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(guó)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(yáng)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(dòng)性和機(jī)械慣量缺失等特點(diǎn)。此外，高比例電力電子裝備、新一代直流輸電、多能互補(bǔ)的綜合能源、大規(guī)模儲(chǔ)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(dòng)態(tài)特性蘊(yùn)含更多未知，造成系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、裝備制造、系統(tǒng)集成和運(yùn)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(shí)時(shí)仿真平臺(tái)對(duì)新型電力系統(tǒng)的問(wèn)題認(rèn)知、問(wèn)題深化和問(wèn)題解決具有不可替代的作用，自主開(kāi)發(fā)大規(guī)模電磁暫態(tài)仿真平臺(tái)并在實(shí)際場(chǎng)景中開(kāi)展仿真實(shí)踐非常緊迫，需要大力推進(jìn)。

主要特點(diǎn):

高精準(zhǔn)度測(cè)量：該儀器設(shè)計(jì)完全滿足中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之高電壓測(cè)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(cè)量方式，消除引線電阻，實(shí)現(xiàn)了高精度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量。

光線示波功能：儀器分三通道可同時(shí)記錄A、B、C三相，儀器可自動(dòng)捕捉和顯示過(guò)渡過(guò)程中過(guò)渡電阻及時(shí)間跳變的過(guò)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(yuǎn)比光線示波器強(qiáng)。

綜合測(cè)試能力：在一臺(tái)儀器內(nèi)可實(shí)現(xiàn)對(duì)有載分接開(kāi)關(guān)各種參數(shù)的全方位測(cè)量。如開(kāi)關(guān)選擇、切換全過(guò)程中有無(wú)開(kāi)斷點(diǎn)、過(guò)渡波形、過(guò)渡時(shí)間、過(guò)渡電阻、三相同期性等。還可進(jìn)一步詳細(xì)分析波形中的各時(shí)間段的時(shí)間及阻值。

人機(jī)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(dòng)下，實(shí)現(xiàn)了完善的人-機(jī)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(shuō)明書(shū)的條件下實(shí)現(xiàn)操作。

USB貯存管理：儀器內(nèi)部可存儲(chǔ)100條測(cè)試記錄。還可以連接U盤(pán)進(jìn)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(cè)試功能：PC機(jī)可以通過(guò)USB或者RS232與儀器主機(jī)連接，通過(guò)專(zhuān)用的測(cè)試軟件對(duì)儀器進(jìn)行操作，能對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行更詳細(xì)的分析。

一、面板（WBBKC-4000有載開(kāi)關(guān)測(cè)試儀操作更加簡(jiǎn)便）

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

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

3．鍵盤(pán)：

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

按光標(biāo)開(kāi)關(guān)鍵及以上任意鍵可自動(dòng)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(kāi)關(guān)（切換）、↑/放大、↓/縮小、←/左移、→/右移、確認(rèn)、取消、、打印、保存共9個(gè)。開(kāi)機(jī)默認(rèn)狀態(tài)下↑、↓、←、→鍵有效；按光標(biāo)開(kāi)關(guān)鍵可至（或退出）圖形操作狀態(tài)，此時(shí)則放大、縮小鍵有效，此時(shí)可橫向時(shí)間軸放大或縮?。蛔笠?、右移鍵有效，此時(shí)可將屏幕整體左移、右移.

4．動(dòng)作順序：測(cè)量動(dòng)作順序轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)

5．接地：儀器機(jī)殼接地

6．RS232通訊：通訊

7．USB通訊：通訊、U盤(pán)

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(kāi)關(guān)：工作電源開(kāi)啟

二、接線：（WBBKC-4000有載開(kāi)關(guān)測(cè)試儀操作更加簡(jiǎn)便）

有載分接開(kāi)關(guān)測(cè)試儀注意事項(xiàng)：

變壓器電氣獨(dú)立的其他測(cè)繞組必須短接并接地。

對(duì)于有問(wèn)題的波形，比如某處有斷點(diǎn)，可以反向再做一次。如反向測(cè)得的波形與正向測(cè)得的波形對(duì)稱處也有斷點(diǎn)，很可能就是有問(wèn)題；如無(wú)斷點(diǎn)，應(yīng)再做一次正向的，防止誤判。

當(dāng)三相波形較亂時(shí)，可能是其中一項(xiàng)接觸不好，此時(shí)應(yīng)分相測(cè)試。

對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間未動(dòng)的有載開(kāi)關(guān)，測(cè)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(diǎn)測(cè)量：

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

（二）有載調(diào)壓繞組Y型接線無(wú)中性點(diǎn)測(cè)量

每次測(cè)量其中兩相，另一相作為中性點(diǎn)（B或C）。以A、B兩相為例說(shuō)明如下：接線類(lèi)型：“中性點(diǎn)不引出”；電流方式： “（A.B）-> C”。測(cè)量A、B兩相，將黃、綠、紅三個(gè)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(cè)量

