把數(shù)字孿生技術應用于配網(wǎng)可靠性評估，需要完成基于實際配電網(wǎng)架、設備、用戶負荷等海量信息的接入以及對上海電網(wǎng)10千伏至110千伏電網(wǎng)的詳細建模，并在模型實際運行中開展供電路徑分析、拓撲分割、參數(shù)校準和指標計算，工作量巨大。
為此，上海電科院開發(fā)了可靠性測算系統(tǒng)與國家電網(wǎng)有限公司生產(chǎn)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)電力系統(tǒng)實際網(wǎng)架拓撲、開關狀態(tài)、設備參數(shù)、客戶負荷、運行狀態(tài)等信息導入，并根據(jù)供電可靠性理論評估算法，實現(xiàn)配電網(wǎng)可靠性測算、分析、評估和預測。
2020年11月，供電可靠性預測評估系統(tǒng)上線試運行，服務第三屆進博會保電。該系統(tǒng)對進博會西虹橋保電區(qū)域近2萬臺電力設備開展運行數(shù)據(jù)抽取校核和可靠性指標計算評估，完成了對保電區(qū)域內中低壓配電網(wǎng)的可靠性全息圖展示、可靠性指標及其影響因素統(tǒng)計等工作，實現(xiàn)了進博會供電可靠性的全景感知、全息評價和動態(tài)預測，為進博會保電做好了技術服務和支撐。
根據(jù)電網(wǎng)實時拓撲和設備歷史運行狀態(tài)，供電可靠性預測評估系統(tǒng)可以開展配網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)自動掃描和在線辨識，形成供電可靠性指標分布情況和動態(tài)變化趨勢，生成保電區(qū)域供電可靠性全息圖。指定區(qū)域內的每個客戶、每個保護區(qū)段、每一條饋線的供電可靠性指標都可以在線顯示。
“這張圖上，設備當前的狀態(tài)和過負荷條件下的‘健康’程度一目了然。根據(jù)設備狀態(tài)，系統(tǒng)還會給出‘預診斷’建議。”馮煜堯說，“這可以幫助運維人員更好地掌握運行設備的狀態(tài)，并根據(jù)負荷情況有針對性地開展設備運維，助力供電可靠性提升。”
一、諧振基本原理（LYYD2000調頻式串并聯(lián)諧振耐壓試驗成套裝置質量可靠）
串聯(lián)諧振耐壓試驗是利用電抗器的電感與被試品電容組成LC串聯(lián)回路，調節(jié)變頻電源輸出的電壓頻率，實現(xiàn)串聯(lián)諧振，在被試品上獲得高電壓，是當前高電壓試驗的一種新方法，深受專家好評，在國內外已經(jīng)得到廣泛的使用。
根據(jù)諧振原理，我們知道當電抗器L的感抗值Xl與回路中的容抗值Xc相等時，回路達到諧振狀態(tài)，此時回路中僅回路電阻R消耗有功功率，而無功功率則在電抗器與試品電容之間來回振蕩，從而在試品上產(chǎn)生高壓。
二、系統(tǒng)構成（LYYD2000調頻式串并聯(lián)諧振耐壓試驗成套裝置質量可靠）
全套試驗系統(tǒng)由調頻電源主機、電抗器、分壓器、激勵變壓器和補償電容器（可選器件）組成，接入被試品后組成一個諧振系統(tǒng)進行交流耐壓實驗。
主機： 就是一臺幅值和頻率可調的正弦波交流調頻電源，給諧振回路提供激勵源，同時提供電壓顯示、電流顯示、計時、保護、報警等功能。
電抗器：就是一個大電感線圈，與被試品（相當于電容）構成串聯(lián)諧振回路，可配置電抗器多節(jié)電抗器，使用時通過不同的串聯(lián)、并聯(lián)組合、實現(xiàn)不同的電感量以適用不同的試驗條件。
分壓器：內部通過電容器分壓，從試品上高電壓分得低電壓供主機測量、控制使用。
勵磁變壓器：隔離主機電源與諧振回路電源，并升高主機的輸出電壓。
補償電容器： 當試品電容量很小時，如果要實現(xiàn)系統(tǒng)諧振可能要求的電源頻率超出試驗標準的規(guī)定，可在試品上并聯(lián)一個補償電容，以實現(xiàn)試驗要求，稱此電容器為補償電容器。
三、主要技術性能（LYYD2000調頻式串并聯(lián)諧振耐壓試驗成套裝置質量可靠）
1． 功率電源電壓：AC380V±10%、50Hz；
2． 儀器電源：220V±10%、50Hz；
3． 諧振輸出容量：800kVA；
4． 儀器額定電壓：0～400kV；
5． 輸出頻率范圍：30～300Hz；
6． 輸出電壓波形：正弦波，波形畸變率＜0.5%；
7． 頻率調節(jié)靈敏度：0.1Hz，不穩(wěn)定度≤0.05%；
8． 系統(tǒng)噪聲：≤60db；
9、系統(tǒng)測量精度：＜1級；
