日前，安裝在廣州抽水蓄能電站7號機組的我國首套300兆瓦抽蓄機組“芯片級"自主可控勵磁系統(tǒng)和調(diào)速器系統(tǒng)已安全穩(wěn)定運行30天。這標(biāo)志著南方電網(wǎng)在抽水蓄能成套控制系統(tǒng)設(shè)備國產(chǎn)化的關(guān)鍵技術(shù)研究應(yīng)用上取得了重大突破，成功推進抽水蓄能行業(yè)“全國產(chǎn)化"由主機設(shè)備向控制系統(tǒng)延伸，有力增強我國抽水蓄能產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈的競爭力和安全性。

抽水蓄能電站是目前技術(shù)很成熟、經(jīng)濟性很好、很具大規(guī)模開發(fā)條件的電力系統(tǒng)綠色低碳清潔靈活調(diào)節(jié)電源。勵磁系統(tǒng)和調(diào)速器系統(tǒng)均屬抽水蓄能機組的核心控制設(shè)備，分別承擔(dān)著電壓和無功功率、轉(zhuǎn)速和有功功率的調(diào)節(jié)任務(wù)，直接影響機組發(fā)電的可靠性和電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。

控制系統(tǒng)的國產(chǎn)化水平大致可分為“設(shè)備級"“部件級"“芯片級"，其中“芯片級"的自主可控程度最高，要求整套設(shè)備中的關(guān)鍵元器件及控制芯片均實現(xiàn)國產(chǎn)自主可控。而在此前，我國抽水蓄能電廠在運的勵磁系統(tǒng)、調(diào)速器系統(tǒng)主要元器件均為進口設(shè)備，特別是控制系統(tǒng)芯片，均為國外生產(chǎn)，備品備件更新艱難，控制程序均為“黑匣子"，核心功能優(yōu)化存在“盲區(qū)"，關(guān)鍵技術(shù)面臨“卡脖子"的不利局面。

一、功能特點（LYXW9000多功能鉗形相位伏安表十余年研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗）

三路電壓、三路電流矢量同屏顯示，對于復(fù)雜差動保護裝置可采用雙鉗法進行多次測量*終繪制出完整的六角圖。

采用鉗形電流互感器接線，不用斷開電流回路，安全方便。

可進行復(fù)雜保護裝置的矢量分析，判斷接線是否正確，并給出正確的接線圖以供對比。

可進行常規(guī)電參量測試，同時顯示三相電壓、三相電流、三相有功功率、三相視在功率、三相相位角；并可直讀折算到互感器一次側(cè)的電壓幅值、電流的幅值、功率的數(shù)值。

可進行三相三線高壓計量裝置錯誤接線檢查，能對三相三線48種接線進行分析判斷，直接給出分析結(jié)果；查處惡意改變計量接線的竊電手段，有效避免電費流失。

可進行現(xiàn)場被測信號的諧波分析，能分析出2－50次諧波的各次含量，自動計算出總諧波失真度。

大屏幕、高亮度的彩色液晶顯示，全漢字圖形化菜單及操作提示實現(xiàn)友好的人機對話，硅膠觸摸按鍵使操作更舒適、手感更佳，液晶寬溫、帶亮度調(diào)節(jié)，適應(yīng)冬夏各季環(huán)境應(yīng)用。

大容量鋰電池供電，連續(xù)工作長達8小時。

用戶可隨時將測試的數(shù)據(jù)以記錄的形式保存下來，以供集中統(tǒng)一管理、備案、查閱，可存儲2000組以上的數(shù)據(jù)。

可將保存的記錄上傳到后臺管理計算機，進行綜合分析，評審。

具備萬年歷、時鐘功能，實時顯示測試工作進行的日期及時間。

體積小、重量輕，便于現(xiàn)場使用。

預(yù)留USB接口，可用儀器來替代優(yōu)盤等移動存儲設(shè)備。

二、技術(shù)指標(biāo)（LYXW9000多功能鉗形相位伏安表十余年研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗）

輸入特性

電壓通道數(shù)量：3通道

電壓測量范圍：0~450V

電壓顯示位數(shù)：6位

電流通道數(shù)量：3通道

電流測量范圍：0~10A

電流顯示位數(shù)：6位

相位測量范圍：－180°～＋180°

諧波分析次數(shù)：2～50次

準(zhǔn)確度

電壓：±0.2%

電流、功率：±0.5%

相角：±2°

諧波電壓含有率測量偏差：≤0.3％

諧波電流含有率測量偏差：≤0.5％

工作溫度：－15℃~ ＋40℃

充電電源：交流160V~260V

絕緣：⑴、電壓、電流輸入端對機殼的絕緣電阻≥100M?。

⑵、工作電源輸入端對外殼之間承受工頻2KV（有效值），歷時1分鐘實驗。

體積：250mm×160mm×60mm

重量：1.8Kg

三、結(jié)構(gòu)外觀（LYXW9000多功能鉗形相位伏安表十余年研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗）

（一）、外型尺寸及面板布置

儀器外形正視如圖一：

儀器正面上方是液晶顯示屏，下方是按鍵區(qū)，頂端為接線部分，包括：四個電壓輸入端子UA、UB、UC、UN；三個電流輸入接口（A相電流鉗接口Ia、B相電流鉗接口Ib、C相電流鉗接口Ic）。

儀器的外接接口在右側(cè)，（見圖二）。在后支架打開時，可露出接口部分，包括以下三部分：

232串行口（用于上傳保存的數(shù)據(jù)至計算機）；同時還可用來更新程序；注意：本接口與電腦的連接必須用隨機配備的通訊電纜，普通串口線不適合本接口的使用。

