在国家“碳达峰/碳中和”背景下，全国新能源电站装机增速大幅提升，升压汇集装备（变换器、断路器、变压器、线路等）数量显著增加，运行工况更加复杂。“十四五”阶段，风、光等新能源逐步向主力电源发展。新能源发电设备中存在大量老旧设备，设备运行工况差别大，且发电设备故障数据呈现小样本非平衡特性。升压汇集装备运行情况呈现多源化、复杂化趋势，传统变压器、断路器与新型电力电子变换器等故障率也不断增加，其状态监控与故障诊断已经成为全球性难题。同时，电力设备的监测点数量显著增加，产生海量高采样率电力设备监测数据，且通信受窄带物联带宽约束，监测数据传输成本大幅提升。

　　东北电力大学团队先后与华能吉林发电有限公司、中国电力科学研究院有限公司、国网吉林省电力有限公司经济技术研究院、吉林电力股份有限公司协同攻关。在2项国家自然科学基金项目、1项国家重点研发计划和3项企业科技项目的支持下，历时11年形成系列研究成果，解决了新能源并网发电和升压汇集装备状态监测与安全预防关键问题，大幅度地减少设备故障概率，有效保障新能源可靠发电，促进电网清洁能源消纳，助力能源绿色转型，创造了显著的经济与社会效益。该技术荣获2023年度吉林省科技进步奖一等奖。

图1 新能源场站变换器等值建模、快速控制与故障诊断技术

图2 计及复杂气象因素影响的新能源发电装备运行特征提取及安全预防技术

图3 多物理信息融合下升压汇集输变电设备故障保护技术

图4 含窄带物联通信方式的状态数据压缩传输技术及云端安防系统研发

　　团队创新了高比例、强波动风光新能源接入后新能源发电和升压汇集装备状态监测与安全预防关键技术。提高了新能源并网发电系统的稳定性与容错运行能力。降低了复杂气象因素对新能源发电装备运行特征提取及安全预防的负面影响。

　　构建了基于励磁参数辨识的变压器运行状态多维评价体系，全面提高升压汇集输变电设备运行可靠性与故障检测能力。突破了多窄带物联通信方式带宽约束，提升了装备安全防护能力。项目研究成果应用于国内多家风、光场站，降低风、光电场设备故障次数3112次，增加风、光并网电量8.24亿千瓦时，取得了良好的经济效益和社会效益，为实现“双碳目标”做出了突出贡献。

　　新能源发电与升压汇集装备状态监测与安全防护是保证新能源可靠发电与消纳的重要基础。第一完成人黄南天教授介绍说，项目成果可以有效降低风、光电场发电与升压汇集系统装备故障率，保障新能源可靠发电，提高风、光并网电量，为我国实现“双碳”目标以及能源绿色转型起到重要推动作用。（科学技术奖励处）