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2015年 第48卷 第3期 刊出日期:2015-03-25
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发电
超超临界汽轮机循环水系统改造及运行优化
汪飞,刘晓鸿,万忠海,晏涛,吴扬辉,鲁锦
2015, 48(3): 1-5. DOI:
10.11930.2015.3.1
摘要
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计量指标
针对某电厂循环水系统存在的运行调整空间有限、厂用电率高和经济性差的问题,对循环水系统进行了改造并开展了汽轮机组微增出力、循环水泵在不同运行方式下的冷却水流量、循环水泵耗功以及凝汽器变工况试验研究,获得了循环水系统的经济调度运行方式,保证了汽轮机达到或接近最经济真空运行。
350 MW超临界机组给水泵汽轮机润滑油进水原因及改造方案
刘俊峰
2015, 48(3): 6-8. DOI:
10.11930.2015.3.6
摘要
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计量指标
介绍了国产引进型350 MW机组给水泵及其小汽轮机设备特点;以新疆阿拉尔盛源热电1号机组为例,对于该厂汽动给水泵组润滑油系统长期存在油中进水、油质乳化的问题进行了分析,得出给水泵汽轮机轴封压力不稳定是造成润滑油进水的主要原因。通过对给水泵汽轮机轴封系统供汽方式进行改造,使该问题得以有效解决。
降低燃煤电厂厂用电率技术分析翟德双
霍德双
2015, 48(3): 9-12. DOI:
10.11930.2015.3.9
摘要
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计量指标
降低机组厂用电率是燃煤电厂节能减排的重要内容之一,也是提高发电企业经济效益的有效手段。本文根据当前燃煤电厂电力和煤炭市场形势,以及节能减排要求,分析发电机组各辅机及系统的实际运行情况,找出影响厂用电的各项因素,总结普遍存在的不足之处,挖掘厂用电节电空间,提出了降低厂用电率的优化运行调整措施,强化设备检修维护对策,以及有效的技术改造措施。
过热器氧化皮催化柠檬酸清洗研究及应用
庄文军,龙国军,甘超齐,曹建军,曹杰玉,张广文,张强,邓宇强,姚建涛
2015, 48(3): 13-16. DOI:
10.11930.2015.3.13
摘要
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计量指标
随着大容量、高参数火力发电机组的投产运行,因氧化皮脱落而引起的过热器管爆管已成为影响机组安全运行的主要原因之一。为此,研究开发了催化柠檬酸清洗介质对过热器管氧化皮进行化学清洗的技术,并成功应用于600 MW机组锅炉过热器的清洗。工程应用结果表明,该技术能够有效清除过热器管内壁的氧化皮,且不会出现大量氧化皮剥落所形成的堵管现象;化学清洗过程中各种材质的平均腐蚀速率均达到了《火力发电厂锅炉化学清洗导则》(DL/T 794—2012)的规定值;化学清洗后机组启动及正常运行中,系统水汽指标良好,过热器管壁温度偏差正常,达到了清洗目的。
直接空冷热电联产机组供热优化分析
王晋权,蔡新春,张国胜
2015, 48(3): 17-20. DOI:
10.11930.2015.3.17
摘要
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计量指标
通过对直接空冷传统抽汽供热热电联产机组及热网供回水温度存在的问题进行分析,提出了抽汽-乏汽联合供热系统,并经全面性能耗计算分析了抽汽-乏汽供热与传统抽汽供热的经济性。通过技术改造后数据得出,抽汽-乏汽供热系统较抽汽供热方式节约发电煤耗约26 g/kWh、发电机功率可增加20.36 MW、可增加供热面积约70万m2,有很大的节能潜力。
电网
滚动多维度城市饱和负荷预测研究
赵会茹,周佳,李娜娜,韩新阳,霍慧娟,薛万磊
2015, 48(3): 21-26. DOI:
10.11930.2015.3.21
摘要
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计量指标
