6月中衡直流正式投運，寧夏‘放電三華’送電格局形成，送電省覆蓋10余省份?！弊?/span>10年至今年6月底，寧夏累計外送電量8337億千瓦時，其中新能源外送1149億千瓦時，今年寧夏年度外送電規(guī)模有望第1次突破1000億千瓦時大關。
一、概述（SZDCS-8000電力儀器現(xiàn)貨市場“直流絕緣監(jiān)察系統(tǒng)”試驗過程十分簡單）
直流電源系統(tǒng)絕緣監(jiān)測裝置是在原有產品的基礎上進行技術創(chuàng)造和提升。提高了裝置的測量精度和抗電容干擾的能力。在性能指標的適應性、調試的方便性及運行的可靠性方面均處于國內優(yōu)越水平。裝置利用了信號相位鎖定、超前校正及跟蹤積木式結構等技術，從根本上解決了判斷數(shù)據(jù)不全、選線不準等弊病。且根據(jù)11年12月國家電網公司制定的《十八項國家電網公司十八項電網重大反事故措施》中的第五項“防止變電站全停及重要客戶停電事故”中明確提出了原有的直流電源系統(tǒng)絕緣監(jiān)測裝置，要求增加交流竄直流故障的測記和報警功能。本裝置采用實時跟蹤信息零處理技術，解決了交流信號竄入直流故障的測記和報警，是作為直流系統(tǒng)逐步改造提升的理想設備。廣泛適用于電力、石化、冶金、郵電、鐵路等行業(yè)發(fā)電廠及變電站。是一種提高電網自動化管理水平、確?？煽窟\行及故障準確定位的理想智能儀器。
二、整機測量原理說明（SZDCS-8000電力儀器現(xiàn)貨市場“直流絕緣監(jiān)察系統(tǒng)”試驗過程十分簡單）
根據(jù)直流系統(tǒng)的特殊性，本裝置的測量從測量內容區(qū)分，可分為四大部分，一是母線監(jiān)測，二是分支回路查巡，三是交流竄直流監(jiān)與報警，直流系統(tǒng)交流成份紋波的監(jiān)測。
2.1直流母線監(jiān)測
2.1.1 在直流系統(tǒng)中，分別從橋網絡A和橋網絡B讀取X和Y兩個直流中心對地電壓值。
見圖－
◎ U 為直流系統(tǒng)母線電壓 ◎ U+為直流系統(tǒng)母線正極對地電壓
◎ U－為直流系統(tǒng)母線負極對地電壓 ◎ R+為直流系統(tǒng)母線正極對地電阻
◎ R－為直流系統(tǒng)母線負極對地電阻 ◎ X為電橋網絡A直流中點對地電壓
◎ Y為電橋網絡B直流中點對地電壓
2.1.2根據(jù)電路基本原理分析，要準確求出正對地電阻R+和負對地電阻R－，必建立兩組獨立的電橋網絡方程，將其聯(lián)立求解，才能真正求出兩個電阻R+和R－的電阻值。R1、R2、R分別組成電橋網絡，R1≠R2為常量，我們充分利用兩個不平衡橋網絡A和網絡橋B?？梢詫С鼋^緣電阻R+和R－僅與母線電壓及測量值“X”與“Y”有關。經電腦編程分別計算出R+與R－的數(shù)值，同時也可以計算出母線正端對地電壓U+與母線對地電壓U－值。結構原理如圖一所示。
2.2支回路查巡，故障定位，報警。
主機中配有大功率電阻做為電橋，檢測支路時定時啟動電橋電阻信號接至直流系統(tǒng)的正負極與地之間。利用電阻電橋之間的轉換，不同的接地電阻與投入的電橋電阻之間的并聯(lián)，產生不同對地電壓，產生了不同的接地漏電流，安裝于各支路的傳感器檢測每個支路漏電流。工作原理見（圖二）所示。如果支路有電阻接地、交流竄入故障、直流互竄故障的支路信號、對于故障回路則該支路上的傳感器產生感應電壓，感應電壓的大小與支路電阻成反比。感應電壓信號經模擬選擇開關、放大、帶通濾波、相位比較、濾波、A/D轉換、送CPU進行數(shù)據(jù)處理，再通過RS485接口轉入主機。
隨著電網容量的不斷擴大，電壓等級的不斷提高，分支回路也相應的增多，有的變電站已多達500分支回路以上。為了滿足這方面的需求，本裝置利用了總線技術，采用分層分布式設計。將每16回路增加一個采集模塊，這種分層分布式的分散結構不需改變原有的主機結構。并可以拓展到512個回路。采樣模塊和主機之間利用RS485接口實現(xiàn)并接。每個模塊地址碼可以在現(xiàn)場隨意設定，大大提高了產品的適用性和裝置的可靠性。
