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项目名称 技术分类 单位信息 第一发明人 专利情况 项目简介 发明创新点 产业化及市场应用

项目名称:网-荷协同的电压暂降综合防治关键技术

  • 四川大学
  • 四川省成都市一环路南一段24号
  • 610065
  • 汪颖
  • 13402805679

第一发明人

姓名 汪 颖 电话 电子邮件 769429505@qq.com
区号 邮编 通信地址 四川省成都市一环路南一段24号电气工程学院

其他发明人

肖先勇 王 杨 胡文曦 陈韵竹 郑子萱 张文海 李长松 张 姝 马晓阳

专利情况

专利类型 专利状态
申请号 授权日期 授权专利号
CN202210201077.X 2022-09-13 ZL202210201077.X
CN202110923790.0 2022-05-27 ZL202110923790.0
CN202110703524.7 2022-03-04 ZL202110703524.7
CN202110903780.0 2022-02-08 ZL202110903780.0
CN202010147584.0 2021-03-23 ZL202010147584.0
CN202010689821.6 2021-07-17 ZL202010689821.6
CN201911388674.2 2021-04-13 ZL201911388674.2
CN201310347795.9 2016-02-02 ZL201310347795.9
CN201811347467.8 2019-11-29 ZL201811347467.8
CN201711086244.6 2020-04-07 ZL201711086244.6
参展目的

项目简介

电压暂降威胁电网安全和用户正常生产。近年来,电压暂降导致工业生产线停运、产品报废、环境污染等事件频发,造成我国经济损失超1000亿元/年,严重影响社会经济高质量发展。仅通过用户侧安装补偿装置的“分散治理”,无法从根源上解决电压暂降问题。电网-负荷协同的综合防治是高效解决该问题的技术途径,但面临电压暂降“动态捕获,主动防御,协同治理”三大难题。在国家自然科学基金等支持下,项目面向四川经济发展,聚焦电压暂降综合防治关键技术创新,完成了电压暂降“捕获-防御-治理”系统性研究,实现了高效防治核心技术突破和产业发展。主要研究成果如下: 1、发明电压暂降“感知-溯源-评估”系列技术,解决了“动态捕获”难题。发明三相瞬时电压空间向量突变智能触发的电压暂降检测技术,研制μs级监测装置,捕获时间从IEC方法的≤10ms降低到≤1ms;揭示波形特征、持续时间与暂降源的内在关系,提出电压暂降同源检测与溯源定位技术,溯源准确率≥98%;构建数据-物理驱动的电压暂降多特征联合概率动态评估技术,评估准确率>95%,实现了动态捕获电压暂降。 2、提出设备耐受能力“评估-测试-提升”技术,解决了电压暂降“主动防御”难题。提出敏感设备电压耐受能力识别与评估技术,评估耐受电压误差≤13%,耐受时间误差≤14ms;创新自动搜索测试点的设备耐受能力测试技术,测试准确率从IEC方法的50%-80%提升到95%;提出电磁/电力电子式敏感设备自适应控制技术,实现了主动防御电压暂降。 3、创新网-荷协同综合防治技术,自主研制系列治理装置。以电网侧和负荷侧整体技术经济性最优为目标,创新网-荷协同多场景综合防治策略,开发综合防治决策支持系统;创新直流回路与负荷压差自感应控制技术,研制380V直流型暂降治理成套装置,响应时间≤1ms,实现了协同治理电压暂降。 项目牵头制定IEC标准1项、国家标准5项、行业标准1项,参与制定国家标准5项、行业标准6项;授权发明专利25项、软件著作权3项;发表论文126篇,其中SCI、EI论文各49、64篇;出版著作4部。成果已在成都供电公司、广州供电局等54家单位全面应用,支撑了成都高新西区、广州白云机场等国家重大工程,电压暂降损失减少约85%;研制的监测装置国内市场占有率超过50%。产品出口亚欧美澳非五大洲18个国家和地区,近三年创造经济效益38.13亿元,其中新增销售额15.04亿元。 中国工程院罗安院士、雷清泉院士、郭剑波院士领衔的成果评价委员会,一致认为“项目技术达到国际领先水平”。

