中国电力

王建强, 郑渭建, 童小忠, 顾伟飞

2014, 47(9): 1-5. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.9.1.4

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针对亚临界机组的负荷控制性能和响应的现状,结合电力调度自动发电控制（AGC）和机组一次调频要求进行剖析。通过对供热管道的蓄热容量计算,对照实际机组AGC、一次调频的负荷响应需求,得出热网蓄热的可用程度,初步计算出热网蓄热量对应的负荷响应幅度和持续时间。根据实际供热机组开展试验,根据试验数据进行论证研究,提出了初步研究结论。

西门子1 000 MW汽轮机DEH控制逻辑优化

王会

2014, 47(9): 6-10. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.9.6.4

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为提高上汽-西门子1 000 MW超超临界汽轮机控制系统的可靠性,分析和总结数字式电液控制（DEH）系统在机组运行期间出现的故障,在不改变原有逻辑的设计思想和保护原理的基础上,优化了跳闸电磁阀控制逻辑、阀门快关保护逻辑、主蒸汽压力切换逻辑、长甩负荷逻辑、短甩负荷逻辑、汽轮机转速控制逻辑,旁路开启后的切换逻辑,消除了“跳闸电磁阀断线引起高压抗燃油（EH）油压低跳闸、电网负荷波动引起的（长）甩负荷动作”等隐患,提高机组的安全性,而且优化后的跳闸电磁阀控制逻辑、长甩负荷逻辑等在后续的1 000 MW机组中得到应用,给国内同种类型的机组提供了参考和借鉴。

火力发电厂给水泵再循环控制系统优化研究

岳建华, 谢建民, 朱延海, 马天庭, 胡轶群, 马继明

2014, 47(9): 11-17. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.9.11.6

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给水泵是火力发电厂最重要辅机之一,由此构成的给水系统是保证机组安全和经济运行的基础。为提高火力发电厂给水系统安全和经济运行水平,结合相关故障机理的分析,通过系统研究和试验,提出了给水泵再循环系统优化控制策略,此控制策略是根据给水泵转速与给水泵流量的关系并基于新型PID调节基础上建立的3个层次协同控制。优化后的PID闭环控制策略的实施不仅提高了机组的安全性,同时降低了再循环系统的能耗,降低了阀门的维修费用;通过试验,验证了优化控制后的系统是安全且经济的。

采用机炉电联合控制解决输电线路容量限制引起的机组限出力问题

杨震力

2014, 47(9): 18-24. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.9.18.6

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某发电厂3号300 MW燃煤发电机组由于输电网结构的改变,受《电力系统安全稳定导则》的N-1原则的限制,机组从原能满负荷运行的状态,变为只能限出力在215 MW以下运行。为了释放机组出力,通过技术研究,采用机、电、炉联合控制方式,解决了机组限出力的困局。研究内容分为线路过负荷电气判断和热机快速减负荷控制,电气过载信号的触发采用硬件的配置与逻辑的优化2个方面实现,并设有当快速减负荷失败时由电气动态监测控制装置发出跳机指令。研究结果已正式投入工程应用,提高了输电线路输送容量利用率。

相关量证实法在提高热工保护、联动可靠性中的应用

贾长武

2014, 47(9): 25-28. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.9.25.3

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根据《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》及《大唐集团提高热工保护及自动装置可靠性指导意见》等相关内容中的重要保护、联动信号要通过“三取二”或对单点信号增加判据改为“二取二”逻辑来提高可靠性的要求,对实际生产现场很难通过增加测点方式来实现此要求的过程量,尝试采用一些相关联的过程量作为证实信号,并通过这些相关信号量的内在联系,设置适当参考报警值后加入判断逻辑中,在不增加测点及设备的情况下提高了保护、联动的可靠性,为生产现场一些无条件增加测点数量的控制量提高动作可靠性提供了一种便捷的解决方法。

