埋管敷设方式下多回路电缆截面优化方案

目前,对多回路电缆常将所有回路的载流量需求均依据N-1选取,导致电缆截面选择裕度过大,且对同等电流不同截面的电缆而言,截面越小,损耗越大,故电缆经济性必需综合考虑电缆损耗。以某110 kV电缆送电工程为例,建立了多回路电缆热场分析模型,分析了不同故障情况,得到了各回路电缆载流量需求,同时结合不同敷设断面、敷设环境影响,并进行了综合经济性比选。结果表明：该模型优化了工程电缆截面,为多回路电缆工程的电缆截面优化提供了参考和依据。     

330 kV四回路并联短电缆线路暂态特性研究

为满足城市日益增长的用电需求,多回路并联电缆大量敷设,电缆之间的相互影响越来越大,为提高多回路并联电缆的可靠性,需针对该线路稳态、暂态特性开展大量研究。针对目前研究较少的多回路并联短电缆线路暂态特性进行了分析。首先根据实际四回路并联短电缆线路进行仿真建模,研究了故障暂态电流特性,得出故障出现的位置与故障电流大小之间的规律。其次,研究了金属护套感应电压与护套接地方式的关系,当故障发生在靠近护套直接接地端时,另一端通过保护器接地,护套感应电压较小。各回路电缆护套分别接地也能有效降低故障感应电压。最后,研究了多回路电缆回流缆的最优布置方案,采用"三七"原则中间完全换位的布置方案可有效降低护套感应电压,与中间不换位布置方案相比,护套感应电压暂态峰值可降低约18.32%。     

光伏发电系统中直埋敷设中压电缆的周期性负荷载流量计算研究

针对光伏发电系统周期性负荷的特性,采用电缆载流量计算软件CYMCAP,基于电缆的周期性负荷载流量分析方法,对直埋敷设的中压电缆的长期载流量及不同周期性负荷曲线波形下的周期性负荷载流量进行了对比和分析,并分析了土壤环境温度、土壤热阻系数、同沟敷设电缆的回路间距及并联回路数量、电缆敷设深度、电缆截面规格及导体材料等对周期性负荷因数的影响。研究结果表明：相对于长期恒定负荷,周期性负荷下的周期性负荷因数可达1.2～1.8。周期性负荷因数对不同影响因素的敏感度排序为：土壤环境温度或导体材料<电缆截面规格<同沟敷设电缆的回路间距或电缆敷设深度<土壤热阻系数或同沟敷设电缆的并联回路数量。期望研究结果可为后续光伏发电系统的中压电缆选型提供参考。     

多回路电缆感应电流分析及节能优化研究

为降低多回路电缆线路环流损耗,本文研究了多回路电缆线路环流及电流分布,建立模型并进行了计算分析。首先分析了电缆线路感应电流产生的机理,然后建立了多回路电缆系统的阻抗矩阵模型,利用了Maple软件计算了各种相序组合情况下的环流损耗。最后,基于计算结果,提出了不同排列方式下多回路电缆的最优相序组合和节能优化敷设方式。     

火电厂中压电缆热稳定最小截面的一种估算方法

在火电厂6～10 kV厂用电系统中,电缆热稳定截面需要依据GB 50217—2018《电力工程电缆设计标准》中规定的方法进行反复验算后确定.当系统中回路较多时,计算量较大.给出了一种电缆热稳定截面的简化方法.通过对短路热稳定条件下电缆导体所允许最小截面的表达式进行变换,并对该表达式进行简化拟合,在系统电源供给短路电流的...     

低压开关绝缘隔离挡板的研发与应用

箱式变电站、低压电缆分支箱内一路或几路出线需要检修,挂短路棒或拆装电缆接头时,为保证作业安全,经常停役整个箱体,这种方式会影响正常线路的供电,应采取措施减少此类操作。研制了一套绝缘挡板将作业点与带电邻仓隔离,保证操作安全,使需要停电的范围仅限于检修回路,确保非检修出线正常供电。这套绝缘挡板结构合适,操作灵活,能增强作业安全性,提高了作业效率。     

500 kV HGIS的侧向低出线方案研究

摘要： 复合式气体绝缘开关设备（简称HGIS）广泛应用于500 kV变电站,HGIS布置方案经过多年的优化,出线构架、中间构架、母线构架采用联合式构架紧密相连,布置方式非常紧凑,但紧凑的布置方式限制了出线的灵活性。该研究提出新的HGIS低出线方案,用于实现HGIS配电装置的灵活布置,并在工程实践中应用验证。     

消息报道

西安电炉研究所与无锡钢铁厂协作试制的电弧炉用大截面水冷电缆,已于八六年十二月底制出样品(见图)。其中截面4000mm~2的水冷电缆将用在无锡钢铁厂新建的30t电弧炉上。这种多股导线与接头一次冷压连接的大截面水冷电缆,以前都是从国外引进。据悉在87年下半年我国自行设计制造的大截面水冷电缆将接受用户订货。     

