已有的可再生能源发电调度策略的研究成果大多针对单一风能或太阳能以及“风光”、“风水”互补发电系统,较少涉及到综合了“风光水”3种能源的互补发电系统。为此,提出了“风光水”互补发电系统的调度策略,在综合考虑了投资、系统运营成本、环境治理等因素,以及孤网、并网这2种运行方式的前提下,建立了最低成本的优化模型。在此基础上,提出了“风光水”互补发电系统的调度策略,实现了“风光水”这3种新能源输出功率的最佳配置,相关仿真结果验证了上述调度策略的可行性。研究表明,最优运行和调度策略可以评估系统在不同运行方式下的经济性能,提高互补系统的可靠性和灵活性。
随着电网的发展,供电可靠性不断提高,电能质量成为机场供电系统正常供电的重要影响因素。归纳总结了主网的扰动及其对机场供电系统的危害。通过对已有仿真软件适用性的比较,提出基于电力系统全数字实时仿真装置(数据兼容性好、性价比高)的主网扰动产生影响定量分析方法,并提出采用静止无功补偿器进行电压动态调节的应对措施,为已有机场供电系统的运行与控制、未来机场供电系统的规划与设计提供有力的分析手段,对保证机场供电系统的安全稳定运行具有积极意义。
目前变电站噪声对周边环境的影响愈发明显,并已成为亟待解决的环境问题。基于上述原因,针对变电站规划设计阶段,提出一种变电站噪声控制的技术方法,通过优化变电站平面布置来降低噪声排放。该方法首先依据变电站的规划设计方案,建立变电站噪声预估数值模型,并对站界噪声进行预测,结合预测结果及噪声排放标准,整体分析变电站布置形式,对变电站平面布置进行优化设计,通过调整变电站平面布局降低站界噪声。通过对优化结果进行分析,总结得到变电站合理布置形式。仿真分析表明,该方法对变电站站界噪声具有明显的抑制作用,具有一定的推广应用价值。
为研究特高压输电塔的抗震性能,以1 000 kV“皖电东送”淮南-上海输变电工程同塔双回路SZ272P钢管塔和晋东南-南阳-荆门输电线路酒杯型ZBS1角钢直线塔为原型,依据相似理论进行分析,设计并制作缩尺振动台试验模型,分别进行单塔、单塔挂质量块和塔线耦联体系地震模拟振动台试验,验证了1 000 kV钢管和角钢模型塔在8度罕遇地震作用下的抗震性能,提出了抗震设计改进建议。
针对光伏电站监控需求,设计了一套光伏电站监控系统方案,介绍了该方案的架构和各项功能的实现。该方案的架构自上而下分为监控后台、通讯管理单元和智能子站3个层次。智能子站和后台之间通过通讯管理机联系,它把自身的实时运行数据及状态上送到监控后台,同时也接收执行监控后台下发的遥控命令,从而实现整个光伏电站的监控需求。实际使用结果表明,该方案能满足系统的实时性、稳定性和可靠性要求。
飞机着陆下滑过程中,应与穿越或接近机场飞行区端净空的架空输电线路保持一定的垂直间距,防止对机载导航电子设备干扰。根据不同类别飞机着陆系统的性能和防护指标,分析了无线电干扰程度,并验算了干扰防护率;结合下滑道净空特点和相关标准规定,计算出了下滑道关键点净空要求及防护间距。结果表明:对于双信标着陆系统,下滑道应与架空输电线路保持不小于150 m的垂直间距;对于当前主流使用的仪表着陆系统,应根据下滑信标发射方向和飞行程序计算确定垂直间距,150 m的垂直间距有很大裕度。
为提高变电站整体设计水平与整体性能,支撑管理方式变革,满足未来电网智能、可靠、环保的发展要求,新一代智能变电站在吸收现有智能变电站试点工程设计、建设及运行等经验的基础上,从整体方案的顶层设计优化入手,建立了一种结合质量功能展开法(quality function deployment, QFD)与全生命周期管理( life cycle costs,LCC )的顶层设计模式。该模式既吸收了QFD与LCC的优点,又克服了彼此的不足,不仅实现变电站可研、初设阶段从总体设计到分工设计的整体集成设计模式,还可用于指导新一代智能变电站技术发展。
