海上柔性直流换流站关键电气设备选型研究

  [目的]  对于海上柔性直流换流站而言,环境条件恶劣,施工困难,主设备的选择对换流站整体布局影响较大,合理的选择关键设备的型式对提升换流站的可靠性、减少施工及维护检修工作以及降低工程总体造价具有重要作用。  [方法]  通过分析海上柔性直流换流站的主回路关键设备构成,结合海上换流站的运行特点要求加以分析研究。  [结果]  阐述了海上柔性直流换流站的设备选型原则,重点分析研究了换流站关键电气设备的型式选择方案及依据,提出具有指导意义的研究结论。  [结论]  研究结果为海上换流站工程提供重要设计和应用依据。     

输电线路带电跨越封网施工用绳索的选型算法

  [目的]  为解决承载索在输电线路带电跨越封网施工过程中因选型不合适而发生断线的问题,基于架空线机械性能力学计算方法,提出了一种承载索的选型算法,使施工安全且高效。  [方法]  首先,对绳索材料的抗拉强度、伸缩率和单位长度重量进行对比,确定了承载索的材料,即迪尼玛绳;然后以架空线空间力学平衡方程为基础,推导了承载索的力学计算模型;最后,通过力学计算模型提出了承载索的选型算法。  [结果]  以阿克苏库车750 kV变电站送出工程为实例,运用承载索选型算法选出的承载索满足施工要求。  [结论]  验证结果表明提出的承载索的选型算法可行,可为实际应用提供指导。     

集约式绿色换流站设备选型及优化布置研究

  [目的]  优化设备选型,是实现换流站集约式布置的基础,是建设绿色换流站的重要组成部分。  [方法]  以常规典型换流站为模型,结合当前国内外换流站主设备的生产能力和新型设备的研发情况,对不同配电装置区域的设备特性进行分析。  [结果]  提出了集约式换流站的建设理念,对不同配电装置区域的设备布置提出建议。  [结论]  所提理念和建议为后续不断优化换流站设计、打造绿色低碳的集约式换流站提供参考。     

低压柔性直流微电网的电流互感器应用分析

  [目的]  低压柔性直流微电网是沟通储能、电动汽车等直流设备与中压直流配电网的桥梁。随着直流技术发展及越来越多直流设备接入电网,发展低压柔性直流微电网具有可行性、必要性。直流电流互感器是低压柔性直流微电网的重要组成部分。  [方法]  分析了典型的低压柔性直流微电网应用场景,对比了直流电流互感器,从可靠性、经济性角度分析了直流电流互感器的选型。  [结果]  该应用场景下精度要求高的支路保护、控制独立配置电流互感器,精度要求低的支路保护、控制共用电流互感器,当前技术水平下,推荐使用电阻分流器或巨磁电阻效应传感器。  [结论]  提出的当前低压直流电流互感器选型、应用分析是正确并有效的,同时也为其他应用场景提供了选型、配置建议。     

装配式控制楼在500 kV变电站中的应用研究

  [目的]  为实现变电站的建筑标准化设计、工厂化加工和装配式建设。  [方法]  以500 kV变电站工程站内控制楼为设计研究对象,根据变电站的功能要求,明确其工业性设施的定位。通过综合考虑工艺流程、功能需求、建筑材料、建筑技术、自然条件等因素,对建筑物材料选择、结构选型、模块化设计、防火、节能等方面进行了对比分析。  [结果]  研究表明:结构、墙体一体化装配式系统在现有的条件下,最适合在500 kV变电站中应用。  [结论]  结构、墙体一体化装配式系统是具有可行性和代表性的设计方案。     

超超临界350 MW机组的可行性研究和参数选型分析

  [目的]  300 MW等级亚临界、超临界机组是我国目前在运行的主导机型。为了节能增效,以海南某火电项目为依托,对超超临界350 MW机组可行性进行研究,并提出推荐参数。  [方法]  分析了汽轮机和锅炉采用超超临界的可行性,并分析了主机材料、辅机选型、管道材料等因素,进行了几组参数的技术经济性比较和敏感性分析。  [结果]  分析表明:超超临界350 MW机组是可行的,按现在的设备造价、煤价,25 MPa/600 ℃/600 ℃参数经济效益最好。  [结论]  超超临界350 MW机组可投入商运,合理选择主机参数能有效提高经济效益,环保节能。     

海上风电场联合送出优化方案研究

  [目的]  结合我国广东地区海上风电场布置及典型送出方案,对两个300 MW风电场联合送出的方案进行了探讨。  [方法]  在电气主接线、海缆选型、可靠性分析、海缆敷设与供货、可比投资等方面进行了分析比较。  [结果]  最终得出联合风场送出的优化方案,即设2座220 kV海上升压站＋1座陆上集控中心,其中1座升压站通过1回3×1 000 mm2海缆接至另1座升压站GIS,汇流后再通过2回3×1 000 mm2海缆一并送出至陆上集控中心。  [结论]  联合送出的优化方案可大大节省投资并减少用海面积,可为后续海上风电场电气设计提供参考。     

