深耕交直流混合配電網(wǎng)、電力電子化系統控制保護等專(zhuān)業(yè)，攻克基于交直流混合配用電的可再生能源高效消納的運行、控制難題，推動(dòng)交直流配電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的應用與發(fā)展，為建設清潔低碳、安全高效的現代能源體系作出貢獻。
3月20日，江蘇電力科學(xué)研究院總工程師袁宇波組織交直流組網(wǎng)及運行控制科技攻關(guān)團隊成員，在高壓碳化硅器件研制、應用方面開(kāi)展高性能功率器件驅動(dòng)技術(shù)研究。高壓碳化硅器件是實(shí)現電能的高效交直流變換的核心器件，對降低配電、用電領(lǐng)域的電能損耗具有重要意義。
配用電技術(shù)是袁宇波團隊的主攻領(lǐng)域。工作20年來(lái)，袁宇波潛心鉆研前沿技術(shù)，投身于重大技術(shù)創(chuàng )新和重要課題研究，攻克了多項關(guān)鍵技術(shù)難題，持續推動(dòng)我國新型交直流配用電技術(shù)“走出去"。
2003年博士研究生畢業(yè)后，袁宇波入職江蘇電力科學(xué)研究院。工作的10年前，他主要從事智能變電站的調試、故障分析等技術(shù)工作。在主網(wǎng)領(lǐng)域開(kāi)展科研和生產(chǎn)支撐之余，袁宇波關(guān)注到了配網(wǎng)的重要性。“配電網(wǎng)直接連接電網(wǎng)與客戶(hù)，配用電技術(shù)影響每一個(gè)人。"袁宇波認為，配電網(wǎng)領(lǐng)域的工作大有可為。
第1章 性能特點(diǎn)與技術(shù)參數（SHHZ1006繼電保護測試儀服務(wù)快捷深受廣大客戶(hù)好評）
第1節 性能特點(diǎn)
電壓電流輸出靈活組合 輸出達6相電壓6相電流，可任意組合實(shí)現常規4相電壓3相電流型、6相電壓型、6相電流型，以及12相型輸出模式，既可兼容傳統的各種試驗方式，也可方便地進(jìn)行三相變壓器差動(dòng)試驗和廠(chǎng)用電快切和備自投試驗。
操作方式 裝置直接外接筆記本電腦或臺式機進(jìn)行操作，方便快捷，性能穩定。
新型高保真線(xiàn)性功放 輸出端一直堅持采用高保真、高可靠性模塊式線(xiàn)性功放，而非開(kāi)關(guān)型功放，性能好。不會(huì )對試驗現場(chǎng)產(chǎn)生高、中頻干擾，而且保證了從大電流到微小電流全程都波形平滑精度優(yōu)良。
高性能主機 輸出部分采用DSP控制，運算速度快，實(shí)時(shí)數字信號處理能力強，傳輸頻帶寬，控制高分辨率D/A轉換。輸出波形精度高，失真小線(xiàn)性好。采用了大量*技術(shù)和精密元器件材料，并進(jìn)行了專(zhuān)業(yè)化的結構設計，因而裝置體積小、重量輕、功能全、攜帶方便，開(kāi)機即可工作，流動(dòng)試驗非常方便。
軟件功能強大 可完成各種自動(dòng)化程度高的大型復雜校驗工作，能方便地測試及掃描各種保護定值，進(jìn)行故障回放，實(shí)時(shí)存儲測試數據，顯示矢量圖，聯(lián)機打印報告等。6相電流可方便進(jìn)行三相差動(dòng)保護測試。
具有獨立直流電源輸出 設有一路110V 及 220V可調直流電源輸出。
接口完整 裝置帶有USB通訊口，可與計算機及其它外部設備通信。
完善的自我保護功能 散熱結構設計合理，硬件保護措施可靠完善，具有電源軟啟動(dòng)功能，軟件對故障進(jìn)行自診斷以及輸出閉鎖等功能。
第2節 技術(shù)參數（SHHZ1006繼電保護測試儀服務(wù)快捷深受廣大客戶(hù)好評）
參數
電流通道數 | 標準6相 |
電壓通道數 | 標準6相 |
交流電流輸出范圍 | 30A /相或180A（六并） |
直流電流輸出范圍 | 10ADC /相 |
交流電壓輸出范圍 | 120VAC / 相 |
直流電壓輸出范圍 | 160VDC / 相 |
額定參數
? 交流電流輸出
