隨著“雙碳目標(biāo)”能源戰(zhàn)略和新型電力系統(tǒng)概念的提出，我國能源轉(zhuǎn)型力度持續(xù)加大，逐步形成了大量新能源接入電力系統(tǒng)的局面。由于風(fēng)能、太陽能等新能源與常規(guī)能源稟性差別很大，其并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)具有顯著不確定性、波動性和機械慣量缺失等特點。此外，高比例電力電子裝備、新一代直流輸電、多能互補的綜合能源、大規(guī)模儲能電站等因素使得新型電力系統(tǒng)組成要素愈加復(fù)雜，動態(tài)特性蘊含更多未知，造成系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計、裝備制造、系統(tǒng)集成和運行控制等都面臨很大挑戰(zhàn)。

在此背景下，規(guī)?；姶艜簯B(tài)實時仿真平臺對新型電力系統(tǒng)的問題認知、問題深化和問題解決具有不可替代的作用，自主開發(fā)大規(guī)模電磁暫態(tài)仿真平臺并在實際場景中開展仿真實踐非常緊迫，需要大力推進。

主要特點:

高精準(zhǔn)度測量：該儀器設(shè)計完全滿足中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之高電壓測試設(shè)備，通用技術(shù)條件DL/T846、8-2004，采用高速ARM處理器和6通道高分辨率同步A/D轉(zhuǎn)換器，四線電阻測量方式，消除引線電阻，實現(xiàn)了高精度的標(biāo)準(zhǔn)測量。

光線示波功能：儀器分三通道可同時記錄A、B、C三相，儀器可自動捕捉和顯示過渡過程中過渡電阻及時間跳變的過程。能在復(fù)雜的環(huán)境下正常工作，在精度和智能化方面上遠比光線示波器強。

綜合測試能力：在一臺儀器內(nèi)可實現(xiàn)對有載分接開關(guān)各種參數(shù)的全方位測量。如開關(guān)選擇、切換全過程中有無開斷點、過渡波形、過渡時間、過渡電阻、三相同期性等。還可進一步詳細分析波形中的各時間段的時間及阻值。

人機控制完善：選用320×240（QVGA）高分辨率顯示器，在高速微處理器的驅(qū)動下，實現(xiàn)了完善的人-機界面，全漢字提示，高速打印，輸出結(jié)果直觀快捷。內(nèi)置幫助菜單，基本上可使操作者不看說明書的條件下實現(xiàn)操作。

USB貯存管理：儀器內(nèi)部可存儲100條測試記錄。還可以連接U盤進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存，文件系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)PC完全兼容。

PC測試功能：PC機可以通過USB或者RS232與儀器主機連接，通過專用的測試軟件對儀器進行操作，能對測試數(shù)據(jù)進行更詳細的分析。

一、面板（WBBKC-4000有載開關(guān)測試儀操作更加簡便）

1．打印機：本儀器采用面版式微型高速打印機，保證數(shù)據(jù)、波形打印精細平滑、清晰。

2．顯示器：本儀器配有320×240點大屏幕點陣式液晶顯示器，用于顯示儀器的功能菜單、測量結(jié)果、參數(shù)設(shè)置、故障指示、波形曲線等。

3．鍵盤：

1）光標(biāo)波形分析功能鍵：相序ABC、t1、t2、t3、t4共5個；圖形分析操作時使用。

按光標(biāo)開關(guān)鍵及以上任意鍵可自動定位光標(biāo)，相序ABC鍵用于調(diào)整A、B、C相；t1、t2、t3、t4鍵用于分別調(diào)整光標(biāo)線位置。

2）方向及控制鍵：光標(biāo)開關(guān)（切換）、↑/放大、↓/縮小、←/左移、→/右移、確認、取消、、打印、保存共9個。開機默認狀態(tài)下↑、↓、←、→鍵有效；按光標(biāo)開關(guān)鍵可至（或退出）圖形操作狀態(tài)，此時則放大、縮小鍵有效，此時可橫向時間軸放大或縮??；左移、右移鍵有效，此時可將屏幕整體左移、右移.

