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数字式电力设备局部放电测试仪
随着现代测试技术的发展,数字化的局部放电检测已经成为IEC与国家标准的要求,其逐步取代模拟式的局放成为可能。本项目所研制的数字化电力设备局部放电测试仪采用FPGA技术与虚拟仪器技术,实现局部放电的视在放电电荷量及其对应的相位、放电次数等多参数的测量。所检测放电脉冲时间分辨率小于10µs;可显示工频周期放电图、二维(Q-φ,N-φ,N-Q)及三维(N-Q-φ)放电谱图,并提供放电趋势分析、历史查询及打印报表等功能,亦可以定时自动启动监测,实现整个监测过程自动化,测试结果可通过网络实现远程通讯。
西安交通大学 2021-04-11
新型电力系统数字动模实验平台UREP
新型电力系统仿真分析、测试验证。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 随着“双碳目标”国家能源战略的确定和新型电力系统概念的提出,我国能源转型力度持续加大,逐步形成了大量新能源接入电力系统的局面。由于风能、太阳能等新能源与常规能源禀性差别很大,其并网发电系统具有显著不确定性、波动性和机械惯量缺失等特点。此外,高比例电力电子装备、新一代直流输电、多能互补的综合能源、各类大规模储能电站、各种通信及自动化新技术装置等因素使得新型电力系统组成要素愈加复杂,动态特性蕴含诸多未知,造成系统规划设计、装备制造、系统集成和运行控制等都面临史无前例的挑战。目前,电力科研院所、规划设计单位、装备制造厂家、教育培训机构等对新型电力系统开展仿真分析、测试验证的需求很大、很迫切。同时看到,新型电力系统的这些新型场景对仿真技术要求苛刻,门槛很高。 1)新型电力系统需要精细化动态模拟。人们对新型电力系统动态行为的认识还不够深入,无论是基础理论层面还是工程技术层面还处于广泛讨论、观点碰撞或局部示范试验阶段。然而,电力设施的新技术路线试错成本极高,不太可能对所有备选方案和技术选项都逐一示范。因此,开展大量深入的仿真研究是推进新型电力系统实施的必要手段。对于新型电力系统,需要深入开展仿真研究的领域包括:①新型电网体系结构研究;②新能源接入电网关键技术; ③ 新能源电网保护与自动化技术; ④源网荷储协同控制与优化调度;⑤新型配电网的电能质量分析与控制;⑥人工智能等新技术对新型电力系统的支撑。 2)新能源基地并网需要做稳定性评估。大规模陆上及海上风电集中接入局部电网有可能引发次/超同步振荡、宽频谐波谐振等电网安全稳定性问题,需要对这些问题进行机理及应对策略分析。所以需要对包含多类型新能源装备的局部电网做精细化动模仿真测试。然而,百千台级风光机组电磁暂态详细建模与仿真是一个卡脖子难题。 3)软、硬件在环仿真是必要的。新能源及储能电站的电力电子变流器控制及保护策略是厂家核心机密,对外不公开。由于控保策略对装置外特性及其接入系统的响应特性有重要影响,故需要分析内部核心控保策略。需要将新能源及储能控制器实物或黑盒模型接入测试平台开展动模仿真,以对其多时间尺度动态响应特性进行精细化分析。软、硬件在环试验对仿真平台提出了更高要求。 4)超大规模储能电站的仿真难度大。①单个储能机组的设备形态发生改变,从两/三电平变流器向模块化多电平变流器(MMC)的复杂结构演变,甚至采用储能跟变流器集成,故需要对这种复杂新形态做精细化测试验证。②超大规模、超大机组的储能电站包含较多并联储能单元或者储能机组,吉瓦时级储能电站,需上百台机组并联。