中国电力

J. Charles Smith

2012, 45(12): 1-3. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.12.1.2

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大规模的可再生能源发电,如风电和太阳能发电,与传统的化石燃料发电、核电和水电相比,给电力系统运行带来了更多的变动性和不确定性。可再生能源发电的成功并网需要对传统的电力市场结构以及相应的输电规划和市场运营方式按不同可再生能源的特点和要求重新审视。对支持电力市场发展所需的基本的输电规划结构进行了分析,也对随着日益增加的可再生能源发电并网,确保电力系统可靠运行的关键问题,如电力市场管理区域范围、备用要求、机组协议以及经济的调度方式,进行了分析和阐述。

西南水电开发及外送经济性研究

张栋

2012, 45(12): 4-6. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.12.4.2

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在水电开发重心逐步西移,水电投资不断上升的形势下,需要深入研究西南水电开发与外送经济性,以促进西南水电在东部负荷中心地区的高效消纳。结合未来西南地区水电投资水平及我国±800 kV特高压直流输电工程造价水平,测算了西南水电、特高压直流输电工程的财务可行电价,比较了水电到华东负荷中心地区的落地电价与华东火电标杆上网电价,并进行了不同水电投资水平的敏感性分析。研究显示：要使西南水电在华东负荷中心地区有价格竞争力,水电投资上涨空间非常有限;提高输电通道利用小时可提高水电电价竞争力。

1000MW汽轮机组轴瓦振动保护误动的原因分析及对策

张秋生, 范永胜, 史文韬, 胡晓花, 丁俊宏, 高爱民

2012, 45(12): 7-11. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.12.7.4

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针对某1 000 MW超超临界机组汽轮机轴瓦振动保护的误动,结合国内已投产的上海汽轮机厂采用西门子技术生产的29台1 000 MW汽轮机组的瓦振保护情况,对VM600的轴振保护及NOT OK 信号的机理和保护误动的原因进行了分析,由于VM瓦振传感器采用的是压电式加速度探头,灵敏度较高,电缆接地不规范、感应电压大、移动电缆和探头安装不规范等原因会导致NOT OK信号误发,VM600又将NOT OK信号延长到了10 s,使保护误动的几率加大。通过修改VM600程序、加强屏蔽和接地的方法等措施保证信号测量的准确性,并遵循原西门子汽轮机轴瓦振动保护逻辑可有效地保证机组的运行安全。

1000MW汽轮机滑压优化试验研究及应用

包劲松, 孙永平

2012, 45(12): 12-15. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.12.12.3

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上汽-西门子1 000 MW汽轮机采用全周进汽滑压运行,为满足AGC快速负荷响应的要求,高压调门通常留有较大的机组负荷调节余量,使机组变负荷运行时,高压调门节流损失较大,对机组运行经济性造成不利影响。介绍了通过高精度试验对上汽-西门子1 000 MW汽轮机滑压运行方式进行优化的方法,得出了兼顾机组运行经济性和实际可控性的滑压曲线,并对各种影响因素进行了分析,同时提出了滑压曲线的实用修正方法,可为同型汽轮机运行方式优化提供借鉴。

带过载补汽节流配汽机组变压运行特性研究

万忠海, 鲁锦, 陈文, 晏涛, 吴杨辉

2012, 45(12): 16-20. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.12.16.4

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带过载补汽节流配汽超临界汽轮机组的协调控制系统自带的变压运行曲线,在实际应用中出现一、二次调频能力受限和低负荷协调控制系统异常退出等设备隐患,危及电站和电网的安全运行。通过小步幅连续变化主蒸汽压力,应用变压运行定量计算模型,充分考虑热力系统各主要变量间的相互耦合,实现机组热耗在同一负荷滑压运行可行初压区间内的全局动态寻优。得到机组在变压工况下的热耗变化趋势,为现场机组安全高效运行起到了有效的指导作用。

300MW锅炉再热汽温低的原因分析及改造

赵振宁, 王晶晶, , 徐立伟, 姚万业, 童家麟,

2012, 45(12): 21-25. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.12.21.4

