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2019年 第52卷 第2期    刊出日期：2019-02-05

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2019, 52(2):  0-0. 

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IGCC发电技术专栏

IGCC电厂气化装置满负荷试验进展

李海明, 王相平, 付彬, 吴平, 于洋, 步新战, 文子强

2019, 52(2):  1-6,103.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201804130

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华能（天津）IGCC（整体煤气化联合循环）示范电厂是中国第一座IGCC电厂，其核心装置为中国自主研发设计的两段式干煤粉气化炉。天津IGCC电厂在解决运行不稳、烧嘴罩泄漏、设备故障等难题和完成机组大负荷试验的基础上，为了对机组进行深度调试，开展了气化装置满负荷试验。通过对比分析，IGCC电厂气化装置满负荷试验验证了系统的稳定性，同时也发现了系统潜在的部分问题，这为以后机组的放大改进积累了宝贵的数据和经验。

国内外IGCC技术典型分析

任永强, 车得福, 许世森, 李小宇, 陶继业, 刘刚

2019, 52(2):  7-13,184.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201806062

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煤电在中国能源结构中仍占据重要地位，高效清洁的IGCC发电技术在中国具有广泛的应用前景。针对国外典型的5座装机容量大于250 MW级IGCC电站工艺流程中的空分、气化、净化、联合循环等工艺进行了分析，介绍了天津IGCC的总体目标、发展阶段、系统参数与建设运行情况，对今后中国IGCC技术的发展具有一定的参考价值。

IGCC燃用低热值燃料的燃气轮机运行性能优化

郭磊, 宋文蛰, 王相平, 于洋, 王二信

2019, 52(2):  14-19.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201711165

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天津IGCC是中国第一座整体煤气化联合循环电站。系统中燃气轮机的燃料为气化炉产生的热值较低的合成气，作为国内第一台应用于IGCC技术的燃气轮机，在运行过程中存在着合成气热值与设计值偏差大、烧嘴过热、燃烧室偏烧等问题。针对存在的问题，首先介绍了IGCC电站燃用低热值燃料的燃气轮机与普通燃气轮机在燃料、燃烧方式、燃烧器结构等方面的区别；然后结合实际运行参数分析，重点对存在的问题提出性能优化方案及措施。对燃用低热值燃料的燃气轮机后续发展具有一定的借鉴意义。

IGCC电站控制系统工程应用及示范

王剑钊, 钟祎勍, 孙阳阳, 周贤

2019, 52(2):  20-25,45.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201807111

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以国内250 MW级IGCC电站为研究对象，根据电站的运行特性和控制要求，介绍了协调控制系统的设计、系统的基本组成、负荷指令以及气化炉和燃机的控制策略。提出了气化炉控制为主、燃机/汽机跟随的负荷控制方案，现场运行结果表明，该方案简捷有效，完全能够满足IGCC机组的控制要求。

IGCC电厂水分级利用与零排放方案研究

吴火强, 袁国全, 刘亚鹏, 王相平, 王璟, 李相军, 吴志宏

2019, 52(2):  26-33.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201802048

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针对国内首家IGCC电厂运行过程中存在的用排水流程不尽合理、煤气化与含硫废水处理难度大等问题，开展了水分级利用与零排放方案研究。通过系统分析诊断IGCC电厂用排水现状，尤其是废水处理系统的运行状况，提出了具体改造方案，主要内容有：（1）做好废水分类收集、分级使用工作，分别回收低盐和高盐废水；（2）根据不同废水水质特点，分别提出了生活污水、煤气化与含硫废水、化学制水系统反渗透浓水、末端废水处理工程改造方案，尤其是针对IGCC电厂特有的煤气化与含硫废水，提出了全新的处理工艺路线。按上述水分级利用与零排放方案改造，可使IGCC电厂实现废水零排放，单位发电量取水量由原来的1.51 m³/（MW·h）降低到1.01 m³/（MW·h）。

需求响应策略研究专栏

计及滚动评价的居民群需求响应策略

孙毅, 刘昌利, 刘迪, 李彬, 景栋盛, 陈宋宋

2019, 52(2):  34-45.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201805179