智能优化控制降低SCR对空气预热器的影响

屠士凤, 章卫军, 叶国满

2014, 47(9): 29-34. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.9.29.5

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随着国家对环保标准的日益严格,要求燃煤机组必须具有脱硝能力,并且保证烟气NO_x排放浓度符合环保要求。针对脱硝装置投入运行后,由于存在氨逃逸,造成空气预热器经常结垢堵塞,提出增装选择性催化还原（SCR）烟气脱硝装置智能优化控制系统,通过多输入、多输出模型预算功能,提高脱硝装置自动控制系统的调节品质,在符合环保要求的前提下,合理控制喷氨量,减少氨逃逸量;在空气预热器出现积灰微堵现象时,将原有的在线程控吹灰方式改为手动定向吹灰,对积灰部位重点吹扫,降低空气预热器堵塞的风险,这两项措施的实施,有效地降低了增装脱硝装置后空气预热器的堵塞问题。

300 MW级热电联产机组调峰能力研究

徐彤, 周云, 王新雷

2014, 47(9): 35-41. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.9.35.6

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北方采暖地区风电和热电联产联合运行矛盾凸显,为指导充分挖掘现有热电联产机组的调峰能力,增强电网调峰能力,为促进风电消纳提供支撑,通过组合运用简捷热平衡法、等效焓降法及弗留格尔公式,建立了大型热电联产机组调峰能力计算模型。运用计算模型研究了300 MW和350 MW热电联产机组在不同供热抽汽量、不同供热抽汽压力下的最大、最小发电功率,考虑全厂汽水损失对热电联产机组调峰能力的影响。计算结果为指导进一步挖掘北方采暖地区现有热电联产机组调峰能力,促进风电消纳提供了依据。

650 MW机组汽轮机轴瓦烧蚀原因分析及处理

王斌, 于泳

2014, 47(9): 42-45. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.9.42.3

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汽轮机轴瓦烧蚀会直接影响机组的安全稳定运行,介绍了华润电力（常熟）有限公司3×650 MW机组汽轮机轴瓦烧蚀情况,分析认为汽轮机油老化产生油泥沉积是导致轴瓦烧蚀的主要原因,通过对汽轮机油实施再生处理后,解决了油质老化、轴瓦烧蚀问题。汽轮机油品质直接影响机组的安全稳定运行,对汽轮机油的老化应引起高度的重视,提出汽轮机油日常运行维护的注意事项。

AP1000核电站常规岛低加疏水泵配置及选型优化

李强

2014, 47(9): 46-51. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.9.46.5

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核电机组常规岛低压加热器（简称低加）疏水泵不同的配置方案影响低加疏水系统的可靠性和经济性,为了优化系统性能,通过对现有国内规程和国内外不同堆型常规岛低加疏水泵配置方案的对比分析,结合AP1000常规岛低加疏水泵及相关系统的初投资,并考虑运行费用的影响,从经济性角度提出了低加疏水泵配置3台的合理性。在此基础上,根据低加疏水泵初步选型结果及低加疏水泵的特性曲线,通过经济分析,对低加疏水泵的选型流量和扬程进行了优化,提出了低加疏水泵流量按额定工况选择的建议,并对其扬程选择进行了优化,降低了低加疏水泵的运行费用。

核电站低压缸爆破片异常破裂失效原因分析

葛炼伟

2014, 47(9): 52-55. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.9.52.3

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针对某核电站低压缸大气释放阀爆破片（简称爆破片）装置异常破裂的情况,对爆破片失效特征等信息进行收集,结合低压缸运行工况,对爆破片进行了宏观裂纹分析、微观断口分析及材料成分分析,同时进行了材料力学性能试验、金相试验和爆破模拟试验。所得结果为：铅制低压缸爆破片断裂形式为疲劳断裂,断裂源自纯铅材料的蠕变敏感性。为此,提出了缩短更换爆破片年限的建议。