6相電流輸出時(shí)每相輸出（有效值） 0～30A 輸出精度 0.2級
3相電流輸出時(shí)每相輸出（有效值） 0～60A
6相并聯(lián)電流輸出（有效值） 0～180A
相電流長(cháng)時(shí)間允許工作值（有效值） 10A
相電流*大輸出功率 300VA
6相并聯(lián)電流*大輸出時(shí)*大輸出功率 1000VA
6相并聯(lián)電流*大輸出時(shí)允許工作時(shí)間 10s
頻率范圍（基波） 20～1000Hz
諧波次數 1～20 次
? 直流電流輸出
電流輸出 0～±10A / 每相 輸出精度 0.5級
*大輸出負載電壓 20V
? 交流電壓輸出
相電壓輸出（有效值） 0～120V 輸出精度 0.2級
線(xiàn)電壓輸出（有效值） 0～240V
相電壓 / 線(xiàn)電壓輸出功 80VA / 100VA
頻率范圍（基波） 20～1000Hz
諧波次數 1～20次
? 直流電壓輸出
相電壓輸出幅值 0～±160V 輸出精度 0.5級
線(xiàn)電壓輸出幅值 0～±320V
相電壓/ 線(xiàn)電壓輸出功率 70VA / 140VA
? 開(kāi)關(guān)量
8路開(kāi)關(guān)量輸入
空接點(diǎn) 1～20mA，24V
電位接點(diǎn)接入 “0"：0 ～ +6V； “1"：+11 V ～ +250 V
4對開(kāi)關(guān)量輸出 DC：220 V／0.2 A；AC：220 V／0.5 A
? 時(shí)間測量范圍
0.1ms ～ 9999s ， 測量精度 ＜0.1mS
第2章 裝置硬件結構（SHHZ1006繼電保護測試儀服務(wù)快捷深受廣大客戶(hù)好評）
第1節 裝置硬件組成
數字信號處理器微機
裝置采用高速數字控制處理器作為輸出核心，軟件上應用32位雙精度算法產(chǎn)生各相任意的高精度波形。由于采用一體結構，各部分結合緊密，數據傳輸距離短，結構緊湊?？朔斯P記本電腦直接控制式測控儀中因數據通信線(xiàn)路長(cháng)、頻帶窄導致的輸出波形點(diǎn)數少的問(wèn)題。
D/A轉換和低通濾波
采用高精度D/A轉換器，保證了全范圍內電流、電壓的精度和線(xiàn)性度。
由于擬合點(diǎn)數密度高，波形保真度高，諧波分量小，對低通濾波器的要求很低，從而具有很好的暫態(tài)特性、相頻特性、幅頻特性，易于實(shí)現準確移相、諧波疊加，高頻率時(shí)亦可保證很高精度。
電壓、電流放大器
相電流、電壓一直堅持采用高性能線(xiàn)性放大器輸出方式，使電流、電壓源可直接輸出從直流到含各種頻率成份的波形，如方波、各次諧波疊加的組合波形，故障暫態(tài)波形等，并且輸出波形干凈平滑，對鄰近設備無(wú)高頻輻射干擾，可以較好地模擬各種短路故障時(shí)的電流、電壓特征。
功放電路采用進(jìn)口大功率高保真模塊式功率器件作功率輸出級，結合精心、合理設計的散熱結構，具有足夠大的功率冗余和熱容量。功放電路具有完備的過(guò)熱、過(guò)流、過(guò)壓及短路保護。當電流回路出現過(guò)流，電壓回路出現過(guò)載或短路時(shí)，自動(dòng)限制輸出功率，關(guān)斷整個(gè)功放電路，并給出告警信號顯示。為防止大電流下長(cháng)期工作引起功放電路過(guò)熱，裝置設置了大電流下軟件*。10A及以下輸出時(shí)裝置可長(cháng)期工作，當電流超過(guò)10A時(shí)，軟件*啟動(dòng)，*時(shí)間到，軟件自動(dòng)關(guān)閉功率輸出并給出告警指示。輸出電流越大，*越短。
開(kāi)入、開(kāi)出量
裝置有8路開(kāi)入和4路開(kāi)出。
開(kāi)關(guān)量輸入電路可兼容空接點(diǎn)和0～250V電位接點(diǎn)。電位方式時(shí)，0～6V為合，11～250V為分。開(kāi)關(guān)量可以方便地對各相開(kāi)關(guān)觸頭的動(dòng)作時(shí)間和動(dòng)作時(shí)間差進(jìn)行測量。