另外,储能变流器的控制策略正从电流源型向电压源型转变,控制策略趋于复杂化,故需要大量的储能变流器的控制装置接入测试平台,才能对实现对储能单机以及多机之间协调控制性能测试,进而实现超大规模、超大机组的储能电站的精细化仿真。 5)现代直流输电控制与保护测试提出更高要求。超/特高压直流输电系统应用于新能源基地外送的控制保护策略及其硬件在环试验对实时仿真平台硬件资源要求苛刻,既要对直流输电系统建模,又要对新能源基地建模,应用场景的复杂性对仿真平台要求更高。 1 技术分析(创新性、先进性、独占性) 1.1 国产化实时仿真技术现状 实时仿真是指仿真模型执行进度与系统时钟完全同步的一类仿真,具备这种特性的仿真装置称为实时仿真器。新型电力系统的认知、试验、生产、培训需求快速增长,形成了实时仿真领域巨大潜在市场。但目前RTDS、RT-LAB等进口设备依旧垄断市场,对于大规模新能源场站、县域规模万节点级电力系统、多端特高压直流输电等应用场景电磁暂态仿真,所需的仿真资源巨大,平台造价极高。且关键核心技术处于卡脖子状态,平台应用的灵活性和开放性受到很大限制。只有开发和推广国产化实时仿真技术才能为顺利推进新型电力系统建设过程中的研究和生产提供自主可控的工具和手段。 1.2 UREP与进口设备的对比试验  为了实现电力实时仿真器的国产化替代,彻底解决电力实时仿真领域的技术“卡脖子”问题,国产实时仿真器UREP需要与国际主流技术进行对比,力求达到甚至超过目前世界最先进的技术。对标对象为行业公认的电力系统实时仿真仪(RTDS)和行业广泛使用的RTLAB,以上两款设备均为加拿大生产。对比试验方案如图1-1所示。制定标准(典型)测试算例,分别在UREP、RTDS和RTLAB环境下搭建测试算例的仿真模型,在完全相同的测试条件和试验内容下得到各种仿真器的仿真结果,比较仿真结果的一致性。同时比对仿真规模、建模效率和编译时间等关键指标。             图1-1  国产UREP与进口设备对标方案 1.2.1电气网络仿真对比    图1-2表示了一个多支路网络,基于图1-1中三种仿真器搭建该模型,通过不断增加支路数扩大网络规模,直到仿真器过载,得到仿真器的算力极限。         图1-2  多支路电气网络 在50us仿真步长下,对于图1-2案例RTLAB最大仿真规模为78个 三相节点,UREP也为78个 三相节点,二者相同。在编译速度方面,RTLAB编译时间为3分52秒,UREP编译时间为1分12秒,UREP是RTLAB的3.22倍。      图1-3  基于RTDS的仿真模型  当基于RTDS建模时,如图2-5,每块PB5最多允许24个节点;当基于NovaCor建模时,在超大步长150us下可以达到100节点,在50us步长下仿真规模未知。 2.2.2 双馈风机仿真对比   双馈风机含有电机、传动链、电力电子变流器和控制系统,是具有代表性的新能源元件。在在50us仿真步长下,对于如图1-4案例,RTLAB最大仿真规模为6台,UREP也为6台,二者相同。在编译速度方面,RTLAB编译时间为7分0秒,UREP编译时间为2分12秒,UREP是RTLAB的3.18倍。                图1-4  双馈风机测试案例 2.2.3 直流输电仿真对比   直流输电是最复杂的电力电子装备,有换流阀、阀控制器、极控制器、站控制器等一次和二次系统,是实时仿真领域的难点,也是检验仿真器能力的试金石。图1-5是双端单极直流输电系统测试用例,每端包含2个六脉波桥,控制保护包括了阀控、极控和主控模型,封装于蓝色模块内。   