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开展需求响应能够有效地平抑负荷波动、降低负荷用电峰谷差，但用户响应的不确定性，极大地阻碍了需求响应业务的开展。为此，策略依托以聚合商为中心的需求响应架构，以基线负荷功率推演为支撑，考虑用户实时状态、满意度和自动需求响应的实施特性，建立响应评估模型，采用滚动评价的方式，以评价结果为导向降序选择可预期性强的用户参与业务，尽可能降低居民用户群参与下的自动需求响应的不确定性。仿真结果表明，策略可以在节约需求侧资源的同时降低用户群响应误差比例。

国外促进新能源消纳的典型市场机制分析

李国栋, 李庚银, 周明, 张凡

2019, 52(2):  46-52,60.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201802028

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新能源消纳问题正在困扰着中国电网，由于电源结构、电网输送能力、新能源增速等多重原因导致了中国弃风弃光问题日益突出。首先分析造成中国新能源消纳问题的主要原因，在总结新能源保障性消纳和参与市场2种消纳方式的基础上，介绍5种国外促进新能源消纳的典型市场机制，包括新能源发电预测、电量偏差处理机制、调峰机制、跨区跨国消纳机制、可再生能源配额制。结合上述国外市场机制，分析中国新能源消纳市场机制现状，最后从提升预测水平、建立市场机制、偏差电量处理、调峰辅助服务、扩大消纳范围等方面为中国新能源消纳给出具体建议。

英国改进的输电过网费定价机制分析

肖江, 刘瑞丰, 荆朝霞, 贺元康

2019, 52(2):  53-60.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201806088

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合理的输电价格是建设电力市场的重要基础。对英国改进的输电过网费定价机制进行研究，梳理英国输电定价改革历程，总结改进前后输电定价机制的区别，对改进的模型进行分析。利用7节点和IEEE 14节点系统算例对改进的输电过网费模型进行运用，分析其引导发电机和负荷投资的有效性。相比于改进前的方法，改进的输电过网费定价方法可有效区分不同发电技术的过网费，且可以促进可再生能源的发展，可为中国输配电定价提供借鉴。

考虑系统灵活性约束与需求响应的源网荷协调规划模型

张宁, 代红才, 胡兆光, 沈波

2019, 52(2):  61-69.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201805017

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近年来，“弃风”“弃光”问题引起广泛关注，电力系统规划方法亟须做出改进。针对目前电力系统灵活性不能满足新能源消纳需求的情况，在规划模型中设计系统调峰能力约束与调节速率约束。挖掘需求响应对系统的多重影响，并探索将其纳入规划模型中进行统筹考虑。在此基础上，构建源网荷协调规划模型，从系统角度进行电源机组、电网线路与需求侧资源的统筹规划。算例分析验证了所提出模型的有效性。

电网

调度自动化系统知识图谱的构建与应用

李新鹏, 徐建航, 郭子明, 李军良, 宁文元, 王震学

2019, 52(2):  70-77,157.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201804114

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调度自动化系统的大部分业务知识都零散分布在系统源码、配置文件、数据库和专家的经验里，无法形象化展示整个系统的业务逻辑。针对调度自动化系统业务关系复杂，业务种类繁多等特点，提出了一种自底向上和自顶向下相结合的调度自动化系统知识图谱构建方法。通过知识的获取、知识的存储、知识图谱的展示与应用3个步骤，解析结构化和半结构化的数据源，获得调度自动化系统基础平台以及各业务之间的关联关系，形成系统结构和详细业务知识等信息。构建的调度自动化系统基础平台和业务逻辑知识图谱，便于对整个系统业务关系的认知，在系统发生故障时，辅助故障分析。

含烟气储存装置的风电-垃圾焚烧虚拟电厂双阶段优化调度

周任军, 陈溢, 阳卫伟, 王仰之, 徐健, 朱疆生

2019, 52(2):  78-84.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201806147

