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2012年 第45卷 第10期    刊出日期：2012-10-18

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专稿

国内外风电并网标准比较研究

戴慧珠, 迟永宁

2012, 45(10):  1-6.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.10.1.5

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我国的风电并网国家标准GB/T 19963—2011《风电场接入电力系统技术规定》于2011年12月发布,并于2012年6月1日起开始实施。从我国风电发展现状及大规模风电并网带来的技术问题出发,阐述了风电并网国家标准制定的必要性,对其中重要的技术条款进行了深度解释,并与其他风电装机较多国家的风电并网标准进行了对比研究。我国风电并网国家标准的制定与实施,将有助于提高我国风力发电的技术水平,并确保包含大规模风电在内的电力系统安全稳定运行。

风电发展政策的国外实践与借鉴

蒋莉萍, 王乾坤

2012, 45(10):  7-11.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.10.7.4

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系统分析了欧美风电大国包括总量目标、电量收购、上网电价、成本费用分摊、技术标准规范在内的狭义层面的风电政策,以及包括灵活电源建设、辅助服务、需方响应、电网建设在内的广义层面的风电政策,重点分析了国外在保持引导激励的同时加强行业规范方面的基本理念及具体实践,并结合我国风电发展实际提出了完善我国风电发展相关政策的建议。

印度大停电事故分析与启示

陈竟成, 黄瀚

2012, 45(10):  12-16.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.10.12.4

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印度“7.30” “7.31”;2次大停电事故,暴露出电力管理体制、调度防控体系和电网规划建设等方面诸多问题。介绍了印度能源电力的发展概况,分析了2次大停电的直接原因：各个区域内系统频率过低以及进一步的功率振荡等原因导致电力系统崩溃;结合印度电力工业现状深刻剖析了印度大停电的深层次原因与教训：以统一规划、统一调度、统一管理为手段的大电网安全防御与运行（营）控制体系薄弱。透过印度大停电事件,对我国电力发展和电网安全提出了有关启示与建议。

电力规划

情景分析法在能源规划研究中的应用

娄伟, 李萌

2012, 45(10):  17-21.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.10.17.4

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情景分析法（scenario analysis）是通过假设、预测、模拟等手段生成未来情景,并分析情景对目标产生影响的方法。情景分析法出现以来,在能源规划领域就有着广泛的应用。在分析情景分析法与能源经济关系的基础上,以基于情景分析的可再生能源规划方法为案例,分析了基于定性与定量情景分析的能源规划研究方法。认为,基于对未来关键不确定性因素分析的情景分析法,通过描绘未来多种可能的情景,能为制定高质量能源发展规划及政策提供支持。

能源与经济增长的关系研究

梁广华

2012, 45(10):  22-26.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.10.22.4

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遵循能源投入数量与经济增长的双向因果关系,基于索罗增长模型和最优理论,研究了经济平衡增长的条件,建立了一个知识外生的经济平衡增长模型,该模型包含厂商、不可再生能源生产部门、可再生能源生产部门、政府和家庭。研究结论表明,经济增长和能源投入数量均衡的条件是单位有效劳动的能源量增长率为0。基于研究结论,从加大节能减排力度和加大资源税的征收力度等角度提出了政策建议。

东部地区近期电力需求走势分析

顾宇桂, 司政, 单葆国, 赵帆

2012, 45(10):  27-29.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.10.27.2

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分析了东部地区主要行业电力需求近期走势,探讨了各省电力需求变化的原因。分析结果显示,东部地区部分行业竞争力在全国仍居于领先地位,但部分行业开始加速转移。对未来东部地区经济发展和电力需求走势进行了预判,并提出了保障东部地区经济发展和电力供应的相关建议。

“十一五”期间南方电网负荷特性分析

唐宝, 董征

2012, 45(10):  30-35.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.10.30.5

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利用南方电网“十一五”期间统调负荷数据,分析了南方电网的年、月、典型日负荷的特点,对比了南方电网内5个省区电网的负荷特性及其特点,指出了影响电网负荷特性的主要因素,如用电结构、需求侧管理、节能减排政策等,并提出了加强典型行业和用户负荷特性的调研等相应建议,为有序用电、需求侧管理以及电网经济运行提供参考。

