中国电力

吴静文, 张龙伟, 曹保江, 朱军, 吴广宁, 石超群

2014, 47(6): 1-5. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.6.1.4

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针对特高压交流同塔双回输电线路,建立了特高压交流同塔双回输电线路电磁耦合模型,计算了一回线路停运检修时,运行线路在检修线路上感应产生的电磁耦合分量;研究了线路换位、线路故障类型、故障点位置、耦合地线等因素对电磁耦合分量的影响。研究结果表明：线路换位与架设耦合地线可有效降低线路间的电磁耦合分量;线路发生不同类型故障时,电磁耦合分量无明显变化规律;单相接地故障情况下,故障点位于线路首末两端时,电磁耦合分量出现最大值。

特高压电气设备法兰连接处的弯曲刚度试验研究

朱祝兵, 代泽兵, 卢智成, 张雪松, 高坡

2014, 47(6): 6-6. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.6.6.0

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为研究特高压电气设备元件与法兰胶装连接处的弯曲刚度分布规律,采用自主设计的加载装置,针对具有代表性的9个瓷套元件进行弯曲刚度试验。运用极差法对试验数据进行分析,得到了各瓷套元件与法兰连接胶装部位的弯曲刚度,并进一步得到各元件法兰连接部位的弯曲刚度系数,分析了弯曲刚度系数与设备外径、胶装参数影响因子之间的关系。结果表明,设备外径小于300 mm时,由实测数据计算得到的弯曲刚度系数与现行规范中的6.54×10⁷相接近,随着电气设备外径的增大,法兰连接部位的弯曲刚度系数呈降低趋势。由于特高压电气设备截面外径一般在300 mm以上,规范中规定的法兰弯曲刚度计算公式已经不适用于特高压电气设备。通过对试验数据进行拟合分析,给出了适用特高压电气设备的法兰弯曲刚度系数计算公式,最后通过3个典型特高压电气设备的仿真和试验结果的对比,验证了所提出的公式的正确性。

大型受端电网动态无功配置

田昕, 钟胜, 王慧来, 张昌, 凌煦

2014, 47(6): 12-17. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.6.12.5

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特高压、远距离、大容量电网的建设,对受端电网电压稳定提出了更高的要求,传统固定式补偿设备逐步难以适应电网发展。为此,以河南实际电网为例,重点针对交流特高压及其近区500 kV电网,将时域仿真法、V-Q曲线法及灵敏度分析法相结合,综合分析特高压交直流混联大型受端电网的动态无功配置方案,为大型受端电网动态无功配置研究提供了一种实用的方法。

高压直流输电改进后的双重化保护冗余配置方案

王春成

2014, 47(6): 18-21. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.6.18.3

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直流保护系统是特高压/高压直流输电工程的重要组织部分,直接影响到整个电网安全,因此,在特高压/高压直流输电工程中对保护系统采用冗余配置的原则。重点分析了目前主要采用的完全双重化和三取二冗余配置方案的特点,在通过改进原有完全双重化冗余配置方案的动作逻辑的基础上提出了一种改进方案。改进后的完全双重化方案能够更好地满足大型紧密联系的输变电网络中“尽可能避免拒动”的保护可靠性要求。

直流输电中换流变压器零序过流保护的探讨

刘家军, 罗明亮, 徐玉洁

2014, 47(6): 22-25. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.6.22.3

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针对银川极1换流变压器在空充时Y₀/Y换流变零序过流误动导致开关跳闸这一事故展开思考,通过理论分析发现,换流变压器网侧发生接地故障时,流经Y₀/Y换流变压器中性点和Y₀/Δ换流变压器中性点零序电流的大小有很大差异。同时,建立仿真模型并以南方电网在许继集团的换流变保护装置RTDS试验中数据和波形为佐证。综合分析后得出：对于Y₀/Y换流变压器而言,其零序过流保护没有投入的必要。