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垃圾焚烧电厂的烟气处理能耗在总出力中占较大比例，其上网出力受到发电环节与烟气处理环节耦合关系的限制。通过加装储气装置，调控烟气处理时间，实现两者关系解耦，提高垃圾焚烧电厂在担任风电大规模并网配合电源时出力调整的灵活性。将风电厂、垃圾焚烧电厂、加装储气装置后的烟气处理系统聚合为虚拟电厂，以整体净收益最大化为目标，建立包含储气装置烟气处理系统子模型的日前-实时双阶段优化调度模型。以日前调度结果作为申报出力，根据风电实际出力与预测出力偏差，调整储气装置的烟气量，实时修正垃圾焚烧电厂的净出力，以跟随风电变化。仿真结果验证了所建模型的合理性，在实际应用中具有显著经济及社会价值。

适用于多工况优化设计与重复仿真的MMC快速仿真平台

周国梁, 谢竹君, 向往, 贺永杰, 彭开军, 梁言桥

2019, 52(2):  85-93.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201801106

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针对PSCAD/EMTDC下MMC仿真模型仿真速度慢，进行多工况优化设计与重复仿真效率低等问题，基于Matlab以M语言构建了MMC的快速仿真平台。该快速仿真平台的电气部分采用Dommel算法求解，控制部分采用梯形积分法求解。阐述了电气部分各主要元件的Dommel算法建模方法，提出了电气部分的求解方法以及电气部分和控制部分的联立求解方法。通过与基于PSCAD/EMTDC的MMC详细电磁暂态程序对比，仿真结果验证了基于Matlab的M语言MMC仿真平台的正确性。所开发的MMC快速仿真平台可以作为MMC阀损计算，过电压计算等需要多工况优化设计与重复仿真的内核仿真程序。

基于灰度关联法和TOPSIS法的继电保护状态评估综合算法研究与应用

杨国生, 戴飞扬, 王文焕, 郭鹏, 李妍霏

2019, 52(2):  94-103.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201801178

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针对目前保护设备状态评估工作过于简单、主观、不便等情况，为使保护设备状态评估能更准确地反映装置运行状态，提供更系统、全面的信息，构建了继电保护综合评价体系，提出了一种基于组合评价方法的保护装置全周期多维在线评估方法，并综合考虑近年来的保护装置运行状况，在现有评价方法已具备的随机性、模糊性、重要性和可行性等基础上，引入模糊数学理论、TOPSIS法和变权重分析等方法并结合云模型法优化了保护评价工作的各个环节，确保评价结果的客观、公正。最后通过实际算例验证表明了该方法的有效性。

基于属性数学的配电网运行状态评估

黄建勇, 孟琦斌, 吴顺超, 施会, 马淑淑

2019, 52(2):  104-110,118.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201711031

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随着社会经济的发展，迫切需要实现配电网的自愈控制以满足电力用户对配电网供电日趋增高的要求，而实时准确地掌握配电网的运行状态是配电网实现自愈控制的前提。首先从安全、可靠、优质、经济和适应5个方面选取了运行状态评估指标，其次基于属性数学理论建立了配电网运行状态评估模型，将运行状态评估问题转化为配电网运行状态属性测度的计算问题，采用层次分析法确定评估指标权重，最后给出了求解配电网运行状态评估模型的过程。通过算例仿真校验，该模型能够准确客观地评估配电网的运行状态。

KLU稀疏直接求解器在状态估计中的应用

罗玉春, 王毅, 闪鑫, 邹德虎

2019, 52(2):  111-118.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201806130

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稀疏矩阵及稀疏线性方程组求解已成为大规模电网状态估计计算效率的瓶颈，阐释了基于BTF和Gilbert-Peierls算法的稀疏矩阵直接求解器KLU（Clark Kent LU），并将其嵌入到智能调度技术支持系统中生产运行的状态估计程序功能。首先在计算得到雅可比矩阵的基础上基于OpenMP并行化技术快速求解信息矩阵；然后使用KLU求解器进行信息矩阵的因子表符号分析和数值分解；最后在状态估计计算过程中使用KLU求解器求解线性方程组，从而提高大规模电网状态估计的计算效率。通过省中心、分中心、模型数据中心D5000的状态估计实际应用，证明了该方法的有效性和实用性。

中国电网行业发展效率及区域差异分析

鲁强, 刘进, 蒋东方

2019, 52(2):  119-124.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201805137