每次測(cè)量其中兩相，另一相作為中性點(diǎn)（B或C）。以A、B兩相為例說(shuō)明如下：接線類(lèi)型：“中性點(diǎn)不引出”；電流方式： “（A.B）-> C”。測(cè)量A、B兩相，將黃、綠、紅三個(gè)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(cè)量  

在變壓器大修時(shí)，有載分接開(kāi)關(guān)吊出，沒(méi)有線圈連接，如前圖吊芯接線圖所示，先把每一相中開(kāi)關(guān)連接的觸點(diǎn)短路，連接測(cè)試線即可。

三、菜單操作：（WBBKC-4000有載開(kāi)關(guān)測(cè)試儀操作更加簡(jiǎn)便）

（一）設(shè)置：檢查接線無(wú)誤后，打開(kāi)儀器電源開(kāi)關(guān)。開(kāi)機(jī)畫(huà)面如下圖所示。

1．接線類(lèi)型：分為“中性點(diǎn)引出”和“中性點(diǎn)不引出”

2．電流方式：中性點(diǎn)引出時(shí)為“（A.B.C）-> O”；中性點(diǎn)不引出時(shí)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(cè)試完成后，檔位會(huì)自動(dòng)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(guò)渡電阻值與充電界面電阻值之和，實(shí)際設(shè)置時(shí)需要整定一個(gè)合適的觸發(fā)值。

此時(shí)按“上”鍵或“下”鍵移動(dòng)光標(biāo)，按“確認(rèn)”鍵進(jìn)入測(cè)試菜單進(jìn)行修改設(shè)置和進(jìn)行測(cè)試。

四、測(cè)試記錄波形判讀說(shuō)明：（WBBKC-4000有載開(kāi)關(guān)測(cè)試儀操作更加簡(jiǎn)便）

（一）測(cè)量記錄過(guò)程的理想直流波形及參數(shù)：

1）開(kāi)關(guān)觸頭變換順序，具體須測(cè)量出整個(gè)切換過(guò)程的動(dòng)作時(shí)間t4切換過(guò)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(guò)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(kāi)關(guān)的參考指標(biāo)（廠家不同指標(biāo)有所不同）和測(cè)量參考值。

切換開(kāi)關(guān)觸頭變換順序：(單位:ms)

（二）、直流電流示波圖形的判讀說(shuō)明：

1）吊芯測(cè)量：

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

注意：吊芯后測(cè)量的波形將非常平滑，勿須再作平滑處理。

2）不吊芯測(cè)試：（一般現(xiàn)場(chǎng)均采用這種方式）。           

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

為了便于觀察開(kāi)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(jìn)入設(shè)置“濾波參數(shù)”一欄，加大濾波比例后，再?gòu)?nbsp;“數(shù)據(jù)” 進(jìn)入當(dāng)前屏幕，此時(shí)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(cè)試波形，判斷開(kāi)關(guān)有何故障

1）圖波形無(wú)斷開(kāi)點(diǎn)，過(guò)度總時(shí)間T=46在標(biāo)準(zhǔn)的35～50ms之內(nèi)。開(kāi)關(guān)動(dòng)作前測(cè)試線等引起的電阻01Ω左右，開(kāi)關(guān)動(dòng)作接入的電阻值R1=5Ω，R2= 5Ω左右，且兩個(gè)電阻橋接的過(guò)程很清楚。說(shuō)明開(kāi)關(guān)正常。

2）圖中的波形有明顯斷開(kāi)點(diǎn)，過(guò)度總時(shí)間在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。但開(kāi)關(guān)動(dòng)作接入的電阻值超過(guò)了范圍已經(jīng)斷開(kāi)，而且斷開(kāi)時(shí)間達(dá)20ms，嚴(yán)重超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)中偶而斷開(kāi)時(shí)間2ms以內(nèi)的規(guī)定。開(kāi)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(kāi)點(diǎn)，過(guò)度總時(shí)間在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。開(kāi)關(guān)動(dòng)作接入的電阻值正常，但兩個(gè)電阻橋接的過(guò)程有5ms的斷開(kāi)時(shí)間?？梢钥隙ㄩ_(kāi)關(guān)有開(kāi)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(kāi)點(diǎn)，過(guò)度總時(shí)間T=46在標(biāo)準(zhǔn)的35～50ms之內(nèi)。開(kāi)關(guān)動(dòng)作前后接入的電阻值正常，且兩個(gè)電阻橋接的過(guò)程很清楚。但從R2往線包過(guò)渡橋接時(shí)有斷開(kāi)，看斷開(kāi)點(diǎn)有沒(méi)有超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)中偶爾斷開(kāi)時(shí)間2ms以內(nèi)的規(guī)定。如果沒(méi)有超過(guò)2ms或電阻大值沒(méi)有超過(guò)本儀器測(cè)量有效值范圍。就可以繼續(xù)使用。超過(guò)了就重復(fù)測(cè)試幾次看是不是都超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，如果都超標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)明有問(wèn)題。

