特高压阀厅红外智能监控系统设计及应用

  [目的]  目前换流站阀厅内设备维护常用人工巡检方式,为了解决该方式存在的劳动强度大、巡检不到位等问题,可在阀厅内装设红外智能监控系统。为了保证系统安装后能够对阀厅内设备全面监视,且不会对现有设备造成影响,文章在换流站现有的红外智能监测系统应用基础上,提出了红外热像仪的一种布置设计原则。  [方法]  通过对换流站阀厅内设备特点分析,确定红外测温系统探头型式,布置位置,并对初步布置的探头位置进行带电距离校核、遮挡校核和探测精度校核,确定最终方案。  [结果]  以东方换流站为例进行了应用设计和校核计算,根据校核结果调整探头位置和数量。所提原则能够实现换流站阀厅的全方位,无死角监视。  [结论]  算例结果对今后的类似工程具有较好的借鉴意义。     

±800 kV换流站造价结构及投资水平分析

  目的  研究±800 kV换流站的投资特点，为今后的±800 kV特高压换流站工程建设在工程造价领域积累经验并提供指导。  方法  收集已投产的±800 kV换流站工程施工图设计工程量和预结算等数据，采用统计分析法和费用构成分析法等对换流站工程造价中涉及的各项费用进行分析。  结果  给出了±800 kV换流站工程的造价构成及投资水平，并对投资水平的趋势进行了判断。  结论  ±800 kV换流站单位容量造价指标在65万元/MW~97万元/MW之间，造价构成比例从高到低依次为设备购置费、其它费用、建筑工程费、安装工程费，其中安装工程费和其他费用占比相对稳定，设备购置费占比下降，建筑工程费占比上升，总体投资水平呈下降趋势。     

特高压柔直换流站阀厅屋盖结构选型与优化

  [目的]  特高压柔性直流阀厅屋盖跨度远超以往工程,传统采用的梯形钢屋架结构体系已无法适用。  [方法]  在无经验可供借鉴的情况下,文章结合特高压柔性直流换流站阀厅的工艺特点,对阀厅大跨度屋盖的结构设计进行了研究,确定了大跨度阀厅屋盖的合理结构形式,并从网架层数、网架高度、节点形式、网格形式方面入手,对柔性直流大跨度阀厅的网架屋盖进行了优化设计。  [结果]  研究表明:优化后的三层斜放四角锥网架屋盖有良好的结构性能和经济效益,是特高压柔性直流阀厅屋盖适宜采用的一种优良结构形式。  [结论]  优化后的网架屋盖结构形式可供类似工程借鉴。     

±800 kV柔性直流换流站换流变区域电气布置研究

  [目的]  柔性直流输电技术不断发展,至今已经成为主流的直流输电技术。面对远距离、高电压、大功率的送电需求,±800 kV级特高压柔性直流输电技术的工程应用迫在眉睫。换流变压器作为柔性换流站的核心部分,相关区域的布置方案非常重要,将会对全站整体布置方案产生重要影响。  [方法]  基于柔性直流换流站的技术基础,从电气接线、换流变压器布置、换流变广场布置、启动回路布置等方面进行分析,并根据其特点进行优化设计,提出了换流变区域的整体布置方案。  [结果]  换流变区域的整体布置方案可靠性高、可实施性强,节约了占地面积和投资成本。  [结论]  研究结果对±800 kV柔性直流换流站的工程应用有指导意义,有广泛的工程应用前景。     

柔性直流阀冷喷淋水反渗透处理优化研究

  [目的]  文章旨在解决换流站阀冷喷淋水水质破坏导致系统故障问题。  [方法]  分析了水质破坏机理及常规直流换流阀冷却喷淋水对管路破坏的过程,研究提炼出水处理内容。  [结果]  研究成果为柔性直流换流阀冷却喷淋水提出一种优化反渗透处理技术方案,可高效去除喷淋水中破坏管路的各个因素。  [结论]  该处理工艺出水基本杜绝喷淋水在冷却塔盘管外壁结垢及其他水质破坏的问题,确保整个阀冷系统可靠的冷却效能和稳定的运行。     