云南富宁±500 kV换流站总平面布置优化研究

[目的]云南富宁±500 kV换流站由于系统要求复杂、进出线回路多、站址地形条件恶劣等限制因素,有必要优化电气总平面布置,以减少占地、节约工程投资。[方法]从影响并制约电气总平面布置的系统条件、线路条件、地形条件等外部条件适应性入手,探讨本站电气总平面可利用的区域范围及合理的各配电装置区域布置分布图,根据对站内各配电装置区域典型布置的分析研究,提出各区域典型布置图,并给出了4个电气总平面布置方案。[结果]经过技术经济综合比较,推荐了占地少、投资省、建设快、运行便利的总平面布置方案。[结论]依据系统条件、出线条件、站址地形条件,并综合考虑建设、投资和运维等因素进行的总平面优化思路能为后续工程提供有益借鉴和参考。     

非均匀截面自激振荡流热管内热传输特性实验研究

针对两种不同截面结构的回路型自激振荡流热管,其中,一种内径为3 mm的均匀截面;另一种是在此均匀截面的基础上,将其加热段和绝热段断面加工成垂直交错布置的椭圆形非均匀截面。运用实验研究的方法,在热管壁面不同部位分别布置了温度测点,在不同功率的激光加热条件下,通过对热管壁温监测数据的采集和分析,研究了这种非均匀截面回路型自激振荡流热管内部的热传输性能,并与均匀截面自激振荡流热管进行了对比分析。结果表明:非均匀截面自激振荡流热管内的脉动机制以及热传输特性与均匀截面有很大不同,在中、高负荷条件下,非均匀截面结构热管可以明显起到强化传热效果,与均匀截面结构热管相比,热传输功率提高了13.6%。     

几何约束条件下海上风电场布局优化方法研究

考虑实际工程需求,开发一种几何约束条件下海上风电场智能布局优化方法。该方法使用Gaussian模型计算风力机尾流区的速度亏损,并以最大化风电场年发电量为目标采用差分进化算法进行优化,可满足海上风电场布局时的各类几何约束。利用该方法分别在3行、4行、7行几何约束下对中国某海上风电场的风力机排布方式进行优化。结果显示,相比于原始布局方案,在考虑海缆铺设成本增加的情况下布局优化方案可提升风电场年发电量2.13%～2.64%。进一步分析表明,布局优化过程中可行解数量的设置需综合考虑智能算法寻优难度的影响。     

Overall Optimization for Offshore Wind Farm Electrical System

Based on particle swarm optimization (PSO), an optimization platform for offshore wind farm electrical system (OWFES) is proposed in this paper, where the main components of an offshore wind farm and key technical constraints are considered as input parameters. The offshore wind farm electrical system is optimized in accordance with initial investment by considering three aspects: the number and siting of offshore substations (OS), the cable connection layout of both collection system (CS) and transmission system (TS) as well as the selection of electrical components in terms of voltage level and capacity. Because hundreds of optimization variables, continuous or discrete, are involved in the problem, a mix integer PSO (MIPSO) is required to obtain the solution. The fuzzy C‐means clustering (FCM) algorithm is used to partition the wind farm into several sub regions. The collection system layout in each sub region as well as the connection scheme between offshore substations are optimized by an adaptive PSO‐minimum spanning tree algorithm (APSO‐MST) which has been proposed in a previous work. The simulation results show that the proposed optimization platform can find an optimized layout that save 3.01% total cost compared with the industrial layout, and can be a useful tool for OWFES design and evaluation. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

Optimization of cable layout designs for large offshore wind farms

Installation of a wind farm exposes several problems such as site selection, placement of wind turbines in the site, and designing of cable infrastructure within the farm. The latter problem, called cable layout design, is the determination of cable connections among turbines and one or more transmitters such that energies generated by turbines will be sent through the cable routes, and eventually gathered at the transmitter(s). This problem is especially important for offshore wind farms where the featured and expensive cables are used. The main objective of the present study is to address the cable layout design problem of offshore wind farms to reduce cable costs in the design using optimization-based approaches. The problem, firstly, is modelled as a mixed integer linear program (MIP) under a set of real-life constraints such as different cable and transmitter types and non-crossing connections between the turbines. Then, a novel mathematical model, which is a modification of the MIP model by imposing several heuristic rules, is proposed to solve the layout problem of large offshore wind farms. Experiments on a set of small- and moderate-sized test instances reveal that the heuristic model, MIP_H, reduces the computer time nearly 55% compared to that of MIP model while the average cable costs generated by the models are close to each other. MIP_H, besides its efficiency, provides more cost-effective layouts compared to MIP model for large-sized real-life examples. Additionally, a comparative study on MIP_H and existing methods in the literature shows that MIP_H is able to solve all instances of the real-life examples providing less cable costs in average.     

