基于泛在电力物联网的无人值守变电站消防策略研究

  目的  为了提高110 kV及以下小型变电站的消防自救能力,提出了一种基于泛在物联网的无人值守变电站的消防策略。  方法  分别从感知层、网络层、平台层、应用层论述了该类变电站消防系统的基本框架,包括物联网式火灾探测器及其布设、物联网式灭火设施及其布设以及物联网智能监测管理平台,并以110 kV户外无人值守变电站为例,将变电站分为主变压器、开关柜及控制柜、电缆沟、户外配电装置等区域及控制模块,给出了基于泛在电力物联网的变电站火灾分级预警与灭火联动控制系统构建方案。  结果  结果表明:基于泛在电力物联网技术该类变电站可实现对火灾的迅速响应与自救。  结论  研究成果对未来变电站消防系统的设计具有重要的参考价值。     

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。     

高压直流闭锁时逆变侧电气量变化分析

  [目的]  高压直流输电工程的系统调试用于验证项目的整体性能,需对调试时采集的电气量录波数据进行分析,才能获得调试结论。  [方法]  有些录波图并非是一目了然,需要对换流器电路进行分析才能了解其中机理,通过对典型的电气量录波数据进行分析来展示这类分析方法。触发录波时电压电流值变化很大,和控制导致的触发角复杂变化相关联,期间出现换流器单阀间歇导通、两阀间歇导通、阀换相导通产生连续电流的情况。运用电路理论和电力电子技术对换流器电流不连续工况进行分析,得出换流器单阀间歇导通期间其是一种交直流混合电路,不考虑截止阀的漏电流时直流分量值不变。  [结果]  在此理论成果基础上,对某一特高压工程单个低端阀组闭锁时的逆变侧电气量录波图进行分析,可得出在补脉冲机制下若外加直流电压大于换流器的平均直流电压值,则换流器会产生连续电流。  [结论]  很好地解释了录波图中的电压电流量变化过程,验证了控制行为的必要性和正确性,可为直流工程调试录波分析做参考,为调试下结论提供支持。     

基于录波数据的广域电能质量评估系统的设计

  [目的]  为填补在特高压电网和新能源并网技术高速发展背景下,对信息化和智能化的更高要求中,传统电能质量在线监测系统凸显出的部署成本高、维护工作量大、覆盖程度低和功能单一等短板。  [方法]  提出了基于故障录波数据挖掘进行电能质量特征参数辨识、提取和计算的方法,设计了利用现有录波器和调度数据网开展非侵入式的广域电网电能质量监测、评估和决策支持的系统架构。  [结果]  试点应用结果表明:系统监测的电能质量指标全面,采集精度优于标准要求,事件识别、诊断准确率高,在厂站覆盖率、监测点容量、文件上送、预警、发布等方面有明显优势。  [结论]  系统设计具备可行性,能以较小投入实现对现有电能质量在线监测系统在广域电网的延伸和补充。     

电力系统安全稳定校验的信息物理联合仿真方法

  目的  为深入探究电力信息系统故障在信息物理融合系统（CPS）中对工程物理安全的影响机制,并确保研究结果易于复现和推广,  方法  通过开源软件搭建了电力变电站信息物理联合仿真的轻量级测试平台。基于电力监控系统的拓扑结构,通过Mininet搭建了变电站过程层网络的虚拟化框架,并在虚拟主机中调用Scapy模块自定义通信系统的故障类型,根据信息系统仿真结果修改安稳分析程序PSD-BPA的计算文件,外部调用暂稳计算核心求解工程安全结果,实现Mininet与BPA之间的数据联动,得到电力CPS轻量级联合仿真平台。  结果  仿真结果显示:变电站过程层网络中约64%的链路时延增加了10倍或以上,保护设备动作时间延缓至少12周波。根据文中提出的暂态稳定指标,部分站点在仿真周期内出现了严重的失步运行故障。  结论  基于暂态稳定指标的筛选结果成功量化了安稳控制设备的信息故障对电力能源系统的影响。     

智慧海上风电场的定义、架构体系和建设路径

  目的  海上风电场智慧化,是提高海上风电场运行水平和效益的现实需要。  方法  首次提出了智慧海上风电场的定义,规划了智慧海上风电场的架构体系,从智能设备、业务控制、场级管控、集团监管四个层级,阐明了智慧海上风电场的建设路径,提出了具体的工程实施建议。  结果  实现了海上风电场设备、资产的智慧化监控与管理,为覆盖项目设计、基建、运营的全生命周期过程、实现全场设备、资产的数字化、智慧化监控与管理的智慧海上风电场指明了发展路径。  结论  海上风电场智慧化方案,对提高海上风电场自动化水平和运维效率、降低运维成本、提高海上风电的经济和社会效益、提高抵御风险的能力具有重要意义。     

