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[成果] 1700520395 北京
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:特高压±800kV直流输电技术是世界上电压等级最高、输送容量最大、送电距离最远、技术水平最先进的输电技术,是解决中国能源资源与电力负荷逆向分布问题、实施国家“西电东送”战略和电力跨区域大范围输送的核心技术。特高压±800kV直流输电技术为世界首创,在国家科技支撑计划、国家“973”计划、国家自然科学基金的支持下,科研、高校、设备制造等160多家单位联合攻关,攻克了特高电压、特大电流下的绝缘特性、电磁环境、设备研制、试验技术等世界级难题。2010年自主建成了云南-广东、向家坝-上海特高压±800kV直流输电示范工程,投运以来一直保持稳定可靠运行。该项目取得了一系列重大技术突破和创新。首次揭示了特高电压下的污秽外绝缘沿面放电机理,首创多因素多目标控制的外绝缘配置方法,提出了双12脉动阀组串联主接线型式,实现了800kV特高电压、复杂环境下的绝缘可靠配置;提出了极导线任意布置下同走廊多回线路离子流场计算方法,首创交、直流电磁环境叠加模拟试验方法,实现了工程技术方案最优与生态环境友好的和谐统一;首次成功研制世界上通流能力最大的换流阀,电压最高、容量最大的换流变压器等特高压直流成套设备;构建了完备的特高压直流试验技术体系,建立了国际领先的试验研究平台。特高压±800kV直流输电技术在设备参数、可靠性、损耗、占地、经济性等方面,与以往输电技术相比具有全面优势,创新成果处于国际领先水平,具有完全自主知识产权。获授权发明专利114件,形成国家标准54项,行业标准38项,出版著作32部,建立了世界首个特高压直流标准体系,推动国际电工委员会(IEC)成立了专门的直流输电技术委员会,秘书处设在中国,已发布国际标准4项,在编7项,极大提升了中国在国际电工标准领域的话语权。特高压直流工程满足了中国东、中部地区的用电需求,推动西部资源优势转化为经济优势,促进东西部地区协调发展,使西南水电、西北风电太阳能资源的集约开发和大范围消纳成为可能,为加速能源革命、实现能源绿色低碳发展、应对全球气候变化奠定了技术基础。已建成9回特高压直流工程,输送总容量6360万千瓦,年输送电量超过3000亿千瓦时,其中清洁能源占比超过80%,每年减少东中部地区煤炭消耗1.7亿吨,减少二氧化碳排放2.6亿吨,是“大气污染防治行动计划”的主要输电通道。后续规划建设11项工程,输送总容量约1亿千瓦。特高压直流技术研究和工程应用极大提升了中国电工装备制造的自主创新能力和国际竞争力,电工装备成为中国制造的“金色名片”。中国成功中标巴西美丽山水电送出±800kV直流一、二期项目,实现了中国特高压输电技术、标准、装备、工程总承包和运行管理全产业链、全价值链输出。特高压直流输电技术是国际上公认的中国领先世界的技术,是能源电力领域的重大创新,是世界电力工业发展史上的重要里程碑,实现了中国创造和中国引领,社会和经济效益特别显著,对加快中国能源转型升级,促进“一带一路”建设具有特别重大的意义。
[成果] 1700520283 北京
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2017
成果简介:项目属于发电领域。传统电力生产运行数字化与智能化水平较低、燃料“采制化存”一体化与自动化程度不高、资金调度控制的精细化与集约化手段滞后,无法满足“清洁低碳、安全高效”现代能源体系对技术发展的要求。破解大数据、云计算、物联网、移动终端等新一代信息技术与发电系统深度融合难题,研发灵活高效、系统优化的“互联网+”智能发电的关键技术,已迫在眉睫。中国大唐集团公司投入千名科技人员,历经3年时间,利用新一代信息技术,实现了智能发电技术创新,取得了数十项原创性科技成果。主要科技内容与创新点:项目创建了1个新平台,建立了技术和产品2项支撑,取得了3个新突破,实现了“互联网+”智能发电的融合创新。主要创新点如下:1.基于发电工业控制网、物联网和互联网二网融合关键技术,创建了两化融合的“互联网+”智能发电综合服务的新平台,解决了智能发电人、财、物所有资源和要素一体化融合技术难题,使所有资源在统一平台运作,所有数据实现统一存储挖掘,所有业务按统一流程管理。2.基于大数据、云计算、物联网、移动终端等关键技术,开发了大数据挖掘、实时数据库、数据甄别和安全防护新产品,解决了发电PB级数据存储与挖掘、互联互通、安全防控等技术难题。3.研发了基于智能挖掘的电力生产优化诊断技术,构建了发电机群远程故障诊断和寻优控制的非线性状态估计等数学模型,实现了“互联网+”电力生产的新突破,解决了中国大唐集团公司全部253台火电机组及5602台清洁能源机组的实时诊断和优化运行问题,能效得到明显提高,环保得到有力保障。4.研发了多煤种分级高效利用技术、基于多目标优化算法的智能采购技术、燃料“采制化存”一体化技术,构建了基于物联网的电力燃料智能控制方法,实现了”互联网+”电力燃料的新突破,解决了2.2亿吨不同煤种燃煤的分级高效利用问题,经济效益明显提高,管控能力大幅提升。5.研发了基于大数据预测模型的资金智能集约控制技术,构建了基于多元线性回归算法的现金流预测模型,研发了全方位的资金风险预警技术,创建了实时监控、智能识别、可视化动态感知的资金调度方法,实现了“互联网+”电力资金的新突破,解决了2.3万亿资金流的在线监控问题,风险得到有效防控,价值得到巨大提升。授权专利情况:国家发明专利7项、软件著作权25项、实用新型专利22项、科技论文9篇。技术经济指标:数据监测点254万个,数据量级达到20PB,资金归集度99%,资金监控规模达到2.3万亿元。应用推广及效益情况:项目已在大唐集团全部76家煤电、42家水电、102家风电、5家燃机、7家光伏企业应用;直接经济效益115.86亿元;在支撑节能降耗、合规经营、绿色发展等方面产生巨大社会效益。中国大唐集团公司贯彻“数字中国”战略、落实“互联网+”行动计划、推动能源生产革命的成功实践,对“互联网+”智能发电起到了示范引领作用。
[成果] 1700520291 湖北
TM8 应用技术 电力供应 公布年份:2017