为节约用钢量,保证风力发电机塔架柱具有更好的经济性,基于1.5 MW风电塔架柱的参数,设计了一种新型的中空内外钢管混凝土风力发电机组塔架柱。基于Ansys软件建立了该塔架柱的三维有限元模型,并对其进行了塔架柱静力分析和模态分析,得到了在额定风速下正常运行、切出风速下正常运行和极端风况下停机这3种工况下塔架柱的应力及塔架柱顶位移变化,以及塔架柱的固有频率和振型。结果表明:该塔架柱不会与叶片发生共振,且其结构满足工程的强度和刚度要求。
从智能变电站站控层功能集成的角度分析了智能变电站站控层各系统的功能集成需求,基于当前智能变电站站控层的设备配置,提出了远动信息与保护及故障信息子站信息远传功能集成方案。该方案优化集成站控层应用功能,将保护及故障信息子站功能集成于监控系统;将站内远动信息、保护及故障信息子站和图模信息整合,经过同一数据通信网关机采用不同网口上传至调度主站,解决了变电站站控层系统多、接口多等问题,减少了站控层设备配置数量,降低了工程综合造价。
结合单柱组合耐张塔各单塔相互独立、可自由组合、杆塔单件质量较小的特点,分析了该种塔在终端和分歧方面的应用前景,以及在不同地形条件下的优势。对伞型耐张塔和单柱组合耐张塔,分别从简化设计及技术指标等方面进行分析,结果表明单柱组合耐张塔具有更加灵活、经济的特点,可以拓展应用到变电站出线终端塔和分歧塔;从铁塔最大构件的长度、质量和基础配置等方面分析,结果表明单柱组合耐张塔能够有效解决山地条件下的施工、运输困难,在河网泥沼等软弱地基可以使用大开挖基础以降低基础施工难度。
分析了1 000 kV特高压单回交流输电线路电磁环境问题,包括工频电场、工频磁场、无线电干扰和可听噪声等。结合现有的电磁环境评价限值,总结现行的电磁环境计算方法,以浙北-福州特高压线路为例,计算不同导线结构对应的电磁环境指标,推荐适合该特高压单回路交流线路的导线型式及分裂根数。对影响电磁环境的因素进行分析,得出不同影响因素对电磁环境影响的比较结果,其结果对今后的特高压单回路线路的设计具有指导作用。
在珠三角地区,为缓解输电线路走廊紧缺与电力输送能力不足之间的矛盾,建设了大量的同塔三回输电线路。与普通的同塔双回线路相比,同塔三回线路的杆塔更高,更容易引雷。介绍了反击和绕击耐雷性能的计算方法,在此基础上,以广东地区某500 kV同塔三回线路为例进行了计算分析。计算结果表明:对于500 kV及以上输电线路,工作电压会对反击和绕击性能产生影响;同塔三回线路的杆塔较高,可根据各层横担高度不同进行差异化绝缘配置;同时,当考虑多层导线间相互屏蔽效应后,处于不同层的导线绕击跳闸率均减小;导线的绕击跳闸率不仅随地面倾角的减小而减小,还随保护角的减小而减小。
化石能源的大量使用引起了全球性的资源枯竭、环境污染与气候变化等问题,已对人类的生活和社会的发展造成了严重影响。太阳能作为最为重要的可再生能源类型,已经得到了足够重视并规模化发展。塔式太阳能热发电作为聚焦太阳能光热发电类型中主流的发电类型正在迅猛发展,其技术可行性和经济合理性已达到商业化水平,具有较好的发展前景。通过研究塔式太阳能热发电站技术经济特性,对塔式太阳能发电系统投资、效率等影响系统发展参数的主要因素进行了分析。通过分析我国太阳能产业现状与发展趋势,展望了塔式太阳能热发电在我国的发展前景。
为评价风电送出及消纳的综合社会经济效益,基于构建的评价指标体系,建立了指数标度优化层次评价模型,并对不同风电消纳方式进行了社会经济效益评价。以特高压直流工程配套风电为例进行了实证,分别对3种配套风电装机容量进行分析比较,得到了社会经济效益综合评价结果。
循环流化床锅炉采用床上重油点火方式启动,容易出现结焦事故。基于一台新建机组锅炉启动过程中的结焦事故,分析了结焦原因,主要有风油比不当、油枪护罩设计缺陷、油枪定位不准、油煤混烧时间过长、重油油枪雾化不良和投煤后期燃烧调整不及时等。针对这些原因提出了对应的防结焦措施。实施这些措施后效果明显,锅炉启动过程中,油枪护罩附近及床料中均未出现焦块。
