直流核心设备“工厂化”检修体系建设研究

为保证直流换流站设备检修管理适配中国高压直流输电工程大规模投运的新形势,实现管理集约化、机构扁平化、运维一体化、检修专业化的发展目标,根据电网检修管理相关理论,从直流换流站检修管理现状出发,分析了直流换流站检修管理存在的问题,提出了构建直流核心设备检修体系集约化的管理模式,建立以"例行检修中心、状态检修中心、紧急抢修中心、系统仿真平台、可靠性分析平台以及备品备件仓储中心"建设管理为核心内容的直流核心设备工厂化检修管理机制。与现有直流设备检修管理模式相比,工厂化检修管理模式,能够实现人力、技术、装备资源的统筹协调,进一步提高检修管理效率和劳动生产率,保障直流输电系统长期可靠稳定运行。研究结果对直流输电系统设备检修管理建设有重要参考意义。     

“十三五”中国能源低碳转型的关键期

在“十二五”发展的基础上,分析了“十三五”中国能源发展的4个背景：中国经济和能源发展进入新常态;2020年要实现全面小康的国家目标,“十三五”需补短板;实现并争取超额实现2020年国家低碳发展目标;《巴黎协定》开启了全球绿色、低碳发展的新阶段,“十三五”能源的发展必须明确指引低碳转型。重点阐述了“十三五”能源低碳转型的发展路径：节能、提效,改变粗放的发展方式;减煤,煤炭年消耗在“十三五”见顶;大力发展非化石能源;稳油增气;发展智慧能源互联网;新型城镇化应走低碳道路。最后,给出了“十三五”中国能源低碳转型应达到的4个标志性目标。     

大型“二拖一”燃气-蒸汽联合循环机组仿真机的研制与开发

系统介绍了M701F型“二拖一”燃气-蒸汽联合循环机组仿真机的研发背景、硬件配置;阐述了以CyberSim图模库一体化通用仿真支撑平台为核心的仿真支撑系统的技术特点、软件构成以及燃气轮机数学模型。利用该仿真系统实现了“二拖一”燃气-蒸汽联合循环机组全工况实时仿真。测试结果表明,燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机及发电机等模型精度均达到了仿真机设计要求,且具有良好的静态精度和正确的动态响应特性。该仿真机除了可对运行人员进行培训外,还可用于电厂控制策略优化及运行方式分析与研究。     

考虑碳排放的综合能源系统“结构-型号-容量”优化模型

综合能源系统能源结构多样,同种设备的不同型号之间价格、性能差异性大,如何在规划阶段确定合理的能源结构、设备型号组合及装机容量是实现运行阶段节约成本的前提。文章在考虑二氧化碳排放量的基础上研究“能源结构-设备型号-装机容量”规划优化模型。首先,构建基于最近邻法(K-nearest-neighbors,KNN)的实例推理技术得出适合拟建设园区的能源结构;其次,构建“外层选型,内层定容”的双层优化框架,考虑碳排放阶梯成本,以全寿命周期总成本最低为优化目标,利用蚁群算法-遗传算法相结合的方式求解最优设备型号组合及最优装机容量。最后,通过算例分析验证所提模型在降低成本上的有效性。     

风电与火电“打捆”外送系统频率调控策略研究

风电与火电“打捆”外送是我国西部风电开发的一个重要特征。以具有典型意义的“风火打捆”仿真分析系统为例,研究了风电与火电之间的相互影响。围绕调差系数、前馈系数和伺服机构时间常数3个重要参数,分析了风功率波动条件下火电机组的一次调频特性。针对风机群体性脱网故障,提出了一种紧急提升火电机组功率的系统频率控制策略,通过监测风机脱网量和火电机组旋转备用量,计算火电机组的紧急提升功率量,将机组CCS由正常AGC控制切换为紧急提升功率的控制,实现减小系统频率波动幅度、提高频率稳定性的效果。针对电网侧不同的故障形式,比较了不同类型风机的响应特性。对固速风机在电网短路故障下发生转速失稳被过速保护切除的机理进行了较为深入的分析。     