饱和负荷的研究对城市电网远景规划以及经济社会与电网协调发展具有重要意义。首先综合考虑经济发展、产业结构、城市发展水平和居民生活水平等经济社会发展因素对饱和负荷的影响,筛选出适用于城市饱和负荷预测的经济社会发展指标;其次,介绍了用于经济社会发展指标预测的Logistic模型,并对提出的滚动多维度城市饱和负荷预测模型原理进行了阐述;最后,以北京市为例,在对其经济社会指标进行预测的基础上,运用所提出的模型对北京市饱和负荷进行了分析,实证结果表明本文提出的城市饱和负荷预测新方法是有效可行的。
基于FBG的输电线路微风振动在线监测方法
赵隆,,黄新波,朱永灿
2015, 48(3): 27-31. DOI:
10.11930.2015.3.27
摘要
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计量指标
输电线路导线和地线振动往往造成线路断股断线、金具脱离等危害,现有的导线微风振动监测装置采用互感取电方式供电,而地线监测装置采用电池供电,使用寿命较短,且易受电磁干扰、雷击电流的影响。针对这些问题,开发了基于光纤光栅(fiber Bragg grating,FBG)传感器的输电线路微风振动在线监测系统,系统采用悬臂梁结构的光纤光栅传感器测量地线振动时反射光的波长变化,并通过OPGW/OPPC将光信号发送至变电站的光纤光栅解调仪,再通过安装在变电站的状态监测装置计算出导地线的动弯应变、振动幅值以及振动频率。系统可以实现地线微风振动的无源测量,不再存在电源供电的问题。此外,结合光纤光栅传感器抗电磁干扰、精度高的特点,提高了系统的稳定性和可靠性。
炸气流灭弧性能及应用效果分析
姚莉娜,马平,阎鹏
2015, 48(3): 32-38. DOI:
10.11930.2015.3.32
摘要
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计量指标
为了研究爆炸气流灭弧防雷间隙的灭弧特性,通过对该灭弧防雷间隙的爆炸气流工频灭弧试验,得出了该灭弧防雷间隙的工频续流电弧在4 ms时间内即被强气流吹灭,气流维持时间大于6 ms。同时建立链式电弧模型和Mayr电弧模型分别对电弧所受气流压力和爆炸气流灭弧防雷间隙的能量散失特性进行研究,并利用力学软件ANSYS14.0对强气流干扰下的电弧能量进行仿真分析。从结果分析可知电弧在气流强压力作用下能量迅速耗散,并在极短时间内被截断熄灭。在实际运行中,降低雷击事故率97%,灭弧效果明显。
面向输电线路监测的无线传输网络QoS保障技术研究
石鑫,朱永利
2015, 48(3): 39-43. DOI:
10.11930.2015.3.39
摘要
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计量指标
电力输电线路是电力安全输送的重要环节,其健康状况直接关系到电力系统的安全运行。无线传感器网络作为现代信息采集的重要技术,具有低功耗、低成本的特点,适用于长链状分布的输电线路的监测。针对长链状无线传感器网络对数据传输实时性、可靠性要求较高的特点,从路由算法方面展开研究,采用改进的多蚁群算法进行网络路由优化,并将QoS参数融入蚁群算法,从而实现网络QoS的有效保障,并对所提出的方法通过利用CC2530通信模块搭建的长链状无线传感器网络进行了实验,实验结果表明,该方法有效、可行。
特高压六相输电线路工频电场强度计算
王艳,王树欢,焦彦军
2015, 48(3): 44-49. DOI:
10.11930.2015.3.44
摘要
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计量指标
为研究特高压六相输电线路表面电场和空间电场的特性,参考特高压同塔双回输电线路杆塔结构,计算设计特高压六相输电系统杆塔典型尺寸并选取分裂导线型号。在此基础上,考虑分裂导线中各子导线间的相互影响,计算特高压六相输电导线表面最大场强和线路下距地面1 m处的空间电场分布,并将计算值与相应电压等级的同塔双回线路进行比较,结果表明特高压六相输电导线表面场强和线路下距地面1 m处的空间电场均优于同塔双回线路。故特高压六相输电线路具有更好的环保性能。
基于PMU和改进支持向量机算法的同调机群在线识别
田雨,梁海峰,康毅,高亚静,刘克权,李晓虎,王耿
2015, 48(3): 50-55. DOI:
10.11930.2015.3.50
摘要
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计量指标