某EPR核电厂取排水方案跳泵功能分级研究

司恒远

2014, 47(9): 56-59. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.9.56.3

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中国某核电厂采用欧洲先进压水堆（EPR）技术,厂址条件与参考电厂不同,在事故工况下其最终热阱设计采用海水库的闭式循环取排水方案,同设计参考电厂技术考虑存在差异。根据EPR核电厂安全分级原则,采用功能分级指导物项分级的思想,对该EPR核电厂循环冷却水系统和辅助冷却水系统跳泵功能进行功能分级和设备分级,并给出相关物项的安全要求。分析结果表明,需对原设计进行安全级别的改进,以保障核电厂的安全运行。

基于IGSO优化LM网络的变压器故障诊断方法

黄新波, 宋桐, 王娅娜, 李文君子

2014, 47(9): 60-65. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.9.60.5

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针对现今电力变压器故障诊断方法中存在编码边界区间过于绝对、准确率不高等一系列问题,提出了一种自适应搜索萤火虫算法（IGSO）优化列文伯格·马夸尔特（Levenberg Maquardt,LM）网络的变压器故障诊断方法。该方法采用萤火虫个体代表神经网络的权值和阈值、LM网络的均方误差函数作为萤火虫个体的适应度函数,利用改进萤火虫算法迭代寻优得到LM网络的最优权值和阈值。同时,运用模糊理论对改良三比值法的边界模糊化,将得到的特征气体比值编码作为网络模型的输入,不仅有利于去除冗余信息,并且克服了编码边界区间过于绝对的缺点。然后,建立基于自适应搜索萤火虫算法优化的神经网络模型,并将典型变压器故障数据代入仿真,通过与贝叶斯正则化神经网络模型以及粒子群模型的仿真结果对比,表明该方法具有较好的分类效果,准确率达到88.57%。

基于振动的变压器铁芯松动定位

沈培锋, 赵宏飞, 李凯, 许洪华, 王春宁, 马宏忠

2014, 47(9): 66-70. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.9.66.4

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为对油浸式电力变压器铁芯松动进行定位判断,对变压器油箱表面测得的振动进行分析研究。首先理论分析变压器空载运行时油箱表面不同位置振动信号的特点以及变压器在铁芯松动前后振动信号的变化规律,然后对一台油浸式变压器进行实验,分析铁芯松动对油箱测点的影响。实验结果表明：振动信号基频分量幅值与空载电压的平方呈线性关系;当A、B、C三相中某一相铁芯发生松动故障时,此相铁芯上方对应位置测点的振动信号基频分量幅值比正常时增大,且随铁芯松动程度增大而变大,其他两点的振动幅值先减小后增大。可根据此规律进行铁芯松动诊断以及初步定位。

改进粒子BP神经网络在变电站噪声控制中的应用

姜鸿羽, 马宏忠, 梁欢, 姜宁, 李凯

2014, 47(9): 71-76. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.9.71.5

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为了改善变电站噪声控制中已有自适应降噪滤波算法的自适应能力差、收敛速度慢等弊端,提出了一种新的基于粒子群优化（PSO）的误差反向传播神经网络（BPNN）智能滤波算法。该算法针对PSO算法易出现无法兼顾局部、全局搜索和群体多样性丢失等问题,采用以粒子“亲密”度为依据来自适应调整粒子惯性因子和变异率的改进策略;利用该改进粒子群优化（IPSO）算法取代梯度下降算法,实时优化BPNN的权、阈值,使噪声迅速降低,再用梯度下降算法对BPNN的权、阈值作进一步的精细优化,使噪声得到更大程度上的抑制。文中以某变电站变压器噪声信号为仿真声源,分别利用所提算法、PSO-BPNN算法及BPNN算法对该声源信号进行主动抑制,结果表明所提算法性能明显优于另外2种算法的性能,使变压器降噪系统性能得到较大的改善。

