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2012年 第45卷 第11期    刊出日期：2012-11-18

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专稿

基于国际先进技术的风电调度研究与实践

李明节

2012, 45(11):  1-6.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.11.1.5

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随着我国风电高速发展,不断提高系统风电消纳水平、保证含大规模风电系统安全运行成为电网调度机构面临的重大挑战。在分析总结欧美国家先进风电调度运行经验基础上,剖析了我国大规模风电并网运行的难点,研究了适应于我国电源运行特性的基于先进技术的风电调度方法,并通过实际运行数据表明,综合采用实时监测、风电功率预测、风电日前计划、实时控制、供热监测等多种先进技术的风电优化调度措施可以大大提高我国风电消纳水平。

风电利用水平评价关键指标研究

白建华,张钦,辛颂旭,谢国辉

2012, 45(11):  7-12.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.11.7.5

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为合理评价风电发展状况,以及对风电利用水平进行全面的比较,构建了多元化的风电利用水平指标比较体系。在简要介绍我国风电发展现状的基础上,对国内外风电发展基础条件及风电利用水平进行比较与分析。利用电力系统整体优化规划模型,对未来风电利用水平进行了展望与分析。研究结果表明,科学衡量风电发展水平需从多个方面综合衡量,应重点考虑风电与电力系统协调发展水平;提高电力系统整体规划和运行水平,是最终实现风电科学、高效发展的关键。

欧洲电网规划中的经验

KaareSandholt

2012, 45(11):  13-17.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.11.13.4

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在过去10年中,欧洲的电网扩建规划发展巨大。这一发展不仅仅是由电力部门放松管制带来的电力部门所有权的变化造成的,也是由于快速引进可再生能源技术作为新的、未来的重要电源所造成的。电网规划过程成功地解决了关于欧洲电网扩建中的一些重要问题,而另外一些问题仍然没有得到解决,并且这些问题在今天看来比若干年前更具有挑战性。很明显,中国与欧洲在很多方面面对相同的挑战,加强在这些方面的合作将使双方受益。

发电

超临界600 MW汽轮机低负荷运行优化技术研究

范鑫,秦建明,刘静宇,周志平,李明

2012, 45(11):  18-21.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.11.18.3

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为了改善汽轮机组低负荷运行时的经济性,介绍了某电厂东汽超临界600 MW汽轮机组低负荷运行优化的情况。按照机组的实际运行状况和自身特点,先通过高压缸调节门管理曲线优化,实现了顺序阀控制方式,然后进行滑压运行优化,得到了机组优化后的滑压运行控制曲线。通过优化前后的热效率对比试验,表明优化后的运行方式有效地提高了机组低负荷运行时的经济性。

1 000 MW湿冷机组主汽轮机驱动给水泵研究

朱瑾,付焕兴,马爱萍

2012, 45(11):  22-27.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.11.22.5

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对锅炉给水泵采用主汽轮机驱动方式进行了深入论述和分析,并对1 000 MW超超临界湿冷机组锅炉给水泵采用小汽轮机驱动和主汽轮机驱动2种方式进行了综合技术经济比较。分析比较结果表明：锅炉给水泵采用主汽轮机驱动方案从技术角度来讲是完全可行的;对于1 000 MW超超临界湿冷机组,给水泵采用主汽轮机驱动方式比小汽轮机驱动方式的热经济性好;虽然主汽轮机驱动方案的初始投资比小汽轮机驱动方案高,但从电厂全寿命周期20年考虑,累计节约的运行费用基本上能收回电厂增加的初始投资,而且随着煤炭资源的日益紧张,采用主汽轮机驱动给水泵方案的节能效果优势将越来越明显。

电、水、热三联产机组水处理系统优化

刘志江

2012, 45(11):  28-31.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.11.28.3