4．動作順序：測量動作順序轉(zhuǎn)動圈數(shù)

5．接地：儀器機殼接地

6．RS232通訊：通訊

7．USB通訊：通訊、U盤

8．電流接線柱：IA+、IB+、IC+、IO-

9．電壓接線柱：VA+、VB+、VC+、VO-

10．電源插座：AC220V

11．電源開關(guān)：工作電源開啟

二、接線：（WBBKC-4000有載開關(guān)測試儀操作更加簡便）

有載分接開關(guān)測試儀注意事項：

變壓器電氣獨立的其他測繞組必須短接并接地。

對于有問題的波形，比如某處有斷點，可以反向再做一次。如反向測得的波形與正向測得的波形對稱處也有斷點，很可能就是有問題；如無斷點，應(yīng)再做一次正向的，防止誤判。

當(dāng)三相波形較亂時，可能是其中一項接觸不好，此時應(yīng)分相測試。

對于長時間未動的有載開關(guān)，測試前應(yīng)多次吸合，磨除觸頭表面氧化層及觸頭間雜質(zhì)。

（一）有載調(diào)壓繞組Y型接線有中性點測量：

黃、綠、紅、黑線夾在變壓器高壓端子的A、B、C和中性點O端。接線類型：“中性點引出”， 電流方式：“（A.B.C）-> O”。

（二）有載調(diào)壓繞組Y型接線無中性點測量

每次測量其中兩相，另一相作為中性點（B或C）。以A、B兩相為例說明如下：接線類型：“中性點不引出”；電流方式： “（A.B）-> C”。測量A、B兩相，將黃、綠、紅三個線夾分別夾在變壓器的A、B、C上，儀器面板的接線為黃線接A相端口，綠線接B相端口，紅線接C相端口。

（三）有載調(diào)壓繞組△型接線測量

每次測量其中兩相，另一相作為中性點（B或C）。以A、B兩相為例說明如下：接線類型：“中性點不引出”；電流方式： “（A.B）-> C”。測量A、B兩相，將黃、綠、紅三個線夾分別夾在變壓器的A、B、C上，儀器面板的接線為黃線接A相端口，綠線接B相端口，紅線線接C相端口。

（四）不帶線圈測量  

在變壓器大修時，有載分接開關(guān)吊出，沒有線圈連接，如前圖吊芯接線圖所示，先把每一相中開關(guān)連接的觸點短路，連接測試線即可。

三、菜單操作：（WBBKC-4000有載開關(guān)測試儀操作更加簡便）

（一）設(shè)置：檢查接線無誤后，打開儀器電源開關(guān)。開機畫面如下圖所示。

1．接線類型：分為“中性點引出”和“中性點不引出”

2．電流方式：中性點引出時為“（A.B.C）-> O”；中性點不引出時為“（A.B）-> C”或“（A.C）-> B”。

3．檔位：以“xx-> xx”表示，按“↑”鍵上調(diào)，按“↓”鍵下調(diào)。例如檔位為“07->08”,按“↑”則變?yōu)?/span>“08->09”,反之按“↓”則變?yōu)?/span>“07<-08”。每次測試完成后，檔位會自動增加或者減小。

4. 觸發(fā)電阻：電阻取值應(yīng)大于充電界面電阻值，小于變壓器過渡電阻值與充電界面電阻值之和，實際設(shè)置時需要整定一個合適的觸發(fā)值。

此時按“上”鍵或“下”鍵移動光標(biāo)，按“確認”鍵進入測試菜單進行修改設(shè)置和進行測試。

四、測試記錄波形判讀說明：（WBBKC-4000有載開關(guān)測試儀操作更加簡便）

（一）測量記錄過程的理想直流波形及參數(shù)：

1）開關(guān)觸頭變換順序，具體須測量出整個切換過程的動作時間t4切換過程的波形變化，從波形圖上應(yīng)能看出三相是否同步等。

2）各觸頭聯(lián)接的過度電阻，其中阻值還包括引線部分。如下表所示列出了某型有載開關(guān)的參考指標(biāo)（廠家不同指標(biāo)有所不同）和測量參考值。

切換開關(guān)觸頭變換順序：(單位:ms)

（二）、直流電流示波圖形的判讀說明：

1）吊芯測量：

波形圖中所示縱坐標(biāo)刻度表示電阻值，橫坐標(biāo)為時間刻度，我們從圖上判讀出開關(guān)觸頭變換的時間，如A相t1≈16.8ms t2≈7.2ms t3≈20ms 其整個切換時間在44ms左右。波形的三項同期性由T0的參數(shù)所決定。ＢＣ項以Ａ項為參照。