充電器接口，用于連接充電器，當(dāng)儀器電量不足時將充電器接到此接口給儀器進行充電。

USB接口，通過數(shù)據(jù)線可連接電腦，將儀器內(nèi)存儲卡做為大容量存儲器使用。側(cè)面圖見右側(cè)圖二。

儀器的外包裝箱外型尺寸，如圖三所示：

（二）、鍵盤操作

鍵盤共有30個鍵，分別為：開關(guān)、存儲、查詢、設(shè)置、切換、↑、↓、←、→、?、退出、自檢、幫助、數(shù)字1、數(shù)字2（ABC）、數(shù)字3（DEF）、數(shù)字4（GHI）、數(shù)字5（JKL）、數(shù)字6（MNO）、數(shù)字7（PQRS）、數(shù)字8（TUV）、數(shù)字9（WXYZ）、數(shù)字0、小數(shù)點、＃、輔助功能建F1、F2、F3、F4、F5。

各鍵功能如下：

開關(guān)鍵：用來控制儀器工作電源的開啟和關(guān)閉；使用方法是：按住此鍵２秒鐘以上，然后松開。

↑、↓、←、→鍵：光標(biāo)移動鍵；在主菜單中用來移動光標(biāo)，使其指向某個功能菜單，按確認(rèn)鍵即可進入相應(yīng)的功能；在參數(shù)設(shè)置功能屏狀態(tài)下，上下鍵用來切換當(dāng)前選項，左、右鍵改變數(shù)值。另外，↓還可以用于顯示子目錄菜單。

?鍵：確認(rèn)鍵；在主菜單下，按此鍵顯示菜單子目錄，在子目錄下，按下此鍵即進入被選中的功能，另外，在輸入某些參數(shù)時，此鍵確定開始輸入和結(jié)束輸入。

退出鍵：返回鍵，按下此鍵均直接返回到主菜單。

存儲鍵：在差動分析功能界面下應(yīng)用，用來存儲測試結(jié)果為記錄的形式。

查詢鍵：用來瀏覽已存儲的記錄內(nèi)容。

設(shè)置鍵：保留功能，暫不用。

切換鍵：保留功能，暫不用。

自檢鍵：儀器調(diào)試過程中用來燒字庫，此功能用戶不需用。

幫助鍵：用來顯示幫助信息。

數(shù)字（字符）鍵：用來進行參數(shù)設(shè)置的輸入（可輸入數(shù)字或字符）。

小數(shù)點鍵：用來在設(shè)置參數(shù)時輸入小數(shù)點。

＃鍵：保留功能，暫不用。

F1、F2、F3、F4、F5鍵：輔助功能鍵（快捷鍵）。用來快速進入輔助功能界面或?qū)崿F(xiàn)提示信息提示的相應(yīng)功能。

2021年2月，南網(wǎng)儲能公司啟動了抽水蓄能成套控制系統(tǒng)設(shè)備“芯片級"自主可控的技術(shù)攻關(guān)，先行先試研究應(yīng)用國產(chǎn)芯片的勵磁、調(diào)速控制設(shè)備，內(nèi)容涵蓋選型、設(shè)計、生產(chǎn)、驗收、安裝及調(diào)試等各個環(huán)節(jié)。“基于國產(chǎn)芯片的勵磁和調(diào)速系統(tǒng)的成功研制應(yīng)用，將有效解決抽水蓄能電站關(guān)鍵控制系統(tǒng)‘卡脖子’的現(xiàn)狀，打通供給約束的堵點、卡點、脆弱點，有利于我們掌握控制系統(tǒng)核心技術(shù)，助力公司業(yè)務(wù)的發(fā)展，確保整個產(chǎn)業(yè)鏈的安全?？刂葡到y(tǒng)設(shè)備‘芯片級’自主可控攻關(guān)涉及系統(tǒng)所有控制程序都將重新設(shè)計編寫，會遇到很多困難和風(fēng)險，但總得有人邁出這一步。"

700多天的攻關(guān)過程中，項目團隊先后完成了國內(nèi)廠家走訪調(diào)研、國產(chǎn)化替代方案制定、系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計、控制程序源代碼編寫、設(shè)備生產(chǎn)組裝、成品檢測試驗、現(xiàn)場施工調(diào)試等工作，每一個環(huán)節(jié)都在歷經(jīng)多次“考驗"之后達到精益求精。勵磁系統(tǒng)方面，團隊嚴(yán)格依據(jù)數(shù)據(jù)手冊對國產(chǎn)晶閘管進行壓接和檢測，依規(guī)依標(biāo)開展國產(chǎn)直流滅磁開關(guān)的裝配以及型式試驗，通過帶發(fā)電機空載滅磁、交流滅磁、甩負(fù)荷等嚴(yán)苛試驗考核了國產(chǎn)直流滅磁開關(guān)和滅磁電阻的性能，創(chuàng)新性地采用全柜TCP傳輸，成套設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和檢測性能得到了大幅提高，得到了行業(yè)專家評審組的一致肯定。調(diào)速器系統(tǒng)方面，以系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計為例，團隊不斷優(yōu)化完善控制邏輯，重新開發(fā)了控制程序源代碼、攻克了關(guān)鍵軟硬件計時器異常、CPU發(fā)熱、多導(dǎo)葉調(diào)節(jié)等多項技術(shù)難題，制造成品最終順利通過了安全性、抗干擾能力、連續(xù)運行穩(wěn)定性等多項性能測試。

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