图1-5 双端单极直流输电系统测试用例 将图1-5所示算例分别在RTLAB和UREP中建模运行,在单核可用资源下,若仿真对象为电气主系统和控制保护组成的整个系统,则RTLAB过载,UREP也过载。若仿真对象仅为电气主系统(即双侧电源、交直流滤波器和4个6脉波桥),则RTLAB和UREP均不过载。在编译速度方面,RTLAB编译时间为3分40秒,UREP编译时间为1分11秒,UREP是RTLAB的3.10倍。 2.2.4 同步发电机组仿真对比    同步发电机目前仍是电力系统主力电源,是电力系统的主要仿真对象。同步发电机组模型包括同步发电机、调速器、励磁调节器及升压变。搭建多台同步电机并列运行算例,如图1-6所示。   图1-6  同步电机并列运行算例 在50us仿真步长下,对于图1-6案例RTLAB最大仿真规模为11台,UREP为13台。在编译速度方面,RTLAB编译时间为3分51秒,UREP编译时间为1分16秒,UREP是RTLAB的3.04倍。 2.2.5 最小步长对比 基于CPU的最小仿真步长能够体现仿真计算时间的抖动问题,抖动越小,允许的仿真步长就越小。因此,通过比较最小仿真步长,也可以反映仿真器的计算性能。仿真对象采用单台双馈风机,模型包括风力机、绕线异步电机、机侧变流器、网侧变流器、主动系统、所接入的配电网等元素,如图1-7所示。             图1-7  测试最小步长算例 经测试,RTLAB最小仿真步长为24us,UREP最小仿真步长为20us。可见,UREP具有更小的仿真抖动。 2.2.6 仿真精度对比 为了验证国产UREP的仿真精度,采取和RTDS交叉对比验证方法说明UREP的仿真精度。电力系统仿真包括电磁暂态和机电暂态,因此,从电磁暂态和机电暂态两个方面进行对比,同时考虑各种应用场景,以覆盖各种情形。电磁暂态检测案例的电网拓扑如图1-8所示。 图1-8 电磁暂态检测使用案例 无穷大电源电压等级为110kV,频率为50Hz,系统内阻抗为;L1、L3线路阻抗为,L2、L4线路阻抗为, T1、T2两变压器的额定容量均为,短路电压,空载损耗,空载电流,短路损耗,变比,高低压绕组均为Y形联结;假设系统A1、B1、A、B处供电负荷为(5+j1)MVA,C1和C处供电负荷为1+j0.1MVA。UREP建模如图1-9所示。   图1-9 电磁暂态检测案例的UREP仿真模型 基于RTDS建立电磁暂态案例的仿真模型如图1-10所示,其电压过零点短路控制如图1-10所示。   图1-10  RTDS仿真模型   图1-11  RTDS电压过零点短路控制结构 对上述模型,分别使用UREP和RTDS进行实时仿真,仿真时间为0.2s,短路故障发生在0.06s-0.16s之间,仿真步长为100微秒,横轴表示在0.2s时间内仿真采样点数,纵轴表示母线电压、电流,单位分别为V、A。在母线A点处发生三相短路,短路前后及短路期间的三相电压波形如图16-7。为了显示细微之处,将图1-12局部放大后,如图1-13。   图1-12  A点发生三相短路时三相电压波形   图1-13  A点处发生三相短路时三相电压波形局部放大 点划线为RTDS仿真结果,虚线为UREP仿真结果。可以看出,两种仿真结果高度重合,表现出电磁暂态仿真结果的高度一致。电磁暂态过程除了表现在电压动态还表现在电流动态,短路前后及短路期间的三相短路电流波形如图1-14。   图1-14 A点处发生三相短路时三相电流波形 图1-15  A点处发生三相短路时三相电流波形局部放大图 1.3  对标结论 (1)在内核资源完全等同条件下,国产UREP和RTLAB的仿真算力基本相同,即内核授权数相同条件下,具有相同的仿真规模。 (2)国产UREP的建模效率和编译速度远远高于RTLAB。小规模场景下,UREP是RTLAB的3倍左右,大规模场景下UREP是RTLAB的45倍左右。 (3)在仿真对象完全相同的条件下,国产UREP和RTDS的电磁暂态仿真结果完全相同,二者交叉对比没有差别。