成果简介:电信号测量是现代工业控制和智能化的基础。电力、电冶金、核工业和军工等行业的发展,带来了直流、脉冲、瞬变、宽幅的大电流和高电压等复杂电信号的测量需求,电磁环境恶劣,有时对安装空间要求极其严苛,传统的电磁式测量技术已难以适用。为此,ABB等国外公司于上世纪末研制出由传感、信号解调和电磁防护三大组件构成的光电式测量装备,垄断了中国市场,单价高达数百万元。然而,由于光电信号微弱,易受振动和温度干扰,其精度难以突破0.2级,稳定性较差;由于其解调方法的限制,电流最大量程无法超过600kA,响应时间也不能满足柔性直流输电等特殊应用;特别是电磁冲击常造成解调组件损坏。2010年对国内电力系统中2041套光电式测量装备的统计表明,故障率高达10.2%,有时还造成保护误动,严重危及电网安全。强电磁环境下复杂电信号的光电式测量已成为测量领域亟待攻克的世界性难题。项目组经过20余年的持续攻关,有效地解决了上述难题,取得了集理论、技术、装备于一体的系列成果。主要创新如下:1、光电式传感主动降噪方法。构建了电磁热力耦合分析模型,揭示了光电传感系数波动规律,提出了共模抑制自补偿设计方法,发明了旋转对消空芯线圈等3大类传感组件,满足各种安装需求,测量精度在国际上首次达到0.05级,且稳定性得到有效保证。2、量程扩展与随动微差解调技术。提出基于解调相位一阶差分信号的扩展修正因子及判据,电流最大量程达1200kA;提出基于对称双工作点的反馈增益随动控制方法,响应时间缩短至国外最好产品的1/3,满足了柔性直流输电等测量要求。3、电磁冲击协同防护技术。提出了大构件小空间h-p目标自适应有限元仿真方法,首次发现传感组件的形态结构对电磁冲击耦合强度起决定性作用,通过优化结构可将耦合到解调组件的电磁冲击强度降低70%,突破仅对解调组件进行电磁防护的常规做法,首创传感-解调组件协同防护技术,在国际上率先将光电式测量装备电磁防护整体性能提升到A级,成为行业新标准。4、产品整体性能检测体系。发现IEC60044-7/8标准中仅从解调侧施加干扰的试验方法存在缺陷,是过去检测合格的产品故障率仍很高的重要原因。首次提出了从传感侧施加干扰的等效试验方法,研制了系列试验装备,检测平台试验项目的专业性和完整性超越KEMA等同类检测机构,为国内外产品性能的持续改进提供精准指导。国标3项、行标2项,发明专利27项,该领域首部专著,SCI/EI论文37/59篇,他引1318次,欧洲传感器会议主席等专家高度评价并采用部分成果。解决了国际首台全超导核聚变装置1200kA脉冲电流、国际最大750kA电解铝直流电流、国际首台混合型柔直断路器μs级短路电流、国际首台三相共箱GIS电流/电压等测量难题。鉴定为“总体性能指标处于国际领先”,获教育部技术发明一等奖。打破国外垄断,形成16个系列产品,近三年新增销售额12.22亿元,成套装备销售4千余套,市场占有率超60%,运行故障零记录,核心组件被国内所有制造商采用并批量出口至ABB。引领了光电式电信号测量装备跨越式发展。
[成果] 1700630169 湖北
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2017
成果简介:项目来源于国家863计划和国家电网公司配套项目,属先进能源技术、电力系统控制领域,是关键技术开发、设备研制、工程应用相结合课题。中国地域广、能源分布与经济发展不平衡,大容量远距离输电是电网发展必然格局,中国已投运20多个直流工程,形成了规模庞大、结构复杂、运行方式多变的跨区交直流混联电网,输电距离远、容量大,故障冲击强、覆盖范围广,电网调节能力不足,多直流间缺乏有效协调。以湖北电网为中心的华中电网是跨区通道最多、交换能力最强的区域电网,是四川水电、西北风电等清洁能源消纳和全国资源优化配置的枢纽,电网运行特性复杂,控制难度大。项目自2011年起,针对华中电网运行风险,以关键薄弱断面稳定和功率振荡控制为目标,基于运行信息进行直流控制敏感点挖掘,围绕交直流协调控制开展理论算法研究、技术难点攻关、协控装置开发,建设了世界上规模最大的跨区交直流协调控制示范工程,覆盖四川、重庆、湖北、河南电网,可协调9回直流,具备紧急控制、头摆冲击控制、阻尼调制等功能。系统投运后运行稳定、效果良好,提高了特高压电网跨区跨省输电能力,有效提升了华中电网跨区跨省清洁能源消纳能力。经专家组鉴定,项目总体达到国际先进水平,在跨区交直流混联电网紧急协调控制方法、跨区交流联络线头摆峰值预测与功率波动全过程控制方法等方面居国际领先水平。项目成果指导了酒湖特高压直流安控系统、华东电网频率紧急控制系统建设,随着中国特高压电网快速发展,项目成果在全国电网控制领域可复制、可推广、可工程实现。项目申请授权发明专利13项,发表论文31篇(SCI4篇、EI26篇),发布国际标准1项,出版专著1部。
[成果] 1700650143 安徽
TM6 应用技术 电力供应 公布年份:2017
成果简介:该项目研究内容属于电气工程学科范畴,涉及电力设备状态检测核心技术。变电站电力设备的安全运行是电网可靠运行的基础,直接关系到能源输送通道的安全及整个电网系统的稳定。但由于设计、制造、安装等方面的原因,国内外变电设备事故时有发生,根据中国电力行业统计,近5年来电力设备故障导致电网事故占当年电网事故总数的比率高达67%-85%。作为变电设备故障检测最主要的手段,局部放电检测是实现设备状态检修、保障电力设备安全运行的最重要措施,也是支撑智能电力设备的核心关键技术。由于存在现场电磁干扰复杂、定位困难、检测效率低等问题,局部放电检测一直是国际上高压绝缘科学研究的前沿和世界级的难题。该项目在863、国家电网公司、安徽省电力公司等4个科技项目的支持下,围绕局部放电检测的难点问题,提出了故障设备快速巡检与故障点精确定位相结合的局部放电检测方法,攻克了强电磁干扰环境下多源局部放电信号可靠检测与精确定位、高性能特高频传感器、一体化高效检测等关键技术,大幅提高了局部放电检测效率和检测定位的可靠性,取得的创新成果主要包括:(1)针对变电站强电磁干扰环境下局部放电可靠检测和准确定位的问题,提出了基于高阶累积量和双谱估计的局部放电信号处理方法,实现了变电站电磁干扰背景下多个传感器信号时延序列准确提取,研制了基于曲流技术的宽带、高灵敏度、小型化特高频局部放电传感器,保证了局部放电定位精度和鲁棒性,精确定位的准确度达到cm级。(2)针对多个局部放电和脉冲干扰源辨识困难的问题,提出了基于信号模型参数重构技术的多源放电和脉冲干扰分离方法以及时域信号特征和统计特征图谱相结合的局部放电模式识别方法,提高了局放识别率和脉冲干扰判别的准确性,实现了多源局部放电和脉冲干扰的可靠辨识。(3)针对目前变电站带电检测工作量大、检测效率低等问题,提出了局部放电、红外温度以及外观图像多参量综合检测的方法,研制了移动式、一体化综合检测的变电站设备综合监测装置和声电联合局部放电检测定位装置,实现了变电站设备故障的高效检测与定位,典型变电站检测时间由1-2天减少到1-2小时。项目共申请专利42项,其中发明专利授权11项,实用新型专利授权8项;发表高水平学术论文13篇,其中SCI收录6篇,EI收录7篇。相关研究获得国际上主要局部放电研究团队的关注,其中局部放电特高频检测技术的发明人,英国Strathclyde大学Martin Judd教授领导的研究团队多次在论文中引用项目的研究成果,认为该技术“可以实现变电站低成本、高效的局部放电定位,相关方法在局放定位研究领域已经得到相当大的关注”。中电联组织的成果鉴定认为项目提出的局部放电定位方法、研制的检测装置“达到国际领先水平”。近三年来,研制的装置已在包括1000kV特高压变电站在内的全国200多座变电站获得大规模应用,在安徽、山东、上海、广东等电网成功解体确认设备缺陷30余台次,避免了多起停电事故的发生,提高了供电可靠性,取得了显著的社会经济效益。
[成果] 1700510179 河南
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2017