注意：吊芯后測量的波形將非常平滑，勿須再作平滑處理。

2）不吊芯測試：（一般現(xiàn)場均采用這種方式）。           

波形與吊芯后測量的波形（即傳統(tǒng)方法測量）相比，在觸頭變換過程中可看到明顯的毛刺，這主要是開關(guān)變換過程中觸頭彈跳時、變壓器線圈中電流引起反電勢造成的，這進一步真實地反映出開關(guān)在變壓器實際運行過程中的狀態(tài)。這對觸頭的好壞提供了一個定性的判斷，特別是出現(xiàn)明顯的斷開情況。

為了便于觀察開關(guān)帶變壓器線圈后的觸頭變換波形。我們可從“系統(tǒng)”菜單進入設(shè)置“濾波參數(shù)”一欄，加大濾波比例后，再從 “數(shù)據(jù)” 進入當(dāng)前屏幕，此時將顯示平滑后的波形。

如圖所示 “濾波參數(shù)”比例越大則越光滑。

（三）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)分析測試波形，判斷開關(guān)有何故障

1）圖波形無斷開點，過度總時間T=46在標(biāo)準(zhǔn)的35～50ms之內(nèi)。開關(guān)動作前測試線等引起的電阻01Ω左右，開關(guān)動作接入的電阻值R1=5Ω，R2= 5Ω左右，且兩個電阻橋接的過程很清楚。說明開關(guān)正常。

2）圖中的波形有明顯斷開點，過度總時間在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。但開關(guān)動作接入的電阻值超過了范圍已經(jīng)斷開，而且斷開時間達20ms，嚴(yán)重超過標(biāo)準(zhǔn)中偶而斷開時間2ms以內(nèi)的規(guī)定。開關(guān)已經(jīng)損壞要檢修，如不檢修帶電操作將造成嚴(yán)重后果。

3）圖中的波形有明顯斷開點，過度總時間在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。開關(guān)動作接入的電阻值正常，但兩個電阻橋接的過程有5ms的斷開時間?？梢钥隙ㄩ_關(guān)有開路性故障，一定要檢修后才能投入使用。

4）圖中的波形有斷開點，過度總時間T=46在標(biāo)準(zhǔn)的35～50ms之內(nèi)。開關(guān)動作前后接入的電阻值正常，且兩個電阻橋接的過程很清楚。但從R2往線包過渡橋接時有斷開，看斷開點有沒有超過標(biāo)準(zhǔn)中偶爾斷開時間2ms以內(nèi)的規(guī)定。如果沒有超過2ms或電阻大值沒有超過本儀器測量有效值范圍。就可以繼續(xù)使用。超過了就重復(fù)測試幾次看是不是都超過標(biāo)準(zhǔn)，如果都超標(biāo)準(zhǔn)說明有問題。

（四）不同接線方法的阻值算法：

1．第1種接線方法測量時得到的過渡電阻值為R1=R2=R

2．第2種接線方法測量時得到的過渡電阻值為R1/3≈R2/3≈R

3．第3種接線方法測量時得到的過渡電阻值為R1/2≈R2/2≈R

測試儀打印的數(shù)據(jù)中T為過渡時間,T2為橋接時間,T0為三相同期性。

五、上位機數(shù)據(jù)管理軟件（WBBKC-4000有載開關(guān)測試儀操作更加簡便）

（一）硬件連接：電腦通過USB或者串口（“通訊設(shè)置”里修改）連接儀器，點擊“連接設(shè)備”，軟件會自動找到儀器，并且在軟件左下角顯示。

（二）測試參數(shù)設(shè)置：

1．開關(guān)類型：分為“中性點引出”和“中性點不引出”

2．電流方式：中性點引出時為“（A.B.C）-> O”；中性點不引出時為“（A.B）-> C”或“（A.C）-> B”。

3．檔位：以“xx-> xx”表示，按“↑”鍵上調(diào)，按“↓”鍵下調(diào)。例如檔位為“07->08”,按“↑”則變?yōu)?/span>“08->09”,反之按“↓”則變?yōu)?/span>“07<-08”。

4. 觸發(fā)電阻：設(shè)置儀器在有載開關(guān)動作時開始保存采樣數(shù)據(jù)的觸發(fā)條件。電阻取值為有載開關(guān)的標(biāo)稱電阻值。