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某电厂300 MW亚临界锅炉在汽轮机经过通流改造后,出现了低负荷时再热蒸汽温度偏低的现象,通过对再热蒸汽温度调整试验数据的分析,得到再热蒸汽入口温度与其设计值偏差较大是导致再热蒸汽温度偏低的主要原因。根据锅炉热平衡计算的结果,提出了再热器增容改造的3种方案,通过分析对比,选出了最优方案并进行改造。由锅炉改造后的性能试验看出改造效果良好,再热蒸汽温度有了明显的升高,达到了再热汽温541 ℃的要求。与此同时,电厂的经济效益也得到了显著提高。

采用混合式烟气再热技术治理火电厂“石膏雨”

吴炬, 邹天舒, 冷杰, 曲莹军, 徐晓初

2012, 45(12): 26-30. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.12.26.4

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在我国大型火电机组中,采用湿法烟气脱硫系统但未设置烟气再热器（GGH）的电厂经常在烟囱周围飘落大量的细小液滴（石膏雨）,严重影响电厂周围的环境与居民生活。石膏雨生成的主要原因是湿法脱硫系统排出的烟气温度低、湿度大,为此,确定采用锅炉系统热二次风加热脱硫净烟气的混合式烟气再热技术,对石膏雨问题进行治理。结合抚顺某热电厂的实际,介绍混合式烟气再热技术的原理、实施要点、系统主要设计参数;通过锅炉热效率、锅炉辅机功耗、机组供电煤耗等试验分析数据对混合式烟气再热系统进行技术经济分析;同时以300 MW机组为例,将混合式烟气再热技术与热媒式、回转式GGH进行经济性和安全性比较。实践结果表明,采用混合式烟气再热技术可完全消除石膏雨现象,与传统GGH相比,一次性投资少,年运行费用相对较低,且无腐蚀与堵塞问题,经济效益和社会效益显著。

高海拔沙漠化盐渍土地区GIS设备安装的质量控制

张灵利, 吴兴波, 吴建平

2012, 45(12): 31-33. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.12.31.2

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在高海拔、沙漠化、盐渍土地区进行750 kV超长全封闭组合电器（GIS）现场安装,目前还没有相对应的技术资料和标准工艺来指导施工。介绍某750 kV输变电工程中GIS设备的组装和对接实践,提出针对大风沙天气的安装环境应采取的防尘、检测及控制措施。采用“盐微粒控制”技术和汇控柜加装 “防沙罩”等措施,以防止硫酸盐对设备元件造成腐蚀,杜绝细粉沙侵入柜内元件。并实施750 kV超长GIS设备供货、安装及试验“一体化”操作流程,以确保GIS设备安装质量优良,进而保证GIS设备安全可靠运行。该项工程的研究与实践可供同行参考和借鉴。

高海拔多年冻土区基础工程主要工程问题及对策

严福章, 李鹏, 程东幸

2012, 45(12): 34-41. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.12.34.7

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青藏直流联网工程是目前世界上最高海拔、高寒地区建设的最大规模的输电工程,工程挑战了沿线海拔最高、穿越多年冻土区距离最长“两个世界之最”。由于高原多年冻土具有热稳定性差、地下冰含量丰富、对气候变暖反应极敏感以及水热活动强烈等特性,冻土基础施工面临很多难题,包括冻土基础选型与设计问题、施工过程中多年冻土的保护问题和冻土基础的长期稳定问题等。在研究多年冻土区工程地质条件和主要工程地质问题的基础上,对多年冻土区杆塔基础的主要工程问题进行了系统分析,介绍了工程建设过程中针对这些问题所采取的主要对策。

青藏联网工程冻土地基装配式基础载荷试验研究

丁士君, 鲁先龙, 程永锋, 胡志义, 杨文智

2012, 45(12): 42-47. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.12.42.5