成果简介:该项目属于电气工程学科。2011年国务院599号令颁布,明确了电力安全事故的分级标准及应急处置和调查办法,电网安全责任重于泰山。河南电网作为全国范围内唯一的跨区特高压交直流混联电网,是联系华北、华中两大同步电网的重要枢纽,电网风险的随机性、复杂性、隐蔽性日益增强。如何实现电网安全风险的全面、快速、准确评估是保障电网安全的首要任务,也是一项亟待解决的技术难题。项目紧密结合国务院599号令,以保障河南特高压交直流混联受端电网安全稳定运行为目标,在电力系统风险辨识、量化评估、准确定级、有效管控等方面开展了系统研究,主要成果如下:(1)构建了大电网运行安全风险评价多维指标体系;建立考虑确定性和不确定性、定性和定量的多维度指标群,从电网安全风险发展时限、影响层次、危害程度三个维度出发,涵盖静态充裕性、动态安全性,包括元件、回路、系统三个风险层级,覆盖电压越限、支路过载及失负荷等40项关键指标,实现对电网风险的综合全面评价。(2)攻克了大电网运行安全风险指标快速、准确求取的难题;首次提出并建立基于回路的可靠性停运模型,将基于元件的电网风险分析工作转化为基于回路的电网分析,有效的降低评估复杂度。首创基于多元件功率约束的改进潮流灵敏度失负荷风险算法,提出一种基于工程实用概率稳定分析的动态风险评估方法,实现电网安全风险多维指标的快速、准确求取。(3)创新了大电网运行安全风险定级和管控方法;提出以系统分指标和基于负荷-风险曲线的电网全局性风险评估方法,实现对电网安全性整体判断;依据国务院599号令和相关事故调查规程,针对不同的预想事故集,考虑风险事件的概率因素,实现依据危害程度的事件风险定级;制定《河南电网运行安全风险管理规定》、《河南电网运行安全风险量化评估技术规范》,完善了风险管理流程,有效指导河南电网规划、运行实践。(4)自主设计开发了大电网多维指标安全风险评估仿真平台;提出一种厂站元件图模自动映射技术,实现厂站图形与数据的自动识别匹配;提出一种考虑保护误动、拒动等随机因素的多故障集稳定自动求取技术和加速算法,实现电网全元件、全故障、全局性安全风险的快速自动量化评估。主要技术指标:(1)多维指标体系共包含3大类、40个指标;(2)系统级风险分为4个等级,0-999系统分;(3)事件风险分为8个等级,1-3000分;(4)仿真平台可应用于4万节点系统、涵盖21种保护元件和28套稳控装置,实现对28类故障自动扫描。项目取得集理论、技术和应用系统于一体的系列成果,相关成果得到广泛应用,截止目前共取得经济效益16561.5万元。鉴定专家一致认为项目创新性强、实用性高,整体达到国际领先水平。已获发明专利授权3项、软件著作权1项,发表论文16篇,EI收录9篇,核心期刊9篇。
[成果] 1700640103 云南
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2017
成果简介:物联网与智能电网结合,是新一轮电力行业产业升级的重要发展方向,在"十二五"期间被列为国家加快培育和发展的战略新兴产业。物联网的技术特征符合智能电网能量流、信息流和业务流高度一体化建设需求,通过采用物联网技术实现智能电网设备深度互联和智能管控,对提高设备可用率,降低设备检修的盲目性,实现设备优化管理具有重大意义。该成果在国家863计划"智能电网"重大专项课题支撑下,围绕输变电设备物联网关键技术难题,云南电网公司与高等院校、科研院所经过多年协同攻关,在输变电设备物联网体系架构、物联感知、全景信息集成、智能应用等关键技术方面取得了突破,在国内外首次构建了省网级的输变电设备物联网,提高了设备全寿命周期管理过程的评估、预警及运维决策的时效性、准确性以及智能化水平,丰富和扩展了智能电网的网络属性和设备属性。创新性成果主要有:1)提出并构建了具有云计算能力和信息双向互动的输变电设备物联网体系架构,建立了涵盖输变电设备本体属性、状态属性及环境属性的全景信息模型和输变电设备物联网安全防护体系;2)研制出面向输变电设备物联网的智能监测传感网络,发明并研制出局部放电、雷电、分布式光纤温度监测等新型智能传感器,提出并建立了基于虚拟云平台的传感网络资源优化策略和分布式故障诊断模型与方法;3)研发出输变电设备物联网全景信息集成平台,提出了基于改进混合本体的多源异构数据聚合方法、基于SOAP与Restful协同的全景信息集成方法和基于情景感知的人机互动策略;4)研发出输变电设备物联网智能应用系统,提出了基于全景信息和覆盖全寿命周期的设备风险动态预警、状态评估及设备关联模型,建立了基于风险源综合辨识和分级防控的设备运维策略。该成果申请发明专利54项,其中授权国家发明专利14项,授权实用新型专利5项、软件著作权9项,参与编写国家标准3项,主持编写电力行业首批物联网技术标准4项,发表SCI、EI检索论文56篇,获得了IEEE Fellow S.Gubanski教授等国外权威专家的高度评价。经中国电机工程学会组织成果鉴定,评审专家认为:研究成果整体达到国际先进水平,其中在输变电设备物联网体系架构、全景信息集成方面达到国际领先水平。研究成果在云南省电网公司±800/500/220/110kV电压等级的13个变电站和49条输电线路得到了工程应用,创新了智能电网输变电设备的安全监测体系与运维管控模式,取得了直接经济效益8000万社会效益16.89亿。成果的实施与推广,引领和推动了物联网技术在电力行业的发展和应用。
[成果] 1700510527 河南
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2017
成果简介:该技术是在大数据背景下,基于混合云架构的启航物联网解决方案在电力能耗监控领域的一个代表性应用示范,该技术有三大功能:一是将能耗监测与环境温湿度监测系统有机融合;二是业务层用于各行业的配电、用电的实时性、安全性、可靠性监控;三是实现能耗数据“互联网+”跨平台共享(目前已和中移物联网OneNET平台实现数据共享)。解决在大数据背景下数据的获取、管理和分析的需要,为国家和行业制定能源政策提供参考,为公众提供“互联网+”下的能耗实时监测,从改变用电行为到养成节能的习惯。该技术2017年获得1项发明专利,2014年到2016年获2项软件著作权。该技术综合应用了云技术、物联网和大数据技术。云技术的应用,将云平台技术应用于电力能耗监测平台的建设,降低了能耗平台的建设费用,使得节能减排政策可以在基层企事业单位落到实处。物联网技术为实现工业能耗监控提供一个便捷的技术手段;大数据技术的应用,将便捷地为政府、行业、社会公众提供有关能耗的各类信息服务,为能源互联网建设打好基础。该技术电力能耗监控私有云提供了一种混合云C/S架构的分布式物联网解决方案,涉及到的感知层终端设备、云平台服务器软件、应用层客户端软件均为该公司自主研发的核心知识产权产品。启航物联网智能解决方案配备有EAL5+的金融级别的安全加密技术,旨在解决物联网技术应用过程中亟待完善的安全保障问题,配合该公司研发的物联网智能监控终端,使基于私有云平台、公有云平台通过中间件技术衔接的物联网技术在大型、专业化应用中能够更安全、更可靠、更实时、更智能。当前中国节能减排已上升为国家战略,节能成为各行业必须要面对的课题,“要做到有效节能,关键是能够监测能耗”。2015年3月5日十二届全国人大三次会议上,李克强在政府工作报告中首次提出“互联网+”行动计划,推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合。2015年6月24日召开的国务院常务会议通过了《“互联网+”行动指导意见》,提出具体措施推动互联网与各行业深度融合。在“互联网+”行动的指导下,现有能耗监测产品的升级换代将成就大数据时代下的能源互联网的构建,进而将加快促进形成经济发展新动能,所以该技术产品的市场应用前景不可估量。该技术应用定位于各行业的能耗及温湿度监测、智能配电监控、电气火灾监控等产品在“互联网+”背景下的升级换代市场。2015年10月该技术参加首届中国“互联网+”大学生创新创业大赛,获得国家银奖;经河南省教育厅、河南省人社厅、河南省工信委、河南省商务厅、河南省财政厅以及河南省团委联合评审为河南省选拔赛一等奖。2015年11月该技术入围第四届中国创新创业大赛电子信息类行业总决赛,获得河南赛区暨“河南省科技创业雏鹰大赛”企业组优秀奖。
