智能型综合配电箱研制与应用(图文)

发布时间:2023-03-02 16:28:18 作者:徐梅梅 王冕 糜雨彤 王蓝苓

一、重要意义

  南方电网贵州电网有限责任公司电力科学研究院(以下简称“贵州电力科学研究院”)聚焦党建与业务深度融合,坚持“五嵌入”体系打造“三型”党建品牌,促进党建工作与改革发展生产经营双提升。围绕年度急难险重任务,以“电亮先锋·攻坚行动”为抓手,结合实际开展书记项目、党员突击队、党员示范岗等载体建设,激发党支部战斗堡垒和党员先锋模范作用。

  某年春节期间,大量农民工返乡过节,居民用电负荷急剧增长,12398能源监管热线共接到15件来自贵州用电客户的投诉,其中11起投诉配变故障。经调查,当期由变压器引起的配网故障停电45起,其中有37起存在较严重的三相不平衡现象,引起供电系统三相电压、电流的不平衡,从而导致配电变压器烧毁,对社会居民用电造成了严重影响。

  贵州电力科学研究院党委高度重视,始终牢记党的宗旨,把为人民服务作为工作的最高标准,在全院发出“关键时刻党员带头、关键任务党员引领、关键技术党员攻关”号召,各党支部立刻响应,组建了一支以中青年党员为技术骨干的攻坚团队,充分发挥党员带头作用,紧紧围绕解决三相不平衡引起的损耗增加、零线烧断、配变损毁等问题开展技术攻关,成功研制了智能型综合配电箱,并在全网成功推广应用,有效解决了配变三相不平衡难点问题,这对于确保电网设备的安全经济运行,保障人民的正常生活水平,助力美丽乡村建设有着重要意义。

二、主要做法

  (一)团队介绍

  智能型综合配电箱项目攻坚团队现有固定研究人员 16人,博士1人、硕士10人,具有高级职称人员13人,其中教授级高级工程师3人,共产党员13人,党员占比达80%以上。王冕博士担任攻坚团队负责人,他以坚定的理想信念,在攻坚克难中发挥了带头作用,积极主动承担重担子,立足贵州配网实际情况,克服重重困难,通过理论与实践相结合的方式,大胆创新,扎实肯干,带领团队从编写项目书、设计箱体、产品模块选择到产品的雏形,历时180多个日夜,终于成功研制出了公司首台具有自主知识产权的智能型综合配电箱。

  (二)装置简介

   智能型综合配电箱第I代产品是全国第一套将SVG模块与综合配电箱、计量表计融合为一体的配电箱,具有集成度高、可扩展性强、功能齐全、质量可靠、安装方便等特点,能够满足台区标准化改造要求,有利于支持配网自动化建设。

  主要组成包括:标准化低压配电箱、TTU、不平衡智能补偿装置、温度控制器、散热装置、一进两出母排、隔离开关、两回馈线断路器、避雷器等,并预留了台区低压集抄表空间和接口。其中,智能补偿装置是基于电力电子技术和DSP数字控制原理,利用高精度实时采样算法和PWM调制技术形成闭环调节,可以精准补偿负荷的三相不平衡和无功电流。

  主要功能包括:

  1、常规配电箱的隔离、保护功能,在传统配电箱的基础上,增加了多项功能,性价比高。

  2、配变台区电量计量、远传功能。

  3、完全替代传统配电箱中只能单点补偿感性负载的无功补偿电容器,实现了感性、容性负载连续可调的无功补偿,降低无功线损。

  4、实时调节三相负荷平衡度,降低配变的损耗,几乎消除了中线电流,防止变压器烧坏和中性线烧断事故,减少停电事故,降低投诉率,巩固和提升电网企业形象。在实际应用中,尤其适用于单相/两相过载而总负荷不过载的配变,可以大大降低这类过载配变的运行风险,充分提高配变的容量利用率。对于并未过载但不平衡度高、功率因数低的配变,安装智能型综合配电箱也能改善台区的电能质量。