架空地线的损耗特性及节能技术

彭向阳, 毛先胤, 胡卫

2014, 47(9): 77-82. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.9.77.5

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随着电网规模的扩大、输电线路长度的增加,架空地线电能损耗问题日益突出。采用现场测量和仿真计算方法对架空地线电能损耗特性进行研究,得到110 kV~500 kV典型单、双回线路电能损耗定量数据及感应电流、电能损耗特性规律。在此基础上提出架空地线单点接地,地线分段、换位及导地线配合换位等多种节能接地措施,并在广东电网开展节能工程应用。分别在广东电网、南方电网实施架空地线节能工程的投资成本和经济效益表明,架空地线节能技术可大幅降低架空输电线路运行损耗,具有巨大的经济、社会效益,对于实施电网节能降耗、推进绿色电网建设具有重要意义。

基于地下电缆表面温度的土壤热参数评估及载流量预测

陈西平, 张龙, 刘斌, 孙振权, 李洪杰

2014, 47(9): 83-87. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.9.83.4

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为了使高压电力电缆能够经济可靠地运行,许多电力部门都安装了分布式光纤测温系统（DTS）,通过测量其表面温度来监测电缆的运行状态。先进的DTS系统要完全发挥其功能,就要解决两个方面的问题。一是由DTS所测量的电缆表面温度推算出缆芯的温度值;二是需要预测在紧急情况下电缆所能承受的最大负荷。提出了解决以上两个问题的方案,其基本原理是基于将热场的计算值与测量值进行匹配,进而估算周围土壤的热参数。该方案利用有限元法（FEM）和基于DFP的梯度优化方法,通过计算结果和试验结果对比发现预测值与实测值具有很好的一致性。验证了所提出技术方案的有效性,为载流量动态评估提供基础参数。

油浸变压器绝缘受潮的介质响应诊断技术研究

王文焕, 程锦, 刘有为

2014, 47(9): 88-93. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.9.88.5

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现场条件下准确诊断变压器的受潮程度一直是难点,通过对变压器及油纸模型的介质响应测试,分析温度及水分对介质响应的影响。结果显示温度升高主要使介质响应曲线在频率轴方向向高频方向移动,而水分增加主要使介质响应曲线在介质损耗轴方向向上平移。复电容虚部极小值大小随温度变化不明显,但却随着水分的增加呈指数形式显著增加,这一规律,为准确判断变压器的受潮程度提供了一种依据。

高频交流与直流短路融冰比较研究

钟鈜州, 刘明光, 张雪亮

2014, 47(9): 94-99. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.9.94.5

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利用输电线流过电流产生的热来融冰是一个比较可行的方法。为此,提出用频率为1 kHz的交流电流进行融冰,即利用输电线流过高频电流时电流的集肤效应,使单位长度输电线的电阻增大,与直流融冰电流相比,在相同的有效电流下,相同时间内交流电流产生近2倍于直流的热量来融冰,能够缩短融冰时间,减少经济损失。设计了一套级联型高频高压大功率装置,并用Matlab对该装置进行仿真分析。结果表明,1 kHz的高频交流电流适用于35 kV及以下的电力系统融冰。

基于PSCAD/EMTDC的大规模交直流电网实际故障再现

熊卿, 席亮, 周宝荣, 赵勇, 洪潮, 夏成军

2014, 47(9): 100-106. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.9.100.6

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针对2010年11月7日南方电网发生的北郊—增城甲线短路故障导致5回直流同时发生换相失败事件,基于电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC,根据实际电网结构等值系统搭建了含直流详细模型的电磁暂态仿真模型。为保证交直流大电网的快速且准确的建模,确定了建模规模,提出了直流系统建模、发电机调节系统自定义与校核、大规模交直流电网分区建模调试等工程实用方法。在此基础上,对此次故障进行了仿真研究,成功再现了实际故障过程。通过仿真结果与实际故障录波的对比,证明了建模方法的有效性和所建模型的准确度。最后使用所建模型对广东500 kV重要站点进行了典型故障仿真分析,确定了不同故障类型下可能引起5回直流同时发生换相失败的故障区域。