鉴于现代电力系统中发生暂态稳定问题时,为了给后续的主动解列措施提供依据,需要快速准确地辨识出系统中的同调机群,基于同步相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)实时采集的发电机动态轨迹信息具有高维度和非线性等特点,提出了一种在线识别同调机群的新方法:由PMU得到故障后发电机组的动态功角轨迹量测信息;对PMU量测信息进行标准化处理,生成标准化高维数据;利用留一交叉验证法确定Gauss径向基核函数参数g和惩罚系数C的最优取值,得到准确的分类器;使用此分类器对未知分类的样本进行分类,并得到最终的同调分群结果。仿真结果表明:该方法能有效克服传统方法识别准确率低和速度慢的缺点,能在线识别系统中的同调机群,且兼具识别的快速性和准确性,可满足现代电力系统暂态稳定的在线分析和实时计算等要求。
基于柱状空间和支持向量机的无人机巡线避障方法
张剑,王世勇,陈玺,徐华东,俞登科,杨忠
2015, 48(3): 56-60. DOI:
10.11930.2015.3.56
摘要
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计量指标
针对电力无人机巡线的避障问题,提出了基于柱状空间法和支持向量机的电力无人机巡线避障方法。首先,根据飞行区域内的障碍物,建立了柱状空间模型;引入支持向量机,从一个全新的角度实现无人机对环境的避障;最后将方法应用于无人机中,并进行了相关的仿真验证。仿真结果表明,所提出的方法可以确保电力无人机巡线时安全可靠地避障。
基于潮流追踪算法的自适应低频减载策略研究
吴耀东,梁海峰,高亚静,康毅,刘克权,李晓虎,王耿
2015, 48(3): 61-66. DOI:
10.11930.2015.3.61
摘要
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计量指标
低频减载(under frequency load shedding,UFLS)是防止电力系统频率崩溃的有效手段之一,它通过在系统的某些地点切除过负荷量,达到维护系统稳定的目的。为此,计及负荷的电压调节效应,提出一种改进的功率不平衡量计算方法,针对不同的扰动在线计算系统的减载总量;并利用邻接矩阵的稀疏性,结合邻接矩阵和比例分配原则提出了一种潮流追踪新算法,提高了潮流追踪算法的计算效率,将其应用于在线确定减载地点与分配减载量。仿真结果表明,新的自适应减载策略可靠性更高,能够有效防止欠切或过切,改善受扰系统减载后的频率恢复效果,并提高系统的电压稳定水平,对实际电力系统紧急控制研究具有重要意义。
基于免疫粒子群优化算法的微网谐波抑制方法
王晶,张颖,陈骏宇,龚余锋,王宗礼
2015, 48(3): 67-74. DOI:
10.11930.2015.3.67
摘要
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计量指标
微电网中逆变器等大量电力电子器件的应用,以及各种非线性负荷的投切,使微网中的谐波问题变得复杂。针对微网系统中滤波器参数难以整定导致微网谐波抑制效果受到影响的问题,提出了基于免疫粒子群算法的微网滤波器参数优化方法。建立了包含功率控制模块、下垂控制模块以及电压电流控制模块的基于下垂控制的微网系统模型,并根据微网性能以及滤波器参数设计特点建立了目标函数;对免疫粒子群算法能够避免粒子群算法陷入局部最优、解决早熟收敛等问题进行了介绍;提出了用免疫粒子群算法调用微网仿真系统优化参数的新方法;通过Matlab仿真验证了基于免疫粒子群算法的微网谐波抑制方法的可行性。
500 kV串补装置电容器组耐爆性能分析研究
陈娜,周志成,马勇,吴昊,谢天喜
2015, 48(3): 75-79. DOI:
10.11930.2015.3.75
摘要
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计量指标
500 kV输电线路固定串联补偿装置中,由于产品性能、选型和设计不当,串联补偿电容器组的爆炸事故在电力系统中时有发生,引起设备损坏、厂房烧毁、甚至线路大面积停电,损失巨大。电容器组安全工作对串补装置可靠性和电力系统的安全、可靠、经济运行影响重大。因此研究电容器组设计选型方案,提高串补装置安全性能是十分必要的。分析了电容器组的设计选型方案对串联补偿装置安全性能的影响,对不同的电容器选型和电容器组连接方式的爆破能量进行了计算,提出了电容器组设计的优化建议以提高串联补偿装置的安全性能。