  智能型综合配电箱第II代产品是在继承I代功能和特点的基础上作了技术升级,采用插拔式小容量SVG模块与智能电容模块灵活组合来替换I代的固定式大容量SVG模块。目前,智能型综合配电箱II代产品已经经过试点验证,正在安装推广中。

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图1 智能型综合配电箱安装现场

  (三)开发生产模式

  攻坚团队自主创新、自主研发并迭代开发,通过研制“智能型综合配电箱”系列产品及建立设备运行后台监视系统,对所有已安装设备的运行情况进行监视,及时有效对产品的应用情况进行分析总结,并在此基础上不断改进。

  针对三相不平衡治理效率较低的现象,并充分考虑用户用电需求转变带来的电能治理设备需求,攻坚团队已经研发制造了I代、II代产品,能够在完整取代传统配电箱的同时,很好地解决传统配电箱配变三相不平衡、功率因数低、不平衡导致的配变过载等问题,全面提升电能质量治理能力。通过在该领域不断深入研究,增强技术储备,以保持优势地位,智能型综合配电箱III代产品目前已研发成功,即分布式治理装置,一种用于实现配电台区末端治理三相不平衡的装置,可达到降低台区损耗的作用,现在处于研究和试点应用当中。通过研发、试点、推广、总结、改进的方式,实现产品的迭代升级,进而全网推广后形成成熟产品,扩大产品的适用范围,提高产品的应用成效,并结合实际情况,开发配套设施设备,逐渐形成产业链。

三、主要成效

  智能型综合配电箱项目已获得1项发明、1个软著、8个实用新型等知识产权,发表7篇论文、编写1本专著,曾荣获贵州电网公司创新创意大赛成果推广组金奖、南方电网公司成果推广应用三等奖、电力行业金桥奖二等奖、全国电力职工技术成果奖二等奖等多项科技奖励。

  所研制系列产品已通过国家型式试验、国家CCC认证,并连续三年进入贵州电网公司科技推广项目目录,成功实现了科技成果大规模转化推广,在公司所辖十家地市供电局销售安装639台,实现销售收入达3000万元,产品应用后配变三相不平衡度平均下降了40%左右,有效治理了三相不平衡问题。据估算,贵州省未来十年三相不平衡治理需求总量约40万台,潜在市场规模巨大。

  随着全社会用电量的增长、电网提高供电可靠性需求增长和居民生活水平的显著提高,各种“高精尖”设备的大量使用以及生产领域对产品质量的更加重视,使得电力用户对电能质量的要求进一步提高,电力服务要求从“保电量”转向“保电质”。智能型综合配电箱系列产品具有较强的市场竞争力,以贵州电网应用实践作为参考,相对于综合配电箱、三相不平衡智能补偿装置分别独立安装的模式,该产品综合成本降低了50%左右,提高装置性价比,为公司治理重过载及三相不平衡配变,提高供电可靠性、提升用户满意度提供了强有力的技术支撑。

四、经验与启示

  贵州电力科学研究院党委坚持以人民为中心的思想,坚持全心全意为人民服务的宗旨,始终把满足人民对美好生活的电力需要作为一切工作的出发点和落脚点,将初心和使命贯穿其中,坚持党建引领,发挥两个作用,结合实际探索出“五嵌入”体系打造“三型”党建品牌,通过“两个主体”将党建嵌入科技创新过程中,并已取得了初步成效。一是支部带头创新。设立书记项目、党员突击队、党员科技创新示范岗,在科研生产领域构筑坚强堡垒。二是党员引领创新。依托人才优势,将一批党员科技带头人选树为信念坚定、勇攀科技高峰的典型模范,进一步彰显榜样的力量。创新团队的党员同志不断强化学习意识、责任意识,在关键时刻冲锋在前、率先垂范,保持求真务实的工作作风,结合电网实际应用需求,立足岗位自主创新研究,聚焦深度融合抓落实,在科技创新工作中体现了战斗力、提高生产力,实现党建+业务双融双促。