火电机组零功率保护的应用研究

兀鹏越, 杨博, 王海涛, 孙钢虎, 彭金宁

2014, 47(9): 107-111. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.9.107.4

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目前大型机组DEH控制中,为了防止功率输出通道中断导致机组剧烈振荡跳闸而采用了功率负荷不平衡逻辑,但该逻辑存在严重依赖有功功率变送器而导致的抗干扰能力差、不能防止误动作等问题。为了从根本上解决机组输出负荷中断事故导致的机组振荡问题,根据实际故障案例研究了火电机组并网前转速控制方式和并网后的负荷控制方式,分析了零功率保护在应对负荷中断事故中的判断准确、动作快速、抗干扰能力强的优点,并探讨了零功率保护的出口方式以及在火电机组中加装零功率保护的必要性,最后建议在火电机组中配置零功率保护。

特高压有载调压变压器差动保护特性分析

李岩军, 周春霞, 肖远清, 郭晓

2014, 47(9): 112-117. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.9.112.5

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为研究特高压有载调压变压器差动保护特性,从变压器差动保护基本特性、差流不平衡特性等方面进行了研究,指出常规调压变压器保护在特高压变压器有载调压过程中的动作风险。通过对差流不平衡特性影响因素深入分析,给出调压变压器差动保护额定电流选取建议。通过仿真试验得到了不同档位下差流分布情况,提出了有载调压过程中调压变压器差动保护整定策略,并通过仿真试验得到验证。

直流换流站星角换流变差动保护的灵敏度校验

郝俊芳

2014, 47(9): 118-121. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.9.118.3

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以糯扎渡电站送电广东±800 kV 直流输电工程普洱换流站星角换流变压器为例,论述了其差动保护的计算整定及灵敏度校验。通过在Matlab中建立12脉动换流器的直流输电模型,对换流变压器差动区内阀侧上两相金属性短路进行仿真,同时辅以南方电网在许继集团进行的换流变压器保护装置（RTDS）试验中数据和波形为佐证。综合分析后得出：在直流输电系统中,由于星角换流变压器差动保护采用套管TA,其灵敏度校验应按系统最小运行方式下星角换流变压器差动保护区内换流变压器阀侧上三相金属性短路计算而不是常规的两相金属性短路计算。

宽带电力线载波OFDM信道估计

孙增友, 凌霞, 李欢欢, 滕志军

2014, 47(9): 122-125. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.9.122.3

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正交频分复用（OFDM）是电力线高速数据传输的有效调制技术。而电力线信道的时频双选择性造成OFDM系统的频率偏移,导致载波间干扰（inter-carrier interference,ICI）。为准确掌握信道特性,提出了基于离散长球序列-基扩展模型（DPSS-BEM）的宽带电力线载波OFDM信道估计方法。采用二维DPSS-BEM对电力线信道进行建模,将电力线信道视为二维正交分量的线性加权,并利用导频位置的训练信息和最小二乘法估计权值。仿真表明,该方法能有效地跟踪电力线信道变化,改善信道的归一化均方误差和误码率性能,以便有针对性地采取措施,减少载波间的相互干扰。

IEC 61850通信技术在火电厂中的应用探讨

卢艳林, 付胜明, 张丽华, 张慧新

2014, 47(9): 126-131. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.9.126.5

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IEC 61850通信技术在智能电网系统中得到了广泛应用,但目前没有与火电厂相关的IEC 61850通信标准。通过对IEC 61850通信技术标准的内容及其在智能变电站中应用情况的总结和研究,分析了其应用在火电厂升压站、机组以及厂用电系统的控制、保护、状态监测等方面的可行性,对目前阶段的应用现状进行了介绍,提出了IEC 61850通信技术在火电厂电气系统中应用的实施方案及建议。

输电线路导线覆冰图像处理与识别技术

罗朝祥, 万华舰, 罗文博, 姜岚

2014, 47(9): 132-136. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.9.132.4