“双碳”目标下风氢联合系统参与现货市场的优化运行与效益分析

“双碳”目标下,电力现货市场成为消纳新能源的重要平台。由于新能源出力具有波动性和不确定性,高比例新能源进入电力市场后将带来新的挑战。电转氢(power to hydrogen,P2H)作为绿色低碳的灵活性调节资源,能够为新能源大比例入网提供新的途径。首先在新能源场站报价报量参与电力市场与常规机组同台竞价的基础上,构建了包含日前和实时两级的上层电能量现货市场竞价交易优化模型。其次对含有P2H的风电场出力进行优化,构建了下层风氢联合系统实时优化模型。最后以改进的IEEE 30节点系统为例分析了“双碳”目标下高比例风电参与现货市场带来的电价波动风险,研究了风氢联合系统参与现货市场的经济性。结果表明风电场配备一定规模的P2H设备能够有效减少风电不确定性给现货市场带来的电价波动风险,提高风电利用率,实现氢的廉价制取,在经济上具有一定可行性。     

西南水电“弃水”困局与对策

中国西南地区蕴藏着丰富的水能资源,该区域水电的开发利用对优化能源结构、促进区域经济低碳均衡发展具有重要战略意义。近年来,西南地区,特别是四川、云南2省,“弃水”现象愈演愈烈,引起了国家的高度重视和社会各界广泛关注。研究了西南水电“弃水”现状与复杂的成因,并针对电力规划、电力体制、厂网建设、政策、运行、市场、环保和利益诉求等多方面存在的不足,提出了促进水电消纳的对策建议。     

面向“互联网+电力营销”的智能互动服务创新体系架构

基于“互联网+”与传统行业进行深度融合的新形势,提出了“互联网+电力营销”智能互动服务创新体系,构建了由资源保障、数据支撑、业务管理、运营管理4个层面组成的智能互动服务创新体系架构。对该体系部分业务进行了实践应用,初步验证了所提智能互动服务创新体系的先进性与实用性。     

电池储能系统用于风电功率部分“削峰填谷”控制及容量配置

为缩减风电输出功率小时级的峰谷差,减小风电功率间歇性、波动性对规模化风电并网带来的不利影响,基于风电功率短期预测技术的小时级风电功率输出指令,提出风电功率部分“削峰填谷”控制策略,利用电池储能系统（battery energy storage system,BESS）缩减小时级尺度的风电功率峰谷差,并在各时间窗口内将风储合成出力的风电功率波动限制在一定的带宽范围以内;提出基于正态分布的储能功率计算方法,基于电池储能系统优化控制策略,分析电池储能系统实现部分“削峰填谷”控制策略与储能容量之间的关系。仿真实验结果验证该控制策略下储能容量配置的正确性与可行性。     

“十三五”中国电力需求水平预测

电力需求预测水平是“十三五”电力发展规划的重要基础。经济新常态下,以高端制造业为代表的第二产业、以现代服务业为代表的第三产业以及新型城镇化驱动下的居民生活用电将成为拉动中国用电需求增长的新动能。中国正处于向工业化后期过渡的关键阶段,未来将大力推进经济结构调整和转型升级,拉动经济增长的传统动力正在消退,用电需求难以出现以往的两位数高速增长。但是,与发达国家相比,中国人均用电水平仍然偏低,未来用电需求仍有较大发展潜力,过低的用电增速判断不符合相关国家及地区的历史用电发展经验。应用多种方法对中国未来电力需求水平进行了预测,预计“十三五”期间中国用电需求将维持中速刚性增长。     

龙泉换流站直流控制保护系统运行分析

由于运行时间较长以及性能存在一些缺陷,龙泉换流站直流控制保护系统近年来多次发生故障,对电网的运行带来了不利影响。对龙泉换流站直流控制保护系统近几年来的故障情况进行统计,对故障原因进行分析,并指出当前龙泉换流站直流控制保护系统运行维护工作存在的难题。根据分析结果,提出相应的技术改造方案。该技术改造方案不仅可以有效解决龙泉换流站直流控制保护系统存在的缺陷及问题,而且对其他高压直流输电工程的建设和运行维护工作也有较好的参考作用。     

高压直流换流站内融冰装置的交流滤波系统设计

直流融冰装置是冰期保证电网安全稳定运行必不可少的设备。本文重点针对高压直流输电系统换流站内融冰装置设计的特殊场景,研究了融冰装置对融冰交流母线电能质量、直流换流站交流母线电能质量、换流站交流滤波器设备的影响,提出了换流站内融冰装置的交流滤波系统的设计原则和方法,并通过设计实例和仿真验证了所提出方法的有效性。本文提出的方法能够有效降低融冰装置对直流换流站的电能质量和设备的影响,保证高压直流输电系统和融冰装置的安全稳定运行。     