開(kāi)入部分與主機工作電源、功放電源等均隔離。開(kāi)入地為懸浮地，所以，開(kāi)入部分公共端與電流、電壓部分公共端UN、IN等均不相通。
開(kāi)關(guān)量電位輸入有方向性，應將公共端接電位正端，開(kāi)入端接電位負端，保證公共端子電位高于開(kāi)入端子?，F場(chǎng)接線(xiàn)時(shí)，應將開(kāi)入公共端接＋KM，接點(diǎn)負端接開(kāi)入端子。如果接反，則將無(wú)法正確檢測。
開(kāi)出部分為繼電器空接點(diǎn)輸出。輸出容量為DC：220V／0.2A，AC：220V／0.5A。開(kāi)關(guān)量輸出與電壓、電流、開(kāi)入等各部分均*隔離。各個(gè)開(kāi)出量的動(dòng)作過(guò)程在各個(gè)測試模塊中各有不同，詳細請參看各模塊軟件操作說(shuō)明。
以下是兩種常見(jiàn)的開(kāi)出量接線(xiàn)示意圖：
直流電源輸出
裝置在機箱底板上裝設有一路可調直流電源輸出，分 110V 及 220V 兩檔，可作為現場(chǎng)試驗輔助電源。為該電源還設置了一個(gè)電位器，可在 80％－110％ 范圍內調節。該電源額定工作電流1.5A，可作為保護裝置的直流工作電源，也可作為跳合閘回路電源。該電源如過(guò)載或短路，將燒壞相應保險（2A／250V），此時(shí)更換此保險管即可。
第1章 特點(diǎn)與技術(shù)參數
一節 主要特點(diǎn)
電壓電流輸出靈活組合 輸出達4相電壓3相電流，可任意組合實(shí)現常規4相電壓3相電流型輸出模式，既可兼容傳統的各種試驗方式，也可方便地進(jìn)行三相變壓器差動(dòng)試驗和廠(chǎng)用電快切和備自投試驗。
操作方式 裝置直接外接筆記本電腦或臺式機進(jìn)行操作，方便快捷，性能穩定。
新型高保真線(xiàn)性功放 輸出端一直堅持采用高保真、高可靠性模塊式線(xiàn)性功放，而非開(kāi)關(guān)型功放，性能。不會(huì )對試驗現場(chǎng)產(chǎn)生高、中頻干擾，而且保證了從大電流到微小電流全程都波形平滑精度優(yōu)良。
高性能主機 輸出部分采用DSP控制，運算速度快，實(shí)時(shí)數字信號處理能力強，傳輸頻帶寬，控制高分辨率D/A轉換。輸出波形精度高，失真小線(xiàn)性好。采用了大量*技術(shù)和精密元器件材料，并進(jìn)行了專(zhuān)業(yè)化的結構設計，因而裝置體積小、重量輕、功能全、攜帶方便，開(kāi)機即可工作，流動(dòng)試驗非常方便。
軟件功能強大 可完成各種自動(dòng)化程度高的大型復雜校驗工作，能方便地測試及掃描各種保護定值，進(jìn)行故障回放，實(shí)時(shí)存儲測試數據，顯示矢量圖，聯(lián)機打印報告等?？煞奖氵M(jìn)行三相差動(dòng)保護測試。
具有獨立直流電源輸出 設有一路110V 及 220V直流電源輸出。
接口完整 裝置帶有USB通訊口，可與計算機及其它外部設備通信。
完善的自我保護功能 散熱結構設計合理，硬件保護措施可靠完善，具有電源軟啟動(dòng)功能，軟件對故障進(jìn)行自診斷以及輸出閉鎖等功能。
第2節 額定參數
? 交流電流輸出
輸出精度 0.2級
相電流輸出（有效值） 0～40A
三并電流輸出（有效值） 0～120A
相電流長(cháng)時(shí)間允許工作值（有效值） 10A
相電流*大輸出功率 420VA
三并電流*大輸出時(shí)*大輸出功率 900VA
三并電流*大輸出時(shí)允許工作時(shí)間 10s
頻率范圍（基波） 20～1000Hz
諧波次數 1～20 次
? 直流電流輸出
輸出精度 0.2級
電流輸出 0～±10A / 每相，0～±30A / 三并
*大輸出負載電壓 20V
? 交流電壓輸出
輸出精度 0.2級
相電壓輸出（有效值） 0～120V
線(xiàn)電壓輸出（有效值） 0～240V
相電壓/線(xiàn)電壓輸出功率 80VA / 100VA
頻率范圍（基波） 20～1000Hz
諧波次數 1～20次