[成果] 1700510552 河南
TM8 应用技术 电力供应 公布年份:2017
成果简介:中国水电、煤炭资源集中在西南、西北,而电力负荷中心集中在华北、华东、华中、华南。在负荷中心就近建设火力发电厂,不仅增加了煤炭运输成本,还在运输、发电环节造成严重的大气污染。±800kV特高压直流输电系统以其远距离、大容量、低损耗的特点,成为中国跨区远距离电能输送的主要电压等级。当以双极金属回线方式运行的特高压直流系统单极故障时,直流系统还可通过换流站接地极以单极大地回路方式运行。接地极一般远离换流站,通过接地极架空线路连接。单极大地回路运行方式下,一旦接地极架空线路发生故障,将直接导致特高压直流系统停运,甚至影响全国电网的运行安全,接地极线路的正常运行至关重要。目前国内外在接地极线路带电作业安全距离、安全防护、方法及装备等方面的成果处于空白,该项目以保障特高压直流输电系统安全稳定运行为目标,从安全距离、安全防护、作业方法及装备四个方面开展研究及应用工作。1.主要技术内容:带电作业安全间隙:使用有限元软件仿真计算接地极线路在各种故障条件下的过电压;按照配网带电作业原理,进行模拟塔头的空气间隙操作冲击放电试验;依据带电作业绝缘配合要求,确定各作业间隙的最小安全距离。带电作业安全防护:分析接地极线路单极大地运行方式下导线的温升特性,采用有限元仿真软件,建立接地极线路直线杆塔、耐张杆塔以及作业人员的三维模型,分析带电作业时人体体表和杆塔表面的电场分布特性,提出带电作业时人员的隔热安全防护要求。带电作业方法及作业指导书:结合接地极架空线路的运维检修经验,总结归纳、系统梳理出接地极架空线路22项带电作业典型项目,基本覆盖常见的危急及严重缺陷,根据真人实操取得宝贵数据,逐项编制带电作业指导书,针对每种作业项目确定关键作业流程,提出工器具模块化配置。带电作业装备:分析并结合接地极线路塔型结构特点,设计研制主要的金属及绝缘工器具;分析接地极单极运行时导线高温特点,通过试验研究选择合适的耐热、隔热材料,针对性地设计研制耐热、隔热且满足现场实际需求的工器具、防护用具,形成带电作业模块化装备,核心成果包括隔热型导线、绝缘子绝缘遮蔽罩,带电更换特高压接地极线路耐张绝缘子、直线绝缘子、转角耐张金具专用工具等。编制行业标准:总结该项目研究成果,编制《±800kV直流接地极线路带电作业技术导则》,该导则已纳入国家能源局2016年能源领域行业标准制(修)订计划,作为行业内接地极架空线路带电作业的指导规程,实现作业的规范化、标准化。2.授权专利:项目取得实用新型专利7项。3.技术经济指标:项目实际研发成本101万元,两年内在项目应用单位创造新增销售额4092万元。4.应用推广及效益:该项目成果在国网河南、江苏、四川检修公司、河南送变电工程公司实际应用,方法及工器具安全高效,填补了国内外接地极带电作业的技术方法及装备空白。采用该项目成果,随时可以安排检修作业,可避免直流系统因危急或严重缺陷停运,经济和社会效益显著。
[成果] 1700510557 河南
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2017
成果简介:该项目属于动力与电气工程学科。目前河南省配电网投资相对不足,自动化程度比较低,现有的调度运行管理模式、配网管理模式已经不能适应城市发展的需求。在电网“三集五大”建设背景下,为推进配网调度运行的集约化、精益化管理,该项目将配网调度、监视、控制业务及其技术支持系统的多源数据资源进行有效整合和综合应用,最终实现配网调控一体化管理。该项目以提升配电网运行状态仿真分析、配网故障预判及调度控制能力为目标,从典型多源数据的收集与分析、仿真算法、软件开发和调控运行四个方面开展研究及应用工作。首先,对已有信息系统的既有数据进行融合集成,同时辅以必要的配网运行数据采集,实现PMS系统、主网SCADA系统、GIS系统、营销系统等多维度数据的融合集成,建立完整的配网数据模型,形成配网多源数据综合分析服务平台。其次,建立配网数据模型实现了配网数据视图逻辑一体化,在此基础上开发了具有配电系统扩展模型库、配电网故障分析判别方法库、规则库的智能配电网运行状态仿真评估监视系统,并拓展了配网安全管理、故障抢修流程管理、负荷转移、科学调度、危险点提示等功能。该项目系统基于配电网多源数据的融合分析处理,可以实现配电网运行状态仿真和故障研判,包括配电自动化故障信息的研判、用户报修信息故障研判、用电信息采集故障信息研判和人工置入的故障信息研判,为配网的规划设计、故障处理和分析、状态检修、运行方式优化等提供了有力的支撑,实现了电网量化运行管理配网管理由“定性”向“定量”转变。在配网线路正常运行时,可以动态了解负荷水平、负荷分布,停供电信息,改变对线路的“盲管”状态;在配网线路出现故障时能快速定位故障类型、故障位置,并进行相应的响应处理,大大改进故障时响应速度和处理时间,降低人力成本,提高配电工作管理水平和工作效率。该项目研究过程中已获得发明专利授权3项、实用新型专利授权6项。基于配电调控一体化模式的智能配电网运行状态仿真评估监视系统已在国网河南省电力公司开封供电公司、濮阳供电公司、新乡供电公司和国网山西省电力公司大同供电公司进行了实际应用,截止2016年12月已累计产生经济效益约1096万元。项目成果为智能配网的发展奠定了坚实的数据基础,进一步推进了配网调度运行的集约化、精益化管理,在智能配网自动化建设过程中起到辅助和推动的作用。随着规模化应用,通过降本增效,将会取得更显著的经济效益及社会效益。
[成果] 1700510560 河南
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2017