  (南方电网贵州电网有限责任公司电力科学研究院 徐梅梅 王冕 糜雨彤 王蓝苓)

 

一、重要意义

  南方电网贵州电网有限责任公司电力科学研究院(以下简称“贵州电力科学研究院”)聚焦党建与业务深度融合,坚持“五嵌入”体系打造“三型”党建品牌,促进党建工作与改革发展生产经营双提升。围绕年度急难险重任务,以“电亮先锋·攻坚行动”为抓手,结合实际开展书记项目、党员突击队、党员示范岗等载体建设,激发党支部战斗堡垒和党员先锋模范作用。

  某年春节期间,大量农民工返乡过节,居民用电负荷急剧增长,12398能源监管热线共接到15件来自贵州用电客户的投诉,其中11起投诉配变故障。经调查,当期由变压器引起的配网故障停电45起,其中有37起存在较严重的三相不平衡现象,引起供电系统三相电压、电流的不平衡,从而导致配电变压器烧毁,对社会居民用电造成了严重影响。

  贵州电力科学研究院党委高度重视,始终牢记党的宗旨,把为人民服务作为工作的最高标准,在全院发出“关键时刻党员带头、关键任务党员引领、关键技术党员攻关”号召,各党支部立刻响应,组建了一支以中青年党员为技术骨干的攻坚团队,充分发挥党员带头作用,紧紧围绕解决三相不平衡引起的损耗增加、零线烧断、配变损毁等问题开展技术攻关,成功研制了智能型综合配电箱,并在全网成功推广应用,有效解决了配变三相不平衡难点问题,这对于确保电网设备的安全经济运行,保障人民的正常生活水平,助力美丽乡村建设有着重要意义。

二、主要做法

  (一)团队介绍

  智能型综合配电箱项目攻坚团队现有固定研究人员 16人,博士1人、硕士10人,具有高级职称人员13人,其中教授级高级工程师3人,共产党员13人,党员占比达80%以上。王冕博士担任攻坚团队负责人,他以坚定的理想信念,在攻坚克难中发挥了带头作用,积极主动承担重担子,立足贵州配网实际情况,克服重重困难,通过理论与实践相结合的方式,大胆创新,扎实肯干,带领团队从编写项目书、设计箱体、产品模块选择到产品的雏形,历时180多个日夜,终于成功研制出了公司首台具有自主知识产权的智能型综合配电箱。

  (二)装置简介

   智能型综合配电箱第I代产品是全国第一套将SVG模块与综合配电箱、计量表计融合为一体的配电箱,具有集成度高、可扩展性强、功能齐全、质量可靠、安装方便等特点,能够满足台区标准化改造要求,有利于支持配网自动化建设。

  主要组成包括:标准化低压配电箱、TTU、不平衡智能补偿装置、温度控制器、散热装置、一进两出母排、隔离开关、两回馈线断路器、避雷器等,并预留了台区低压集抄表空间和接口。其中,智能补偿装置是基于电力电子技术和DSP数字控制原理,利用高精度实时采样算法和PWM调制技术形成闭环调节,可以精准补偿负荷的三相不平衡和无功电流。

  主要功能包括:

  1、常规配电箱的隔离、保护功能,在传统配电箱的基础上,增加了多项功能,性价比高。

  2、配变台区电量计量、远传功能。

  3、完全替代传统配电箱中只能单点补偿感性负载的无功补偿电容器,实现了感性、容性负载连续可调的无功补偿,降低无功线损。

  4、实时调节三相负荷平衡度,降低配变的损耗,几乎消除了中线电流,防止变压器烧坏和中性线烧断事故,减少停电事故,降低投诉率,巩固和提升电网企业形象。在实际应用中,尤其适用于单相/两相过载而总负荷不过载的配变,可以大大降低这类过载配变的运行风险,充分提高配变的容量利用率。对于并未过载但不平衡度高、功率因数低的配变,安装智能型综合配电箱也能改善台区的电能质量。