采用再热温度630 ℃的1 000 MW新一代超超临界二次再热机组可行性研究

  [目的]  为了推动采用再热温度630 ℃的1 000 MW新一代超超临界二次再热机组发展,需对某沿海电厂2× 1 000 MW新一代超超临界二次再热机组的可行性进行研究。  [方法]  文章分析了主机参数、主机技术条件、主机设备可行性、辅机设备可行性、主要系统配置、机组经济性和热经济性指标。  [结果]  研究表明:1 000 MW新一代超超临界二次再热机组是可行的,已具备示范应用条件。与1 000 MW常规超超临界二次再热机组相比,1 000 MW新一代超超临界二次再热机组热效率更高,污染物排放更少,经济效益较高。该1 000 MW新一代超超临界二次再热机组热效率达到48.72%,发电标煤耗达到252.48 g/kWh,供电标煤耗达到260.16 g/kWh,为国内最优水平。  [结论]  我国具有自主知识产权的先进马氏体耐热钢G115和带小发电机的抽背式给水泵汽轮机可以应用于新一代超超临界二次再热机组。     

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。     

海岛电力通信光缆运维技术研究

  [目的]  开展电力通信光缆运维技术研究对维护电网安全具有非常重要的现实意义。  [方法]  文章选取浙江舟山群岛为典型研究对象，根据海岛电网特点，针对海岛电力通信光缆运行维护工作进行详细探讨，介绍了各种常用光缆的运行现状，分析了其运维过程中存在的问题。  [结果]  研究表明:海岛电力通信工程优先选用独立光缆，光电复合缆仅作为线路监控使用。  [结论]  解决措施与处理建议为实现跨海电网的高效生产管理提供有益的启发和参考。     

海上风电机组辅助监控系统方案设计

  [目的]  考虑海上风电场生产监控与运营管理的需求,分析海上风电机组辅助监控系统总体设计、功能要求、子系统要求。  [方法]  整合风机状态监测系统(含振动在线状态监测系统、风机基础监测系统、螺栓载荷在线监测系统、桨叶状态监测系统、发电机绝缘电阻自动监测系统、雷电远程监测系统、齿轮箱润滑油质在线监测系统、箱变运行状态监测系统)、视频监控系统、风机IP电话系统、扩展功能等,实现风机动力设备、环境、安防的统一监控。  [结果]  该系统结合多参数信息融合,实现电气及机械特征量的风机故障诊断,为广东省海上风电大数据中心的风机性能比较提供支撑。  [结论]  辅助监控系统方案可实现预防性的运营维护,使风电场智能化监控和故障早期预警成为可能。     

海上风电场智慧运维管理系统

[目的]针对海上风电场运维安全管理,提出了海上风电场智慧运维管理系统.[方法]通过海上风电智慧调度系统、海上风电雷达多源跟踪及边界警示系统、海上风电场风机平台作业监管系统,搭建出海上风电场智慧运维管理系统.[结果]通过陆上集控中心的海上风电智慧调度系统,实现人员的安全管理以及船舶调度.通过海上风电雷达多源跟踪及边界警示...     

数字孪生技术在电网工程中的应用研究

[目的]针对于大数据与互联网背景下的数字化转型,分析了数字孪生技术在电网工程中的应用现状。[方法]基于构建的映射实际工程的三维模型,通过融合设备本体以及生产数据,形成现实与虚拟空间的数据纽带,并建立匹配电网运维工作需求的智能化电网数字孪生运维平台。[结果]平台通过对各子系统数据的调用传输与集中处理,实现了站端数据的深度融合。通过全景信息展示功能,实现了电网数据的可视化展示。通过智能辅助监控,实现了全场景的设备监控与人员管制。通过智能运维作业功能,实现了虚拟空间对现实工程的反向干预指导。[结论]数字孪生技术在电网工程中的应用,实现了数字化转型中的电网可感、可看、可控,有效地提升了新型电力系统下的电网日常运维作业的工作效率与系统智能化集成度。     