成果简介:该项目属于电气工程学科。迫于能源需求和气候、环境恶化的多重压力,风电、太阳能作为成熟度较高的绿色清洁能源发展迅速。截至2016年底,全国风电、光伏装机容量已达2.26亿千瓦,占电力装机的13.7%。根据规划,未来五年还将以18.3%的年增长率持续增加。风电、光伏发电依赖外部气象条件高、间歇性和波动性强,大规模风电场及光伏电站联网对电网规划、调控运行带来严峻挑战;2011至2012年,甘肃、张北等地发生了数十次风电场、光伏电站因低电压穿越能力弱、无功控制性能差造成的大规模脱网事故,给电网运行带来巨大风险。该项目以提升含新能源电力系统仿真分析及控制能力、保障大电网运行安全为目标,从风电及光伏发电的机电暂态建模、中长期动态建模、全过程仿真软件开发和调控运行四个方面深入开展研究及应用工作。第一,风电暂态建模和风电场等值仿真是合理配置风机参数及风电场控制策略、防范发生大规模风机脱网事故的基础。该项目针对原有风机模型通用性差、准确度低、风电场等值方法工程实用性不高的问题,建立了风电机组机电暂态通用化控制和保护模型,提出了兼具准确性与实用性的风电场等值台数计算方法,为提升风电暂态仿真准确度提供基础性技术支撑。第二,建立准确的风电场、光伏电站中长期功率控制模型是应对风电、光伏发电间歇性和波动性,制定有效电网调控措施的关键。该项目提出了适合中长期动态仿真的风电场、光伏电站功率控制模型,能够有效模拟长时间尺度下外部资源波动特性、场站出力变化过程、响应电网调控指令的功率控制特性,为制定新能源并网后电网调频、调峰、调压控制措施提供关键技术手段。第三,提升系统仿真与调控水平是促进新能源并网消纳,保障大电网运行安全的核心。该项目研发了风电场、光伏电站全过程动态仿真分析系统,制定了风电场无功补偿措施和风电场群无功分层协调控制策略,提出了以平抑新能源发电引发联络线功率波动为目标的机组出力调控方法,提升含新能源发电的大电网安全稳定调控能力。主要技术经济指标:①首次实现了含新能源发电的大电网(50000节点)机电暂态及中长期动态统一仿真;②建立了适用于17种风电机型(涵盖90%并网风电机组)的机电暂态通用化模型;③风电功率控制模型涵盖功率控制中的风速、风电场出力、电网调控指令三个层次,仿真准确性更高。项目成果广泛应用于河南、宁夏等省区电网调度,国电投、京能等集团多家风电场和光伏电站,应用评价高,经济环保效益显著,有力促进风电、光伏发电并网消纳,保障新能源大规模接入后电网运行安全。项目获授权发明专利7项、软件著作权1项,发表核心期刊论文12篇(EI检索11篇),直接经济效益6247.7万元,环境及社会效益更为突出,有力提升中国新能源网源协调技术水平,支持“美丽河南、美丽中国”建设。
[成果] 1700510570 河南
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2017
成果简介:该项目属于电子与通信技术学科。随着电力信息化建设进程的推进以及电力调度自动化水平的不断提高,各种生产和管理信息逐渐多元化,为了实现对上层业务的高效承载,有必要建设新一代的多业务传输平台,而PTN技术的出现正好迎合了电力通信网发展的新需求。但是,PTN承载电力各安全分区业务的隔离效果能否达到要求亟需进行进一步的研究和验证,而且PTN在承载电力不同安全分区业务时,PTN服务优先级、系统中MAC地址学习及定位错误等问题也亟待解决,如何实现PTN设备同时传输信息类和控制类业务,缺乏详细的仿真和测试数据支撑;而且,在对PTN现网运行方面,缺乏相应的安全策略和评价方法来对业务传输方面进行指导和规范。以PTN安全承载各类生产通信业务为目标,该项目在PTN仿真及网管系统、配置方法和安全评价方法三个层面开展技术研究和成果应用,主要工作内容如下:1、构建了适应于电力通信PTN网络的仿真模型以及网管系统。深入研究PTN安全隔离机理,分析PTN技术的安全隔离可靠性,确定PTN的电力业务应用范围;同时,构建了适应于电力通信的仿真模型和网管系统,为PTN运行安全分析、安全隔离、倒换策略制定提供精确可信的仿真计算支持。2、进行PTN多业务隔离理论分析,提出了VPLS实现方法、标签映射方法等,解决PTN系统中业务配置、MAC地址以及端口兼容等问题。提出了PTN系统业务配置优化方案、MAC地址映射路径以及路由容量共享方法,为PTN设备在电力系统大规模应用,满足电力信息传输安全可靠隔离提供了技术保障,提升了PTN系统的业务传输能力和安全风险防控能力。3、提出了PTN安全评价方法,在电力通信网中进行安全性能验证,并研制多种PTN现网试运行现场测试工具。通过对SDH、PTN业务及安全隔离特性研究及PTN安全测试,提出满足电力网业务承载需求的评价方法,并在河南省多个地市公司进行局部现网验证,通过两年的现网运行,在测试中通过业务VLAN隔离、隧道/伪线隔离、端口隔离等不同层面的隔离技术,可满足业务隔离特性的需求。同时在测试过程中,研制出多种现网试运行现场测试工具,解决了现场测试工作效率较低的问题。项目取得集理论、技术和应用系统于一体的系列成果。通过河南省电力公司的鉴定,认为该项目对PTN网络安全承载电力各类业务传输具有重要指导作用,具有很强的创新性和实用性,达到国内领先水平。已获授权发明专利5项、实用新型专利3项,发表论文7篇,其中核心3篇,EI收录1篇,ISTP收录2篇。项目成果已广泛应用,覆盖河南省电力公司18个地市公司,完成国网河南信通公司、信阳供电公司、新乡供电公司电力生产业务的可靠传输,并在河南恩湃电力技术有限公司开展示范应用,累计节约成本1908万元。该研究成果可在国家电网公司全国范围内进行推广,形成示范效应,并推广至其他行业系统。
[成果] 1700520005 天津
TM6 应用技术 电力供应 公布年份:2017
成果简介:1977年纽约大停电造成的巨大损失使阿波罗登月计划中80%的科技人员(约8万名)投入到供电可靠性的研究中;2003年8.13的北美大停电造成的经济损失更是达到惊人的1000亿美元,涉及人口超过5000万。提高供电可靠性已成为世界各国面临的巨大挑战。该项目采用最新的信息技术和智能控制技术,为提高供电可靠性而研发的网络智能变电站。研究团队从2008年9月开始承担有关国家自然科学基金项目,并着手该项目的研发,历时近7年的时间完成。取得的重要成果介绍如下:主要技术内容:1、基于云平台的智能变电站多目标自适应协调控制技术的研究。协调控制可以使各变电站互为备用,是提高供电可靠性关键技术之一。该项目构建了一种多目标协调控制模型,在对其时变参数辨识的基础上,确立了云计算系统的自适应协调控制算法。当其中某一变电站发生故障时,其他变电站可以快速顶替故障变电站的功能。2、基于大数据分析的智能变电站故障预测技术的研究。提前预知故障就可以避免故障的发生,其是提高供电可靠性最有效的技术。该项目提出一种基于大数据分析的故障预测方法,将多个电气特征量融合成一个综合特征量,并且根据各节点局部异常因子的大小以及节点关联度即可准确地预测故障。3、基于多代理技术的功率智能控制方法的研究。该研究内容主要针对不稳定分布式电源接入变电站的情况。分布式能源的分散性和随机性形成了用电功率中不相关的随机变量,会导致整个系统的随机性和弱相关性。利用多代理技术对变电站中各个单元进行控制,可以保证功率的动态平衡,实现可靠供电。授权专利情况:该研究团队是一个产学研的创新团队,在整个研究过程中课题组及时将研究内容转化为科研成果,共获得授权国家发明专利22项、实用新型专利11项。技术经济指标情况:智能变电站有七项主要的技术指标:“五遥”时间、数据存储形式、大数据分析、云计算分析、节能措施、数据传输速率和多用户集中监控。通过与国内外知名公司(国内:南瑞公司,许继公司;国外:美国GE公司,西屋公司,德国西门子公司等)进行技术比较,上述七项指标都处于国际先进水平,特别是“大数据分析”和“多用户集中监控”2个指标是该项目独有的功能。应用推广及效益情况:研发的网络智能变电站产品为天津海天量子公司和天津瑞能电气公司带来了丰厚的经济回报。两家公司近三年产生的直接经济效益高达38亿元,新增税收达2.44亿元。经过几年的应用推广,已建成网络智能变电站121座,供电可靠性由原来的4个9(每年停电52分钟)提升到了5个9(每年停电5分钟),提高了十倍有余。另外还制定了相关的行业标准,促进了行业进步。