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为评价青藏交直流联网工程冻土地基杆塔基础稳定性,进行了粗粒冻土地基装配式真型基础在竖向上拔与水平荷载或下压与水平荷载共同作用下的载荷试验,试验基础施工采取与工程基础尺寸、施工工艺和时期一致的原则,根据试验结果,分析了基础极限及破坏状态,研究了荷载与位移关系曲线特征及承载特性,求得试验基础的承载能力及“土重法”上拔角等设计参数的取值。试验研究结果表明,试验荷载作用下粗粒冻土装配式基础因水平位移过大而失稳,荷载与位移关系曲线表现为非陡降型,活动层冻结状态时地基强度及基础承载性能优于融化状态,粗粒冻土地基上拔角大于13°,装配式基础承载力满足设计要求。

哈郑直流工程投运初期对新疆电网影响分析

关洪浩, 张锋, 孙谊媊, 姚秀萍

2012, 45(12): 48-51. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.12.48.3

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±800 kV哈密至郑州直流输电工程（简称哈郑直流）是新疆规划建设的第1个直流工程,预计2013年投运。针对2013年哈郑直流投运初期对电网稳定性影响分析,校核哈郑直流故障对新疆与西北750 kV交流联络通道的影响。其中以新疆电网2013年冬季大负荷方式为基础,通过详细的潮流及暂态稳定仿真计算分析发生直流单、双极闭锁故障,750 kV交流线路故障时电网的稳定特性以及采取切机措施下电网稳定特性的变化情况。通过仿真计算找出在不采取切机措施时发生直流单极闭锁的交流断面最大传输功率,同时对直流单极闭锁时采取切机措施来提高交流系统送电能力的有效性进行了验证。该分析结论为未来哈郑直流工程的建设及安全控制策略的制定可提供参考。

励磁调节器辅助限制特性及技术指标探讨

苏为民, 谢欢, 吴涛, 史扬, 赵炎

2012, 45(12): 52-56. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.12.52.4

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励磁调节器是维持发电机机端电压恒定进而保证电力系统稳定的关键设备。然而,各厂家励磁调节器辅助限制环节特性存在明显差异,影响机组安全和电网稳定,但却长期以来未得到足够重视。根据励磁调节器设备性能检测情况并结合发电机运行时功率图,分析上述差异,即数字式自动励磁调节器各辅助限制环节的控制外特性,并确定其可能给发电机设备安全和电网稳定带来的影响。依据试验得到的统计数据,对励磁调节器各辅助限制环节技术指标检测分析提出建议,以期为相关部门加强励磁系统管理提供技术参考。

发电机进相深度对电力系统低频振荡的影响

徐倩, 王正风, 潘学萍

2012, 45(12): 57-60. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.12.57.3

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根据平圩电厂进相运行到迟相运行期间相量测量单元（ＰＭＵ）记录的振荡轨线，采用小波方法提取有功功率受扰轨线的振荡频率及阻尼参数，分析发电机振荡频率与阻尼随无功功率变化规律；并采用阻尼转矩的方法分析单机无穷大系统中，发电机进相运行时系统易发生低频振荡的原因。在此基础上，进一步分析了多台发电机组同时进相运行时，可能导致联络线上无功功率大小及方向的变化，及其对区域振荡阻尼的影响，并以安徽电网为例进行了仿真验证。

一起恶劣天气造成的电网多重故障引发的思考

庞伟, 张圣楠, 栗相忻

2012, 45(12): 61-65. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.12.61.4

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通过对一起典型的恶劣天气造成的电网设备多重故障进行分析,总结事故处理的经验和启示：调度员处理事故应抓住主要矛盾,分清轻重缓急;恶劣天气下应尽可能保障电网结构稳定,防止事故扩大化;事故处理时应充分利用在线系统获取信息,辅助判断决策。还提出了调度员在事故处理和事故预控中面临的选择与风险：事故处理中,为防止事故扩大,多次试送故障设备,但可能对电网造成多次冲击,还可能对设备造成损坏;事故预控中,则面临压运行极限运行保电力供应与留有一定安全裕度但限制部分负荷的两难选择。就此提出建议：相关部门应开展输变电设备运行环境和运行水平研究,建立量化指标,评估环境的恶劣程度和设备运行能力,并开发相应的系统进行实时监测与分析,为调度员处理事故提供指导性意见;出台事故预控的有关规定,使调度员在日常工作中有据可依。最后对大运行及集控站建设方面提出了建议,进一步完善监控系统和远方操作功能。