发电

循环流化床一、二次风管网特性及风机选型研究

王泉海, 卢啸风, 鲁佳易, 张文清, 辛胜伟, 刘昌旭, 李林

2012, 45(10):  36-41.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.10.36.5

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通过分析循环流化床（circulating fluidized bed,CFB）锅炉一、二次风的管网特性,并结合电站CFB锅炉的运行参数,对大型CFB锅炉一、二次风机的选型进行了研究。结果表明：CFB锅炉一次风所需最大风量与最高压头不在同一工作点上,具有与煤粉锅炉一次风完全不同的管网特性。CFB锅炉二次风的管网特性与煤粉锅炉二次风的管网特性类似,不同之处在于其管网阻力中增加了由炉内颗粒浓度产生的压降;CFB锅炉一次风机选型时应使管网特性曲线完全落在风机的性能曲线内,并采用能耗较低的变速调节或入口导叶调节。CFB锅炉二次风机选型原则与普通离心风机选型原则类似,但应估计出由颗粒浓度所产生压降的大小,对300 MW CFB机组来说,其值在5.5~7.5 kPa范围内。

国产TP310HCbN钢在高温应力下的组织结构

郭岩, 林琳, 侯淑芳, 王博涵

2012, 45(10):  42-47.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.10.42.5

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为探讨TP310HCbN的强化机理和失效原因,借助透射电镜和扫描电镜对国产TP310HCbN钢在高温应力作用下的组织结构进行研究。结果表明：经高温应力作用,晶内析出面心立方结构的M₂₃C₆碳化物和简单四方结构的NbCrN,晶界也析出M₂₃C₆碳化物,长时间试验条件下M₂₃C₆上析出σ相;高温应力下析出的M₂₃C₆和NbCrN提高了TP310HCbN钢持久断裂试样的硬度;晶内和晶界析出的M₂₃C₆碳化物的晶格常数均为基体的3倍,并与基体保持完全共格关系;随着试验时间延长,M₂₃C₆碳化物数量增多。对于国产TP310HCbN钢,在运行环境下需关注σ相和碳化物的分布、尺寸及其数量。

电站燃煤锅炉制粉系统石子煤量控制的影响因素及经济性分析

王春昌

2012, 45(10):  48-51.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.10.48.3

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依据石子煤的特性,分析了减少石子煤排量的利与弊,重点分析了制粉系统所减少的石子煤在进入炉内后的燃烧效率以及石子煤硫含量对高温腐蚀以及制粉系统和脱硫系统电耗的影响,并通过计算,分析了各个因素对减少石子煤排量的影响程度。分析结果表明石子煤是一种低热值、高硫分、难燃难磨的低品位燃料,其在炉内燃烧过程的热效率非常低。将石子煤送入炉膛燃烧,除了增加制粉系统电耗和脱硫系统电耗外,还将加重炉内的高温腐蚀或空气预热器的低温腐蚀,综合效益有可能是负值。因此,减少石子煤排量应慎重,应加强对此方面经济性的定量研究,指导电厂正确控制石子煤排量、挖掘节能减排潜力。

火电机组脱硫增压风机消裕技术分析与实践

梁双印, 李基茂, 侯云浩, 高新喜, 贾利生, 赵炎钧

2012, 45(10):  52-55.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.10.52.3

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针对火电厂脱硫增压风机普遍存在裕量大、运行效率低的问题,提出了降低增压风机的裕量、提高增压风机的运行效率的改造思路。对某火电厂200 MW机组脱硫增压风机的运行工况进行计算分析,认为该增压风机裕量大、运行效率低。在此基础上提出降速消裕改造方案,并分析了该方案的可行性与经济性,将脱硫增压风机利用降速消裕技术实施现场改造后,运行结果表明,可降低厂用电率0.22%,节能效果显著。

国产Profibus现场总线控制系统在火电厂的全面应用

崔逸群, 李昱, 颜渝坪, 汪涛

2012, 45(10):  56-58.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.10.56.2