海上风电机组智能故障预警系统研究

  [目的]  随着海上风电机组装机容量的飞速发展,业主对海上风电机组的安全运行越来越重视,对风机设备可靠性的要求越来越高。传统的设备故障事后处理模式不仅不能保证发电设备运行的可靠性,而且海上风电运行维护的可达性差,被动的故障后维修无形中增加了巨大的电量损失,已完全不能满足海上风电的要求。设备故障早期智能预警系统可以提前预知设备存在的问题,把设备隐患消除在萌芽状态之内,真正做到“防患于未然”。  [方法]  通过对海上风电机组关键部件的数据采集,结合历史数据提取故障特征,利用神经网络等大数据算法,实现发电机温度异常、发电机轴承异常、齿轮箱散热异常、齿形带断裂警告等设备故障的提前预判。  [结果]  根据对设备早期故障的提前预判,可以综合考虑海上风电的气象、台风、海况、海事等维护特点,有计划地执行积极的预防性维护策略,能够有效地避免大部件故障的发生或风机整机失效情况的发生。  [结论]  研究成果可提高海上风电机组的可靠性和风电场整体发电效益。     

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。     

安全仪表系统在二次再热机组的应用研究

  目的  安全性是电力行业永恒的主题,安全仪表系统是保证机组安全性的重要手段之一。国际上,安全仪表系统已有较为成熟的标准体系且得到广泛应用,而在国内火电行业的应用仍处于探索阶段。为推广安全仪表系统在电力行业应用,将描述其在火电二次再热机组的实际应用案例,为其它火电工程的设计、采购和运行维护提供参考。  方法  首先详细介绍和分析了相关国际规范,然后介绍了安全仪表系统在二次再热1 000 MW机组电厂项目的应用情况,并使用风险图表法对电厂进行安全完整性等级分析。  结果  通过分析等级并应用于二次再热1 000 MW机组电厂的设备招标、设计、调试、运行等,有效提高了电厂运行的安全稳定。  结论  在电力工程前期对机组安全仪表系统进行分析有利于电厂全生命周期的管理设计过程,应广泛应用于电力行业。     

柔性直流输电换流阀功率单元现场测试方法研究

  [目的]  在柔性直流输电工程中,换流阀功率单元及其备件需要定期进行测试和维护。功率单元工作正常是保证柔性直流输电系统安全稳定运行的重要前提。  [方法]  针对功率单元现场测试缺乏相关规范标准的现状,从功率单元的结构、工作机制和厂内测试项目入手,结合现场实际情况,提出了一种适用于现场的流程化的功率单元测试方法,并在该方法的基础上研制了一台可对功率单元进行自动测试的装置。  [结果]  所提出的测试方法和测试装置可有效提高功率单元现场测试的完备性、效率及准确性,该装置目前已在南澳多端柔性直流输电工程塑城换流站试点应用。  [结论]  工程实践表明:提出的测试方法贴近工程实际情况,为功率单元的运检、验收提供了有效的测试手段,也可为其他柔性直流输电工程的功率单元测试工作提供借鉴。     

国标《塔式太阳能光热发电站设计标准》关键共性技术

      目的     塔式光热发电是我国首批太阳能热发电示范项目的主流型式。为了促进科技进步,推动产业发展,有必要对塔式光热发电站的设计进行规范。      方法     在总结分析塔式光热发电站设计经验的基础上,对光热发电设计的共性原则和关键技术进行了研究,给出了适用范围、规模划分、设计寿命等共性原则,重点研究了太阳能资源评估、集热系统与设备、储热系统与设备、自动化系统等关键技术方案。      结果     确定了塔式光热发电站的主要设计方案,给出了发电量估算方法,制定了世界首部太阳能光热发电设计标准《塔式太阳能光热发电站设计标准》。标准为国内塔式光热发电项目的开发、建设和运行提供了技术支撑,其主要内容已经上升为国际标准IEC62862-4-1《塔式太阳能光热发电站设计总体要求》。      结论     标准可对塔式光热发电站的设计提供指导。     

面向电网规划设计的电磁暂态仿真研究与应用

  [目的]  为了在特高压与超高压电网规划设计中对相关电气设备电磁暂态特性进行评判,需要进行电磁暂态仿真专题研究。  [方法]  提出影响此类仿真结果的关键因素主要有电力系统潮流与短路资料、输电线路物理结构与电气参数资料、变电站主要电气设备详细电气参数资料的完整性与准确性以及仿真工具的适用性。  [结果]  基于权威的电磁暂态仿真软件,提出了进行潜供电流与恢复电压、工频过电压、操作过电压以及变压器中性点加装小电抗等电磁暂态特性仿真时应遵循的主要条件与要求,并阐明了相应的仿真结果与应用。  [结论]  研究成果已用于电网规划与输变电工程设计,可满足电力系统电磁暂态仿真要求。