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以电、水、热联产联供的600 MW某机组为例,介绍锅炉补给水、凝结水和锅炉给水等水处理系统的工艺特点。针对一级除盐再生周期过长、凝结水溶解氧含量高和水汽系统含有联胺等问题,进行了相关技术改造：水处理系统原水采用海水淡化系统所生成的冷凝水,其水质相当于一级除盐出水,实现旁路一级除盐;改变机组补水方式,将补水以及水泵密封水回水位置由原来的凝汽器热井改至凝汽器喉部,并在凝汽器喉部加装雾化喷嘴;转换给水处理工况,将亚临界锅炉给水处理方式由还原性全挥发处理转换为氧化性全挥发处理,将超临界机组锅炉给水处理方式由还原性全挥发处理转换为加氧处理,停止了联胺在电、水、热三联产机组中的应用。经过优化,原系统存在的问题得以解决。

DG2070/17.5-Ⅱ6型锅炉受热面改造技术研究

方占岭

2012, 45(11):  32-35.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.11.32.3

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针对DG2070/17.5-Ⅱ6型亚临界自然循环锅炉存在的过热器、再热器减温水量严重超标,严重影响机组安全性和经济性的问题,从其尾部受热面的结构特性分析出发,提出了适当减少低温过热器和低温再热器受热面面积,增加省煤器受热面面积的可行性改造方案,并在某电厂的机组上进行了具体实施,从改造效果来看,过热器和再热器的减温水量大幅度减少,提高了机组运行的安全性和经济性。

预负荷调整在可倾瓦轴承不稳定振动处理中的应用

何国安,常屹,张学延,唐任宗

2012, 45(11):  36-40.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.11.36.4

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大容量汽轮发电机组中常采用可倾瓦轴承,实际运行中常常出现不稳定的强迫振动和油膜涡动。针对现场屡屡出现的可倾瓦轴承不稳定振动问题,采用有限差分结合法,分析了预负荷系数对可倾瓦轴承的油膜刚度、油膜阻尼、温升等性能参数的影响,得出了可倾瓦轴承的相关性能参数随预负荷系数而变化的一系列规律性结论,并成功应用于实践。结果表明：通过轴承预负荷的调整,可有效消除可倾瓦轴承的不稳定振动故障。

电网

河南省输煤输电经济性比较

白宏坤,李干生,王岩

2012, 45(11):  41-46.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.11.41.5

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河南省作为能源资源大省,在“十一五”末期也变成了能源净输入省。面对日益严峻的能源形势,为实现中原经济区战略、满足全省经济快速发展,河南省需要大量外来能源输入。河南省能源消费中煤炭消费量占88%以上,对全国六大主要煤炭产区的煤炭通过铁路、公路运输方式和通过输电方式输送到河南的经济性进行比较研究,明确提出了河南吸纳电力主要来源内蒙古、新疆等低价区域,得出输电均比输煤经济,特高压输电在河南省内电价竞争方面更具明显优势的结论。

哈密至郑州特高压直流对受端电网影响分析

钟胜,郭相国,田昕,李泰军

2012, 45(11):  47-51.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.11.47.4

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哈密至郑州±800 kV特高压直流是我国第1条风火打捆外送的直流工程,也是华中电网受入的第1条大容量直流线路,其建设对华中电网调峰以及安全稳定有较大影响。提出了大容量直流对受端电网的要求,通过分析分区电力平衡及电网结构,论证了哈密受端换流站应落点郑州东部;电力系统运行模拟计算表明华中电网自身调峰能力是可以满足直流送入需要的;电网稳定仿真计算表明华北至华中交流断面是受端电网的薄弱环节,需要加强该断面输电能力或者降低断面输送容量以保证电网安全稳定运行。

基于支持向量机和交叉验证的变压器故障诊断

张艳,吴玲

2012, 45(11):  52-55.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.11.52.3

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为及时监测变压器潜伏性故障和准确诊断故障,提出基于优化惩罚因子C参数的支持向量机算法（C-SVC：C-support vector classification）和交叉验证算法相结合的变压器故障诊断方法。该方法利用变压器在故障时产生的氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔的体积分数数据建立训练集和测试集。在训练集中,该方法能自动优化出（寻找最佳）支持向量机的核函数的参数γ和惩罚因子C,利用优化的参数对训练集进行训练,可得到最佳的支持向量机模型,并用该模型对测试集进行分类,从而诊断出变压器的故障类型。变压器故障诊断实例分析结果证明,该方法可行,有效,且具有较高的故障诊断准确率。

