当期目录

2013年 第46卷 第2期    刊出日期：2013-02-05

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电力规划

我国煤电中长期发展形势分析

张栋， 白建华

2013, 46(2):  1-4.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2013.2.1.3

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在当前及未来相当长时期内,煤电都是我国最重要的电源类型,煤电的可持续发展对保障电力可靠供应具有重要作用。从装机、经营、投资等方面分析了我国煤电发展现状,结合需求预测、可再生能源与核电发展规划,分析了未来煤电装机需求,并从电煤供需、经营前景、发展布局、清洁高效发展等方面,分析了未来我国煤电发展形势,总结了煤电可持续发展需要解决的重要问题。

能源决策支持技术综述

刘俊， 贾德香

2013, 46(2):  5-6.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2013.2.5.1

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为适应节能减排、能源供应多元化和智能化的需求,促进能源供需健康可持续发展,需要研究适应能源供需发展趋势的能源决策支持技术。综述能源决策支持技术发展历程,归纳总结以常规能源为基础的经典能源决策支持技术、考虑新能源和电力输送等因素的现代能源决策支持技术的特点和适用范围,提出未来能源决策支持技术需要考虑的重点因素,以及简单模块-组合模型-综合应用的开放式、结构化的能源决策支持系统构建思路,为丰富中国能源决策支持体系提供参考。

发电

风力发电机独立变桨控制技术系统级优化研究

李贵彬， 张宏立

2013, 46(2):  11-16.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2013.2.11.5

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针对目前独立变桨距风力发电机存在桨叶受力载荷过大、输出功率和电压不稳定的问题,采用模型参考自适应控制方法进行控制器优化,研究了风力发电机独立变桨优化控制问题。讨论了模型参考自适应控制方法下参考模型选取的过程,根据Lyapunov稳定性理论对模型参考自适应控制器进行了设计,并将这一控制器应用在风力发电机的独立变桨距上。仿真结果表明,该控制方法不仅提高了变桨控制器的响应速度和跟踪精度,而且能够稳定输出功率和电压,同时也能够减少各桨叶的拍打震动。模型参考自适应控制器能够应用在风力发电机独立变桨距控制中,控制效果良好。

核电厂先进建造技术的应用研究

刘志弢， 范霁红

2013, 46(2):  17-23.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2013.2.17.6

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研究了核电厂先进建造技术的现状;结合工程实际,分析了核电厂基坑负挖的爆破施工技术、筏基大体积混凝土一次性整体浇注、钢板混凝土结构、开顶法施工技术、先进焊接技术、现代建筑工程材料、预制造-预组装-模块化（PPM）技术等的主要特点和对工程建造的影响;归纳了核电厂先进建造技术发展趋势的主要特征。

首台600 MW超临界W火焰锅炉水动力特性计算及分析

吴燕华， 杨冬， 陈功名， 陈一平

2013, 46(2):  24-30.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2013.2.24.6

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为校核锅炉水冷壁的安全与可靠性,采用锅炉水动力特性程序,将现场运行参数作为初始值,对世界首台设计并在某电厂投运的600 MW超临界W火焰锅炉的水冷壁流量分配和出口工质温度进行了计算,并将结焦工况与无结焦工况的水动力特性进行了对比。水冷壁出口工质温度的计算结果与实炉数据在总体数值和分布趋势上比较符合,表明所采用的程序可适用于实际工程。计算结果表明：采用了低质量流速优化内螺纹管垂直管屏技术的下炉膛回路流量分配呈现良好的正响应特性,而采用光管的上炉膛回路流量分配呈现负响应特性。与无结焦工况相比,结焦工况下下炉膛侧墙与翼墙回路的质量流速有所降低,所有回路出口工质温度均降低。

330 MW CFB机组一、二次风机单列布置的设计和应用

金生祥， 李前宇， 何奇善， 郑亚刚， 黄斌

2013, 46(2):  31-35.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2013.2.31.4

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为降低机组基建综合成本,提高机组运行经济性水平,某电厂330 MW循环流化床机组对风烟系统配置进行技术创新,在国内首次采用一次风机和二次风机单列布置方式。一、二次风机单列布置明显降低了造价、占地等综合成本,也对风烟系统的设计提出了一些新的要求。该电厂330 MW循环流化床机组半年运行表明,单列布置的一、二次风机不但运行稳定可靠,而且具有运行效率高、检修维护成本低的特点。

3 0 3 3 t/h超超临界锅炉无炉水泵启动应用探索

杨宝锷， 林鸿， 冯庭有， 孙伟鹏

2013, 46(2):  36-39.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2013.2.36.3

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在分析1 036 MW机组超超临界锅炉（3 033 t/h）有无炉水循环泵启动优缺点的基础上,通过在启动过程中协调控制锅炉给水的流量、温度、风量、燃料等参数及启动速度,完成了机组无炉水循环泵的启动,提出了锅炉的运行方式、注意事项和具体操作过程及关键控制要点,对同类机组具有较大的参考性和应用价值。