基于PLC的在线漏水检测系统在换流站的应用

换流站具有在高压直流输电系统中输送容量大、地位重要、较多关键设备处在地势低洼处等实际特点,在线漏水检测系统以可编程逻辑控制(PLC)为基础,可对站内不同特点的关键部位漏水或水位实现集中监测,操作方便、稳定可靠,提高直流换流站智能化运维管理水平。介绍了在线漏水检测系统的设计背景、设备组成选型,并对该系统在换流站内的实际应用进行了具体分析总结。     

高压直流输电换流站无功控制系统分析

阐述了无功控制在直流输电换流站中的重要性,介绍了换流站无功控制系统和无功控制的定无功及定电压控制功能。结合南方电网“西电东送”主网架已经建成的3条直流工程换流站中无功控制的应用情况,分析了换流站无功控制与电压控制方式、交流滤波器的配置以及投切控制,通过典型案例分析说明在换流站运行维护工作中无功功率控制应该注意的问题,如在正常情况下,无功控制为自动控制模式,小组交流滤波器为热备用和自动控制模式,此时直流系统运行时严禁将无功控制改为手动模式等。总结了无功功率控制在换流站的运行情况,并针对运行维护中值得注意的问题提出建议,对换流站的建设、运行和维护具有参考价值。     

换流变压器运行分析及改进措施

换流变压器作为高压直流输电系统的核心组成部分,其安全稳定运行非常重要.文章对宜都换流站换流变压器在运行过程中出现的缺陷和异常进行了分析和整理,提出了维护的措施和建议,对相关设备生产、运行具有参考作用.     

直流输电系统网损研究

为进一步降低直流输电系统的网损,提高直流输电系统的经济性,有必要对直流输电系统的网损进行定量计算。直流换流站网损的计算是直流输电系统网损计算的难点。基于IEC 61803标准提出了换流站各电气设备损耗的计算方法,对不同运行方式下、不同负荷水平下的换流站运行损耗进行计算。计算的原理是分别计算换流站内各设备的损耗,然后总加起来得到换流站的总损耗。采用Visual Basic 6.0编制了换流站损耗的计算软件,结合实际的直流输电工程计算其换流站损耗,发现换流站的损耗主要来源于阀和换流变这2个设备,整流站的总损耗大于逆变站的总损耗。     

龙政直流2005年运行情况

龙政直流是三峡输电主通道及华中、华东直流联网线路,在跨区输电中发挥着极为重要的作用。引用客观的统计数据,总结了2005年度龙政直流的运行情况。重点分析了直流的经济性、可靠性指标,并与2004年数据进行比较,对直流跳闸事件、重要直流设备检修情况等作了阐述,指出了运行中存在的问题,提出加强换流站用电保障、控制及保护系统维护技术国产化等整改意见。     

高压直流输电系统逆变站最后断路器跳闸装置配置原则

高压直流输电系统逆变站最后断路器跳闸装置是非常重要的换流站直流系统控制设备,主要防止直流系统运行时逆变站交流负荷突然全部断开造成换流站交流侧及其它部分过电压,导致交、直流设备绝缘损坏。文章结合我国第一个全面国产化高压直流工程——灵宝背靠背直流联网工程,分析了最后断路器跳闸装置配置原则,结合工程系统调试实际对该控制功能进行了优化和完善,并总结了最后断路器跳闸装置设计原则和调试经验,这些经验同样适用于其它高压直流输电系统,有助于提高我国高压直流输电工程的设计、调试和运行水平。     

换流站零磁通TA分系统调试方法研究

零磁通TA是±500 kV换流站直流场的重要设备,涉及到直流场很多保护,因此,调试好零磁通TA关系到换流站直流系统的安全稳定运行。加强对零磁通TA调试方法的研究对以后进行±500 kV换流站调试工作具有重要的指导意义。     

直流输电控制系统闭锁因素分析

直流控制系统是直流输电工程的核心设备,为深入研究引起直流闭锁的各种因素,提高直流输电系统运行的可靠性,以高岭换流站HCM3000直流控制系统为例,分类对控制系统中能够导致直流闭锁的内外部因素进行了分析。