电网全息数字地图在工程初步设计评审的应用

阎平,许子智,商浩亮,甘羽,张京晶

2012, 45(11):  56-59.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.11.56.3

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作为工程设计评审平台的重要模块之一,电网全息数字地图提供了一种集工程初步设计方案三维展现、多源专题信息显示、多媒体播放于一体的全新技术方案。以这一全新技术方案的应用搭建为主线,介绍了相关业务技术背景,解析了相关技术的原理,着重分析了电网全息数字地图的数据构建原理、技术架构、平台搭建、业务流程等环节。该系统在国家电网公司的试运行表现良好,实现了电网工程信息从文字描述到全息数字表达的创新展示方式的转变,突破了以往二维平面评审的模式,为评审工作提供更丰富的数据来源以及更科学的评审手段及数据,在工程设计评审中发挥了积极、重要的作用。

基于SIFT特征匹配的电力设备图像变化参数识别

余萍,董保国

2012, 45(11):  60-64.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.11.60.4

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在变电站视频监视系统中,可通过视频巡检来及时发现某些异常状态,以免产生故障。图像的某些参数的改变是判别图像状态改变的重要依据,提出了一种基于SIFT,OTSU和RANSAC相结合的特征匹配的电力设备图像变化参数识别算法。先对样本资料图像和监测图像进行SIFT特征匹配,与OTSU相结合消除干扰匹配特征点,再通过RANSAC随机抽样一致性算法消除错误匹配特征点,根据匹配结果识别电力设备图像变化角度和缩放比例这2个重要参数。仿真实验表明,此算法简单易行,精度高,可用于电力铁塔倾斜角度和指针式仪表指针旋转角度的识别,也可用于视频巡检中缩放系数的识别。

输电塔线体系非线性地震反应分析

侯景鹏,陈加宝,雷俊方

2012, 45(11):  65-69.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.11.65.4

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地震对输电塔线的安全运行产生了威胁。选择输电线路工程中常用的5A-ZM4猫头塔为研究对象,利用ANSYS软件建立两塔三线输电塔线体系有限元模型,计算塔线体系的自振频率和振型并分析影响其动力特性的主要因素。选用天津波、EI-Centro波、上海人工波3条典型地震波,通过调整加速度峰值的方法研究塔线体系的位移响应非线性行为以及弹塑性极限状态。分析结果表明,强震作用下塔线体系进入非线性极限状态时,塔顶最大位移主要集中在H/200~H/100（H为塔高）之间;塔身第2至第3横隔之间杆件将率先进入弹塑性极限状态,产生较大塑性变形,使体系表现出较强的非线性特征。

变压器油溶解气体分离系统的改进

文德斌,李凯,江辉

2012, 45(11):  70-73.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.11.70.3

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为了提高变压器油色谱在线监测系统测试结果的可靠性,针对油气分离和混合气体分离装置存在的问题,研制出1种改进装置。该装置主要包括真空脱气系统和自动进样系统2部分,其涉及温度控制和电磁阀控制。试验结果表明,所研制的装置对变压器油色谱在线监测具有很好的辅助作用,真空脱气系统脱气时间短,20 min油气分离即可达到饱和状态,且体积小（100 mm×100 mm×100 mm）;混合气体分离效率高,20 min内混合气体分离率可达97.3%,并能快速分离出CH₄、C₂H₆、C₂H₄、C₂H₂、H₂、CO等多种故障特征气体。2011年6月,该装置已成功投运于高速铁路客运专线牵引变电所,工作状态始终稳定,能够很好满足现场测试需要。

新能源

光伏发电系统最大功率点跟踪控制策略研究

栾军山,冯涛,陈华

2012, 45(11):  74-77.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.11.74.3