紫外线老化对复合绝缘子硅橡胶憎水性的影响
李鹏,,马斌,刘道辉,朱勇,宋波
2015, 48(3): 80-83. DOI:
10.11930.2015.3.80
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计量指标
硅橡胶复合绝缘子的优良耐污闪性能源自于硅橡胶材料的憎水性以及憎水迁移性。本文研究了紫外老化对硅橡胶憎水性影响以及硅橡胶表面积污后的憎水迁移性。研究结果表明:经小分子处理的硅橡胶经过2 000 h紫外线辐射后仍能够保持良好的憎水性,静态接触角仍能达到102.3°,憎水性等级为HC2级;硅橡胶上的污层在较短时间内具有了憎水性,憎水性等级能达到HC2~HC3。并对硅橡胶紫外老化机理以及憎水迁移性机理进行了分析。
基于经济、气象因素的安徽省年最大负荷预测方法研究
葛斐,荣秀婷,石雪梅,杨欣,李周
2015, 48(3): 84-87. DOI:
10.11930.2015.3.84
摘要
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计量指标
首先从用电结构上分析了年统调最大用电负荷的特性,将最大负荷分解为相互独立的3种负荷:基础负荷、居民空调负荷、非居民空调负荷。在此基础上,运用计量经济学原理,逐步分析影响3种负荷的经济因素和气象因素。最后建立了包含经济、气象因子在内的最大负荷预测模型。模型从根本上解释了最大负荷的影响因素,并将预测精度控制在3%范围内,预测精度满足负荷预测实际工作的需求,具有一定的应用价值。
直流接地极线路故障暂态行波传播特性分析
张怿宁,王彩芝,陈平,李京
2015, 48(3): 88-93. DOI:
10.11930.2015.3.88
摘要
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计量指标
高压直流输电系统接地极线路由于铺设的特殊性与复杂性,较易出现故障。介绍了接地极线路故障初始行波的产生机理,对接地极线路发生单线接地、两线短路和两线短路接地3种故障时的故障初始行波模量及其在直流中性母线端和接地极处的传播特性进行了详细的分析。以PSCAD/EMTDC为电磁暂态仿真分析平台,建立高压直流输电系统模型,通过高压直流输电系统单极大地回线模式下的接地极线路故障进行了仿真验证,仿真结果表明了分析的正确性。接地极线路故障暂态行波的传播特性分析为利用暂态行波实现接地极线路故障测距奠定理论基础。
D型复合材料管连接性能研究
邢海军,岳平,王灿灿,姜文东,王佳佳,张英杰
2015, 48(3): 94-98. DOI:
10.11930.2015.3.94
摘要
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计量指标
格构式复合材料塔采用了由钢制螺栓机械连接的D型复合材料管,其中复合材料管制孔和螺栓预紧力对杆件承载力影响还没有相关研究,其承载特性不太清楚。为准确掌握D型复合材料管的连接性能,通过D型复合材料管的塔节间模型节点试验,得到复合材料杆件连接孔端部以劈裂和剪切破坏为主;通过有限元模型分析了螺栓预紧力对D型复合材料管连接性能的影响,结果表明D型复合材料塔用抗剪螺栓的预紧扭矩宜控制为220 N?m。
“D”型截面复合材料塔头输电塔结构特性研究
陈成,潘峰,王灿灿,黄聪,张彤,黄静文
2015, 48(3): 99-102. DOI:
10.11930.2015.3.99
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计量指标
输电塔主材改用复合材料,可有效减少输电线路占地,并减少电气间距达到压缩走廊的目的。复合材料区别于角钢,可以使用 “D”字型截面,提高了截面惯性抵抗矩。对各规格复合材料构件的截面进行了有限元分析,计算得到了截面特性参数。以某110 kV塔头复合材料塔为工程背景,建立了有限元模型,获得了其自振特性并与传统角钢塔做了对比,分析了参数不同的原因。使用基于时域法的风振系数计算,对位移均方根值、位移平均值、加速度均方根值的分布特点进行了研究,计算了各高度处的风振系数,并将结果与我国规范的取值进行了对比,结果可作为复合塔抗风设计的参考。
新能源
基于安全运行范围的风电场静态电压安全分析
葛江北,周明,李庚银,丁蒙
2015, 48(3): 103-108. DOI:
10.11930.2015.3.103