利用电厂粉煤灰酸法生产氧化铝

李瑞冰， 张廷安， 李景江， 李鑫， 吴楠

2013, 46(2):  40-45.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2013.2.40.5

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火电厂粉煤灰中含有大量氧化铝,将其用于生产氧化铝,既解决了氧化铝资源短缺问题,也解决了电厂粉煤灰综合利用问题,具有重要意义。综述了粉煤灰生产氧化铝的方法和目前的研究现状,分析各种方法的特点、发展趋势和可行性,并对提高粉煤灰生产氧化铝的产品质量、减少投资、降低成本等提出了建议。着重介绍1种酸法粉煤灰提取氧化铝工艺（简称GP法）。该法采用硫酸浸出、盐酸除杂和氨转化3个步骤,反应温度低,能耗低,生产成本低,所采用的闭路循环工艺没有新的固体排放物产生;但氧化铝结晶粒度、耐酸材料以及铁和其他杂质去除等方面的问题有待进一步研究。

电网

基于两步聚类法的受扰机群同调性分析

蔡国伟， 孙正龙， 孔令国， 杨德友， 王雨薇

2013, 46(2):  46-49.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2013.2.46.3

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提出了一种基于两步聚类法的电力系统受扰机群同调性分析方法。首先通过BIRCH算法处理广域量测系统提供的受扰机群电角速度数据,构建受扰机群的聚类特征（clustering feature,CF）树来实现预聚类;然后采用层次聚类法处理预聚类结果并自动确定聚类数量来实现正式聚类;最后根据聚类结果进行受扰机群的同调性分析。通过对新英格兰10机39节点系统的算例仿真,对比不同的同调机组识别方法,验证了该方法的有效性以及能够实现自动确定同调机组数的特点。

基于改进数据包络分析模型的黑启动方案评估

沙峰， 杨建彪， 艾欣， 兰华， 蓝紫豪

2013, 46(2):  50-54.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2013.2.50.4

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合理选择黑启动方案,对顺利恢复系统供电、减少停电损失具有至关重要的意义。针对传统数据包络分析模型不能对方案排序的不足,提出一种基于改进数据包络分析模型的黑启动方案评估方法。在分析传统数据包络分析模型的基础上,引入最优与最差2个虚拟方案,建立改进后的数据包络分析模型,得到一组公共权重,依此计算各方案的效率指数,实现黑启动方案的排序。针对实际电网黑启动的案例,采用所提方法与其他方法进行比较分析,结果表明所提方法能给出正确的黑启动方案排序,同时提高了评估结果的可区分性。

直阻试验后变压器差动保护误动分析

李岩军， 李晓梅， 赵寒

2013, 46(2):  55-59.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2013.2.55.4

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直阻试验后变压器残余剩磁将影响变压器差动保护的判别,空投变压器时会产生数值较大、二次谐波含量比较低的励磁涌流,结果可能导致差动保护二次谐波闭锁失效。采取二次谐波、波形对称多种判据混合判别方法将提高差动保护动作的可靠性。针对直阻试验后,变压器空投造成的差动保护误动进行分析,比较二次谐波闭锁判据、波形对称闭锁判据在涌流识别上的差异。根据分析结果,提出为防止变压器差动保护误动应采取的可行措施。最后在不同剩磁模型下仿真空投涌流,通过不同剩磁下二次谐波含量与波形对称特性的数据对比,测试了几种涌流判据的有效性,验证了防止变压器差动保护误动措施的可行性。

基于集合覆盖模型的电费缴纳点选址研究

江元， 王冰， 张婷， 熊威， 何永秀

2013, 46(2):  60-64.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2013.2.60.4

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在大营销体系下,各省市电力公司都在倾力打造“10分钟缴费圈”,为电力用户提供方便、快捷、多样化的电费缴纳方式。在分析国内现有电费缴纳方式的基础上,构建了基于“10分钟缴费圈”的电费缴纳点选址集合覆盖模型,同时以各种电费缴纳方式的费率为权重,提出了带权的集合覆盖模型。通过对甘肃省兰州市安宁区电费缴纳点和现有的居民小区的地理位置进行分析,运用LINDO软件对建立的集合覆盖模型进行优化求解,证明了该模型的可行性。该模型可以帮助各地区选择合适的电费缴纳合作伙伴,以最小的投资成本获得最大的用户满意度。

架空线单相断线接地复故障分析

张慧芬， 桑在中

2013, 46(2):  65-71.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2013.2.65.6

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中低压6~66 kV配电系统中,架空线路单相断线接地复故障时有发生,危及人身安全,影响电力负荷正常运行。在考虑接地点在负荷侧及考虑负荷性质的前提下,对小电流接地系统单相断线接地复故障时保护安装处、断线点、接地点和负荷侧的电流、电压进行分析,并导出各点电压、电流的计算公式,绘出相应的电压、电流相量图。分析表明,保护安装处、接地点及负荷侧的电压与负荷性质和过渡电阻有关;断线相断线点的电压与负荷性质有关。用PSCAD仿真验证上述结论的正确性。研究结果为小电流单相接地故障、单相断线故障和断线接地复故障的判断提供了理论依据。