? 直流電壓輸出
輸出精度 0.2級
相電壓輸出幅值 0～±160V
線(xiàn)電壓輸出幅值 0～±320V
相電壓/線(xiàn)電壓輸出功率 70VA / 140VA
? 開(kāi)關(guān)量及時(shí)間測量
工控型 | 備注 | |
開(kāi)關(guān)量輸入 | 8路 | 空接點(diǎn)： 1～20mA，24V 電位接點(diǎn)接入：“0"：0～ +6V； “1"：+11 V～ +250V |
開(kāi)關(guān)量輸出 | 4對 | DC：220V／0.2A；AC：220V／0.5A |
時(shí)間測量 | 測量范圍0.1ms ～ 9999s 測量精度0.1mS | |
? 體積重量
工控型 | |
外形尺寸 | 410×360×200mm3 |
單機重量 | 20kg |
供電電源 | AC 220V±10%，50／60Hz |
環(huán)境溫度 | -10℃ ～ +50℃ |
第2章 裝置硬件結構
第1節 裝置硬件組成
? 控制數字信號處理器微機
本裝置采用高速、高性能數字控制處理器作為控制微機，軟件上應用雙精度算法產(chǎn)生各相任意的高精度波形。由于采用一體結構，各部分結合緊密，數據傳輸距離短，結構緊湊?？朔斯P記本電腦直接控制式測控儀中因數據通信線(xiàn)路長(cháng)、頻帶窄導致的輸出波形點(diǎn)數少的問(wèn)題。
?..D/A轉換和低通濾波
采用高速高位D/A轉換器，保證了全范圍內電流、電壓的精度和線(xiàn)性。
由于D/A分辨率高和擬合密度高，波形失真小，諧波分量小，對低通濾波器的要求很低，從而具有很好的暫態(tài)特性、相頻特性、幅頻特性，易于實(shí)現準確移相、諧波疊加，高頻率時(shí)亦可保證高的精度。
? 電壓、電流放大器
各相電流、電壓不采用升流、升壓器，而采用直接輸出方式，使電流、電壓源可直接輸出從直流到含各種頻率成份的波形，如方波、各次諧波疊加的組合波形，故障暫態(tài)波形等，可以較好地模擬各種短路故障時(shí)的電流、電壓特征。
功放電路采用進(jìn)口大功率高保真模塊式功率器件作功率輸出級，結合精心、合理設計的散熱結構，具有足夠大的功率冗余和熱容量。功放電路具有完備的過(guò)熱、過(guò)流、過(guò)壓及短路保護。當電流回路出現過(guò)流，電壓回路出現過(guò)載或短路時(shí)，自動(dòng)限制輸出功率，關(guān)斷整個(gè)功放電路，并給出告警信號顯示。為防止大電流下長(cháng)期工作引起功放電路過(guò)熱，裝置設置了大電流下軟件*。10A及以下輸出時(shí)裝置可長(cháng)期工作，當電流超過(guò)10A時(shí)，軟件*啟動(dòng)，*時(shí)間到，軟件自動(dòng)關(guān)閉功率輸出并給出告警指示。輸出電流越大，*越短。
? 開(kāi)入、開(kāi)出量
開(kāi)關(guān)量輸入電路可兼容空接點(diǎn)和0～250V電位接點(diǎn)。電位方式時(shí)，0～6V為合，11～250V為分。開(kāi)關(guān)量可以方便地對各相開(kāi)關(guān)觸頭的動(dòng)作時(shí)間和動(dòng)作時(shí)間差進(jìn)行測量。
開(kāi)入部分與主機工作電源、功放電源等均隔離。開(kāi)入地為懸浮地，所以，開(kāi)入部分公共端與電流、電壓部分公共端UN、IN等均不相通。
開(kāi)關(guān)量電位輸入有方向性，應將公共端接電位正端，開(kāi)入端接電位負端，保證公共端子電位高于開(kāi)入端子?，F場(chǎng)接線(xiàn)時(shí)，應將開(kāi)入公共端接＋KM，接點(diǎn)負端接開(kāi)入端子。如果接反，則將無(wú)法正確檢測。
開(kāi)出部分為繼電器空接點(diǎn)輸出。輸出容量為DC：220V／0.2A，AC：220V／0.5A。開(kāi)關(guān)量輸出與電壓、電流、開(kāi)入等各部分均*隔離。各個(gè)開(kāi)出量的動(dòng)作過(guò)程在各個(gè)測試模塊中各有不同，詳細請參看各模塊軟件操作說(shuō)明。