（四）不同接線方法的阻值算法：

1．第1種接線方法測(cè)量時(shí)得到的過(guò)渡電阻值為R1=R2=R

2．第2種接線方法測(cè)量時(shí)得到的過(guò)渡電阻值為R1/3≈R2/3≈R

3．第3種接線方法測(cè)量時(shí)得到的過(guò)渡電阻值為R1/2≈R2/2≈R

測(cè)試儀打印的數(shù)據(jù)中T為過(guò)渡時(shí)間,T2為橋接時(shí)間,T0為三相同期性。

五、上位機(jī)數(shù)據(jù)管理軟件（WBBKC-4000有載開(kāi)關(guān)測(cè)試儀操作更加簡(jiǎn)便）

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

（二）測(cè)試參數(shù)設(shè)置：

1．開(kāi)關(guān)類(lèi)型：分為“中性點(diǎn)引出”和“中性點(diǎn)不引出”

2．電流方式：中性點(diǎn)引出時(shí)為“（A.B.C）-> O”；中性點(diǎn)不引出時(shí)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(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)開(kāi)始保存采樣數(shù)據(jù)的觸發(fā)條件。電阻取值為有載開(kāi)關(guān)的標(biāo)稱電阻值。

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

（三）測(cè)試結(jié)果圖形操作說(shuō)明

1．放大：在需要放大的區(qū)域，點(diǎn)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(diǎn)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(guò)渡點(diǎn)設(shè)置：通過(guò)點(diǎn)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(guò)渡點(diǎn)光標(biāo)，在通過(guò)鼠標(biāo)把光標(biāo)移動(dòng)到需要的位置，左鍵單擊確定。

（四）下位機(jī)存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)上傳：點(diǎn)擊“上傳數(shù)據(jù)”，軟件會(huì)顯示出下位機(jī)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(huì)在上位機(jī)顯示。

1）新型電力系統(tǒng)精細(xì)化動(dòng)態(tài)模擬。人們對(duì)新型電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為的認(rèn)識(shí)還不夠深入，無(wú)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(diǎn)碰撞或局部示范試驗(yàn)階段。然而，電力設(shè)施的新技術(shù)路線試錯(cuò)成本極高，不太可能對(duì)所有備選方案和技術(shù)選項(xiàng)都逐一示范。因此，開(kāi)展大量深入的仿真研究是推進(jìn)新型電力系統(tǒng)實(shí)施的必要手段。對(duì)于新型電力系統(tǒng)，需要深入開(kāi)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(hù)與自動(dòng)化技術(shù)；④源網(wǎng)荷儲(chǔ)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(duì)新型電力系統(tǒng)的支撐。

2）新能源基地并網(wǎng)穩(wěn)定性評(píng)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(wèn)題，需要對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行機(jī)理及應(yīng)對(duì)策略分析。所以需要對(duì)包含多類(lèi)型新能源裝備的局部電網(wǎng)做精細(xì)化動(dòng)模仿真測(cè)試。尤其百千臺(tái)級(jí)風(fēng)光機(jī)組電磁暫態(tài)詳細(xì)建模與仿真仍是一個(gè)卡脖子難點(diǎn)。

3）新型電力系統(tǒng)軟、硬件在環(huán)仿真。新能源及儲(chǔ)能電站的電力電子變流器控制及保護(hù)策略是廠家核心機(jī)密，對(duì)外不公開(kāi)。由于控保策略對(duì)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(chǔ)能控制器實(shí)物或黑盒模型接入測(cè)試平臺(tái)開(kāi)展動(dòng)模仿真，以對(duì)其多時(shí)間尺度動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性進(jìn)行精細(xì)化分析。軟、硬件在環(huán)試驗(yàn)對(duì)仿真平臺(tái)提出了更高要求。

4）超大規(guī)模儲(chǔ)能電站的仿真。超大規(guī)模、超大機(jī)組的儲(chǔ)能電站包含較多并聯(lián)儲(chǔ)能單元或者儲(chǔ)能機(jī)組，吉瓦時(shí)級(jí)儲(chǔ)能電站，需上百臺(tái)機(jī)組并聯(lián)。另外，儲(chǔ)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(chǔ)能變流器的控制裝置接入測(cè)試平臺(tái)，才能對(duì)實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能單機(jī)以及多機(jī)之間協(xié)調(diào)控制性能測(cè)試，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)超大規(guī)模、超大機(jī)組的儲(chǔ)能電站的精細(xì)化仿真。

5）現(xiàn)代直流輸電控制與保護(hù)測(cè)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(hù)策略及其硬件在環(huán)試驗(yàn)對(duì)實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)硬件資源要求苛刻，既要對(duì)直流輸電系統(tǒng)建模，又要對(duì)新能源基地建模，應(yīng)用場(chǎng)景的復(fù)雜性對(duì)仿真平臺(tái)要求更高。

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