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以Matlab/Simulink为仿真平台,建立了光伏电池通用仿真模型,分析了传统最大功率跟踪算法中的扰动观察法和电导增量法原理、优缺点和各自应用的场合,根据光伏阵列的非线性输出特性提出了基于扰动观察法的模糊控制策略。仿真表明,当外界环境发生变化时,新的控制算法能够更快地跟踪最大功率点并具有良好的稳态性能。

风电场地形对风电机组特性影响的检测评估系统

秦睿,董开松,李臻,沈渭程,杨萍

2012, 45(11):  78-81.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.11.78.3

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风电场地形是影响风电机组功率运行特性指标最主要的因素之一。为更好地研究风电场地形与风电机组功率特性及其测试结果之间的关系,开发出风电机组性能检测试验场地地形测绘评估系统。选定某风电机组安装场地为试验场,演示说明该评估系统的原始数据转换、地形变化参数计算及地形图绘制与修正等功能的实际应用,并通过对现场数据的分析及研究,评估安装场地地形对风电机组功率特性的影响。该研究结果为风电场规划设计的后评估和电网对风电机组运行特性准确调度提供了重要的参考依据。

信息与通信

10 kV电力线通信自动中继算法研究与应用

谢志远,吴晓燕,胡正伟,贡振刚

2012, 45(11):  82-85.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.11.82.3

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为了动态适应环境变化,有效可靠地进行通信,满足规模日益扩大的电力线通信的需要,研究了一种基于数据统计的自动中继配电网载波通信方法来改进现有的人工固定中继,给出了算法的流程和具体步骤,使用Matlab对一算例模拟了算法的实现过程,对算法进行了仿真分析,给出了各中继路径信息,对比了各路径的估算信噪比,画出了多次仿真最优路径号变化图。仿真结果证明该算法简单易行,能有效地实现自动中继。

智能变电站过程层时间同步方式研究

韩本帅,孙中尉,崔海鹏,林泽源,张涛

2012, 45(11):  86-90.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.11.86.4

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智能变电站过程层设备时间同步系统实现方案主要有IRIG-B码对时和IEC61588对时2种,对于采用何种对时方式目前存在较大争议。对国家电网公司、南方电网有限责任公司已投运智能变电站、数字变电站时间同步系统进行了研究,重点分析了IRIG-B码对时和IEC61588对时2种方式的性能指标、可靠性以及经济性,研究了IEC61588对时在智能变电站应用的可行性,通过对比分析确定智能变电站过程层时间同步方式的实施方案。

智能电网

欧洲智能用电发展综述及启示

霍沫霖,单葆国

2012, 45(11):  91-95.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.11.91.4

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欧洲国家走在智能电表推广的前沿,并对智能需求响应、电动汽车和分布式电源接入等进行试点。智能用电实现电网与用户之间双向交互,通过分析欧洲智能用电发展的经验,得出智能用电技术的研发、试点和推广需要法规政策的推动;科学评估试点项目可提高推广阶段资源配置效率;基于社会成本效益分析制定推广计划;结合国情特点制定最小功能要求和技术标准;开发新商业模式并适度超前开发新业务的启示。

电动汽车充电站规划布局与选址方案的优化方法

葛少云,冯亮,刘洪,王龙

2012, 45(11):  96-101.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.11.96.5

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在兼顾充电站运营者和电动汽车用户双方利益的前提下,提出了一种基于全社会成本最小化的充电站规划布局的优选模型。在充分考虑路网结构、车流信息和用户路程损耗等影响因素的情况下,提出了充电站选址定容的优化方法。该方法以路口节点的交通流量来表示路网中的车流情况,以权重来反映车流密度对充电站服务范围的影响,以用户在充电路程中的损耗成本最小为目标进行选址,并利用加权Voronoi图来实现充电站服务范围的自动划分。最后,以全社会成本最小为目标从多种规划方案中选择最优方案作为规划区充电站最终的规划方案。算例表明,所提出的方法和模型对于城市区域电动汽车充电站的优化规划具有一定的可行性和合理性。