[成果] 1700520041 河南
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2017
成果简介:特高压大容量输电技术,可以实现远距离、大规模输电和全国范围能源资源优化配置,是解决中国能源资源和能源需求逆向分布矛盾的治本之策。为抢抓特高压电网建设机遇,许继集团2005年启动了“特高压大容量输电装备技术创新工程”,构建协同高效的创新体系,突破特高压大容量输电核心技术和关键工艺,研制核心装备,支撑中国特高压输电工程的建设,引领世界特高压输电装备技术发展。系统性:根据创新工程的目标,强化顶层设计,制定发展规划,全面推进体制、机制和队伍建设。从强化研发资源共享和精益过程管控入手,构建协同高效的大研发体系;以提升研发能力、调动研发人员积极性为目的,创新激励机制,培养国际一流研发团队;建设全员创新文化,全面推进技术和产品创新,将许继打造成为全球最具竞争力的特高压输电装备制造企业。创新性:管理方面,构建了多维协同的研发支撑体系,形成了统筹集约的研发资源共享和精益高效的研发过程管理机制,搭建了国际一流的研发测试平台,健全了多措并举的人才引进培养机制。技术方面,突破了特高压大容量直流输电控制保护、换流阀、阀水冷系统、测量装置及特高压交流输电控制保护等装备核心技术,攻克了特高压大容量输电装备试验关键技术和直流场设备成套设计技术,众多科研成果填补国内空白,4项成果属国际首创,研制了具有自主知识产权的国际领先的系列重大技术装备。获得授权发明专利96项,制定特高压国家和行业准18项。有效性:实现了特高压大容量输电装备技术国际引领。许继为11条特高压直流输电工程、18条高压直流输电工程及6条特高压交流工程提供了核心装备,累计实现销售收入约130亿元,特高压大容量输电装备系列产品市场占有率48%。许继的整体销售收入由2005年的26.19亿元增至2013年110.7亿元,利润由2005年的1.33亿元增至2013年的8.93亿元。在特高压领域获得国家科技进步奖3项、国家专利优秀奖4项、省部级科技奖励41项。被认定为首批“创新型企业”,荣获首届中国工业大奖、国家企业技术中心成就奖、全国实施卓越绩效模式先进企业、装备中国功勋企业、IEC托马斯•爱迪生大奖等荣誉。带动性:创新工程的实施,支撑了中国特高压大容量输电工程的建设与发展,实现了高端输电装备由中国制造到中国创造的跨越,特高压已成为中国输变电设备制造的“金色名片”,推动中国电工装备走向世界;带动行业技术进步和产业升级,大部分关键配套零部件技术达到国际先进水平;以许继为核心的“国家电力电子系统产业园”和“河南省中原电气谷”,形成了区域电力装备产业发展的聚集区和辐射带,带动输变电装备产业发展成为河南省支柱产业之一。
[成果] 1800120621 北京
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2017
成果简介:剩余电流保护装置(RCD)在我国低压配电网中得到了广泛的应用,对于防止触电伤亡事故以及避免因漏电而引起的电气火灾事故具有非常重要的作用。但是我国目前在线运行的剩余电流保护装置,其动作电流的整定值与生物体触电电流无关,通常是将总剩余电流的有效值作为是否动作的唯一判据。理论研究和大量运行经验表明,这类判据无法有效识别可能对触电者构成生命危险的触电支路电流信号,在动作原理上存在先天不足和缺陷,经常导致误动或拒动现象的发生,大大降低了剩余电流保护装置的可靠性和正确投运率。针对上述问题,在国家自然科学基金和国家电网公司重点专项课题的支持下,由中国农业大学、中国电力科学研究院、新疆农业大学、黑龙江八一农垦大学、河北农业大学等单位组成联合科研团队,经过多年深入研究和探索,设计和构建了生物体触电物理实验平台,确定特定生物体实验对象、触电方式及触电路径,试验获取不同场景生物体触电信号的原始数据波形,积极开展生物体触电暂态信息快速提取与识别方法研究,取得了一批先进的理论研究成果,为我国新一代剩余电流保护装置的研究和开发奠定了坚实的理论和技术基础。主要创新点如下:1.设计和构建了生物体触电物理实验平台,模拟不同场景生物体触电实验,获取批量动/植物触电实验数据,完善生物体触电波形数据。在此基础上,创新性地建立了我国低压电网生物体触电实验波形数据库。2.基于降噪和滤除高次谐波的不同要求,设计了窗函数FIR数字滤波器和基于消除相位延迟的FIR触电信号数字滤波器,可分别用于生物体触电剩余电流保护的整体优化计算模型和生物体触电多端口等值阻抗模型的信号预处理,满足快速动作和高精度滤波的不同需求。3.采用快速傅里叶变换和最小二乘法,对批量实验样本数据进行数值分析和数据拟合,建立了工频条件下,以触电电压和典型体重为输入量,以触电电流为输出量的生物体触电多端口阻抗电路模型,为定量分析和评估生物体触电电流提供了有效的技术手段。4.采用信号统计量方法,分析了生物体不同触电周期剩余电流的均值、标准差、方根幅值等统计特征,掌握了暂态剩余电流的不同统计特征的变化规律,提出了基于统计特征的剩余电流暂态普适特征量的度量方法。5.提出了基于剩余电流幅值突变特征的触电故障时刻检测方法、基于暂态普适特征量与支持向量机的触电故障类型识别方法、以及基于最小二乘支持向量机的触电支路电流分量提取和计算方法。上述三种配套的系列方法,为新一代基于生物体触电电流分量而动作的自适应型剩余电流保护装置的开发提供了可靠的技术方法。6.建立了基于生物体触电电流关键特征和瞬变微增量而动作的自适应剩余电流保护的“幅值-时间”边界特性及综合动作判据,为开发基于生物体触电电流动作的新型剩余电流保护装置,进而为提高剩余电流动作保护装置的选择性、灵敏性和可靠性奠定了良好的基础。所提出的综合边界特性和动作判据,不仅可以自动识别生物体触电进而切除事故电源,也可同时监测和预警电气设备泄漏电流的异常变化。
[成果] 1800120622 天津
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2017
