自“雙碳”目標(biāo)提出以來，中國新能源產(chǎn)業(yè)以驚人速度崛起，風(fēng)電與光伏年均新增裝機(jī)從“千萬千瓦級(jí)”躍升至“億千瓦級(jí)”，成為全球能源轉(zhuǎn)型的標(biāo)桿。在這場變革中，浙江憑借“海陸并舉”的獨(dú)特優(yōu)勢，成為新能源發(fā)展的前沿陣地。從杭州工業(yè)園區(qū)的分布式光伏屋頂，到舟山海域的巨型海上風(fēng)電場，清潔能源已深度融入浙江經(jīng)濟(jì)血脈，年發(fā)電量可滿足全省三分之一居民用電需求。

然而，新能源的爆發(fā)式增長也帶來新挑戰(zhàn)。風(fēng)電、光伏等發(fā)電方式高度依賴自然條件，輸出功率存在天然波動(dòng)性。當(dāng)這些能源通過逆變器等設(shè)備接入電網(wǎng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量非50赫茲的寬頻電壓與電流信號(hào)，覆蓋范圍從幾百赫茲到上千赫茲。這些信號(hào)如同電網(wǎng)中的“隱形刺客”，雖難以察覺卻可能引發(fā)連鎖反應(yīng)，威脅電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

寬頻信號(hào)對(duì)電網(wǎng)的危害已在全球多地顯現(xiàn)。2009年，美國德州某風(fēng)電場因線路串聯(lián)補(bǔ)償問題引發(fā)20赫茲次同步振蕩，導(dǎo)致多臺(tái)機(jī)組脫網(wǎng)并損壞保護(hù)設(shè)備；2014年，德國北海海上風(fēng)電場因?qū)掝l振蕩導(dǎo)致30%的短時(shí)振蕩電流，最終被迫全廠停機(jī)避險(xiǎn)。在國內(nèi)，類似問題也時(shí)有發(fā)生，寬頻信號(hào)不僅降低電能質(zhì)量，還會(huì)導(dǎo)致家電噪音增大、壽命縮短，影響工業(yè)生產(chǎn)線精密儀器精度，甚至造成產(chǎn)品報(bào)廢。

破解寬頻信號(hào)危害的關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)全鏈條管控，而首要難題是監(jiān)測技術(shù)的突破。傳統(tǒng)監(jiān)測設(shè)備面臨三大挑戰(zhàn)：其一，頻率跨度受限，傳統(tǒng)設(shè)備測量上限通常為50千赫茲，難以捕捉雷電過電壓（數(shù)十千赫茲至數(shù)兆赫茲）和光伏高次諧波（3000赫茲）等高頻信號(hào)；其二，信號(hào)微弱易受干擾，變電站電磁噪聲會(huì)掩蓋寬頻信號(hào)，導(dǎo)致測量失準(zhǔn)；其三，多設(shè)備協(xié)同困難，傳統(tǒng)方案需安裝工頻表、諧波儀等多臺(tái)設(shè)備，數(shù)據(jù)無法實(shí)時(shí)共享，故障響應(yīng)滯后。

針對(duì)這些難題，國家電網(wǎng)在浙江110千伏石門變電站投運(yùn)了首臺(tái)寬頻電壓/電流監(jiān)測裝置。這臺(tái)被稱為“寬頻偵探”的設(shè)備，集成了人工智能、大數(shù)據(jù)和寬頻諧波快速辨識(shí)技術(shù)，具備四大核心優(yōu)勢：其一，全頻段覆蓋能力，測量上限提升至1兆赫茲，可精準(zhǔn)捕捉光伏高次諧波、雷電暫態(tài)信號(hào)等所有頻段信號(hào)；其二，超高精度測量，工頻誤差僅0.02%，諧波幅值誤差小于1.5%，響應(yīng)時(shí)間達(dá)300納秒，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)設(shè)備；其三，多功能集成，單臺(tái)設(shè)備即可完成工頻、暫態(tài)、諧波及雷電沖擊測量，替代傳統(tǒng)五臺(tái)設(shè)備；其四，強(qiáng)適配性設(shè)計(jì)，采用AIS敞開式結(jié)構(gòu)，無需改造原有設(shè)備即可“即插即用”，維護(hù)效率提升80%。

該裝置的實(shí)際應(yīng)用已展現(xiàn)出顯著價(jià)值。在電能質(zhì)量分析方面，可實(shí)時(shí)監(jiān)測諧波、電壓暫降等異常，當(dāng)光伏電站高次諧波累積或串補(bǔ)線路出現(xiàn)振蕩跡象時(shí)，系統(tǒng)會(huì)立即觸發(fā)預(yù)警，防止事故擴(kuò)大；在設(shè)備狀態(tài)預(yù)測方面，通過長期監(jiān)測寬頻信號(hào)，可建立變壓器等設(shè)備的“健康檔案”，提前發(fā)現(xiàn)絕緣劣化苗頭，實(shí)現(xiàn)從被動(dòng)搶修到主動(dòng)維護(hù)的轉(zhuǎn)變；在故障定位方面，當(dāng)電網(wǎng)因新能源并網(wǎng)產(chǎn)生高頻諧波或雷電沖擊導(dǎo)致過電壓時(shí)，系統(tǒng)可在毫秒級(jí)時(shí)間內(nèi)精準(zhǔn)定位故障點(diǎn)，大幅縮短修復(fù)時(shí)間；在新型電力系統(tǒng)建設(shè)方面，寬頻監(jiān)測數(shù)據(jù)為新能源并網(wǎng)容量測算提供了科學(xué)依據(jù)，可避免容量過低造成的資源浪費(fèi)或過高引發(fā)的電壓失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)化“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”協(xié)同效率。

隨著光伏、風(fēng)電等新能源在能源結(jié)構(gòu)中的占比持續(xù)提升，電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行面臨更大挑戰(zhàn)。寬頻電壓/電流監(jiān)測裝置的投運(yùn)，標(biāo)志著中國在新能源并網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域取得重要突破。通過將“被動(dòng)防御”轉(zhuǎn)為“主動(dòng)進(jìn)攻”，這項(xiàng)技術(shù)不僅為電網(wǎng)安全筑牢了技術(shù)屏障，更為“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了關(guān)鍵支撐。