贵州大学 2022-08-15
技术需求:智能电力监护系统、电气自动化控制
智能电力监护系统、电气自动化控制 高压输配新产品,配电自动化创新技术
山东金人电气有限公司 2021-08-19
一种电力工程用的安全检测装置
本发明涉及电力检测技术领域,公开了一种电力工程用的安全检测装置,包括电力安全检测装置、支撑腿、气体泄露检测机构、电力数据检测机构和冷却除尘机构,支撑腿的上端连接有伸缩柱,伸缩柱安装于电力安全检测装置的底部,支撑腿的底部固定设有底座,气体泄露检测机构转动连接于电力安全检测装置的右侧上端,电力数据检测机构固定分布于电力安全检测装置的左侧上端,冷却除尘机构设于电力安全检测装置的左侧下端。本发明适应不同工作环境的需求,实现了三维空间内的灵活调节准确检测气体泄露,实现了检测线路自动收放,确保了检测线路与电力工程设备之间的稳定连接检测,既能预防过热故障进行吹风冷却,又能吸风除尘。
南京工程学院 2021-01-12
2010新版心肺复苏模拟人,电力急救培训模型
产品详细介绍上海中弘公司专业生产、供应高级大屏幕液晶彩显全自动电脑心肺复苏训练模拟人、电力急救培训模拟人产品,款式齐全远销全国各大系统单位,深受用户的一致好评。  产品介绍:该心肺复苏模拟人产品采用美国心脏学会(AHA)2010国际心肺复苏(CPR)&心血管急救(ECC)新指南标准设计,并在原来的普通型的基础上进行升级,率先开发出专门针对社会心肺复苏普及与医学院校、医疗卫生系统培训使用的超新一代产品,其造型更完美、功能更强大、操作更方便的领先心肺复苏模拟人产品。执行标准:美国心脏学会(AHA)2010国际心肺复苏(CPR)&心血管急救(ECC)新指南标准功能特点: ■ 大屏幕液晶显示人工呼吸与胸外按压、脉搏心电动态的模拟显示。 ■ 模拟标准气道开放。■ 2010(新标准):先C胸外按压→A开放气道→B人工呼吸操作流程。■ 人工手位胸外按压指示灯显示、液晶计数显示、语言提示:    · 按压位置正确、错误的指示灯显示;液晶计数显示;错误的语言提示。    · 按压强度正确(5-6cm区域)、错误(5-6cm区域)的显示分别由条形(黄、绿、红)数码指示灯移动的动态反馈显示CPR按压深度;正确、错误的液晶计数显示及错误的语言提示。 ■ 人工口对口呼吸(吹气)的指示灯显示、液晶计数显示、语言提示:    · 吹入的潮气量500ml-600ml-1000ml的显示由条形(黄、绿、红)数码指示灯移动的动态反馈显示吹气量度;正确、错误的液晶计数显示及错误的语言提示。   ·每吹气一次或胸外按压一次,心跳多会在液晶屏上显示一次心电图,操作成功后,电脑显示器上的液晶屏上会显示正常动态的心电图;■ 按压与人工呼吸比:30:2(单人或双人) ■ 操作周期:先有效胸外按压30次再有效2次人工吹气既30:2五个循环周期CPR操作;■ 操作频率:最新国际标准:至少100次/分。■ 操作方式:训练操作;考核操作。 ■ 操作时间:以秒为单位计时。 ■ 语言设定:可进行语言提示设定及提示音量调节设定;或关闭语言提示设定。■ 成绩打印:操作结果可热敏打印成绩单。 ■ 检查瞳孔反应:考核操作前和考核程序操作完成后模拟瞳孔由散大、缩小的自动动态变化过程的真实体现。 ■ 检查颈动脉反应:用手触摸检查,模拟按压操作过程中的颈动脉自动搏动反应;以及考核程序操作完成后颈动脉自动搏动反应的真实体现。 ■ 电源状态:采用220V电源,经过稳压器稳压输出电源24V。 材料特点:面皮肤、颈皮肤、胸皮肤、头发,采用进口热塑弹性体混合胶材料,由不锈钢摸具、经注塑机高温注压而成,具有解剖标志准确、手感真实、肤色统一、形态逼真、外形美观、经久耐用、消毒清洗不变形、拆装更换方便等特点,其材料达到国外同等水平。 标准套配置:■ 高级复苏全身模拟人一具;■ 高级大屏幕电脑显示器一台;■ 豪华手拉式人体硬塑箱一只;■ 复苏操作垫一条;■ 一次性消毒屏障面膜(50张/盒)一盒;■ 可换肺囊装置五套;■ 热敏打印纸两卷;■ 使用手册一本;■2010国际最新操作指南光盘1盘。相关产品:高级心肺复苏训练模拟人(计算机控制)     心肺复苏模拟人(大屏幕液晶彩显)        电脑心肺复苏模拟人(语言提示液晶屏)     高级移动显示自动电脑心肺复苏模型       高级自动电脑心肺复苏模拟人             高级半身数码打印心肺复苏训练模拟人     半身心肺复苏训练模拟人                 高级儿童心肺复苏模拟人                 高级婴儿心肺复苏模拟人  http://www.shzhonghong.com/model/20100329140806.html
上海中弘科教设备有限公司 2021-08-23
一种重型数控装备测控传感网
本发明公开了一种重型数控装备测控传感网,包括:信号获取子系统,用于获取数控装备加工过程的多源信息;信号预处理子系统,用于接收信号获取子系统的信号,并进行预处理;数据采集子系统,用于对预处理后的信号进行采集,包括对多路模拟信号进行模/数转换后采集,以及对多路数字信号进行直接采集;信号分析与处理子系统,用于对数据采集子系统采集的信号进行分析和处理,获得重型数控装备的状态信息,从而识别出装备加工状态的优劣和预测后续运行状态,并反馈到数控系统实现实时控制。本发明的传感网同时具有实时监测和实时控
华中科技大学 2021-01-12
数字式正弦波逆变器(离网)
成果简介新能源通常需要通过逆变器进行 DC/AC 变换后, 才能对交流负载供电。 还有汽车、 火车、 船舶、 飞机以及一些电网无法供电的边远地区都需要应用脱离电网的储备电源和自发电电源。 这些电源均需要使用逆变器, 因此逆变器应用十分广泛。 目前国内外的逆变技术以及应用市场都发展很快也较为成熟, 但现有的逆变技术, 要么电路太复杂, 性价比不高; 要么一些技术指标不能同时兼有。 本项目克服了这些缺点, 将自主发明的专有核心技术与单片机技术融合应用, 使逆变器硬件线路简单, 具有较高的性
安徽工业大学 2021-04-14
具有抗感染功能的颅骨修复钛网
我国每年采用钛网进行颅骨损伤修复手术约30万例,但目前应用的钛网不具有抗菌功能,导致部分患者发生术后感染,甚至危及生命,本成果已经研究出产品,发展具有抗菌功能的新型三维钛网,具有较大的市场应用价值,中国市场约5亿元。
西南交通大学 2016-06-28
馈网节能型双向电子功率负载
成果简介本项目属于自主研发的馈网节能型模拟交直流双向电子负载, 主要用于交直流电源出厂试验、 可靠性试验及电源输出性能检测的能够模拟实际负载特性的新型电力电子装置。 它能够实现对所模拟实际负载值的无级调节, 并能够将负载试验中有功电能无污染地回馈电网, 实现电能的再生利用。 该装置具有高效节能、体积小、 重量轻、 节省安装空间、 试验性能优良等优点。项目的主要技术是将能量无污染回馈电网和负载特性的任意模拟技术。 本项目实施后, 可解决现有无源负载(阻性、 感性、 容性等)