2.3 直流系統(tǒng)中交流成份（紋波）的監(jiān)測。故障報警。
電路采用耦合、交直流分解等特殊電路處理，能實時準確地對直流電源紋波含量即紋波電壓值，計算直流中的紋波系數(shù)，如圖三。
2.4 交流竄直流保護，故障幅度與錄波與波形分析,竄入支路故障定位。
主機配置母線交流電壓檢測電路，母線通過電容隔直流、差分運放、快速整流、濾波、高速AD，實時檢測母線上的交流信號，并反饋至主芯片，若外部交流竄入電壓大于所設定的信號，通過聲光報警及干接點輸出報警相關信息，并啟動了支路巡查電路，巡查電路確定故障支路。并記錄保存本次報警相關信息，大大提高系統(tǒng)的方便性和可靠性。如圖四。
2.5 直流互竄檢測，故障定位與分析。
本機內置快速高精度檢測電路，實時檢測現(xiàn)場兩段母線之間的直流互竄故障，并準確查找互竄支路，大大提高系統(tǒng)的方便性和可靠性。為了保證直流電源對變電站可靠運行需要。常常設有兩段獨立的直流電源。同一變電站兩段直流是要求分開獨立運行，由于接線錯誤，設備老化通常會造成兩段母線發(fā)生了電氣上的連接，出現(xiàn)了兩段母線手拉手現(xiàn)象?，F(xiàn)有的直流系統(tǒng)是采用兩個電橋監(jiān)測各自的母線，兩段母線出現(xiàn)了電氣上的連接也說是會出現(xiàn)我們常說的“兩點接地現(xiàn)象”。兩點接地現(xiàn)象常常會對變電站的繼電保護正常運行造成一定的危險。我們利用了現(xiàn)有直流接地裝置的技術升級，將電橋電路的智能化技術與支路巡查電路進行充分的結合，成功解決了直流系統(tǒng)兩段母線出現(xiàn)了電氣上的連接，也就是發(fā)生了手接手的兩點接地進行了告警，并通過支路巡查定位，準確地查找發(fā)生兩段直流母線互竄的回路。我們將兩臺獨立測量的直流絕緣監(jiān)察裝置通過測量與通迅技術，進行數(shù)據(jù)分析，進行了定位，有效地查找發(fā)生直流互竄接地的回路。
發(fā)生直流互竄的主要歸納為有五種工作方式：
現(xiàn)象一、第1段母線負端與第2段母線負互竄。
現(xiàn)象二： 第1段母線正和第2段母線正互竄.
現(xiàn)象三：第1段母線正和第2段母線正，第1段母線負和第2段母線負同時互竄
現(xiàn)象四：第1段母線負端和第2段母線正端互竄，或第1段母線正端和第2段母線負端互竄。
三、功能特點（SZDCS-8000電力儀器現(xiàn)貨市場“直流絕緣監(jiān)察系統(tǒng)”試驗過程十分簡單）
本裝置采用Cortex-M3內核的STM32芯片為主控芯片，集成度高，抗干擾能力強，運行速度快，功耗低。
3.1 操作界面基于菜單式的人性化設計。
3.2相關的所有參數(shù)均可通過菜單進行設置，相關的所有報警均通過聲光輸出和相應的干接點輸出。
3.3準確檢測直流電壓、模塊狀態(tài)、直流絕緣及接地選線為；精準區(qū)分母線接地、支路接地，并顯示接地電阻阻值；自動分辨兩條或兩條以上支路同時接地的故障等。
3.4可隨時操作界面進入全部支路的巡檢操作，以觀察全部支路的接地狀況。
3.5 可隨時操作界面進入全部支路的單檢操作，分全部支路單檢（通過按鍵循環(huán)檢測）和選定支路單檢（通過按鍵選定某一支路檢測）。
3.6 保存顯示當前5次的母線絕緣報警記錄。
3.7 提供檢測2段母線的紋波電壓和紋波系數(shù)。
3.8 對CT極性無一致性要求、無方向要求。
3.9 信號采集數(shù)據(jù)采用RS485接口技術，使數(shù)據(jù)的有效傳輸距離可達 1000米。
3.10裝置提供串行數(shù)據(jù)通訊接口（RS－232、RS－485）和外部設備連系。
3.11 裝置提供100M的以太網接口。
3.12支路檢測速度快.巡檢16路以后的數(shù)據(jù)時，平均每路巡檢時間低于1秒。