一起变压器雷击故障的分析

王成亮, 王光亮, 包玉树

2012, 45(12): 66-70. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.12.66.4

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为了研究某高压厂用变压器在雷击后造成机组停运的原因,分析了故障录波,开展了高厂变的油色谱、绝缘电阻、直流电阻、直流耐压泄漏电流、介质损耗、低电压短路阻抗、交流耐压等试验,得出了变压器在承受较大短路电流后绝缘正常,故障的发展首先是两相短路、后发展为三相短路的判断。在现场测绘防雷接地布置的基础上,结合土壤、雷声和弧光情况,计算并推断了雷电反击过电压使得绝缘闪络,后在工频电压作用下持续电弧放电,造成高厂变低压侧母排两相及三相短路的过程,分析得出故障原因为变压器区域墙顶的避雷器接地引下线布置安装不能满足标准规定要求。最后提出了相应的防范措施,为类似雷电反击事故的分析提供具有重要参考价值的信息。

SF6/N2混合气体绝缘特性的实验研究

孙鹏程, 王帮田, 洪文芳, 王其中

2012, 45(12): 71-75. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.12.71.4

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目前绝大多数气体绝缘开关设备采用SF₆气体绝缘,SF₆泄漏导致严重的环保问题,人们迫切希望少采用或不采用SF₆气体,以降低对环境的污染。为此,试验研究SF₆和SF₆/N₂混合气体在不同混合比、不同压力以及在不同电场结构下的击穿特性,并与SF₆气体的绝缘性能进行比较,试验结果表明：在N₂中注入20%~30%的SF₆气体后,SF₆/N₂混合气体绝缘性能指标可以达到纯SF₆气体的80%左右,但若继续增加SF₆气体的配比,则其耐电强度上升的幅度明显变慢;此外,试验研究还发现,极不均匀电场会大大降低气体的耐击穿电压强度。试验研究证明了采用SF₆/N₂混合气体代替纯SF₆气体的技术方案的可行性。

大规模交直流系统电磁暂态仿真关键技术

陈新琪, 顾益磊, 裘鹏, 刘正富, 翁华, 徐政

2012, 45(12): 76-80. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.12.76.4

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为了准确模拟交直流系统的交互影响特性,有必要采用电磁暂态仿真分析方法。提出了一种将机电暂态仿真模型数据快速转换成对应的电磁暂态模型数据的方法。先在PSS/E中对大规模交直流系统进行等值简化,再将PSS/E中简化后的系统通过编程方法快速转换为PSCAD/EMTDC中电磁暂态仿真模型,最终在PSCAD/EMTDC中搭建出详细的交直流系统电磁暂态模型。运用所提方法对一个实际电网进行稳态验证和三相对称交流故障下的暂态仿真计算,验证结果表明,通过所提方法转换得到的PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真结果与PSS/E机电暂态仿真结果一致,证明利用所提方法搭建的电磁暂态仿真模型是有效的。

我国智能电网发展格局及综合评价

杨方, 王文迪, 葛旭波, 张义斌

2012, 45(12): 81-85. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.12.81.4

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我国智能电网建设是一项复杂的系统工程,需要政府、电网企业、发电企业、设备供应商等各利益相关方合力共建。以利益相关者理论为基础,将多层次模糊综合评价法与动态矩阵分析法相结合,提出一种评价我国智能电网相关方在行业发展中的影响力及利益水平的指标体系和综合评估方法,实现对智能电网行业发展格局和各个利益相关方关系特征的直观描述,可为政策的制定及企业战略决策提供分析支撑。