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自主研发的国产Profibus现场总线控制系统——FCS165在华能陕西秦岭发电有限公司（华能秦岭电厂）600 MW超临界燃煤机组主控及全厂辅控系统中已成功投运。介绍该电厂主机和辅助车间控制系统现场总线技术应用范围,以及现场总线设备信息的开发和应用情况（包括主站状态信息、Profibus-PA设备信息、Profibus-DP设备信息等）。FCS165系统不仅运行可靠,能满足机组安全、经济运行的要求,而且利用Profibus现场总线的设备诊断信息及状态信息,实现了现场设备远程诊断和管理功能。

电网

基于四旋翼无人机的输电线路巡检系统研究

王振华, 黄宵宁, 梁焜, 李少斌, 杨忠

2012, 45(10):  59-62.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.10.59.3

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针对输电线路短途巡检的应用需求,解决常规巡检手段低效、安全、技术门槛等问题,以四旋翼无人机为载体,搭载影像采集设备进行航拍巡视,搜索、定位、采集线路缺陷和隐患的影像数据。根据线路杆塔坐标信息,预设航迹点实现自主飞行巡检;以设备回传的杆塔实时影像为操作指导,利用手动飞行模式实现线路关键部件的影像采集。该系统提升了线路状态管理、应急指挥的便利性,为输电线路的安全评估、灾前排查、事故预警、灾后抢修,乃至状态检修和全寿命周期管理提供全方位的信息支持。

基于粘弹性阻尼器输电线路的风振控制研究

钟万里, 吴怡, 王伟, 陈航航

2012, 45(10):  63-67.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.10.63.4

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针对高压输电线路的风致振动,研究了基于粘弹性阻尼耗能原理的振动控制策略与实施方法。首先,在分析粘弹性阻尼器的耗能原理与结构设计特点的基础上,提出了阻尼器在铁塔上的布置方案;其次,采用有限元软件ANSYS,建立了一个包括铁塔、绝缘子、导线和地线的耦合体系的梁—杆有限元模型;采用由谐波合成法得到的随机脉动风荷载的时程样本,对安装阻尼器前后的铁塔进行了结构风致振动瞬态响应仿真。最后,在铁塔上选择相应的控制节点和控制单元,比较阻尼器对各控制节点的位移时间历程、各控制单元内力时间历程的影响。分析表明：采用粘弹性阻尼器能够有效地抑制输电线路风振,控制节点的位移下降约90%;另一方面,通过多种安装方案的比较,优化了阻尼器的安装位置。

基于自适应逆控制的微电网有功频率调节方法

陈超, 李鹏, 张双乐, 陶倩, 朱珺敏

2012, 45(10):  68-72.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.10.68.4

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针对微电网孤岛运行时配有储能装置的微电源的运行特性,提出一种基于自适应逆控制的有功频率调节方法。其核心思想在于将微电源有功-频率下垂特性视为受控对象,通过一个权系数可变的数字滤波器建立受控对象的“逆”,并将其作为前置控制器来产生一个有功-频率下垂系数,以控制下垂特性。当微电网内存在不平衡有功功率时,该方法沿均方误差梯度负方向迅速找到最佳下垂系数,完成不平衡有功功率在不同微电源间的动态分配,同时保证微电网频率维持在额定频率。以2台微电源互联系统为例,仿真验证了所提方法的有效性和可行性。

SF6气体密度继电器在极端温度下的性能校验

李志刚, 蔡巍, 邓春, 李帆

2012, 45(10):  73-76.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.10.73.3

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SF₆气体密度继电器用于监测SF₆气体绝缘电气设备中SF₆气体密度的变化,其性能直接影响电气设备的安全运行。工程中发现,在极端气候条件下SF₆气体密度继电器的温度补偿性能会变差,出现较大误差,因此,SF₆气体密度继电器在极端温度下的性能检验非常必要。介绍一套可在极端温度下对SF₆气体密度继电器进行校验的装置以及针对华北地区的低温校验方法;在试验的基础上提出,在低温情况下应优先选用双金属补偿型密度继电器,而不选用标准腔补偿型密度继电器。通过极端温度时的性能校验,确保SF₆气体密度继电器动作的可靠性和准确性,保证电网安全运行。