基于高拱坝坝体生长特征的缆机调度仿真研究

高拱坝通常施工场地狭窄,且混凝土浇筑与其他作业相互交叉干扰,对缆机调度影响较大。为了研究高拱坝坝体生长特征与缆机调配之间的关系,以坝体生长的过程为主线,分析了高拱坝坝体生长的时空特征,从正向考虑了不同坝体生长特征的缆机调配方式,反向调整了满足缆机浇筑的坝体生长步,并从坝体生长—缆机调配系统互为因果的特点出发对坝体生长方案进行优化。实例仿真结果表明,优化浇筑方案后的混凝土入仓强度更均衡,缆机利用率得到提升,对缆机实时调配和坝体生长均有积极意义。     

水电工程预应力闸墩平行与扇形锚索布置型式对比研究

为对比分析扇形和平行两种锚索布置型式的力学特点,依托简单锚块式预应力闸墩,采用三维有限元方法,通过多方案对比进行分析。结果表明,在同等锚索作用下,平行锚索布置型式的闸墩颈部预压应力较大,效果更好,便于降低预应力主锚索设计吨位;在同等弧门推力作用下,扇形锚索布置型式的闸墩颈部拉应力水平较低,平衡颈部拉应力所需的预应力水平较低;在锚索预压应力或在弧门推力作用下,闸墩颈部应力较大且主要分布在受力侧的闸墩边缘(距边约0.5m内);在同等锚索和弧门推力综合作用下,对于闸墩颈部应力,平行锚索优于扇形锚索,对于锚固硐应力,扇形锚索优于平行锚索,结构各关键部位的应力水平均可控且不显著。     

Integrated offshore wind farm design: Optimizing micro‐siting and cable layout simultaneously

Electrical layout and turbine placement are key design decisions in offshore wind farm projects. Increased turbine spacing minimizes the energy losses caused by wake interactions between turbines but requires costlier cables with higher rates of failure. Simultaneous micro‐siting and electrical layout optimization are required to realize all possible savings. The problem is complex, because electrical layout optimization is a combinatorial problem and the computational fluid‐dynamics calculations to approximate wake effects are impossible to integrate into classical optimization. This means that state‐of‐the‐art methods do not generally consider simultaneous optimization and resort to approximations instead. We extend an existing model that successfully optimizes cable design to simultaneously consider micro‐siting. We use Jensen's equations to approximate the wake effect in an efficient manner, calibrating it with years of mast data. The wake effects are precalculated and introduced into the optimization problem. We solve simultaneously for turbine spacing and cable layout, exploiting the tradeoffs between these wind farm features. We use the Barrow Offshore Wind Farm as a case study to demonstrate realizable savings up to 6 MEUR over the lifetime of the plant, although it is possible that unforeseen design constraints have implications for whether the savings seen in our model are fully realizable in the real world. In addition, the model provides insights on the effects of turbine spacing that can be used to simplify the design process or to support negotiations for surface concession at the earlier stages of a project.     

标准配送式变电站预制光缆工程应用方案研究

  [目的]  为了实现标准配送式变电站预制光缆的标准化应用与工程推广,需要对预制光缆工程应用方案及工程实施问题进行研究。  [方法]  基于标准配送式变电站预制光缆的工程应用现状及需求,结合预制光缆的结构型式、光缆类型、预制方式等因素对工程应用方案进行比较,并对工程实施中的敷设、衰减控制及余长控制等常见问题及解决方案进行研究。  [结果]  研究统一了预制光缆的结构型式、光缆类型、预制方式,解决了光缆敷设、衰减控制及余长控制等问题,可以缩短工期并节约投资,提升标准配送式变电站预制光缆的通用性与经济性。  [结论]  结合文章研究成果,标准配送式变电站可根据工程规模与设备布置选择适用的工程应用方案和工程实施方案,实现全站光缆的现场模块化安装与接线。     

循环流化床锅炉燃烧系统的多变量控制

循环流化床锅炉燃烧系统为大滞后、强耦合和非线性的热力系统,其动态特性的复杂性使得目前较多采用的多回路控制系统不能有效地投入自动.通过分析各输入量对各输出量的影响程度和计算各控制回路的相对增益,确立了循环流化床锅炉燃烧系统的多变量控制方案.采用遗传算法对燃烧控制系统进行优化设计,并采用Mento-Carlo方法对控制系统的鲁棒性进行评价.结果表明:基于动态特性的多变量控制系统具有优良的控制性能,该控制系统的鲁棒性能很好.     

500 kV充油海底电缆导体温度分布式光纤传感监测及应用

依据海南联网系统500 kV海底电缆捆绑特殊海底光缆的实际情况,通过分布式光纤传感技术结合经有限元仿真模型优化的IEC60287热路模型的方法可以监测海底电缆内部的温度分布.在实验室中搭建岸上模拟实验平台,利用中压电缆捆绑光纤的结构进行捆绑电缆岸上模拟实验.同时,将经验证的温度监测方法应用于海南联网系统500 kV海底...     

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。