1. 实验室介绍

智能柔性电力装置与控制实验室在电网柔性结构运行及控制、电力电子柔性设备实验方法以及新型电力装置的研发及测试等方面开展工作。致力于推动智能电网一次柔性设备和新型电力电子装置的发展，提高设备及电网运行的可靠性。实验室建设开放式控制平台，对于电能质量综合治理装置、储能及新能源发电系统以及电网故障保护装置等能实现友好型接入，具备多种通讯传输、数据采集及故障录波等功能。实验室面向电网实际需求积极展开新型电力装置的研发工作，目前已开发了基于虚拟能量法的单相接地故障选线保护装置、单芯电缆屏蔽层电压阻尼泄放及环流监测装置、基于快速开关的无功补偿投切装置等多项智能电力装置。承担国家电网公司总部科技项目、山东钢铁有限公司科技项目以及国网山东省电力公司科技项目若干项。

2. 实验室功能

实验室通过10kV变压器，实现10kV真型配电网的结构性模拟，包含了10kV线路模拟、无功补偿设备、接地变压器、消弧线圈以及控制开关等部分。目前已具备了进行单相接地故障模拟实验、设备过电压实验、无功补偿投切实验、中性点精准补偿实验的能力。

（1）配电网故障模拟及故障保护实验

配电网设备复杂、结构多变且故障频发，在实验室中模拟配电网故障对于开发故障保护装置具有重要意义。实验室具备配电网对地过电压以及单相接地故障模拟实验，10kV线路柜根据配电网线路实际参数搭建π型等效线路，负责控制线路投切、线路不平衡模拟、单相接地故障等。

                                                                                                （a）10kV配电网线路接地故障示意图 (b)10kV线路等效模拟图

（c）基于一二次融合设备的单相接地故障判断

图1 配电网故障模拟及故障保护实验

（2）无功补偿及快速投切实验

无功补偿能够提高电网的功率因数，降低电网损耗，提高供电效率。传统无功补偿设备的投切在配电网中容易引起设备对地过电压，造成设备绝缘击穿、损坏，新型的无功补偿投切装置，利用配电网真空快速开关配合精准投切补偿控制策略，可以抑制投切产生的冲击，实现精准投切补偿，大大提高无功补偿设备的安全性。

图2 无功补偿及快速投切实验

（3）中性点补偿及过电压抑制实验

小电流接地系统的配电网经常由于对地过电压造成设备损坏，通过中性点精准补偿，可以降低设备对地过电压。研究不接地系统及消弧线圈接地系统的三相对地不平衡电压、弧光过电压补偿控制，开发中性点补偿设备，根据不同工况实现多种场景下的转换，对配电网一次设备安全运行具有重要意义。

图3 消弧线圈接地及中性点补偿

3. 实验室主要设备

 图4 实验室平台综合控制器

图5 实验室运行控制柜