发明创新点

电压暂降问题是供用电不兼容问题。仅通过用户侧安装UPS、DVR等380V补偿装置的“分散治理”,无法从根源上解决电压暂降问题。电网-负荷协同的综合防治是高效解决该问题的技术途径,但面临电压暂降“动态捕获,主动防御,协同治理”三大难题,为解决上述问题,项目通过以下几点创新对技术难题进行攻关: 创新点1:通过捕获电压空间向量及其轨迹突变特征,提出三相瞬时电压空间向量突变智能触发的电压暂降检测技术,实现了电压暂降快速精准检测;揭示电压波形特征、持续时间与电压暂降源的内在关系,提出同源检测与溯源定位技术,解决了密集频发电压暂降时标识别和准确溯源问题,提出基于广度优先-条件搜索的监测装置优化配置技术,发明电压暂降状态估计与水平评估模式匹配技术,开发基于实测数据与运行方式在线识别的电压暂降溯源定位系统;提出电网运行、故障、气象等内外部影响因子灵敏度分析方法,搭建灵敏影响因子非参数估计滚动校验模型,提出数据-物理驱动的电压暂降多维特征联合概率动态评估技术,实现时空关联电压暂降动态评估,解决了电网运行、故障、保护、气象等不确定因素定量刻画难题,开发了电压暂降动态感知-诊断系统。 创新点2:基于工艺参数和电气状态,揭示敏感设备电压暂降响应机理,建立电磁/电力电子式敏感设备“电-磁-力”、输入电压-输出功率响应模型,构建标准模型和参数库,提出一种仅需铭牌参数的设备耐受能力评估技术,实现了设备耐受能力低成本快速评估;揭示设备工艺参数与供电电压的映射机理,提出自动搜索测试点的敏感设备耐受能力测试技术,解决了耐受能力测试耗时长、效率低问题。构建数据-物理驱动的设备运行参数估计模型,发明了交流接触器自适应控制技术和变频器模糊-弱磁矢量控制技术,实现了设备本体耐受能力提升。 创新点3:以整体技术经济性最优为目标,构建考虑公用电网规划、园区电网运行、风险域故障、设备选型、耐受能力提升、治理方案优化的综合防治决策模型,创新网-荷协同、防-治协同的综合防治策略,开发决策支持系统;自主研制380V/2MW直流型电压暂降治理成套装置。创新直流母线电压维持模式切换策略,提出直流回路与负荷间压差自感应控制技术,实现供电回路快速无扰动切换。

产业化及市场应用效益情况

项目面向高质量发展国家战略和四川经济发展,以保障先进制造业等安全稳定生产为目标,围绕电压暂降动态捕获、主动防御、协同治理关键技术及应用展开研究,取得了系列具有自主知识产权的创新性成果,并得到了广泛推广应用。 产业单位方面,项目核心技术和相关软件、设备、系统等产品在深圳中电、南京国臣等国内相关产业单位,实现成果转化和批量生产,经济及社会效益显著,产品远销亚、欧、美、澳、非五大洲18个国家和地区。敏感用户方面,网-荷协同的电压暂降综合防治技术在成都京东方等精密制造行业落地应用;研制的电压暂降治理装置在武汉中原电子、广州白云机场、广州粤芯半导体等企业得到应用。电网公司方面,项目成果在四川、江苏、河南、上海、福建等多个电力公司推广应用,指导敏感用户并网选点,从规划、运行、协同防治等多方面综合治理电压暂降,提高用户满意度和电力营商环境。 项目成果在成都供电公司、成都京东方等54家单位的应用,产生了显著的经济效益。从2019至2021年度,创造经济效益共计38.13亿元,其中新增销售额15.04亿元(新增利润3.66亿元、新增税收1.20亿元)、节支总额23.09亿元。 (1)产业单位的经济效益:项目提出的电压暂降检测技术、电压暂降动态评估技术、设备耐受能力主动防御技术、电压暂降综合治理技术等应用于深圳市中电电力技术股份有限公司、南京国臣信息自动化技术有限公司等相关产业单位,研发了系列电压暂降监测装置、治理装置。三年来,相关产品新增销售额13.08亿元,新增利润3.17亿元,新增税收1.20亿元。 (2)敏感用户的经济效益:项目提出的网-荷协同的电压暂降综合防治策略以及研制的380V系列新型治理装置,应用于雅达电子(罗定)有限公司、深圳市卓瑞源科技有限公司、成都京东方、武汉中原电子等敏感用户,保障了其生产线的安全可靠运行,经济效益显著。近三年,共计为敏感用户新增销售额0.67亿元,新增利润0.13亿元,增收节支总额共2.00亿元。 (3)电网公司的经济效益:项目提出的电压暂降耐受能力测试技术、电压暂降动态感知-诊断系统、网-荷协同的电压暂降综合防治策略等关键技术,提升了电网公司专业技术水平和服务能力,取得了良好的经济效益。近三年,应用项目研究成果,电网公司新增销售额1.29亿元,新增利润0.36亿元,增收节支总额高达21.09亿元。

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