我国燃煤电厂烟气中的SO2排放控制主要采用湿法脱硫技术,脱硫后的烟气中仍含有少量的SO2和大部分SO3,不设烟气再热器(gas-gas heater,GGH)时烟囱内烟气湿度大,属于湿烟囱,应按强腐蚀性等级考虑。从防腐角度来看,烟囱结构形式的首选方案是多管式烟囱。通过对圆筒、方筒和塔架3种烟囱外筒形式的比较,得出采用普通圆形钢筋混凝土外筒最优的结论。通过对钛钢复合板内筒、玻璃钢内筒、镍基合金内衬和宾高德防腐玻璃砖内衬钢内筒这几种湿烟囱防腐方案的对比分析,优先推荐玻璃钢内筒作为1 000 MW燃煤机组湿烟囱防腐方案。
华能玉环电厂1号机组是我国首台1 000 MW超超临界机组。介绍了该机组汽轮机中压缸首次开缸检修情况;对开缸过程中发现的中压缸内外汽缸变形状况进行了分析;提出了行之有效的处理方案,采用反复交替冷、热紧汽缸法兰中分面螺栓的方法,解决了中压内缸的变形问题;通过反复测量、试验,在确保动静部件不碰磨的情况下装复中压内外缸。汽缸检修后,机组盘车、启动、带负荷均一次成功,表明处理方案正确可靠。
为加快山区风电开发建设,通过理论研究、实例验证、综合分析相结合,对山区地形条件下风形成的原因和山区风资源的特点进行了分析,对山区风电开发的优势和难点进行了比较,并结合山区风资源的特点对山区风电场场址选择的原则和方法进行了总结。所提供的方法和思路对于合理选择山区风电场场址,充分利用山区风能资源,加快山区风电的开发建设具有较好的参考和应用价值。
为了探究单向玻璃纤维复合材料(glass fiber reinforced polymer,GFRP)的性能,采用2种成型工艺制备了GFRP,并进行拉伸强度试验,测定了GFRP的极限强度,研究成型工艺对其拉伸强度的影响。对传统单向纤维复合材料拉伸强度预测模型进行了改进,提出了基于纤维强度服从正态分布的单向纤维复合材料纵向拉伸强度预测模型。试验结果与模型预测结果对比表明,所提出的预测模型具有良好的精度。
为了满足新疆与西北主网联网750 kV第二通道输变电工程建设需要,研究了750 kV输电线路四分裂跳线系统。采用理论计算的方法得出了跳线的电场强度,确定了子导线型号,根据风偏角计算结果给出了跳线系统的参数,同时结合工程需要开发了跳线四变六转换器和加强抗磨型间隔棒等配套金具。750 kV四分裂跳线系统通过了相关试验及鉴定,能够满足工程使用要求。
以南方电网交直流混联系统运行维护实例为基础,通过对交流系统故障导致多条直流同时换向失败的案例进行统计分析,总结了交流系统故障对直流系统换流阀、阀冷却系统以及直流保护等直流系统薄弱环节造成的影响。从运行维护的实际出发,针对具体影响提出了初步改进意见。研究结果不仅有助于提高直流输电系统的运行维护水平和交直流系统的运行安全稳定性,而且也为未来直流输电系统的设计、建设提供了有益的参考。
为评估电动汽车充电过程中不同种类可再生能源的经济性,构建了智能充电优化模型,得出电动汽车供电电源的最佳电能组合,所涉及发电能源包括风电、光伏发电以及通过可再生能源配额进行补偿的传统化石燃料发电。通过对可再生能源利用情况和电动汽车充电特性进行分析,采用启发式动态规划方法建立智能充电模型,研究风能、太阳能接入电动汽车充电系统后与传统发电能源的协同优化机制,并对电动汽车充电能源组合中各能源的经济性进行敏感性分析。结果表明,电动汽车智能充电策略有利于提高可再生能源的利用率,降低其负荷不稳定性对电力系统的影响,并且风力发电接入充电系统具有成本优化效益,能有效降低充电成本。
从工艺结构、工艺流程和操作要点等方面介绍了一种500 kV四分裂导线破口工程创新施工工艺,即新建破口线路孤立档采用装配式架线工艺,原破口线路采用高空画印装配式架线工艺。实际工程应用表明,与常规破口工程施工工艺相比,此工艺具有高空作业少、施工效率高、停电时间短、工艺质量高等特点,是高压输电线路破口工程的优选施工方案。
以海阳核电厂为例,论述了1 000 MW级核电机组汽轮机的支撑方式;核电与火电机组汽轮机可调垫铁的区别;核电厂汽轮机垫铁安装与质量控制技术。安装实践表明,可调垫铁的可调功能使台板安装效率增加,减少了安装工期;无论是顶丝垫板与可调垫铁同时安装、灌浆工艺,还是顶丝垫板和可调垫铁先后安装、灌浆工艺,通过严格的过程管理,均可保证获得良好的安装质量。