10．輸出電壓不穩(wěn)定：＜0.5%；
11．保護響應時間：1us；
12．電感非線性度：≤0.05%；；
13．滿功率輸出下,連續(xù)工作時間為60min
14．環(huán)境溫度：-15℃～+50℃；
15．相對濕度：≤90%RH；
16．海拔高度：≤2000米。
四、及部件名稱（LYYD2000調頻式串并聯(lián)諧振耐壓試驗成套裝置質量可靠）
五、操作步驟（LYYD2000調頻式串并聯(lián)諧振耐壓試驗成套裝置質量可靠）
1、正確連線，檢查無誤后方可送電。
必要時工作電源的跳過現(xiàn)場漏電保安器，以免不必要的跳閘。
2、打開電源開關，主機開始工作，液晶屏顯示版權頁，該頁標明本裝置的軟件版本號。
觸按確認鍵，進入系統(tǒng)菜單，該主菜單下有：試驗方案、開始試驗、試驗幫助、系統(tǒng)設置、實用工具和試驗記錄等六個子菜單項。
3、 系統(tǒng)設置菜單下有電抗器電感、日期時間設置和采樣系數(shù)設置等三個子菜單項。按上下鍵，上下移動光標系統(tǒng)參數(shù)設置菜單項，觸按確定鈕后，進入系統(tǒng)參數(shù)設置菜單，可以分別設定電抗器的電感—H、-年-月-日、-時-分-秒和電壓和電流的采樣系數(shù)也就是采樣倍率，設定完成后，觸按返還鍵返回上上等菜單。
電抗器電感量的設定：按確定鍵選擇到此項，按左右鍵移動光標需要改變的數(shù)位，按上下鍵改變數(shù)值，達到所要達到的數(shù)值按確定鍵確認。
日期時間的設定：按確定鍵選擇到此項，按左右鍵移動光標需要改變的數(shù)位，按上下鍵改變數(shù)值，按照所要設置的年月日時間數(shù)值按確定鍵確認。
采樣系數(shù)的設定：按確定鍵選擇到高壓/電流采樣系數(shù)項，此項為電壓或電流采樣倍率的設定。一般出廠前設定好了。如需修改，要輸入密碼。（密碼廠家與設備一起提供一般設定為：188888）
警告：系統(tǒng)默認上一次電抗器電感、日期時間和采樣系數(shù)設定值。如果需改變要重新設定。電抗器電感量設定值與實際使用的電抗器電感量不對，會導致試驗報告中的被試品電容量不準。其他并不會影響。采樣系數(shù)設置不正確，會導致顯示電壓電流不準將很有可能會對被試品或試驗設備造成損壞。
4、試驗方案菜單下有預置保護電流、找頻起始頻率、找頻結束頻率、預定起始功率四個子菜單項，分別設定本次試驗的保護電流、找頻起始頻率、找頻結束頻率、輸出起始功率，全部設定完成后，觸按返還鍵進入預置試驗電壓和預置試驗時間設置菜單。
可以分3段時間設置試驗電壓和試驗時間, 實際試驗時,若設定為自動試驗, 裝置將按設定的3段電壓及時間,按順序分別加壓, 全部完成后自動退出.
如果第2段電壓設為0, 或時間設為0, 那么執(zhí)行完第1段試驗電壓加壓后退出試驗, 只加壓第1段設定的電壓.
如果第三段電壓設為0, 或時間設為0, 不執(zhí)行第三段加壓.
試驗方案設置的設定：在試驗電壓項中，按確定單鈕，移動左右光標到需要改變的數(shù)位，按上下單鈕以改變當前數(shù)位的數(shù)值大小，觸按返回鈕完成當前數(shù)位的數(shù)值設定，依次選擇下一項數(shù)值的設定，直至分別完成試驗時間、起始頻率、起始功率的設置，方可完成本次試驗的試驗方案設置的設定。
出廠默認值：試驗電壓 20kV、加壓時間 2min、激勵強度 2%、輸出電流20A、頻率范圍30-300Hz。
5、實用工具菜單下有
串聯(lián)諧振頻率計算：在實驗前可對諧振頻率進行計算。只需輸入具體參與試驗的電感、電容值并按確定鍵試驗頻率即直接生成。
6、開始試驗菜單下有自動試驗模式和手動試驗模式兩種子菜單可供選擇。
按確認鍵進入所選試驗步驟.
自動試驗模式的操作：選中自動試驗模式后，觸按菜單鈕進入正在自動尋找諧振點菜單項，裝置在設定的頻率范圍內自動尋找諧振點（如果被試品電容C和電抗器電感L的實際諧振頻率不在設定的頻率范圍內，將找不到諧振點，此時根據(jù)需要調整頻率范圍或調整被試品回路的LC參數(shù)）。當找到諧振點時，會有聲音提示。
找到諧振點后，裝置自動進入正在自動升壓菜單項，當升到試驗電壓設定的電壓時，裝置停止加壓。
當裝置升到試驗電壓設定的電壓時，設備停止加壓，自動進入正在加壓試驗菜單項，并自動記錄試驗的加壓時間，當加壓時間到達設定時間時，設備逐步降壓退出試驗，完成本次試驗，進入試驗結束菜單項。并可選擇保存試驗數(shù)據(jù)或打印試驗數(shù)據(jù)。
試驗時間的一行顯示末端,會顯示[一段]或[二段]或[三段]字樣,表示當前正在進行的加壓試驗是預置的一段,二段或三段.