以下是兩種常見(jiàn)的開(kāi)出量接線(xiàn)示意圖：
? 直流電源輸出
裝置在機箱底板上裝設有一路可切換直流電源輸出，分 110V 及 220V 兩檔，可作為現場(chǎng)試驗輔助電源。該電源額定工作電流1.5A，可作為保護裝置的直流工作電源，也可作為跳合閘回路電源。該電源如過(guò)載或短路，將燒壞相應保險（2A／250V），此時(shí)更換此保險管即可。
為了進(jìn)一步提高配電網(wǎng)的可靠性，電網(wǎng)企業(yè)需要準確排查配電網(wǎng)的薄弱環(huán)節，并開(kāi)展運維提升。2013年起，袁宇波和團隊成員研發(fā)了配網(wǎng)故障統計分析、可靠性計算等一系列診斷分析工具。這些工具可通過(guò)分析每日數據自動(dòng)研判全省配電網(wǎng)可靠性，并針對薄弱線(xiàn)路給出運維建議，助力提升江蘇配電網(wǎng)管理水平。
直流用電技術(shù)能夠有效降低交直流變換環(huán)節中的電能損耗。為了構建完善的交直流用電生態(tài)，2017年以來(lái)，袁宇波先后主導了交直流配用電領(lǐng)域的兩項國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項目，牽頭研發(fā)了當時(shí)全球效率很高的電力電子變壓器、直流變壓器及15種高效率直流家電，并第1次將交直流電網(wǎng)的互聯(lián)控制技術(shù)應用于蘇州同里綜合能源服務(wù)中心等工程。
2018年，袁宇波與團隊成員在蘇州同里綜合能源服務(wù)中心，經(jīng)過(guò)100多次參數調優(yōu)和組合測試，攻克了交直流高效轉化、功率子模塊研制、控制保護系統調試等難題，研發(fā)出了電力電子變壓器。這種電力電子變壓器效率達97%以上，與傳統變壓器相比，僅一臺全年即可節約50多萬(wàn)千瓦時(shí)電量。該研究成果在2018年國際能源變革論壇亮相，成為各國專(zhuān)家關(guān)注的焦點(diǎn)，并獲得了中國電力科學(xué)技術(shù)獎、國家電網(wǎng)有限公司科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎等獎項。
“新型配用電技術(shù)是一個(gè)嶄新的領(lǐng)域。直流配電、高效電能變換等技術(shù)沒(méi)有現成的標準。我們必須盡快在國際上形成話(huà)語(yǔ)權。"袁宇波說(shuō)。
2019年起，袁宇波在中低壓直流配用電技術(shù)領(lǐng)域的突破引起了法國電力集團的關(guān)注。該公司中國區代表多次赴江蘇調研，與袁宇波團隊交流。雙方在直流配網(wǎng)的電能質(zhì)量、能效分析等方面加強合作，共同申報了電氣與電子工程師協(xié)會(huì )（IEEE）國際標準等，推動(dòng)直流配電網(wǎng)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展。2019年至2020年，由袁宇波主導、多國專(zhuān)家參與的2項交直流配用電領(lǐng)域的IEEE國際標準發(fā)布，他本人也獲得了IEEE標準協(xié)會(huì )標準貢獻獎。2021年，他再次獲得IEEE PES個(gè)人突出貢獻獎。
在配用電領(lǐng)域取得一系列成果的同時(shí)，袁宇波并未放慢自己在大電網(wǎng)領(lǐng)域研究的腳步。江蘇電網(wǎng)區外來(lái)電多、網(wǎng)架結構復雜。袁宇波研究電網(wǎng)與負荷友好互動(dòng)技術(shù)，2016至2018年間先后參與研發(fā)了三期江蘇電網(wǎng)源網(wǎng)荷友好互動(dòng)系統。目前，該系統精準切負荷的控制容量達260萬(wàn)千瓦，響應速度從最開(kāi)始的分鐘級提升至毫秒級。
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