变电站作业智能监控防护系统研究

于振， 朱朝阳， 房殿阁

2013, 46(2):  72-75.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2013.2.72.3

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从电力安全生产的现状出发,提出了变电站安全作业的重要性。介绍了变电站作业智能监控防护系统的实现原理,研究了定位技术及智能视频分析等关键技术;根据功能分类提出了分层设计理念的系统技术架构,把安全智能监控防护系统分为系统基础设备层、支撑层、业务层以及表现层等4层,并设计了由工作任务管理、实时监控、报警提示、区域划定、轨迹回放等功能构成变电站智能监控防护系统的功能架构。

黏土中条形锚板基础上拔极限承载力变分解法

郝冬雪， 张永建， 陈榕

2013, 46(2):  76-81.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2013.2.76.5

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针对均质饱和黏性土中锚板基础上拔承载力问题,当锚板基础处于破坏极限平衡状态时,运用Mohr-Coulomb屈服准则建立静力学平衡方程式,结合变分法原理得到锚板基础下方土体破坏滑裂面基本方程以及破坏滑裂面上正应力分布方程,进而得到锚板基础的极限上拔承载力。通过该理论计算分析了土体不排水强度、荷载偏心率及水平荷载对极限上拔承载力、破坏滑裂面以及承载系数的影响。结果表明,该方法适合锚板基础快速上拔情况,荷载偏心对上拔承载力的影响更大,当偏心率e<0.5时,上拔极限状态下锚板与底部地基土体不发生分离;同时,提出了考虑荷载偏心和水平力作用时锚板基础上拔极限承载系数公式。

基于IGSO计及谐波电压畸变的无功优化

洪筱， 丁晓群， 杨海东， 黄恒硕

2013, 46(2):  82-86.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2013.2.82.4

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近年来电力电子装置的广泛应用引起了谐波污染。如果直接对电力系统进行无功优化,谐波频率下容易产生系统与电容器之间的谐振或谐波放大,使系统的谐波畸变率大为增加,破坏系统的安全运行。针对这一问题,提出了计及谐波电压畸变的无功优化模型;在网损最小的基础上,将各节点基波电压和总谐波畸变率越限情况以惩罚项的形式加入目标函数中,将改进萤火虫算法（IGSO）应用到无功优化中,给出基于IGSO计及谐波电压畸变的无功优化具体步骤。通过对IEEE 30节点算例的仿真分析,验证本方法的可行性和优越性,在减小网损和总谐波畸变率的同时,提高了收敛速度和计算精度。

新能源

用于主网削峰填谷调度的风/光/储微电网控制策略

黄秀琼， 鲁籍元， 牛焕娜， 费标青

2013, 46(2):  87-92.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2013.2.87.5

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研究风/光/储微电网的调度控制策略,在实现上级电网“削峰填谷”目标的同时使可再生能源利用最大化。按微电网离/并网运行模式、其主网所处的峰/平/谷运行时段以及发/用电供需平衡状况,对风/光/储微电网进行状态空间划分,并分析各状态相互转移条件;在此基础上,研究各状态下的调度控制策略,给出储能单元充/放电功率的最终控制方案。以广西某岛风/光/储微电网示范工程为例,通过代表日运行控制的仿真实验,验证所提出的削峰填谷调度控制策略的正确性和有效性。

基于反馈线性化的风力机变桨距最优跟踪控制

崔双喜， 王维庆， 张新燕

2013, 46(2):  93-97.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2013.2.93.4

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依据双馈风力发电机组二阶数学模型,研究风电机组在高于额定风速时的输出功率恒定问题;应用反馈线性化及最优控制理论,给出风机状态变量反馈线性化控制律的形式;在定义跟踪误差的基础上,设计出最优跟踪控制器。利用Matlab/Simulink仿真软件搭建仿真平台,验证所设计控制器的正确性和有效性。与传统的PI（比例积分）变桨距控制相比,在随机风、突变风及渐变风下,所设计的变桨距最优控制器都能够较好地保持输出功率基本恒定,具有较强的鲁棒性。

基于灰色-马尔可夫链的短期风速及风电功率预测

章伟， 邓院昌

2013, 46(2):  98-102.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2013.2.98.4

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风速具有较大的随机波动性,影响风电及其与之相连电网的运行稳定性,良好的风速和风电功率预测是解决风电并网问题的关键。为此,对用于风速预测的灰色模型和马尔可夫链模型进行比较分析。通过对灰色拟合值的误差转移序列进行分析及建立马尔可夫链状态转移概率矩阵,得出灰色-马尔可夫链预测模型,进而求得风速的误差预测值。并用马尔可夫链转移概率矩阵的期望值对传统马尔可夫链进行改进,得出改进型灰色-马尔可夫链模型,以此对风电功率进行直接预测,并与功率曲线模型法进行对比分析。结果表明,改进型灰色-马尔可夫链模型预测精度更高。