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技术文章 | Technical articles
随着“双碳"目标提出，加快建设新型能源体系和构建新型电力系统已经成为广泛共识。我国能源资源与需求呈现逆向分布，新能源出力的随机性、强时空相关性，决定了我国近期仍需扩大交直流互联电网规模才能满足远距离大容量输电和新能源跨省跨区消纳需求。
我国电网已进入大规模特高压交直流混联时代，“双高"“双峰"特征明显，但当前电力系统调节灵活性欠缺，远距离大容量跨区直流输电受端换相失败、输电通道利用不均衡、调峰能力不足等问题凸显，未来需积极研发与应用先进电网技术，不断提高电网运行灵活性和调节能力以适应更高比例新能源接入。
柔性直流输电是新一代先进直流输电技术，采用绝缘栅双极晶体管（IGBT）、集成门极换流晶闸管（IGCT）等全控型功率器件，与常规直流输电方式相比，具有不存在换相失败、能够实现功率连续调节、可向电网提供电压和频率支持、输出谐波少、具备黑启动能力等突出优点。柔性直流输电技术的特点决定了它是构建新型电力系统的关键技术之一，在支撑送端弱交流电网下大规模新能源送出、提高多直流集中馈入受端电网安全稳定水平、实现大区电网异步互联等场合具有迫切的应用需求。
“十四五"和“十五五"期间，我国将依托新能源基地形成一批跨区输电通道，由于部分新能源基地电源结构受限，以光伏和风电为主，所在的送端电网架构较弱，因此大规模新能源基地经特高压柔性直流输电送出将是我国未来新能源消纳的一种重要形式。由于低惯性、弱阻尼等特性，高比例新能源和多馈入柔性直流输电极大地改变了传统电力系统形态，亟需开展大规模新能源基地特高压柔性直流送出关键技术研究，优化柔性直流输电控制策略，实现大规模新能源友好送出及消纳，助力“双碳"目标的实现。
一、功能特点（LYDJ-40000.05级三相电能表现场校验仪重量轻方便携带造）
1、仪器是集电能表校验、电参量测试和检测电网中发生波形畸变、电压波动与闪变和三相不平衡等电能质量问题为一体的高精度测试仪器。
2、不停电、不改变计量回路、不打开计量设备情况下，在线实负荷检测计量设备的综合误差。
3、测量电压，电流，有功功率，无功功率，相角，功率因数，频率等多种电参量，从而计算出测试设备回路的测量误差。
4、可显示被测电压和电流的矢量图，用户可以通过分析矢量图得出计量设备接线的正确与否。同时，在三相三线接线方式时，可自动判断48种接线方式。
5、电流回路可使用钳形互感器进行测量，操作人员无须断开电流回路，就可以方便、安全的进行测量。
6、可校验电压表、电流表、功率表、相位表等指示仪表以及三相三线、三相四线、单相的1A、的各种有功和无功电能表。
7、可采用光电、手动、脉冲等方式进行电能表校验。
8、测量分析公用电网供到用户端的交流电能质量，其测量分析：频率偏差、电压偏差、电压波动、闪变、三相电压允许不平衡度和电网谐波。
9、可显示单相电压、电流波形并可同时显示三相电压、电流波形。
10、负荷波动监视：测量分析各种用电设备在不同运行状态下对公用电网电能质量造成的波动。记录和存储电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、频率、相位等电力参数。
11、电力设备调整及运行过程动态监视，帮助用户解决电力设备调整及投运过程中出现的问题。
12、测试分析电力系统中无功补偿及滤波装置动态参数并对其功能和技术指标作出定量评价
13、具备万年历、时钟功能，实时显示日期及时间。可在现场校验的同时保存测试数据和结果，并通过串口上传至计算机，通过后台管理软件（选配件）实现数据微机化管理。
14、采用大屏幕进口彩色液晶作为显示器，中文操作界面并配有汉字提示信息、多参量显示的液晶显示界面，人机对话界面友好
15、体积小、重量轻，便于携带，既可用于现场测量使用，也可用做实验室的标准计量设备。
二、技术指标（LYDJ-40000.05级三相电能表现场校验仪重量轻方便携带造）
1、输入特性
电压测量范围：0~400V，50V、100V、200V、400V四档自动切换量程。
电流测量范围： 0~，内置互感器分为(CT)档。钳形互感器为（Q）、2（Q）、100A（Q）、500A（Q）四个档位。
相角测量范围：0~359.9°。
频率测量范围：45~55Hz。
2、准确度
计量校验部分：
电压：±0.05%（±0.1%）
电流：±0.05%（±0.1%）（钳形互感器±0.5%）
有功功率：±0.05%（±0.1%）（钳形互感器±0.5%）
无功功率：±0.2%（±0.5%）（钳形互感器±1.0%）
电能：±0.05%（±0.1%）（钳形互感器±0.5%）
频率：±0.05%（±0.1%）
相位：±0.2°
3、电能质量
基波电压和电流幅值：基波电压允许偏差≤0.5％F.S.；基波电流允许偏差≤1％F.S.
基波电压和电流之间相位差的测量偏差：≤0.5°
谐波电压含有率测量偏差：≤0.1％
谐波电流含有率测量偏差：≤0.2％
三相电压不平衡度偏差：≤0.2％
电压偏差偏差：≤0.2％
电压变动偏差：≤0.2％
闪变偏差：≤5％
4、工作温度
工作温度：－10℃~ +40℃
5、绝缘
⑴、电压、电流输入端对机壳的绝缘电阻≥100M?。
⑵、工作电源输入端对外壳之间承受工频1.5KV（有效值），历时1分钟实验。
6、标准电能脉冲常数
标准电能脉冲常数：内置互感器常数（FL）=10000 r/kW·h
钳型互感器常数（FL）：
2 | 100A | 500A | |
10000 r/WK·h | 2000 r/WK·h | 500 r/WK·h | 100 r/WK·h |
7、重量
重量：2Kg
8、体积
体积：25cm×16cm×6cm
我国近年来建设投产的±800千伏特高压常规直流换流站的换流容量最高达8000兆瓦甚至10000兆瓦，±1100千伏换流站可达到12000兆瓦。而目前±800千伏特高压柔直换流站最大容量为5000兆瓦，远小于常规直流工程。特高压柔直换流容量技术上难以做到常规直流的水平，主要受限于当前功率器件通流能力。
在损耗方面，特高压柔性直流工程额定功率运行时，换流阀、换流变损耗率超过1%，而特高压常规直流工程中换流阀、换流变损耗率约为0.75%，两者存在差距，主要体现在换流阀方面。柔性直流换流阀损耗主要包括子模块通态损耗、开通损耗和断态损耗，与器件特性和调制策略紧密相关，未来需加强低损耗器件研发，优化调制策略，合理设计开关频率。
近十年来，随着技术进步，柔直输电工程的成本逐步下降，但整体仍较常规直流工程高出20%以上。我国近年来建设投产的特高压常规直流换流站，其单位造价基本控制在600~800元/千瓦，而特高压柔直换流站单位造价在900~1300元/千瓦。从投资费用构成来看，柔直换流阀等关键设备投资仍是导致柔直输电工程建设费用大幅超过常规直流工程的主要影响因素。其中高压大功率IGBT器件约占柔直换流阀总价的40%，未来随着国产化IGBT器件使用率的进一步提高，柔直输电工程造价将进一步降低。
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