新型电力系统下开关设备的转型和发展（四）

1. 摘要：新型电力系统是新型能源体系的重要组成和实现“双碳”目标的关键载体，构建新型电力系统，要求电网从传统单向输电模式转变为双向互动模式，在实现高度智能化的同时，加强与其它能源系统的互联互通。电源侧进行有效“统筹协同”，消费侧推进“综合能源管理”，开关设备是新型电力系统中能量变换、电力传输和运行控制的直接载体。      

2. 
   

3. 3.      灵活高效、智能友好、开放互动开关设备的需求与响应      

4. 3.1   灵活高效 - 直流柔性配电      

中压直流方案，可有效支撑新能源的规模化开发，降损、增加供电能力、提高灵活性；

光伏、储能、通信基站等，以直流形式的综合能源和负荷接入的场景，采用交流形式组网，中间产生多级能量形式变换环节。同时，分布式能源和负荷的波动性很大，交流系统无法快速应对。

 

相对于传统的交流配电网，直流配网可以减少源、储、荷等入网和供电的电力变换环节，降低接入系统的复杂度和成本，提高电能转换效率和电能质量，符合电力发展方向。随着新型电力系统构建，电网形态将由单向逐级输配电为主的传统电网向包括交直流混联大电网、直流电网、微电网和可调节负荷的能源互联网转变

中压直流断路器实现故障选择性隔离、电能灵活调度、故障后连续供电，是直流配电网供电可靠性、灵活性和安全性的重要保障。

1. 3.2   灵活高效 - 一体化边界设备      

新型电力系统配电网将由单一的电能配送网络演化为多能互补配置平台，网络结构、运行工况、运营环境复杂，分界装置作为各个网络单元节点集成远程操控、故障隔离、配电自动化、计量等功能，一体化户外开关设备安装于单元节点边界，与主网故障隔离，单相接地等全范围保护，模块预制化、快速部署，低碳、环保，无线通信、负荷控制，符合商业计费要求、双向关口计量，体积小、重量轻、环境适应性强。

 

1. 3.3   灵活高效 - 固态开关      

中固态软启动器用于中压电动机控制，主回路的开关元件为高压大功率晶闸管，通过改变晶闸管的导通角来控制电动机起动电压平稳上升和无触点通断，实现电动机的平稳起动。固态开关软启动器由 CPU 控制，使用基于微处理器的电机和启动器组件保护和控制系统。 CPU 使用 SCR 的相位角点火控制向电机施加降低的电压，然后使用电压和电流控制缓慢而温和地增加扭矩，直到电机加速到全速。

相比较传统的接触器 熔断器组合控制柜，固态软启动降低了电机的启动电流，从而降低了电力系统和电机上的电应力，还降低了电机和机械负载上的峰值起动转矩应力，延长了使用寿命，减少了停机时间。数字化控制。

1. 3.4 智能友好 - 数智化开关设备      

1 ）利用智能传感、物联网、云计算、大数据、人工智能等先进的数字化和智能化技术实现电力设备运行情况、健康状态数据的采集、传输、处理、分析及应用，为设备研发设计和智能运维提供全面支撑。

2 ）将设计制造、测试试验、状态监测、运行维护等电力设备全生命周期管理各环节数据深度融合，通过云平台、区块链等技术实现全生命周期数据的安全共享和互通。

3 ）通过数字化建模、多物理场仿真等手段构建高度保真的电力设备数字孪生体，在设备数字孪生体上全面、动态反映物理设备状态变化，实现设备状态精准感知、推演预测和模拟操作，并可作用于物理实体进行信息交互和优化控制。

 

环保气体绝缘环网柜，一次部分采用等大气压密封干燥空气替代 SF6 气体绝缘，匹配真空灭弧、电子式电流电压传感器、气体压力传感器、温湿度传感器及除湿器、接头温度传感器、动作特性传感器，通过与二次 DTU 功能融合，实现一次部分安全可靠、智能感知、健康诊断。

一二次深度融合柱上开关，一次部分采用一体化固封极柱技术，集成电子式电流电压传感器、高压电容取电模块，通过与低功耗 FTU 功能融合，实现 “ 集成化、小型化、轻量化、数字化、智能化 ” 提升。