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。     

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。     

集约式海上换流站电气应用技术研究

  目的  深远海大规模海上风电送出会选用大容量风机和66 kV集电系统,风机具备直接接入海上换流站的条件,从而可以取消海上升压站,实现集约式设计。针对集约式海上换流站需要关注的电气关键技术点开展初步研究。  方法  在现有海上风电柔性直流输电技术的基础上,通过研究集约式海上换流站的主回路拓扑结构、核心电气设备选择和平台布置方案优化,对电气关键技术点给出了切实可行的技术方案。  结果  随着海上风电66 kV集电系统的逐渐普及,集约式海上风电柔直送出将成为以后的主流设计方案。针对集约式海上换流站的电气关键技术点给出了具有指导意义的研究结论。  结论  集约式海上换流站相比传统海上换流站具有明显的技术优势,形成的研究结论可以为后续深远海大规模海上风电送出项目的方案设计和实施提供技术支持,具有很好的示范应用前景。     

珠海"互联网+"柔性直流配电网换流站设计方案

  [目的]  支持能源消费革命的城市—园区双级“互联网+”项目（简称“互联网+”项目）成功试点了多电压等级多端柔性直流配电网技术。  [方法]  介绍了“互联网+”项目的整体系统设计方案，描述了采用可故障自清除的IGCT器件交叉箝位MMC的鸡山I换流站及采用半桥拓扑MMC和直流断路器的鸡山II、唐家换流站的原理，介绍了相同换流容量的鸡山I、鸡山II换流站的平面布置，对比了其占地和造价。  [结果]  分析可知:鸡山I、鸡山II换流站均可满足功能要求，鸡山I换流站占地、设备造价略占优势。  [结论]  作为“互联网+”项目的重要组成部分，鸡山I、鸡山II、唐家换流站的实施，成功试验了具有故障自清除能力的IGCT换流阀和半桥结构IGBT换流阀，成功试验了不同原理的直流断路器，是中低压柔性直流设备标准化的重要依据。     

广州换流站柔性化改造设计方案研究

  目的  为避免高压直流受端换流站逆变器换相失败，同时提高受端换流站交流系统的电压稳定性，研究将天广直流受端广州换流站改造为柔性直流换流站，并扩容为3 GW的可行性。  方法  基于满足柔性直流输电的各种运行方式、便于增容、适应设备研发水平，以及充分利用现有设备及建筑，减少改造的难度和费用，研究对比了不同换流阀拓扑结构、功率模块拓扑结构，研究了启动回路设置、直流场电气接线、联接变压器型式等。  结果  研究分析表明，增容改造方案推荐每极采用1个1.5 GW换流阀、半桥-全桥功率模块混合型式、对称双极接线、启动回路设置在阀侧、横向尺寸大的联接变压器。  结论  该研究为现有常规直流输电换流站改造为柔性直流输电换流站提供改造思路和方法。     

基于机载激光LiDAR的电网巡检应用研究

  [目的]  对于架空输电线路的巡检运维,利用机载激光LiDAR技术比传统巡检方式完成更高效率、高精度、低成本。  [方法]  以肇庆供电局架空输电线路巡检运维为项目背景,以直升机机载激光LiDAR技术在电网巡检工程中的应用为研究对象,研究并提出本次数据获取和数据处理所用的关键技术,探讨了机载LiDAR系统在电力巡检中的数据应用模式,并结合实践经验进行归纳总结与展望。  [结果]  成功验证了机载LiDAR系统在电力巡检中的应用,精确获取电网通道中的危险点信息,包括瞬时工况下的危险点、多工况下的危险点、交叉跨越危险点以及树木倒伏危险点空间信息。  [结论]  其分析结果可以辅助危险点治理等工作,有效地达到电网安全巡检预期目标。     

±1 100 kV换流站户内直流场智能巡检系统设计

提出±1 100 kV换流站户内直流场智能巡检系统设计方案，满足±1 100 kV特高压换流站户内直流场设备正常运行而产生的恶劣电磁环境下不进人设计的巡检要求。运行人员不需进入直流场内即可完成直流场主设备日常巡检，配置双重化的智能巡检设备和巡检设备人工回收的设计方案，既提高巡检的可靠性，又能保证在单套巡检设备出现故障时及时进行维修。设计方案提高了巡检工作的自动化程度，系统既能满足资产全寿命周期管理要求，又提高设备可靠性和电网安全性。     