空间管桁架在±1 100 kV户内直流场中的应用研究

  [目的]  超高大跨度结构在电力行业应用越来越多,其结构选型对工艺适应性及安全经济性意义重大。  [方法]  通过±1 100 kV昌吉换流站直流场工程实例,介绍了超高大跨不规则特高压户内直流场结构选型过程。根据户内直流场工艺布置及荷载特点,详细阐述了该户内直流场采用空间管桁架结构方案技术优势、结构布置特点及工艺适应性,介绍该户内直流场结构整体计算及主要构件的设计计算结果,并同网架方案进行了技术经济对比分析,展望了空间管桁架结构在超高大跨度不规则电力建筑中的应用前景和注意事项。  [结果]  对比分析结果表明:空间管桁架结构为空间自稳定系统,结构安全性好,工艺适应性强,加工安装方便,造型美观简洁。  [结论]  对于超高大跨度电力建筑可以优先考虑选用空间管桁架结构方案。     

海上平台柔性直流技术直流控制保护配置研究

  [目的]  海上平台电源多以分布式的形式进行电力组网,该种组网方式成本高、经济效应差。柔性直流输电技术不需要交流电网提供换相电流,使得柔性直流输电具有对有功功率和无功功率进行同时控制的能力,并且不需要配置大量补偿设备,较好地解决了海上平台输电问题。  [方法]  基于柔性直流输电技术的特点及接线型式,研究了直流控制的配置,分析了常见的直流故障特性,并展开了直流保护配置的研究。  [结果]  给出了直流控制系统的配置原则及方案,以及直流保护的配置原则及方案。  [结论]  研究成果为该技术在相关工程的应用推广提供了参考。     

混凝土平屋顶光伏支架及基础优化设计与应用

  [目的]  由于分布式光伏发电项目平价上网的趋势愈加明显,对于光伏发电项目各方面的优化设计就显得越来越重要。  [方法]  结合山东某屋顶分布式光伏发电项目,对支架倾角、组件布置方式、支架基础选型等方面进行优化设计,并通过PKPM建模计算,着重对组件支架不同立柱间距时的材料用量和经济性进行对比分析。  [结果]  计算结果表明:选取混凝土支墩配重基础时,立柱间距2.4 m时的钢材用量比2.0 m、2.8 m、3.2 m时分别节约5.23%、27.5%、37.9%,总费用分别节约0.55%、27.5%、37.9%。  [结论]  研究表明:2.4 m立柱间距时用钢量、混凝土用量以及造价均达到最优。     

给水厂电解食盐制次氯酸钠系统中美标准对比研究

  [目的]  为了便于涉外工程相关技术人员能快速、详细了解中美在给水厂消毒设施的设计方面的差异,更加合理地进行工程设计,减小涉外工程风险。  [方法]  详细说明了中美给水厂消毒设施的设计所执行的标准,并且针对中美给水厂采用氯作为消毒剂时加药量、加药点、消毒指标以及电解食盐制取次氯酸钠系统进行了详细对比。  [结果]  对比结果表明,相比中国标准,美国标准中加药量范围相对较宽泛,盐品质、盐系统的贮存量、次氯酸钠贮存罐的要求较高,制氯系统配置较灵活。  [结论]  旨在为采有美国标准设计的工程提供设计指导及参考依据。     

海上升压站平台不同标准对比研究

  [目的]  风能是近年来飞速发展的可再生能源。海上升压站是连接海上风场和陆上电网的关键设备,起着汇集和送出风场电能及抬升输电电压、降低输电损耗的作用。目前国内海上升压站的设计标准并没有做到系统化,存在多种规范共存的局面,有必要对各种标准进行对比研究。  [方法]  首先介绍了海洋平台分类、设计荷载分类,进而详细论述了不同国家海洋平台的设计工况与设计方法,最后对抗震相关的合理性进行了较为深入地对比分析。  [结果]  通过对不同标准的对比分析,目前存在ASD方法和LRFD方法共存的局面,中国海上升压站的设计选择了以LRFD方法为主的路线,随着中国海洋建设的蓬勃发展,也将推动海上升压站相关标准与已有GB的协调一致。  [结论]  本研究为标准的选择与合理应用提供了重要依据。     