成果简介:随着社会的发展,能源消耗不断增加,可再生能源的开发利用成为各国可持续发展战略的重点。其中,以分布式形式接入的清洁能源成为配电系统中可再生能源的主要形式。微网技术的兴起主要是为了解决分布式电源并网带来的技术和管理上的问题,是分布式供电技术的重要发展方向。由国网天津市电力公司牵头承担的国家863计划课题“基于先进能效管理的智能微电网关键技术研究与示范”,针对微网发展需求,重点研究微电网规划评估、运行控制、接入计量、家庭能效、运维支撑、运营政策等领域关键技术,解决当前新能源高效、经济、可靠利用的技术难题,为能源优化利用提供坚强的技术保障。主要创新点如下:在微电网规划评估研究方面,提出了计及区域综合能效、分布式能源消纳、用户分布式能源自用率等多种目标的区域多微电网协调规划方法,建立了微电网综合性能评价指标体系及量化评估方法,并开发了区域多微电网规划设计与综合性能评价软件,为工程项目前期规划和后期评估提供了理论依据和实践指导。在微电网运行控制研究方面,提出兆瓦级微电网并网/孤岛运行控制技术,研制了兆瓦级混合储能系统,并网/孤岛双模式切换暂态过程时间≤10毫秒,实现了重要负荷不间断供电;建立了基于高精度数值天气预报的光伏网格化预测模型和负荷预测模型,提出了多尺度微电网能源供需预测技术及能量管理策略,提出了楼宇负荷参与电网调峰的主要控制模式,完成了区域分布式光伏网格化预测与调度运行控制系统和基于能效管理的微电网能量优化控制系统开发;提出了区域多微电网动态组网和多能源协调优化控制技术,开发了区域多微电网能量协调优化控制系统。在微电网接入计量研究方面,建立了考虑合同电价、实时电价和竞争电价的计量体系,提出分布式电源双向计量解决方案;提出了基于频率自适应算法的双向计量方法,实现分布式电源畸变、扰动下的电能准确计量,研制了三种微电网双向计量电能表。在微电网家庭能效研究方面,提出了单户家庭的微电网电能消纳策略和基于负荷聚集商的区域家庭的微电网电能消纳策略,确定了微电网与家庭能效管理应用整体组网方案,研制了含分布式电源的家庭用能采集终端;研发了具有家庭微电网能源消纳管理特征的能效管理系统,提高了家庭能效管理节能效率。在微电网运维支撑研究方面,提出了基于直接和间接观测量的微电网关键设备状态评估方法和评分原则,实现了基于状态评估和风险评估的微电网状态检修优化策略;研发了微电网互动服务支撑平台,研制了基于对称加密授权技术的可授权现场服务终端和基于多无线通讯接入技术的区域多微电网智能终端,构建了完整的互动服务支撑技术装备体系。在微电网运营政策研究方面,搭建了基于分布式能源的微电网推广关键影响因素体系,分析了不同类型用户对微电网的需求,建立了不同类型微电网收益计算模型,提出适用于多种典型微电网应用模式的产业政策建议,构建了可推广、可复制、可运营的微电网典型应用模式。
[成果] 1700520196 宁夏
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2017
成果简介:建设大型能源基地,实现大规模电力安全外送对西部少数民族地区经济发展和脱贫攻坚至关重要。以宁夏回族自治区为例,电力工业是支柱产业,产值超过全区GDP的四分之一,在约100×200公里的区域内,将接入2100万千瓦新能源、3500万千瓦火电机组,支撑3回直流共2200万千瓦的电力外送,成为世界上功率密度最高的密集外送电网之一,一旦发生大停电事故,经济损失难以估量,严重影响社会和谐稳定。避免大型能源基地密集电网大停电,实现电力安全外送,面临诸多特殊的技术难题,突出表现为:①各电压等级短路电流超标及直流偏磁严重,易造成断路器和变压器等核心设备损坏,是导致停电事故发生的主要原因;但实现兼顾安全、可靠和经济的治理技术难度极大。②故障特征复杂,易使继电保护不正确动作,是停电事故扩大的主要原因;但提升特殊工况下继电保护可靠性异常困难。③交直流耦合程度极高,单一故障极易衍生为连锁性事故,是停电事故进一步扩大的主要原因;但快速阻断事故蔓延的紧急协调控制对准确性和实时性的要求极高,精准快速控制难度大。项目团队历时7年,攻克了制约大型能源基地密集电网安全外送的上述难题,主要创新成果如下:①发明了快速开关,开断电流由传统的40kA提高到80kA,分闸时间由传统的数十毫秒降到5毫秒以内,研发出10-330kV系列快速开关型电网限流新型装备,实现了零损耗限流,研发了快速开关型变压器直流偏磁抑制新型装备,承受短路电流能力达到60kA,降低了电网核心设备损坏引发停电事故的风险。②提出了免疫于电流互感器暂态饱和与同塔双回线路不平衡电流影响的继电保护算法,发明了继电保护整定计算集中式一体化的应用方法,构建了横纵向数据融合、省地高效协同的一体化保护定值整定系统,大幅提升了继电保护动作可靠性,降低了事故扩大的风险。③创建了交直流多紧急控制措施的性能评估指标体系,提出了基于集群并行计算的多类暂态安全稳定紧急控制策略快速搜索技术,研发出适应于密集电网、兼顾精度与速度要求的紧急协调控制系统,阻断了事故进一步扩大,避免了大停电事故。项目授权发明专利26项,发表SCI/EI检索论文39篇,出版专著2部,制定企业标准1项,成果获省部级科学技术进步一等奖4项。以中国科学院院士为主任的鉴定委员会认为项目成果达到国际领先水平。该项目直接经济效益达22亿元。快速开关技术入选国家发改委2014年《国家重点节能低碳技术推广目录》,相关产品广泛应用于全国电力系统,并出口到加拿大、巴基斯坦;继电保护整定计算系统应用于27个省级电力公司,并出口到欧洲、中亚、非洲等地区,国内市场占有率超过80%。项目成果整体应用于宁夏电网,确保了宁夏大型能源基地密集电网长周期安全运行,近三年实现外送电量累计达870亿千瓦时,新增产值达328亿元,持续推进了能源优势向经济优势的转化,为自治区脱贫攻坚和民族团结做出了巨大的贡献。
[成果] 1700520202 辽宁
TM6 应用技术 电力供应 公布年份:2017
成果简介:该项目属于电力系统及其自动化学科,产、学、研、用单位协同攻关完成。保护控制系统作为智能变电站的核心,是保障电网安全稳定运行的第一道防线。传统保护控制系统面向元件构建,设备过度重复配置,系统构成复杂、安全隐患难以消除。近年来国内外大停电事故原因分析表明,保护控制设备的不正确动作常是造成电网灾难性停电事故的罪魁祸首,如2006年中国某省电网由于线路保护误动作引发了5市大范围停电;2015年乌克兰电网保护控制数据网络遭受攻击,30座变电站的控制设备误动作,直接导致首都基辅在内的3个区域电网停电。中国电网规模已跃居世界第一,典型省级电网的保护控制设备近十万台,亟需通过体系优化消除故障隐患、提升保护控制系统整体可靠性。构建高可靠性的智能变电站保护控制系统是世界性难题,突出表现在:①变革现有体系架构、实现保护控制功能优化集成并灵活适应各电压等级工程应用难度极大。②与传统变电站私有规约不同,智能变电站采用开放式通信规约,促进了数据共享的同时也加剧了信息安全隐患,而相应的安全防护手段尚属空白,提高保护控制数据的采集容错及安全防护能力十分困难。③电网特殊运行工况下现有保护控制原理尚不完善,故障特征信号精确提取、故障性质准确判别难度很大。该项目团队依托国家重点基金等项目,历时8年从“保护控制体系优化、数据容错及安全防护、保护控制原理优化”三方面攻克了上述难题。①在国际上首次提出了智能变电站高可靠性保护控制系统集成方案,研制了功能可在线重构的通用软硬件平台,构建了适应不同数据采集方式的保护控制动态模拟测试平台,解决了传统保护控制系统结构复杂、故障隐患难于排查的世界性难题。②提出了冗余A/D和采样波形系数相结合的异常数据辨识方法,发明了网络数据路径自动规划技术,提出了核主成分分析和球向量机学习机制相结合的保护控制数据网络入侵防御方法,保障了保护控制数据的可靠采集及安全传输。③提出了自适应突变量距离保护、自适应重合闸、站域差动保护等优化原理,克服了系大幅振荡时突变量距离保护易误动的缺陷,提高了输电线路故障性质辨识成功率,解决了常规差动保护在变电站采集数据缺失或品质劣化时功能失效的技术难题。该项目获省部级科技进步一等奖3项,授权发明专利59项,出版专著6部,发布国家标准3项、国家电网公司企业标准37项,发表SCI论文22篇、EI论文60篇。院士专家组成的鉴定委员会认为“项目成果整体达到国际领先水平”。近三年来该项目直接经济效益42.83亿元。整体成果率先在辽宁省电网建设中得到应用,并陆续推广到国家电网公司范围内3074座智能变电站,实现工程建设和运维节支20.43亿元,工程应用中保护控制设备数量最高减少84.6%。通过优化体系、提高集成度促进了智能变电站保护控制系统整体可靠性的显著提升,对保障电网安全、促进国民经济健康发展发挥了重要作用。