摘要
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计量指标
从静态电压安全角度出发,对风电场静态电压偏移进行分析,提出了风电场静态安全运行范围的概念;基于电压约束条件,通过对风电场外送功率的线性变换,建立了风电场的静态安全运行范围,定义了运行点至边界的安全运行距离,并进行风电场稳态运行工况下的电压预警研究;通过无功优化的方法改善风电场的静态电压安全,给出其计算方法。在DIgSILENT/PowerFactory仿真软件上进行了仿真验证,仿真结果验证了所提静态安全运行范围对风电场的适用性。基于此可实现风电场的静态电压预警和无功优化分析,为风电场的安全稳定运行提供方法支持。
直驱风电场PCC点联络线故障电流特性及其对纵差保护影响
孟龙,晁勤,王一波
2015, 48(3): 109-115. DOI:
10.11930.2015.3.109
摘要
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计量指标
根据新疆某风电场并入主网的实际参数,利用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件,搭建了基于dq分解法和滞环跟踪法2种控制策略的直驱风电机组模型及基于计及尾流效应等值风速法的并网风电场等值模型;仿真分析了故障类型、控制策略、风速条件均变化时风电场出口处短路特性及其对风电场与电网110 kV联络线上光纤电流纵差保护的影响。仿真结果表明,风电场外部发生短路故障时,其提供的短路电流有效值小于同容量火电,但波动性强,对并网点(point of common coupling,PCC)处保护装置有很大的影响。针对可能出现的问题,提出相应的改进措施,为大规模风电并网提供理论基础。
光储联合发电系统建模及并网控制
甘思琦,孔令国,蔡国伟,胡祥楠
2015, 48(3): 116-121. DOI:
10.11930.2015.3.116
摘要
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计量指标
大型光伏系统并网具有随机性强、波动幅度大以及电能质量不稳定等问题。建立了光储联合并网发电系统动态模型,提出了改善暂态电压稳定性和平抑功率波动联合发电控制策略。光伏单元采用了基于功率变化率最大功率控制算法及其定有功、无功双环解耦控制策略;储能单元利用电压和频率的设定值同测量值比较,从而得到功率控制参考值,通过对功率以及电流环的解耦控制实现同步并网。仿真验证了模型及其协调控制策略的有效性。
SRTM数据在山地风电场风资源评估中的应用
张宇,张华,欧海庆
2015, 48(3): 122-126. DOI:
10.11930.2015.3.122
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计量指标
在风资源评估过程中,高精度地形数据通常较难获取,寻找一种可替代数据变得非常重要。针对风资源评估中经常存在的地形测绘和地表状况考察困难的问题,以云南高海拔复杂山地风电场-DGS风电场为应用案例,尝试将90 m分辨率的SRTM地形高程数据用于绘制Meteodyn_WT软件所需的电子地形图,并分别采用SRTM数据绘制的地图与实测1∶10 000的高斯地图所得到的风资源评估结果进行对比分析,得出SRTM数据可用于高海拔复杂地形的风资源评估的结论。
适应大规模风电接入的发电计划不确定性处理方法分析
丁恰,李利利,汪洋,涂孟夫,戴则梅
2015, 48(3): 127-132. DOI:
10.11930.2015.3.127
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计量指标
发电计划编制是电力调度工作的主要内容之一,对电网安全经济运行具有重要意义。风力发电受自然因素影响具有随机波动特性,大规模风电接入显著增加了电网制定发电计划的难度。针对大规模风电接入对传统发电计划方法的挑战,基于风电功率的描述方式,分析并评述了增加额外旋转备用、基于场景的随机规划、鲁棒优化3种主要方法的特点及其优缺点,提出开展研究急待解决的问题,以期为适应大规模风电接入的发电计划不确定性研究提供参考。
于多代理的无功电压协调控制模型在含风电场电网中的应用
徐鹏,刘文颖,许园园,张建华
2015, 48(3): 133-138. DOI:
10.11930.2015.3.133