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。     

静止同步补偿器方案设计与开关器件选型研究

  [目的]  静止同步补偿器（STATCOM）是迄今为止性能最优越的静止无功补偿设备，文章从工程应用的角度出发，开展STATCOM方案设计与关键设备选型相关研究。  [方法]  从容量、效率、可靠性、体积、成本等多个维度总结归纳了目前大容量STATCOM五种实现方案优缺点。  [结果]  以35 kV ± 200 MVA链式STATCOM为例，提出了STATCOM开关器件选型原则。  [结论]  所提原则可作为设计、研制大容量STATCOM的参考。     

特高压柔直阀厅空调喷口侧送气流组织模拟及优化

[目的]特高压柔直阀厅具有高度高、体积大、设备发热量大等特点,阀厅内空调送风方式可显著影响室内温度场、风速场、压力场,研究其送风方式对于保证阀厅内发热设备的正常运行至关重要.[方法]使用Ansys Fluent 19.2对球形喷口水平侧送方式下的阀厅进行模拟仿真,分析其温度场、风速场、压力场存在的问题.本次研究设置三种...     

多端柔性直流配电网的可靠性和经济性评估

  目的  随着柔性直流技术发展及越来越多分布式电源和储能设备接入电网，为更好地满足新能源并网和发展城市智能配电网，对柔性直流配电网进行可靠性和经济性评估。  方法  选择了珠海多端柔直配网示范工程拓扑作为研究对象，用最小路法对柔性直流配电系统网络架构进行可靠性计算，并评估柔性直流配电网典型应用场景的经济性。  结果  随着IGBT和IGCT等器件国产化和成熟化，柔直配网的经济性和可靠性将逐渐优于交流配电网。  结论  相关的研究结果将为后续的柔性直流配电网工程提供重要参考和应用依据。     

中国能建广东院设计的±800kV东方换流站交流场顺利投运

<正>2017年11月,由中国能建广东院设计的±800 kV东方换流站交流场顺利投运,实现了同等规模占地面积最小、高低端阀厅L型布置、在交直流合建换流站内500 kV及220 kV交流配电装置全户内GIS布置等多项世界首创。东方换流站是滇西北至广东±800 kV特高压直流输电工程的受端换流站,位于广东省深圳市宝安区,输送容量500万kW,计划年输送电量200亿kWh,相当于深圳全年用电量的1/4。     

智慧型海上风电场一体化监控系统方案设计

  [目的]  针对海上风电场的运行管理情况,整合了海上风电机组、海上升压站、陆上集控中心的监控系统,提出了全面的智慧型海上风电场一体化监控系统方案。  [方法]  方案分析了其体系架构、功能要求、数据处理以及安全分区,以实现风电场海上升压站无人值守,陆上集控中心少人运行的运营模式。方案有效地整合了风机监控、升压站监控、视频及环境监控、风电功率预测、海缆故障监测、设备状态监测等多个子系统。  [结果]  对海上风电场内各主要电气设备提供了完善的监控功能,可实现运行监视、操作与控制、信息综合分析与智能告警、运行管理、辅助功能这五大应用。  [结论]  方案可有效降低风电场运营成本,达到技术先进、功能完备、性能可靠、经济合理的智能化运营要求。     

700 MW机组旁路控制系统冗余控制研究与应用

  [目的]  珠海发电厂700 MW机组使用的旁路控制系统是由瑞典BTG公司自主设计的,还属于模拟量电路,该系统的所有功能均由模拟量的电气元件实现,所以可靠性、易调节性和直观程度都较低,不利于现场维护。  [方法]  详细阐述了珠海发电厂700 MW机组旁路控制系统国产化升级改造成冗余控制方式时采用的一种创新模式—“XDC800B＋ATOS混搭结构”,其控制系统部分使用新华DCS/DEH系统XDC800,利用该系统的xSV阀门控制卡与ATOS数字型功放卡一起进行高、低压旁路阀及其减温水阀的控制。为进一步提高旁路控制系统的稳定性,利用自研的冗余切换控制板,实现了高低压旁路阀及其减温水阀控制的无扰自动切换功能。  [结果]  该项目实施后,旁路系统控制功能与原有进口设备保持完全一致,控制数据精度更高,系统运行更加稳定,完全符合发电厂机组启停、压力控制及复杂工况下FCB功能的需求。  [结论]  整体改造具有改动范围小,施工周期短,经济效益高等特点,是一次切合珠海电厂生产实际的成功改造。