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电网行业的发展效率及区域差异情况直接影响和决定着中国电力工业与社会经济转向高质量发展的进程。选取2010—；2016年国家电网有限公司下属27家省级电力公司数据为研究样本，基于DEA-Malmquist指数模型，从整体和区域视角对电网企业的发展效率、区域差异进行了实证分析。研究表明：样本期内，中国电网行业全要素生产率总体上处于较高水平，但已呈现出缓慢降低趋势，主要因为技术进步速度的减缓；其中北京、天津、上海、江苏、陕西的电网分业全要素生产率呈上升趋势，浙江、湖南、重庆、辽宁、吉林、新疆保持稳定态势，其余省市则处于下降趋势；华北、华东、华中、东北、西北、西南六大分部的区域差异比较明显。

基于AMI量测信息的低压配电网拓扑校验方法

闫卫国, 王高猛, 林济铿, 郭凌旭, 蒋菱, 陈建

2019, 52(2):  125-133.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201805105

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针对目前低压配电网络拓扑连接关系辨识的难题，提出了一种基于AMI量测信息的低压配电网拓扑校验方法。该方法首先借助高级量测体系AMI提供的负荷量测信息以及网络数据，得出同一配电变压器下各负荷所属耦合节点电压以及所属支路电流，然后分别求得所有负荷间耦合节点电压和支路电流的相关系数，进行相关性分析，即相关性强的负荷同属于同一馈线，进而确定各负荷所属的馈线；之后根据负荷的耦合节点电压幅值大小，确定各负荷在所属馈线中的上下游关系，最后通过相关性分析结果以及负荷的耦合节点电压分布，对存在错误连接关系的负荷进行修正，最终完成低压配电网络拓扑的校验与修正。算例证明了该算法的可行性与有效性。

真型开关柜模拟缺陷下的局部放电试验研究

范敏, 叶会生, 段肖力, 黄海波

2019, 52(2):  134-138,143.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201804075

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由于目前开关柜带电检测数据多为间接状态量，难以直接反映开关柜内部局部放电量的大小，容易造成对缺陷的误判。为此利用真型开关柜搭建了开关柜缺陷模拟试验装置，首先利用该装置模拟针板放电缺陷，采用超声波检测法（AE）、暂态地电位检测法（TEV）、特高频检测法（UHF）与脉冲电流法（PC）的比对找出针板放电的规律，包括带电检测信号的典型图谱以及与局部放电量对应关系。最后针对该装置提出了后续的研究范围。

特高压半波长输电线路绝缘配合深化研究

张刘春

2019, 52(2):  139-143.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201801091

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特高压半波长输电是实现大容量、远距离的一种输电方式，具有不用安装线路无功补偿装置以及不用建设开关站等优点，在中国有广阔的应用前景。绝缘配合的研究是半波长输电技术应用于工程建设的基础。首先，根据工频电压沿线分布，确定了特高压半波长交流避雷器的持续运行电压、额定电压及吸收能量；然后用污秽耐压法确定了线路绝缘子配置和空气间隙距离；最后确定了考虑功率波动时的绝缘配合情况。

发电

循环水泵动态镜板翘曲故障诊断及振动评价讨论

张楚, 杨毅, 金格, 刘石, 高庆水

2019, 52(2):  144-148,177.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201806017

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循环水泵-电机系统存在2倍频为主的不稳定振动问题，且电机冷却方式对其振动特性有显著影响。针对该故障开展现场测试，诊断并验证了电机在特定工况下发生动态镜板翘曲故障。对镜板翘曲故障进行机理分析得出，轴段轴线不重合导致产生2倍频振动，轴线不重合故障的集中度决定了运行设备中表现出的主振频率，低频振动信号在振动速度积分成振动位移过程中放大，推荐低速设备非旋转部件振动采用振动速度进行评价。

扩容蒸发式光煤互补发电系统变辐照特性研究

冯蕾

2019, 52(2):  149-157.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201804054

