PDF《物联网+大数据+智能电器——电力设备发展的未来》

252 kV 智能 GIS、

550 kV 智能 GIS、

800 kV 智能断路器, 并获得试点应 用.混合型直流断路器采用智能控制方式, 综合电 力电子器件的高分断速度和机械开关的低通路阻 抗的特性, 已成为直流开断技术的重要发展方向. ABB 公司研发的混合式高压直流断路器的设计参 数达到额定电压

320 kV、 额定电流

2 kA, 开断能力

9 kA.2015 年, 江苏省电力试验研究院、 西安交通 大学、 北京航天航空大学等单位承担的 高压断路 器机械状态识别和故障诊断技术研究及应用 课题, 开展了高压断路器的全寿命周期机械特性试 验, 分析了不同寿命阶段的机械状态, 获得了各机 械状态特征量的变化规律. 低压电器是构建低压配电系统的主要元件, 根 据智能电网发展的要求, 国内外企业纷纷投入力 量, 加快了对可再生能源用新型低压电器的研发, 具有多段选择性保护特性的智能断路器、 具有节 能、 节材特点和紧凑结构的新型智能低压电器得到 了快速发展[16] .2013 年, ABB 推出全球首个集成能 源管理和智能电网通信低压断路器 Emax 2.穆勒、 富士电气等公司开发了用于清洁能源的特种开关 电器以及服务于光伏系统整套的新型低压电器. 常熟开关制造有限公司等企业也在智能低压断路 器, 特别是面向直流应用的成套装置方面开发了多 个系列的新产品.智能电网的特征之一是要求电 网与用户互动, 提供优质电力, 这些特性体现在低 压配电系统上则是全面的可视化电能管理.近年 来, 国内外电器企业致力于开发可视化管理系统, 以实现监控、 调节系统运行情况和节能的目的. 1.2 智能变压器 电力变压器在电网系统中是至关重要、 不可缺 少的设备.随着电力电子元件和其他新技术材料 成本的下降以及建设智能电网的需求推动, 电力电 子智能变压器成为研究热点.电力电子智能变压 器由电力电子电压转换器和高频变压器组成, 具有 ・ ・

2 节约铜、 铁、 油等原材料的消耗、 结构紧凑等优点, 易于实现电能质量控制、 通信、 监控和系统控制等 功能[17] .与传统的变压器相比, 电力电子式智能变 压器特别适用于智能电网、 新能源发电、 电动车充电 站等应用.美国电力科学研究院(EPRI)从2002 年 起开始进行电力电子智能变压器的可行性和功能 性的研究及设计, 已经研发出

15 kV、

100 kVA 可安 装于配电系统的单相多层电力电子变压器柱上式 和落地式样机, 目前正在进行商业化.中国、 日本 及美国等国家的大学、 电力公司对电力电子智能变 压器的研发也非常关注.此外, 运用新型智能控制 开关替换有载分接转换开关, 对传统的配电变压器 进行技术改造, 以期改善现有配电系统的线损高及 电能质量差等瓶颈问题也成为研究热点. 1.3 智能限流器 随着用电负荷不断增加, 电力系统中的短路电 流水平不断提高, 已成为威胁电力系统安全、 稳定 运行的严重隐患.因此, 采取有效的短路限流措施 限制电力系统的短路容量, 已成为目前中国电力系 统安全稳定运行和电力建设、 发展的迫切问题.短 路限流器根据其构成原理主要有: 超导限流器、 磁 元件限流器、 PTC 电阻限流器和固态限流器等, 其中 固态故障限流器由常规电抗器、 电力电子器件和智 能控制器等构成, 通过控制电力电子器件的工作状 态, 改变固态限流器的等效阻抗, 达到限制短路电 流的目的.固态故障限流器反应迅速、 拓扑结构与 控制策略灵活, 在系统正常工作时可以调节线路潮 流, 发生故障时限制故障电流, 因此特别适用于直 流输配电和新能源系统[18] .国内外对固态故障限流 器进行了大量研究.美国 EPRI 早在