烟台220 kV沈福线与嵛新线开断改接规划设计

王茂成, 康凯, 李刚, 刘树华, 王星涵, 梁屿

2014, 47(6): 26-30. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.6.26.4

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烟台电网220 kV岗嵛站最高负荷为180 MW,220 kV新港站最高负荷为170 MW,由220 kV嵛福线和汤新线串供。若220 kV汤新线、嵛福线任一线路故障跳闸,则余下另一回线路带220 kV岗嵛站和新港站共350 MW负荷运行,220 kV嵛福线、汤新线允许电流均为845 A,线路超流12%。若在220 kV沈福线、嵛新线交叉跨越处进行开断、改接后,将形成220 kV沈余站到岗嵛站、220 kV新港站到福山站两回线路。经计算,潮流、稳定、N-1方式下潮流均无问题。但在施工期间,需220 kV沈福线、嵛新线、霞沙线3条线路同时停电,对电网安全运行影响较大。为此,设计人员提出3个设计方案,并进行技术经济比较,最终确定同塔双回异侧T接的最优设计方案,并付诸实施,迎接夏季用电高峰。

树木对10 kV配电线路防雷性能的影响

吴泳聪, 陈远东, 罗汉武, 孙鑫, 陈淑波, 黄道春, 阮江军, 刘欢

2014, 47(6): 31-37. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.6.31.6

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10 kV配电线路所处的复杂地理环境、线路高度,树木等会对雷击位置、雷击过电压产生影响。运用产生雷击距里这个概念建立了雷击位置判断模型及过电压计算模型,仿真分析树木对线路防雷性能的影响。仿真结果表明：对于10 kV配电线路,位于特定位置并具有一定高度的树木能降低线路遭受直击和反击的次数,但会增加感应过电压给线路带来的威胁;树木对于10 kV配电线路防雷性能的综合影响随着树木位置及高度的改变而不同,合理管理树木才能达到保护线路的目的。

计及自动装置模拟的连锁过载跳闸静态安全分析方法

王毅, 张轩, 董毅峰, 王虹富, 侯俊贤

2014, 47(6): 38-42. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.6.38.4

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提出一种连锁过载跳闸的静态安全分析方法。该方法以预想故障后的潮流分析为基础,分析每次设备跳闸后的潮流,如果潮流转移引发支路过载,则断开过载元件,继续进行潮流分析,直到系统过载消除;如果设备跳闸导致系统解列、输电断面越限或者潮流不收敛,则认为故障导致了严重的后果,分析终止。通过评估每次设备过载跳闸引发的后果,能够发现故障传播路径,有助于找到预防措施以及切断故障路径的最佳控制手段。计算过程考虑输电断面功率限值的自动匹配和安全自动装置的模拟,保证了分析结果的准确性。通过对广东电网的实际系统仿真分析,证明了该方法的有效性和实用性。

一种新的基于陷波器的变电站噪声控制法

姜鸿羽, 马宏忠, 姜宁, 王春宁, 李凯

2014, 47(6): 43-48. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.6.43.5

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针对变电站噪声传统控制方法的缺陷,提出一种将人工神经网络与陷波器相结合用于控制变电站噪声的新方法。首先对自适应有源控制的对象变电站噪声进行理论分析;之后分析了2种传统的自适应有源噪声控制方法,即基于陷波器的有源控制法和基于人工神经网络的有源控制法。考虑到这2种方法的优缺点,利用人工神经网络算法代替陷波器中的最小均方（LMS）算法。最后,分别用这3种方法对变电站实测噪声信号进行处理,结果表明所提的方法不仅具有更好的稳定性,而且对变电站噪声有更好的抑制效果。

三相变压器模型分析及其对配电潮流的影响

高亚静, 苗宏佳, 吴文传, 巨云涛, 李飞

2014, 47(6): 49-54. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.6.49.5

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建立详细的三相变压器模型对配电网分析至关重要。在所建立的变压器三相模型基础上,对比分析了相间磁耦合和励磁支路对模型的影响,讨论了零序参数和励磁支路参数的计算方法,并采用4节点配电网测试系统,详细分析了相间磁耦合、励磁支路对配电网三相潮流计算的影响。算例分析表明,在变压器模型中是否考虑相间磁耦合对潮流计算结果的影响较大,而且励磁支路产生的损耗不应忽略。