3.13 本機可以通過參數(shù)設定設置交流竄入報警門限（交流有效值）。
3.14裝置采用實時跟蹤信息零處理技術，解決了交流信號竄入直流故障的測記和報警。
3.15采用彩屏液晶顯示、中文界面、顯示直觀明了，并帶有液晶自動保護功能。
3.16本系統(tǒng)可提供簡單的多機連接功能，適用于復雜的多級直流系統(tǒng)中，不會出誤報及拒報現(xiàn)象。
3.17 紋波測量：采用實時全數(shù)字寬帶測量、實時測量全范圍的直流電源紋波、電壓值、并計算紋波系數(shù)值，有效記錄直流電源中的交流含量。
四、技術性能指標（SZDCS-8000電力儀器現(xiàn)貨市場“直流絕緣監(jiān)察系統(tǒng)”試驗過程十分簡單）
4.1 適應環(huán)境溫度：-10℃～+55℃：濕度≤90％
4.2 大氣壓：80-110KPA；
4.3 直流系統(tǒng)電壓等級：220Vdc、110Vdc、48Vdc、24Vdc；
4.4裝置工作電壓：AC/DC 85-265v
4.5 母線段數(shù)：二段
4.6 繼電器接點電流：DC220V/3A
4.7 母線電壓測量精度：±0.5％
4.8 母線絕緣電阻測量精度：0-5KΩ誤差0.1KΩ
5-50KΩ偏差≤5％
50-100KΩ偏差≤10％
4.9 繼電器動作報警時間: ≤2秒
4.10 支路絕緣電阻測量精度：0.5-10KΩ誤差≤15％
10-25KΩ偏差≤20％
4.11 交流竄入電壓測量范圍：0-300V
4.12 交流竄入電壓測量精度：≤1%
4.13 紋波測量范圍：0-100V
4.14 紋波測量精度大于1%
4.15裝置功耗：≤30W
4.16 裝置重量：≤8Kg
4.17 外型尺寸：（長×高×深）：360×135×280㎜
4.18 采集單元外型：155×95×43㎜
寧夏屬于典型的電力“小‘內需’、大‘外送’”，除了利用特高壓直流輸電通道解決外送難題，也突破了調節(jié)能力差等瓶頸，全力提高新能源消納水平。
為促進新能源高水平消納，國網寧夏電力不斷提升系統(tǒng)調節(jié)能力。據(jù)寧永龍介紹，國網寧夏電力根據(jù)自治區(qū)新能源投產計劃及利用率目標，研究全區(qū)調節(jié)能力建設需求，配合完成《自治區(qū)調節(jié)能力建設方案（2025—2027年）》編制，采取“煤電機組調峰深度改造+儲能規(guī)?；_發(fā)+燃氣機組頂峰+抽水蓄能電站建設”等手段，提高系統(tǒng)調峰能力。目前，國網寧夏電力推動全區(qū)54臺統(tǒng)調煤電機組完成深調改造，推進牛首山100萬千瓦抽蓄電站加快建設、牛首山東等500萬千瓦已納規(guī)抽蓄工程加快前期工作。開展新型儲能規(guī)?；瘧茫?/span>2025年上半年通過儲能充電增發(fā)新能源電量16.2億千瓦時，提升利用率4個百分點。
此外，國網寧夏電力通過提升需求側協(xié)同能力，積極服務新能源消納。寧永龍告訴記者，國網寧夏電力構建需求側靈活調節(jié)能力，簽約可調節(jié)負荷508萬千瓦，占歷史很大負荷的30.8%，分路級可調能力達到20.03%，排名國內前列。虛擬電廠聚合規(guī)模達到380萬千瓦，規(guī)模國內先進，支撐構建虛擬電廠參與“需求響應+輔助服務+現(xiàn)貨”政策保障體系，在國內率先制定印發(fā)服務虛擬電廠建設運營規(guī)范，服務虛擬電廠參與中長期交易431戶次，增加新能源消納近5800萬千瓦時，為虛擬電廠運營商及代理用戶帶來收益1020萬元。
發(fā)展新能源產業(yè)，是寧夏充分發(fā)揮資源優(yōu)勢的很好的選擇。按照部署，今年寧夏將建成第2批大基地200萬千瓦光伏項目，加快推進“寧湘直流”配套風電、光伏項目，適時備案建設剩余光伏基地項目。未來，遼闊大地上“綠色的圖景”將不斷延伸。
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