2011年中国“三北”地区风电并网运行及反事故措施

范高锋, 裴哲义

2012, 45(12): 86-90. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.12.86.4

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中国风电近几年一直保持快速发展,并成为电网运行的重要电源形式之一。为掌握风电并网运行规律,根据中国华北、东北、西北（“三北”）地区2011年的大量风电实时运行数据和统计数据,对风电并网运行情况进行分析,说明中国风电具有大容量、集中接入及远距离输送的特点;且在电力电量平衡方面具有较为复杂的间歇性。分析2011年发生的几起风电大规模脱网事故及反事故措施技术要点,给出进一步做好风电并网运行工作的建议。

无源光网络技术用于输电线路监测的研究

丁嘉文, 唐俊, 胡保民

2012, 45(12): 91-95. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.12.91.4

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针对输电线路监控系统的带宽要求增长及无线传输不稳定等困难,结合成熟的无源光网络（passive optical network,PON）技术,设计一种可用于监测高压输电线路及塔/杆的装置。该装置利用高压输电线路感应提供电源,并结合无源光网络技术中的总线型拓扑来回传采集信息。通过对传输场景的建模分析,提出监控功能、电源模块分离设计,以便为外部监控设备提供传输通道和电能,或利用外部电源,能够整合输电线路监测领域的现有资源,减低运维成本,提高监测传输质量。

蜂窝式脱硝催化剂在烟气中磨损行为的模拟研究

肖雨亭, , 徐莉, , 贾曼, , 汪德志, , 彭光军,

2012, 45(12): 96-98. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.12.96.2

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利用耐磨损性能模拟试验装置,在不同条件下对用于选择性催化还原法（SCR）脱硝的多种规格的蜂窝式脱硝催化剂进行了耐磨损性能的试验研究。结果表明,壁面磨损是导致蜂窝式催化剂耐磨损性能下降的主要原因,其磨损行为符合“马格努斯”效应的理论;采用多层布置的催化剂中,下层催化剂的磨损要比上层相对严重;在高浓度飞灰工况中,要科学慎重地进行催化剂选型,当飞灰质量浓度超过30 g/m³时,建议选用标准型、壁厚大于1.0 mm的催化剂。

宝日希勒提质褐煤NOx排放特性试验研究

谢建文, 范卫东, 那尔苏, 董琨, 李英

2012, 45(12): 99-102. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.12.99.3

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我国褐煤资源较为丰富,干燥提质技术的日益成熟使其大规模利用成为可能。在多路进风一维炉上,对不同含水量的4种宝日希勒提质褐煤进行了不同分级送风比例、不同燃尽风入炉位置和不同煤粉细度下的燃烧试验。试验结果表明：① 空气分级燃烧能够明显降低提质褐煤的NO_x排放水平;② 为使NO_x排放控制达到最好效果,建议褐煤提质后所含水分以9.0%左右为宜;③ 通过燃烧调整,燃用提质褐煤NO_x排放质量浓度可降低至250~300 mg/m³;④ 在燃用提质褐煤的锅炉设计中,不仅应注重空气分级程度和燃尽风位置的选取,还应统筹考虑煤粉细度和含水量。

基于电力负荷整形的低碳效益测算模型

蔡涛，宋彬彬，魏哲

2012, 45(12): 103-108. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.12.103.5

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火电机组的负荷情况直接影响发电煤耗和排放，电网企业可以通过优化整个电网的电力负荷，减小负荷峰谷差，进而减小火电机组的发电煤耗，实现减排。从电动汽车及储能技术发展、用户互动降峰和用户互动节能3个角度阐述了电力负荷整形的能力大小，并建立了负荷整形能力大小的定量测算模型，在此基础之上，研究提出了基于电力负荷整形的低碳效益测算模型。最后，结合相关预测数据和建立的低碳效益测算模型，预测了2011—2020年国家电网公司经营区域内电力负荷整形带来的低碳效益。

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