安徽工业大学 2021-04-14
配网调度方式自动化管理系统
项目研究的背景及用途:配电网是电力系统的重要组成部分,其安全、可靠运行是整个电力系统安全、可靠运行的重要保障。与输电网不同,配电系统要从变电站、馈电线路一直延伸到企业、商业和居民用户,配电设备名目繁多,数量巨大、且线路及设备的增改频繁,因此管理任务十分繁重。传统的手工作业管理方式不仅工作繁杂,劳动强度大,难以适应配电网高速发展和配电自动化的需求,而且容易引发事故,给用户带来重大的经济损失。利用飞速发展的计算机和现代信息技术进行配电网的科学运行与管理,及时进行数据采集、状态监视、网络分析(包括校正性控制和恢复供电),提高工作质量和工作效率,消除隐患,更好地保证电网安全、可靠运行,将对电力部门和全社会有着深远的社会和经济效益。 我们在了解了供电公司的调度、用电和变电部门的实际情况基础上,为顺应电力企业在市场情况下,对各项管理工作自动化水平和关键数据保护安全性要求不断提高的趋势,将最新的计算机技术和网络技术引入到日常的调度运行管理、方式操作等工作中,使不同的供电公司的调度运行管理上一个新的台阶。系统实现网上数据和图形发布,可以实现远程查询和管理,为今后地理信息系统的推广使用打下资料基础。技术原理及流程:调度方式自动化管理系统,能够管理不同电压等级的线路资料和运行情况,能够完成日常调度运行方式的各种管理工作,能够完成运行线路的拓扑着色、拓扑追寻;可以和 SCADA 系统互联实现数据共享。采用客户机/服务器方式的分层分布式结构,在软件开发方面采用面向对象编程技术,整个软件模块化、开放式。具备网上发布功能,可以通过 WEB 浏览功能查看图形的切改和数据的变更等功能。 异地备份系统,实现系统数据和图形的异地自动备份,以便在主服务器受到致命破坏后,利用异地备份恢复数据和运行。成果水平及主要技术指标:项目的开发是从 1993 年开始的,并经过多年的艰苦努力和潜心研究,现已开发完成了一套较完善的配电网管理与分析系统。在软件的开发过程中,为了保证所开发软件的实用性,项目组一直与国内电力行业的一些配电网分析和管理部门保持着密切地合作关系,在电力生产部门拥有多个具体合作伙伴。所开发系统的每一项功能都得到了实际配电网运行管理部门的考核,从而充分保证了系统实用性。同时,在系统开发过程中,项目组投入了多名教师、博士研究生和硕士研究生,在广泛收集国内外最新文献及深入现场进行调研的基础上,时刻跟踪配网分析与计算机新技术的发展,在模型算法及所采用的计算机技术方面保证了系统的先进性。该系统通过了天津市科委组织的成果鉴定,获得 1998 年天津市科技进步二等奖。市场分析及效益预测:该系统开发完成后可以广泛地用于城市的各区局配电网和县级配电网,应用前景非常广阔。项目投入使用后,可以有效提高供电公司内部管理的自动化水平和效率。 1998 年 7 月,国家电力公司为了贯彻国务院指示,召开了“推进城网建设改造工作会议”,提出在 3~5 年内将投资 2500 亿用于城乡电网改造,并强调“城网建设改造做好规划”。另外随着配网改造的进行,采用信息技术对配电网进行科学的管理和分析,对配电系统的安全可靠运行,提高管理水平,降低损耗具有重要意义。本项目正适应了这一需要,因此无论是城市电网,还是农村电网都需要本产品,随着我国经济的飞速发展和技术的进步,该系统的市场还会进一步加大,市场前景非常广阔。
天津大学 2021-04-11
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