新能源

基于多级结构原理的独立微电网控制系统

吴志锋, 舒杰, 张先勇

2012, 45(10):  77-81.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.10.77.4

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在分析当前微电网发展现状的基础上,提出一种基于多级结构原理构建的独立微电网系统,可应用于无大电网覆盖的海岛、沙漠、偏远山区等地区。论述这种系统的网络拓扑结构及其特点,以某海岛为对象,构建了一个三级风/光/柴/蓄兆瓦级独立微电网系统,阐述该多级独立微电网的调度控制策略中关于多级控制方法、能量调度控制流程及多目标协调控制的关键技术,并应用实时监控与数据采集 (SCADA)及调配一体化技术,设计了该微电网及其控制系统的总体结构及功能。

智能安全稳控系统在风电集中接入电网中的应用

王春华, 郭雷, 王建勋, 高培生

2012, 45(10):  82-85.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.10.82.3

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吉林省松原、白城地区（简称松白）电网大量风电集中接入,火电亦超常规发展,并且电磁环网问题突出,送出压力与日俱增,同塔并架的500 kV输电通道故障失去后存在严重的稳定问题。为此在该区域8个厂站配置了安全稳定控制装置,组成松白电网智能安全稳定控制系统。系统采取分区分层设计,自动获取电网信息和识别故障类型,根据预设策略采取快速切风电、再切火电的措施保证电网安全稳定运行。介绍了松白电网安全稳定控制系统的配置、设计、策略及仿真计算情况。结果表明,此系统可以保证电网严重故障后的安全稳定运行,提高松白电网的输送能力。

风电容量充裕性成本分析模型和方法研究

谢国辉, 李琼慧, 王卿然

2012, 45(10):  86-89.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.10.86.3

摘要 ( )   PDF (1574KB) ( )  

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风电容量可信度低,大规模风电并网将大幅增加电力系统的容量充裕性成本是电力规划和运行中需要重点考虑的一个问题。对风电并网对系统容量充裕性影响机理进行深入分析,提出了风电容量充裕性成本的分析模型和方法,建立了基于有效负荷承载能力算法（ELCC）的风电容量可信度计算模型和基于容量可信度的充裕性成本计算模型。案例研究表明,随着接入风电规模的增加,该省级电网的风电容量可信度随之下降,而风电引起的容量充裕性成本逐步上升。当风电发电量占用电量比量达到10%时,对应的容量充裕性成本已高达0.06元/（kW·h）。

电力经济

1 000 MW级燃煤机组工程造价分析

陈建焕

2012, 45(10):  90-94.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.10.90.4

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燃煤电站工程造价是投资决策的重要依据之一,也是决定项目是否可行及主管部门进行项目审批的重要内容。对目前正在建设和已经投产的几个1 000 MW级燃煤电站工程造价数据进行了指标计算和分析归纳,将1 000 MW级超超临界燃煤机组造价水平按统一的静态投资基准期,采用类比的方法进行分析研究,通过各项费用的变动情况,分析建设性质、技术方案和厂址条件对工程造价的影响。

基于BP神经网络的输电线路工程造价预测模型

凌云鹏, 阎鹏飞, 韩长占, 杨晨光

2012, 45(10):  95-99.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2012.10.95.4

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为解决在输电线路工程前期决策阶段的方案比选过程中,如何利用较少的工程信息,快速、准确地预测比较各方案工程造价,评估工程方案的合理性,本文提出一种基于BP神经网络的输电线路工程造价预测方法,分析并找出输电线路工程造价的影响因素,并将这些因素作为BP神经网络输入变量,输电线路工程造价作为输出变量,建立3层结构的BP神经网络预测模型,并用实际工程数据训练和验证预测模型。计算实例表明,该模型能够准确、快捷地预测输电线路工程造价,适合于工程方案比选过程中的各方案造价预测对比,评估工程方案的合理性。