八地脚螺栓柔性塔座板承载力研究

  [目的]  随着输电线路的荷载越来越大，为了满足受力要求，铁塔与基础的连接型式广泛采用八地脚螺栓柔性塔座板，现有规范体系对该型式塔座板的相关计算方法尚无规定，故需对承载力进行研究。  [方法]  通过理论分析、数值模拟和真型试验等方式对八地脚螺栓柔性塔座板的承载力进行了研究。  [结果]  研究表明:受拉状态下底板应力呈非均匀分布状态。  [结论]  提出了全新的计算方法，对工程设计具有一定的借鉴意义。     

海上风电嵌岩区风机基础比选原则及依据

  [目的]  随着海上风能的开发中心从江苏扩大至广东、福建等省份,海上风机基础的嵌岩问题已逐步成为海上风能开发中的核心问题,嵌岩区的风机基础造价严重制约着海上风电场的成本,因此海上风电嵌岩区的风机基础比选就显得尤为关键。  [方法]  讨论了几种风机基础的嵌岩施工工艺,探讨了嵌岩区海上风机基础的比选依据及原则,并对海上风电嵌岩问题的发展进行展望。  [结果]  研究表明:海上风电场嵌岩区域风机基础方案的比选原则应主要从结构安全性、施工可行性和经济性三个方面进行综合比选。在上述三个比选因素中,应首先满足结构安全性上的要求,在此基础上再满足施工可行性的要求,最后考虑经济性的影响。  [结论]  研究成果可为嵌岩区海上风电风机基础设计提供参考。     

柔直配网关键电气设备选型研究

  目的  合理选择柔性直流配网的关键设备,有助于优化换流站的布置方案,也对提升换流站的可靠性和降低工程投资成本具有重要作用。  方法  通过介绍珠海唐家湾示范工程的关键设备,分析比较关键设备不同型式的优缺点,给出关键电气设备选型的选型意见。  结果  阐述了柔直配网换流站的设备选型原则,重点分析研究了关键电气设备的选型方案,为柔直配网工程的推广提供研究基础。  结论  相关的研究结果将为后续的柔直配网工程的仿真建模和工程设计提供参考依据。     

海上风机单桩基础桩形影响因素分析

  [目的]  随着大直径单桩基础建造与施工能力的日益进步，单桩基础型式的应用正向更大水深发展，需要研究深水海域单桩基础不同桩形的优缺点，为同类工程提供参考。  [方法]  按高中低三种锥段位置，对广东阳江某海上风电场的单桩基础机位参数进行分组统计，分析其中的桩形选用规律。  [结果]  分析表明:高锥段大桩径设计会导致风机疲劳荷载偏高，机位浅层土中砂土和黏土的比例及具体力学指标决定了最佳桩形的锥段位置。  [结论]  通过对比研究:发现降低锥段是降低大桩径机位疲劳荷载的最佳方法，砂土含量高且内摩擦角较大的机位可通过提高锥段减小桩径，而黏土含量高地质偏软的机位则适用较低锥段的桩形。提出用单桩最优解的泥面刚度矩阵行列式大小来衡量机位的地基刚度水平，并分析了地基刚度水平与基础钢料量的关系。     

基于CFD的复杂地形风电机组机位微地形风资源数值模拟研究

  [目的]  在复杂地形进行风电机组建设时,机位点周围易形成高边坡地形,改变了风资源分布特征,影响机组发电量和安全性能,文章旨在研究高边坡地形的影响因素和预防其对机组的危害。  [方法]  基于STAR-CCM+软件平台对实际风电场机组高边坡地形进行了数值模拟,分析了立机位置选择、坡度、开挖深度等因素对机位处风资源参数的影响。  [结果]  结果表明:高边坡改变了原地形风的加速效应,产生大幅度的流体分离。当高边坡位于机组上风向时,机组下叶尖易产生较大的风切变,湍流强度超标,而高边坡在机组下风向时,机位处风资源参数则正常;高边坡的坡度大小对坡前立机风参数无显著影响;当下叶尖高度低于边坡高度时,机组位置下叶尖风速很小,切变值易超标。  [结论]  分析结果可为高边坡地形机组施工平台设计和塔筒高度选择提供参考。     

油田群项目海上降压变电站布置方案研究

  目的  海上油田群电力主要来源于发电机组,存在供电可靠性差、发电效率低和节能减排压力大等问题,通过陆上向海上供电可以很好地解决上述问题。  方法  根据功能定位和工作原理,可将海上降压变电站分为220 kV开关设备区、变压器区、35 kV开关设备区、10 kV开关设备区、无功补偿区和辅助房间六大区域。通过对各区域的研究给出了推荐的布置方案。  结果  给出的布置方案对提高海上降压变电站的可靠性、保障设备检修和维护便利以及最大程度减少平台尺寸具有重要作用。  结论  提出的布置方案能够对油田群项目中的海上降压变电站起到很好的指导作用,具有较高的参考价值。