  智能型综合配电箱第II代产品是在继承I代功能和特点的基础上作了技术升级,采用插拔式小容量SVG模块与智能电容模块灵活组合来替换I代的固定式大容量SVG模块。目前,智能型综合配电箱II代产品已经经过试点验证,正在安装推广中。

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图1 智能型综合配电箱安装现场

  (三)开发生产模式

  攻坚团队自主创新、自主研发并迭代开发,通过研制“智能型综合配电箱”系列产品及建立设备运行后台监视系统,对所有已安装设备的运行情况进行监视,及时有效对产品的应用情况进行分析总结,并在此基础上不断改进。

  针对三相不平衡治理效率较低的现象,并充分考虑用户用电需求转变带来的电能治理设备需求,攻坚团队已经研发制造了I代、II代产品,能够在完整取代传统配电箱的同时,很好地解决传统配电箱配变三相不平衡、功率因数低、不平衡导致的配变过载等问题,全面提升电能质量治理能力。通过在该领域不断深入研究,增强技术储备,以保持优势地位,智能型综合配电箱III代产品目前已研发成功,即分布式治理装置,一种用于实现配电台区末端治理三相不平衡的装置,可达到降低台区损耗的作用,现在处于研究和试点应用当中。通过研发、试点、推广、总结、改进的方式,实现产品的迭代升级,进而全网推广后形成成熟产品,扩大产品的适用范围,提高产品的应用成效,并结合实际情况,开发配套设施设备,逐渐形成产业链。

三、主要成效

  智能型综合配电箱项目已获得1项发明、1个软著、8个实用新型等知识产权,发表7篇论文、编写1本专著,曾荣获贵州电网公司创新创意大赛成果推广组金奖、南方电网公司成果推广应用三等奖、电力行业金桥奖二等奖、全国电力职工技术成果奖二等奖等多项科技奖励。

  所研制系列产品已通过国家型式试验、国家CCC认证,并连续三年进入贵州电网公司科技推广项目目录,成功实现了科技成果大规模转化推广,在公司所辖十家地市供电局销售安装639台,实现销售收入达3000万元,产品应用后配变三相不平衡度平均下降了40%左右,有效治理了三相不平衡问题。据估算,贵州省未来十年三相不平衡治理需求总量约40万台,潜在市场规模巨大。

  随着全社会用电量的增长、电网提高供电可靠性需求增长和居民生活水平的显著提高,各种“高精尖”设备的大量使用以及生产领域对产品质量的更加重视,使得电力用户对电能质量的要求进一步提高,电力服务要求从“保电量”转向“保电质”。智能型综合配电箱系列产品具有较强的市场竞争力,以贵州电网应用实践作为参考,相对于综合配电箱、三相不平衡智能补偿装置分别独立安装的模式,该产品综合成本降低了50%左右,提高装置性价比,为公司治理重过载及三相不平衡配变,提高供电可靠性、提升用户满意度提供了强有力的技术支撑。

四、经验与启示

  贵州电力科学研究院党委坚持以人民为中心的思想,坚持全心全意为人民服务的宗旨,始终把满足人民对美好生活的电力需要作为一切工作的出发点和落脚点,将初心和使命贯穿其中,坚持党建引领,发挥两个作用,结合实际探索出“五嵌入”体系打造“三型”党建品牌,通过“两个主体”将党建嵌入科技创新过程中,并已取得了初步成效。一是支部带头创新。设立书记项目、党员突击队、党员科技创新示范岗,在科研生产领域构筑坚强堡垒。二是党员引领创新。依托人才优势,将一批党员科技带头人选树为信念坚定、勇攀科技高峰的典型模范,进一步彰显榜样的力量。创新团队的党员同志不断强化学习意识、责任意识,在关键时刻冲锋在前、率先垂范,保持求真务实的工作作风,结合电网实际应用需求,立足岗位自主创新研究,聚焦深度融合抓落实,在科技创新工作中体现了战斗力、提高生产力,实现党建+业务双融双促。

  (南方电网贵州电网有限责任公司电力科学研究院 徐梅梅 王冕 糜雨彤 王蓝苓)