引起变压器异常振动的两种缺陷的诊断

郝震, 龙凯华, 赵燕坤, 邬彦威, 吕伟

2014, 47(6): 55-60. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.6.55.5

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铁芯和绕组是电力变压器的关键部件,运行中电力变压器的振动主要由铁芯与绕组的松动所引起。在实验室建立10 kV变压器故障模型,通过人为松动铁芯与绕组的紧固装置来分别模拟铁芯松动与绕组松动的缺陷,并在变压器内部与外部共安装了7个传感器来进行数据采集,研究内外传感器的数据差异,得出测量变压器振动的最佳传感器布置方式;之后,研究不同空载电压条件下铁芯的振动规律,及不同负载电流条件下绕组振动的规律,最终得出诊断变压器铁芯松动和绕组松动的方法。

水树老化XLPE电缆绝缘修复技术应用及展望

杨明亮, 周凯, 尧广, 马建国

2014, 47(6): 61-65. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.6.61.4

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电力电缆的水树修复技术为电网企业解决老旧电缆问题提供了一条新思路。为此,对水树老化交联聚乙烯（XLPE）电缆绝缘修复技术的国内外现状、在我国的应用及发展前景进行了介绍。重点对修复液成分、注入技术及相关监测手段的发展和现状做了归纳总结,提出了当前需要解决的问题,并结合实际运行电缆的修复实例,对修复效果进行了分析。实例分析显示,修复后电缆的绝缘水平在短时间内有了明显提高,因此,也说明该修复方法对老化电缆绝缘有很好的修复作用。

架空线路用高导电率耐热铝合金导线的研制

祝志祥, 韩钰, 陈新, 陈保安, 刘东雨, 韩爱芝

2014, 47(6): 66-69. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.6.66.3

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针对目前国产耐热铝合金导线较常规钢芯铝绞线的导电率低、输电线损较高阻碍其大范围应用的技术问题,介绍研制新型耐热铝合金导线的思路。以价格相对低廉的常规工业纯铝锭（99.7%Al）为原料,利用微合金化作用进行铝合金成分及微观组织结构的控制,并通过Zr元素含量的优化调整,在实验室采用小试线方式制备出高导电率、低成本的耐热铝合金单丝样品。目前,该技术已通过线缆生产车间连铸连轧生产线的试验验证,为后续高导电率耐热铝合金导线的生产及示范应用奠定了良好基础。

新型节能导线电阻温度系数的试验研究

万建成, 席永平, 刘龙, 冯亮, 刘臻

2014, 47(6): 70-74. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.6.70.4

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研制了高温精密恒温油浴试验台,采用高温油浴温度控制方式控制绞线温度,解决了电阻温度系数试验中绞线温度不能精确控制和绞线内外层温度差异的问题,对电阻温度系数测试方法进行了改进,并进行了钢芯高导电率铝绞线、铝合金芯高导电率铝绞线和中强度铝合金绞线3类新型节能导线的电阻试验,计算得到其电阻温度系数,可为工程设计提供支持。

变电站绝缘子干冰清洗方形喷嘴流场模拟研究

刘世念, 马存仁, 苏伟, 魏增福

2014, 47(6): 75-79. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.6.75.4

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喷嘴是干冰清洗系统中的关键部件之一,喷嘴结构及气流超音速自由喷流流场对清洗效果有很大的影响。通过Fluent软件,针对不同尺寸的喷嘴结构建立模型及进行仿真处理,模拟研究得到了方形喷嘴内部气体和喷出喷嘴气体的压力场及速度场。研究结果表明：气体射流在喷嘴出口处的压力远大于大气压,气体在喷嘴出口处产生了欠膨胀超音速气流,同时气体射流在周围环境中发生了激波现象。增加喷嘴尺寸,气体射流在环境中的速度衰减变缓,激波传输距离有所增加,从而使气体射流的稳定性降低。因此,在需要提高清洗效果、增加清洗面积时,可适当选用大尺寸的喷嘴。