5.：上位機菜單沒有預(yù)采時間；觸發(fā)次數(shù)和濾波深度，使用儀器下位機的設(shè)置參數(shù)。

（三）測試結(jié)果圖形操作說明

1．放大：在需要放大的區(qū)域，點擊鼠標(biāo)不放，由左上拖至右下釋放即可，可多次放大。

2．縮?。狐c擊鼠標(biāo)不放，由右拖至左釋放即可縮小并還原。

3．拖移：右擊鼠標(biāo)不放拖移即可

4．調(diào)整每相過渡點設(shè)置：通過點擊“相序A”“相序B”“相序C”和“t1”、“t2”、“t3”、“t4”的組合，選擇需要調(diào)整的過渡點光標(biāo)，在通過鼠標(biāo)把光標(biāo)移動到需要的位置，左鍵單擊確定。

（四）下位機存儲歷史數(shù)據(jù)上傳：點擊“上傳數(shù)據(jù)”，軟件會顯示出下位機歷史數(shù)據(jù)的索引；再雙擊需要上傳的歷史數(shù)據(jù)。這條數(shù)據(jù)就會在上位機顯示。

1）新型電力系統(tǒng)精細化動態(tài)模擬。人們對新型電力系統(tǒng)動態(tài)行為的認識還不夠深入，無論是基礎(chǔ)理論層面還是工程技術(shù)層面還處于廣泛討論、觀點碰撞或局部示范試驗階段。然而，電力設(shè)施的新技術(shù)路線試錯成本極高，不太可能對所有備選方案和技術(shù)選項都逐一示范。因此，開展大量深入的仿真研究是推進新型電力系統(tǒng)實施的必要手段。對于新型電力系統(tǒng)，需要深入開展仿真研究的領(lǐng)域包括：①新型電網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)研究；②新能源接入電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)；③新能源電網(wǎng)保護與自動化技術(shù)；④源網(wǎng)荷儲協(xié)同控制與優(yōu)化調(diào)度；⑤新型配電網(wǎng)的電能質(zhì)量分析與控制；⑥人工智能等新技術(shù)對新型電力系統(tǒng)的支撐。

2）新能源基地并網(wǎng)穩(wěn)定性評估。大規(guī)模陸上及海上風(fēng)電集中接入局部電網(wǎng)有可能引發(fā)次/超同步振蕩、寬頻諧波諧振等電網(wǎng)可靠穩(wěn)定性問題，需要對這些問題進行機理及應(yīng)對策略分析。所以需要對包含多類型新能源裝備的局部電網(wǎng)做精細化動模仿真測試。尤其百千臺級風(fēng)光機組電磁暫態(tài)詳細建模與仿真仍是一個卡脖子難點。

3）新型電力系統(tǒng)軟、硬件在環(huán)仿真。新能源及儲能電站的電力電子變流器控制及保護策略是廠家核心機密，對外不公開。由于控保策略對裝置外特性及其接入系統(tǒng)的響應(yīng)特性有重要影響，故需要分析內(nèi)部核心控保策略。需要將新能源及儲能控制器實物或黑盒模型接入測試平臺開展動模仿真，以對其多時間尺度動態(tài)響應(yīng)特性進行精細化分析。軟、硬件在環(huán)試驗對仿真平臺提出了更高要求。

4）超大規(guī)模儲能電站的仿真。超大規(guī)模、超大機組的儲能電站包含較多并聯(lián)儲能單元或者儲能機組，吉瓦時級儲能電站，需上百臺機組并聯(lián)。另外，儲能變流器的控制策略正從電流源型向電壓源型轉(zhuǎn)變，控制策略趨于復(fù)雜化，故需要大量的儲能變流器的控制裝置接入測試平臺，才能對實現(xiàn)對儲能單機以及多機之間協(xié)調(diào)控制性能測試，進而實現(xiàn)超大規(guī)模、超大機組的儲能電站的精細化仿真。

5）現(xiàn)代直流輸電控制與保護測試。超/特高壓直流輸電系統(tǒng)應(yīng)用于新能源基地外送的控制保護策略及其硬件在環(huán)試驗對實時仿真平臺硬件資源要求苛刻，既要對直流輸電系統(tǒng)建模，又要對新能源基地建模，應(yīng)用場景的復(fù)雜性對仿真平臺要求更高。

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