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计量指标
利用多代理技术的智能性、分布性及协调性等特点,结合灵敏度法和向量—距离算法,提出基于多代理的电网无功电压协调控制模型,以解决约束大规模风电并网的电压稳定问题。该模型综合节点间物理距离和电气距离,建立区域级、地区级多代理(Agent)无功协调控制模型,使其能够根据电网实测数据计算电压无功灵敏度,并据此动态更新电网的无功电压控制区域划分,使分区内的无功电压强耦合,分区间的无功电压弱耦合,从而优化无功补偿设备的控制策略,以降低因无功流动而引起的网损,该模型能够在全局范围内对控制策略寻优,突破了分布式Agent局部求解的局限性。在甘肃某含风电场电网中的应用实例验证了该控制模型的有效性。
大规模风电接入对电网静态电压稳定性影响机理研究
许晓艳,马烁,黄越辉,常喜强
2015, 48(3): 139-143. DOI:
10.11930.2015.3.139
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计量指标
从静态电压稳定性角度出发,采取PV曲线方法,综合有功功率裕度和电压-有功灵敏度指标,从机理上分析风电接入后对地区电网电压稳定性的影响,以及风电场无功功率支撑和电网强度对稳定指标的影响,研究结论表明提高无功功率支撑和改善电网结构可有效改善风电接入后的电压稳定性。最后,以我国某风电汇集系统为案例进行仿真研究,验证大规模风电接入对电压稳定性的影响,并提出提高风电接入地区电压稳定性的措施。
并网状态下光伏微源控制
禹红,李灵利,罗继平,向敏
2015, 48(3): 144-149. DOI:
10.11930.2015.3.144
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计量指标
新能源在并网状态下传统的控制方法一般采用的是设定功率输出,但随着这种电源的大量增加,如继续采用传统的控制方法将大大降低电网的惯性,惯性的降低意味着系统的抗冲击的能力变弱,系统的稳定性降低。针对这种状况提出对于并网的间隙性微源采用改进型下垂控制,将微电源有功输出能力考虑在内,与实际运行情况更符,并给出了联网状态下逆变器及蓄电池详细控制框图。使间隙性新能源能主动的参与系统的电压和频率调节,提高系统的惯性,增强稳定性。通过仿真软件验证了其可行性。
节能环保
电力行业对地区节能和碳排放强度下降目标贡献分析
田中华,杨泽亮,蔡睿贤
2015, 48(3): 150-155. DOI:
10.11930.2015.3.150
摘要
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计量指标
广东省电网是中国最大的省级电网之一,省内电源构成以火电为主,核电、抽水蓄能、常规水电、风电等其他电源并存,是接收西电东送电力最大的省份之一,涉及电力行业能源和碳排放核算最为复杂,且具有代表性。根据中国省级区域能源统计和碳排放核算规则,建立了广东省电力行业碳排放计算模型,提出单位终端用电能耗和碳排放2个指标,用于测算电力行业自身节能和碳减排效果,以及对地区节能和碳排放强度下降目标的贡献,并采用对数平均权重法分解其变动影响因素。以广东省2005—2012年的数据进行实证分析,给出了相关政策建议。
中欧火电厂烟气排放规定对比研究
邓伟妮
2015, 48(3): 156-160. DOI:
10.11930.2015.3.156
摘要
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计量指标
欧盟指令DIRECTIVE 2010/75/EU在国际社会上的认知度较高,文章从适用对象、机组大小划分、燃料类别、标准状态与基准氧含量规定、污染物项目、烟气排放限值、最低脱硫效率等方面,对2010/75/EU指令与中国《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223—2011)进行了对比研究,主要结论如下:欧盟污染物控制项目包括SO2、NOx、烟尘和CO,对汞的排放未作要求;燃料及机组类型的划分欧盟较中国细化;欧盟脱硫装置有最低脱硫效率的性能考核;在共有的污染物项目中,中欧排放限值不相上下,某些排放限值中国甚至比欧盟更为严格。
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