[成果] 1700520204 浙江
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2017
成果简介:如同雾霾对大气污染,电力谐波是电能的污染,是衡量电能质量好坏的重要指标。电力谐波会引起供电异常、损耗增加、设备损坏、控制精度下降,严重时会导致自动化生产线中断、精密加工产品报废等重大生产事故,经济损失和社会影响巨大,欧盟每年由谐波造成的损失达61.5亿欧元(2008年欧洲电能质量调查报告)。发达国家普遍将谐波发射量作为电气产品进口的准入指标之一。2015年宁波市LED灯具出口额120亿元,因忽视谐波检测导致产品谐波发射量超标引起的损失近8000万元。因此,亟需开展谐波防治技术研究。电力谐波防治需要测得准、治得好,重点围绕“度量统一、准确测量、精细评估、有效治理”四方面开展研究。长期以来,中国缺乏谐波计量标准和装置,检定设备依赖国外进口,无法保障谐波量值统一和准确测量;谐波监测手段欠缺,不掌握谐波分布情况及变化趋势,难以开展精细化评估;谐波频带宽、变化随机,谐波快速检测与精确补偿难度大,治理效果差。依托国家科技支撑等计划,项目通过产研用协同攻关,攻克了标准谐波信号发生、谐波量值准确传递、广域谐波监测、动态谐波治理等难题,①发明了标准源矢量叠加谐波信号发生方法,提出了多重平均自适应谐波分析算法,研制了高准确度谐波计量标准装置,解决了包含整数次谐波、间谐波、次谐波的标准谐波信号准确发生的难题,谐波量值准确度达10-5,并获得国际互认证书;②打破了国外技术垄断,研制了具有自主知识产权的国内首台(套)谐波计量检定装置,建立了中国谐波量值传递体系,解决了计量及监测设备准确赋值问题;③发明了分频段采样的谐波信号测量方法,实现了多谐波源复杂工况下的准确监测,建成了首套大规模广域同步谐波监测系统,建立了典型谐波源发射特性概率分布模型,实现了多谐波源对电网影响的精细化评估;④提出了谐波电流幅值/相位解耦独立控制算法,发明了链式模块化多电平换流同步控制方法,研制出0.4kV~35kV系列谐波治理装置,解决了谐波快速跟踪与精确补偿的难题。项目获授权发明专利30项,软件著作权4项,发表论文37篇,编制国家标准3项、行业标准10项,出版专著2部。专家鉴定认为:项目整体技术达到国际先进水平,其中,谐波标准装置、谐波监测系统达到国际领先水平。项目成果应用于27个省级电网、10897个谐波监测点,实现了谐波量值准确统一和谐波影响的精细化评估,安装谐波治理设备9000余套,谐波补偿率可达95%以上;应用于军队维改重点计划项目、民用核工业等特殊领域,保障关键设备安全可靠运行;应用于外贸加工型企业,助力企业产品出口;应用于纺织、冶炼、精密制造等行业,保障生产设备不受谐波影响,提高企业生产效率和产品合格率。近三年实现收入24亿元,经济和社会效益十分显著。项目构建了集量传方法与标准装置、监测系统与评估方法、治理方法与设备、计量法规与技术标准为一体的电力谐波计量、监测与治理技术体系,有力推动了电磁测量与电力电子技术的进步,助力《中国制造2025》战略实施。
[成果] 1700520214 重庆
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2017
成果简介:电力系统可靠性评估是确定可靠性水平、进行可靠性管控、实现可靠性和经济性协调的核心技术,是预防停电事件发生的重要举措。2003年美加大停电,经济损失超300亿美元,事故调查组指出“可靠性评估和计算工具”是预防其发生的重要手段之一。立项以来,中国电力系统发展迅猛,装机容量、电压等级、电网规模等跃居世界之首,发电、输电和配电(即场站、大电网和配电网)三个环节复杂性激增,加之三者结构和运行特点各异、可靠性相互制约,传统可靠性评估技术难以适用,发展大规模复杂电力系统可靠性评估技术日益迫切。大规模复杂电力系统可靠性评估与辨识优化是世界性难题,突出表现在:①可再生能源场站一次能源时空关联,设备运行工况复杂,导致场站可靠性评估建模困难。②大电网可靠性评估面临状态数“组合爆炸”难题,且状态分析涉及非线性问题,计算复杂性极高;特高压直流输电系统结构复杂、运行模式众多,其整体可靠性建模尚未突破。③配电网量大面广,受上级电网、分布式电源、网架结构等众多因素影响,难以同时兼顾可靠性评估的速度和精度。④缺乏薄弱环节辨识及可靠性优化技术,导致可靠性和经济性协调优化困难。在国家和企业项目等的支持下,团队历时14年攻克了前述难题,实现了大规模复杂电力系统可靠性评估技术的重大突破:①提出多场站可再生能源时空关联特性表征方法,攻克变流器等场站设备、场站系统的可靠性评估建模难题。②提出大电网计算规模降阶、系统状态数缩减和并行潮流计算等关键技术,突破交直流大电网可靠性快速评估技术;发明特高压直流输电系统可靠性评估分层方法,填补了国际空白。③揭示上级电网、分布式电源、网络结构等可靠性影响机理,提出配电网可靠性快速评估方法,评估精度提高约7%,评估时间降低近90%。④首创设备对系统风险(不可靠)的跟踪方法,基于此提出可靠性和经济性快速协调优化方法。基于前述4项关键技术,开发了大规模复杂电力系统可靠性综合分析平台,实现了场站、交直流大电网和配电网的可靠性评估和辨识优化,实践表明:计算效率提升一个数量级、投资效益平均提升约4%。该项目已应用于全国20余省市,在三峡和溪洛渡等10余个可再生能源场站、川渝和陕西等10余个大电网、云广等10余个超特高压直流输电工程、300余个地市供电公司配电网(占全国80%以上)得到广泛应用。近三年,取得显著的经济和社会效益,软件销售新增利润5785万元,其中6省市电力建设投资节省高达55.8亿元,平均每省节支超9.3亿元。该项目获重庆市科学技术奖一等奖2项。授权发明专利32项、软件著作权6项,制定国家标准1项、电力行业标准6项、国家电网公司企业标准4项,出版著作5部,发表SCI/EI论文232篇。该项目成果受到国际同行的广泛关注和高度评价,牵头成立CIGREC6亚太及中国专委会,主办首届电力可靠性国际论坛、第14届电力系统概率方法国际会议,受邀在IEEE PES等国际会议做大会、特邀报告10余次。该成果经鉴定整体达到国际先进水平并部分国际领先。
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