手動試驗模式的操作：選中手動試驗模式后觸按確定鈕，進入正在試驗菜單項；手動按調頻鈕，對應的光標隨之改變到輸出頻率項，可以通過上下左右鍵改變頻率大小使其試驗電壓逐步升高，當升到*高電壓時，繼續(xù)向上或向下調整頻率按鈕，直至試驗電壓開始下降；這時反調頻率，試驗電壓又逐步回升，上下回調頻率，從頻率的高位到低位逐位調整*高電壓值時的頻率就是當前的諧振頻率。
找到諧振點后，手動按電壓鈕，光標到了輸出功率，隨之按上下鍵增加輸出功率，試驗電壓也逐步升高，當升到試驗電壓設定電壓值時，裝置停止加壓，并有屏幕顯示提示和聲音提示；自動進入正在加壓試驗菜單項，并自動記錄試驗的加壓時間，當?shù)竭_加壓時間設定時間時，設備逐步降壓退出試驗，完成本次試驗，進入試驗結束菜單項。
注意：在調節(jié)頻率調整鈕的過程中，觸按左右鈕，可以改變頻率調節(jié)的速度實現(xiàn)粗細調的切換。在調節(jié)電壓調整鈕的過程中，向下觸按左右鈕，可以改變電壓的升降的速度實現(xiàn)粗細調的切換。觸按調頻、調壓鈕，實現(xiàn)調頻與調壓間的切換。
7、進入試驗記錄查詢菜單項，查詢以往和當前試驗數(shù)據(jù)。選擇上下鍵翻看前一組數(shù)據(jù)后一組數(shù)據(jù)；選擇左右鍵可選擇打印或刪除當前頁的內容。
125/456為試驗數(shù)據(jù)庫指針，分子是試驗數(shù)據(jù)的在數(shù)據(jù)庫的順序數(shù)，分母是當前的數(shù)據(jù)總數(shù)，*多可儲存999組試驗數(shù)據(jù)。
8、裝置和試驗狀態(tài)菜單提示：設備的使用和升壓和耐壓試驗過程中，如果出現(xiàn)影響試驗設備、被試驗設備以及操作人的保障情況，設備可能出現(xiàn)自動保護轉臺，并在屏幕有相應的提示。
不能諧振：如果諧振點不在諧振頻率設置的范圍內；系統(tǒng)連線不正確等現(xiàn)象，裝置將找不到諧振點，這時裝置和試驗狀態(tài)菜單中的不能諧振項被反白并閃爍。
輸出保護：如果裝置的電源輸出電流大于輸出保護設定的電流值，裝置自動保護，這時裝置和試驗狀態(tài)菜單中的輸出保護項被反白并閃爍。
試驗中止：如果在試驗升壓或加壓過程出現(xiàn)閃絡現(xiàn)象，裝置自動保護，這時裝置和試驗狀態(tài)菜單中的輸出保護項被反白并閃爍。
9、試驗幫助內容包括五大項分別為：1.版本信息2.接線示意3.使用說明4.常見問題5.參考資料.如常見問題FAQ分五幅畫面顯示、各種被試品電力電纜、變壓器、發(fā)電機電容參數(shù)的查詢：
接線示意圖：
10、設備出廠參數(shù)設置是生產(chǎn)廠家的出廠設置參術和校驗參數(shù)，不適當?shù)脑O置和修改會影響設備性能和高壓試驗的可靠性，未經(jīng)廠家授權密碼，無法修改。
警告：正常試驗狀態(tài)下，按返回鍵即可中止試驗。中止或結束試驗后，應分離刀閘切斷電源。在升壓或加壓過程中，非緊急情況，不要按下急停鍵。
為保障一大會址區(qū)域供電可靠，上海電科院形成了一大會址區(qū)域電網(wǎng)供電可靠性數(shù)字孿生與全息評價機制。保電期間，上海電科院依托供電可靠性預測評估系統(tǒng)，結合上海市氣象臺數(shù)據(jù)以及雷電智能監(jiān)測風險預警系統(tǒng)數(shù)據(jù)，每日9時生成日報，評估24小時內一大會址區(qū)域有無落雷風險，分析電網(wǎng)整體設備運行風險點，并給出相應處置建議。同時，上海市區(qū)供電公司與上海電科院聯(lián)動，按照日報分析建議做好運維預案，實現(xiàn)保電期間一大會址區(qū)域的100%可靠供電。
除了實現(xiàn)供電可靠性事前評估預警，供電可靠性預測評估系統(tǒng)還可以量化展現(xiàn)配網(wǎng)工程效果。
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