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导线覆冰厚度识别是输电线路覆冰在线监测的关键技术之一,准确可靠的输电线路导线覆冰状态监测系统能够有效地指导输电线路导线除冰工作。根据远程图像直观和图像数据可靠的特点,基于数字视频图像处理技术的输电线路覆冰厚度识别和计算方法,将图像通过灰度化、二值化、形态学预处理及Radon变换直线检测等步骤识别导线轮廓,通过导线覆冰前后图像像素点比较计算导线覆冰厚度,并将结果与其他计算模型得到的覆冰厚度进行了比较和验证。最后提出了优化、完善导线覆冰识别的改进方向。

智能变电站过程层网络跳闸时间特性

卜强生, 袁宇波, 弓新月, 高磊

2014, 47(9): 137-142. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.9.137.5

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过程层网络性能直接影响智能变电站的安全、可靠运行,研究过程层不同组网方式的性能,可为智能变电站过程层网络方式的选择提供必要的参考,介绍过程层直采直跳、网采网跳等不同组网方式的特性,阐述虚拟局域网、优先级等技术工程应用的原则,详细测试不同网络方式和不同网络工况下继电保护的动作时间,分析过程层跳闸时间特性。试验结果表明,直跳的时间稳定,网跳的时间随着网络流量的增加而增大,且离散性较大。

智能变电站继电保护GOOSE回路安全措施研究

侯伟宏, 裘愉涛, 吴振杰, 吴靖

2014, 47(9): 143-148. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.9.143.5

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针对智能变电站继电保护装置运行维护中检修安全措施实施难题,分析了GOOSE回路不同隔离技术的实现机理及其优缺点,研究了检修机制和软压板的实现原理;考虑到现有隔离技术可靠性的问题,建议智能变电站GOOSE虚回路安全措施应该由至少两种不同原理的隔离技术构成;阐述了智能变电站安全措施实施原则,并以220 kV线路间隔检修为例,介绍了检修设备与运行设备隔离措施实施案例,为实施智能变电站继电保护GOOSE回路安全措施提供了参考依据。

火电厂SCR脱硝装置氨逃逸测试方法对比研究

潘栋, 牛国平, 丁嘉毅

2014, 47(9): 149-152. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.9.149.3

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针对火电厂SCR脱硝装置的实际情况,对国家标准空气中氨的3种测试方法：靛酚蓝分光光度法、纳氏试剂法和离子选择性电极法进行了对比试验研究。结果显示3种方法均可应用于火电厂SCR脱硝装置后烟气的氨逃逸测量,其中离子选择性电极法对于抗飞灰干扰性能最佳,纳氏试剂法的数据更为稳定,实际应用中推荐采用该2种方法。

降低SCR脱硝装置最低投运负荷的策略研究

杨青山, 廖永进

2014, 47(9): 153-155. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.9.153.2

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发电机组低负荷下,锅炉省煤器出口烟温往往达不到SCR脱硝装置运行要求。为解决这一问题,对现有省煤器旁路式解决方法进行分析,找出不足,进而提出了省煤器烟气旁路式和限流式加低温换热器的解决方案。在机组低负荷运行时利用这2种新方法,能够在不影响锅炉效率的前提下,实现脱硝装置稳定、高效运行;对于排烟温度较高的锅炉,采用省煤器限流式加低温换热器的方法,能够有效降低锅炉排烟温度,提高锅炉效率。

基于排污权交易的火电企业NO_x治理行为研究

王毅, 江汇, 付晓, 吴钢

2014, 47(9): 156-159. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2014.9.156.3

摘要 ( )

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中国火电行业NO_x治理任务十分艰巨,建立排污权交易制度将有助于如期实现NO_x治理目标。从中国火电行业的实际情况出发,构建了火电企业NO_x治理的成本和收益计算模型,并进一步推导了NO_x治理最优脱除量计算模型,为火电企业参与排污权交易的行为选择提供了理论依据,并就完善中国脱硝电价政策提出了建议。

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