660 MW机组FCB试验转速飞升异常分析及处理

伍小林, 罗云, 李彦军, 马涛, 李瑞东

2014, 47(6): 80-85. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.6.80.5

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介绍宁夏京能宁东发电有限责任公司660 MW机组实现机组快速甩负荷（FCB）功能的相关系统配置和逻辑设计,针对1号机组进行“小岛运行”FCB试验时汽轮机飞升转速比“常规法”FCB试验飞升转速明显偏高的异常现象进行分析,由此提出对相关控制逻辑及参数进行优化,使随后进行的2号机组“小岛运行”FCB试验获得圆满成功。

600 MW亚临界机组转子热弯曲的振动特征分析

安宏文, 胡三高, 马志勇, 滕伟, 柳亦兵

2014, 47(6): 86-89. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.6.86.3

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针对某台600 MW亚临界汽轮发电机组高中压转子的振动缓慢爬升的异常现象,通过分析该机组带负荷运行和启停机过程的振动特征,确定高中压转子存在偏向一侧的均匀热变形,形成和原始不平衡质量同方向的偏心。产生转子热变形的原因可能是转子存在材质不均匀,而非造成临时热变形的局部受热不均。在这种转子状态下,停机过程必须采取一些现场特殊措施,否则可能由于振动过大,造成停机过程中出现机组设备的损坏。

蒸汽发生器水位的自适应模糊自抗扰控制

薛阳, 冯建彪, 林静, 张佳栋

2014, 47(6): 90-94. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.6.90.4

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为了有效控制蒸汽发生器（SG）水位,对蒸汽发生器水位控制对象进行理论分析,在前馈反馈控制避免“虚假水位”现象影响的基础上,提出二阶自抗扰控制的控制策略。针对“大扰动”和“小扰动”2种扰动工况下的蒸汽发生器水位控制系统,设计了不同的自适应模糊自抗扰控制器,并分别与传统自抗扰控制系统进行仿真比较,结果表明,2种不同工况下的自适应模糊自抗扰控制系统性能均优于传统自抗扰控制系统。

基于特征匹配的分布式电源与地区负荷的适应性分析

陈秋南, 韦钢, 蔡阳, 吴万禄

2014, 47(6): 95-100. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.6.95.5

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为充分发挥分布式电源（distributed generation,DG）优势又保证对负荷经济、可靠供电,在分析各类DG与地区负荷特征基础上,综合考虑经济性、电压质量、供电可靠性和环境效益,提出一种DG与负荷相适应的特征匹配方法,可简单方便地对DG与地区负荷的适应性进行定量分析,为不同负荷地区DG的优选提供指导。算例结果表明：该方法准确直观,可综合考虑各种各样的条件与限制因素,给出较为合理的匹配方案,从而验证了所提方法的可行性与实用性。

风力发电对局地气候的潜在影响分析

吴正人, 刘维维, 王松岭

2014, 47(6): 101-105. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.6.101.4

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作为实现能源结构调整及节能减排的重要发电技术之一,风力发电在有效利用风能的同时,风力机的大规模运行也可能会对局地大气的自然循环产生影响。在综述国内外有关风电场可能存在的气候效应的相关研究的基础上,具体分析了包括地表粗糙度、地面附近湍流热交换、边界层高度等环境物理参数受到风电场运行的潜在影响,得出了大型风电场对局地气候存在潜在影响的结论。

多风区接入对系统小干扰稳定性影响分析

周专, 姚秀萍, 常喜强, 任华

2014, 47(6): 106-110. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.6.106.4