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为避免槽式太阳能集热器内变热流量传热和汽液非均匀分布产生，提出了扩容蒸发式太阳能蒸汽发生系统。采用NASA SSE6.0数据库收集的辐照数据，将扩容蒸发式太阳能直接蒸汽发生系统与燃煤机组互补组成复合发电系统，建立复合发电系统的变工况计算模型，并以600 MW机组为例进行了复合发电系统变辐照情况下的日、月、年热力性能分析。研究结果显示：复合发电系统日发电功率与辐照强度曲线变化趋势类似，各月复合发电系统的发电量呈现出夏季较高的趋势，6月份达到峰值2.95×10⁸ kW·h，集热场效率与其趋势相反，机组热功转换率夏季较高，全年为32%~35%；太阳能平均热功转换效率为22.5%，研究结果可为太阳能与燃煤机组互补发电系统的工程应用提供新的方向和思路。

1 000 MW汽轮机快速冷却的应用与分析

吴昕, 李磊, 王争明, 梅隆, 宋亚军

2019, 52(2):  158-164,171.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201806136

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以某1 000 MW超超临界汽轮机为研究对象，分析了该机组的自然冷却过程并确定了该机组的自然冷却时间。采取炉侧引入空气的方法，设计了快速冷却方案。基于该设计方案，成功进行了1次汽轮机的快速冷却，验证了方案的可行性。结果表明，与自然冷却相比，此次快速冷却可以节约7天左右的停机冷却时间；同时，当采用炉侧引入空气的方案时，需要视再热管道中空气与中压转子的温度差来决定中压缸的快速冷却投入。

板框式旋转滤网清污性能分析及提升研究

汪建军, 李俊峰, 张守杰, 胡定科, 易强

2019, 52(2):  165-171.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201805144

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在核电站冷源系统中，各种过滤设备对于保障电站冷却水水质具有重要作用，其中旋转滤网为最重要的过滤设备。为提高其拦截及清污能力，最终提升核电站冷源系统的可靠性，对现有板框式旋转滤网进行分析研究，提出了3种改进优化设计方案：（1）斗形结构网板框架；（2）弧形结构网板框架；（3）斗形与弧形网板框架组合结构。分别给出了这3种网板框架结构与原结构清污量的理论最大值，结果表明3种方案均能较大幅度地提升旋转滤网的清污能力。为验证理论计算结果，对这3种优化方案进行工业性试验，采用纤维球和灌水塑料球模拟被拦截的污物，所得结果与理论计算结果基本一致，其中斗形与弧形网板框架组合结构清污能力最强。

节能与环保

双塔双循环脱硫除雾器故障分析及对策研究

李壮, 胡妲, 朱跃

2019, 52(2):  172-177.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201805056

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除雾器是湿法烟气脱硫系统关键设备之一，其性能直接影响脱硫系统甚至机组的安全运行。以某660 MW燃煤机组双塔双循环脱硫系统除雾器堵塞并导致部分模块掀翻故障为例，对影响除雾器性能的空塔流速、安装空间、冲洗水压等设计因素，入口烟尘浓度，除雾器冲洗水量，浆液、石膏及结垢物成分等进行了全面分析。结果表明：脱硫系统水平衡控制不当以及二级塔pH值控制偏高是除雾器故障主要原因。为降低除雾器运行风险，针对双塔双循环脱硫系统水平衡和浆液pH值控制，给出了合理建议。

W型锅炉SCR脱硝装置积灰原因分析与治理

王方勇, 李文杰

2019, 52(2):  178-184.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201802027

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某电厂W型火焰锅炉燃用高灰分无烟煤，SCR脱硝反应器催化剂、导流板、整流格栅、支撑钢梁积灰严重，造成了流场不均匀和催化剂堵塞，影响了SCR脱硝系统的性能。根据运行经验和CFD技术，分析得出SCR脱硝装置积灰的原因是设计不合理、催化剂选型不合理、流场不均、吹灰效果不佳、长期低负荷运行和燃煤灰分远超设计值。通过采用烟气流场优化及1∶10物理模型试验，对导流板、整流格栅和顶部烟道进行了改造，同时将蜂窝式催化剂更换为板式催化剂，加装声波吹灰器。改造后运行3个月，对脱硝装置进行内部检查，反应器水平烟道、导流板积灰明显减少，整流层未见积灰，催化剂表面和孔隙无积灰、堵塞现象，证明所采取的各项措施有效解决了SCR反应器内积灰、催化剂堵塞问题。