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随着国家对风资源的大力开发利用,大量的风电场需要接入电网。风电场接入电压等级也从最初的配电网发展到高电压等级的输电网,风力发电对电力系统稳定性的影响越来越大,其中风电对系统的小干扰稳定性不容忽视。各风区之间通过主网互联,导致风力发电对系统稳定性的影响不仅仅是单个风场,还包括该风区多个风电场以及整个电网多风区风电场的影响。通过对单风区多风电场以及多风区多个风电场出力变化的分析研究,表明风电场对系统小干扰稳定性影响情况主要表现为系统的振动模式及振动特性。运用PSASP程序对中国新疆地区的典型电网仿真,验证了研究结论。分析结果对风电接入、风场运营和电网规划具有重要的参考价值。

双馈风力发电机组的分群方法研究

刘文杰, 吴峰, 金宇清, 鞠平

2014, 47(6): 111-116. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.6.111.5

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风电机组的分群对提高风电场等效建模的精度具有重要的意义。首先分析了常用分群方法的优缺点,在此基础上提出了一种基于双馈风电机组（DFIG）动态特性曲线分群的方法。将故障条件下DFIG动态特性曲线的相似度作为分群指标,运用系统聚类法对风电机组进行分群。然后又利用该分群方法,对风电机组运行状态曲线进行分区,从而得到一种快速的分群策略。最后通过仿真,对比分析了采用不同风电机组分群方法时风电场等效建模的精度,验证了所提出的风电机组分群方法的有效性和可行性。

基于拟牛顿法小波神经网络的光伏发电系统短期功率预测模型

杨超颖, 王金浩, 王硕, 徐永海, 黄浩

2014, 47(6): 117-124. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.6.117.7

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光伏发电系统出力的随机性会对大电网造成冲击,需要加强光伏阵列发电功率预测的研究。为此,提出采用拟牛顿法小波神经网络建立光伏发电系统短期功率预测模型。以某光伏电站实测数据为比较对象,与基于标准梯度下降法BP神经网络以及基于附加动量和自适应学习速率结合的BP神经网络建立的2种预测模型进行对比研究,结果表明,拟牛顿法在收敛速度和预测精度上都更具有优势。此外,通过和拟牛顿法BP神经网络功率预测方法对比表明,拟牛顿法小波神经网络的预测精度更高,尤其是在一天早中晚时刻或辐照度较低情况下预测效果得到了很大的提高。

基于煤炭洗选工艺的火电厂CO₂减排潜力分析

付正辉, 李薇, 解玉磊, 孙冠中, 黄奎

2014, 47(6): 125-131. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.6.125.6

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考虑从煤炭购买、洗选到发电过程及后续污染物处理的火电生产流程,建立了以最小发电成本为目标的火电企业CO₂排放控制模型。以某火力发电厂为例,依据该厂逐月生产运行数据,污染处理及CO₂减排控制能耗,核算了火力发电全流程不同环节的CO₂排放量。采用情景分析方法对不同碳捕集技术下的发电成本及CO₂排放量进行对比分析,结果表明：该火电厂燃煤发电所排放的CO₂占其全部CO₂排放量的96.00%,洗煤排放的CO₂仅占0.38%,污染物处理间接和直接排放的CO₂占3.62%。当采用吸收分离法、膜分离法和物理吸附法进行CO₂捕集时,分别可以减少71.60%、76.47%和86.06%的CO₂排放,发电成本则依次增加31.16%、41.52%和79.44%。

CFB锅炉二次脱硫技术与经济分析

王建峰, 李壮, 刘沛奇, 王丰吉, 何胜, 朱跃

2014, 47(6): 132-134. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.6.132.2

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针对辽宁某电厂4台480 t/h超高压煤矸石CFB锅炉二次脱硫方案进行技术经济比较。通过对常规石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术和半干法烟气脱硫比较,得出CFB锅炉二次脱硫采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术运行稳定可靠,而采用半干法烟气脱硫在满足SO₂排放的条件下,有避免烟囱腐蚀、节约除尘设备改造投资、节约运行和检修成本等优点,具有良好的技术经济效益。

SCR脱硝系统催化剂综合分析管理系统

李德波, 廖永进, 徐齐胜

2014, 47(6): 135-139. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.6.135.4

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针对国内SCR脱硝系统运行经验积累较少,相关的运行优化技术和优化支持软件开发比较欠缺的现状,在借鉴国外催化剂管理经验基础上,开发了具有自主知识产权的C/S架构催化剂综合分析管理系统。建立了SCR催化剂特征数据库,开发了催化剂更新周期估算和更新计划评估功能模块;对催化剂的有效管理进行探索,全面开发催化剂管理的内容、方法和流程,以期为逐渐缩小中国与国外SCR催化剂管理技术差距、提高电站锅炉SCR脱硝系统催化剂管理技术水平提供借鉴。

火电机组节能调度的技术框架研究

蒋寻寒, 张辉, 田万军, 夏晓波

2014, 47(6): 140-144. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.6.140.4

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在中国已具备实施电网节能调度的技术条件下,有必要研究节能调度涉及的关键性问题,即如何获得可靠的火电机组能耗数据及怎样才能做到发电排序公平。在分析5个试点省份所做工作的基础上,安徽省电力公司对省内火电机组进行了大规模的煤耗查定试验。在总结经验的同时对发电排序依据以及煤耗与污染物排放的关系进行分析,初步给出了火电机组在线监测系统构架和运行机制,并对火电机组节能调度系统进行研发。该节能调度系统能耗指标计算在各机组的数据采集服务器上进行,所有结果均上传至中心服务器,由此大大节省了硬件投资和网络资源,且可靠性得以提高。研究指出,对于研发节能调度系统、确定其运行机制,需要制定一条科学合理的技术路线。只有系统地分析研究并解决其中存在的关键技术问题,节能调度系统建成以后,才能稳定发挥其节能减排作用,为此还需进行更深入的研究。

基于全排列多边形图示指标法的火电企业节能减排绩效综合评价

张雷, 李娜娜, 赵会茹, 杨昆

2014, 47(6): 145-150. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.6.145.5

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火电企业节能减排的成效决定中国节能减排整体目标的实现,根据国家相关政策要求,从能源资源消耗、资源综合利用、污染物排放和企业增效4个方面构建了科学全面的火电企业节能减排指标体系,并利用全排列多边形图示指标法构建综合评价模型,克服主观因素对评价结果的影响,实现对绩效的动态评价。以某火电厂为例,对其近年来节能减排效果进行实证分析,结果表明该厂的节能减排综合绩效指数随季节波动并呈上升趋势,节能减排技改项目的效果明显,且该评价方法具有可行性。

FlexGrid标准研究进展及应用分析

李疆生, 王卉, 李铁臣, 孙毅, 李彬

2014, 47(6): 151-156. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.6.151.5

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针对电力企业数据业务流量爆炸性增长所引发的骨干网络带宽资源瓶颈问题,在对国家电网公司光传输网（optical transport network,OTN）大容量骨干传输网络承载业务需求分析基础上,从频谱管理方法、交叉连接设备、混合线速传输、控制平面等方面出发,探索FlexGrid技术在电力通信网络中的应用模式,可为电力通信骨干网络提供光层粒度的精细划分与动态调整能力。在此基础上,提出在多种约束条件下根据频谱资源利用度动态调节调制的信道资源管理方法,可有效改善现有骨干传输网络采用的固定带宽分配和管理模式造成网络灵活性差,带宽资源利用效率低下的现状。

智能变电站高级应用功能测试系统研究与开发

赵勇, 张道杰, 程宏伟, 樊东峰, 石光, 韩伟, 马伟东, 胡明鑫, 孙玉峰

2014, 47(6): 157-160. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.6.157.3

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针对智能变电站高级应用中的突出问题,提出了依赖模板技术的高级应用测试方案;针对智能变电站仿真难点,提出了智能设备快速建模方法;针对评价系统的关键应用模板技术,根据不同的业务分类,对业务数据建立了规范化模板,结合智能告警业务对模板运用进行了阐述与应用验证。

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