中国电力

2019, 52(3): 0-0.

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燃煤电厂有色烟羽治理要点分析与环境管理

莫华, 朱杰

2019, 52(3): 10-15,35. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201812027

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在研究国内外相关标准的基础上结合中国燃煤电厂烟气治理技术发展现状，分析了排放烟气中可过滤颗粒物、可凝结颗粒物、溶解性固形物的概念、联系和区别，明确指出中国燃煤电厂有色烟羽环境管理的关键是管控以SO₃为代表的可凝结颗粒物，进而梳理了目前有色烟羽治理环境管理方面存在的问题，提出了可凝结颗粒物环境管理的相关政策建议。

燃煤机组烟气消白技术路线选择与经济分析

梁秀进, 朱文韬, 魏宏鸽, 朱跃

2019, 52(3): 16-22. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201901107

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燃煤电厂白色烟羽治理有多种方案，以某300 MW机组为例，进行了系统的湿烟羽治理热力计算，分析了主要影响因素，并作了经济性分析。热力系统计算结果显示：在条件允许的情况下先降低脱硫前原烟气温度是一种有效降低净烟气温度和湿度的方法；降低烟气冷凝换热器的循环冷却水温是减少换热面积的最有效举措；增大循环冷却水量也是一种有效减小烟气冷凝器换热面积的方式。通过经济性分析发现，设备折旧和耗电费用在增加的生产成本中占比较大，机组利用小时数和水价是影响改造工程运行和维护费用的重要因素。对于常规机组而言，消白改造产生的单位发电成本增加值在2.5~4.5元/MW。

高硫低温高灰烟气环境中SO₃的行为研究

张知翔, 李楠, 邹小刚, 苏林, 李文锋, 李卫涛, 韩键平, 徐党旗

2019, 52(3): 23-28. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201812024

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在高硫煤机组上抽取烟气搭建了低低温省煤器试验台，并在高硫低温高灰烟气环境下进行了SO₃协同脱除试验研究。试验结果表明：SO₃与SO₂浓度之比约为0.97%；高硫煤低低温省煤器出口SO₃浓度在150~120 ℃随着烟温的降低下降明显。烟温在120 ℃以下时，SO₃浓度随温度的降低变化不明显，且基本处于15 mg/m³以下。烟温在100 ℃以下时，SO₃浓度基本稳定在10 mg/m³左右；烟温降低至100 ℃左右时SO₃的脱除率为84.3%~88.8%；实测SO₃浓度与各个酸露点公式的吻合度均不好，烟温150 ℃以上时，实测数据明显低于计算值，烟温低于115 ℃时，实测数明显高于计算值；高硫煤低温烟气中SO₃浓度的变化受到烟温及飞灰的影响，通过试验研究得出经验公式可以预测烟气中的SO₃浓度。

电袋复合除尘器协同脱除SO₃和Hg

陈奎续

2019, 52(3): 29-35. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201812056

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电袋复合除尘技术具有粉尘排放长期稳定、煤种适应性广、投资省、占地少、运行费用低等优点，近年来在中国燃煤电厂得到广泛应用。电袋复合除尘器协同脱除SO₃的效率超过60%，喷射少量碱性吸附剂后，脱除效率可提高至80%以上；电袋复合除尘器脱除颗粒Hg的效率超过99%，对气态Hg和总Hg的脱除效率受到烟气Hg形态分布的影响，喷射吸附剂后可提高对气态Hg的脱除效率至90%以上。相比于其他污染物脱除设备，电袋复合除尘器在协同脱除SO₃和Hg等污染物方面具有效率高、成本低的显著优势。

600 MW燃煤机组SO₂、烟尘综合治理技术经济性分析

张志中, 张杨, 杜振, 裴煜坤, 徐克涛, 朱跃

2019, 52(3): 36-42. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201807098

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针对燃煤电厂烟尘、SO₂超低排放要求，简述目前多采用的高效脱硫技术，脱硫系统协同除尘技术和湿式电除尘器技术。以某燃用高硫、高灰煤600 MW机组SO₂、烟尘超低排放改造为例，在技术参数、工程量、适应能力、投资及运行成本方面，对双塔双循环脱硫协同除尘方案（方案1）及双塔双循环+湿式电除尘器脱硫除尘方案（方案2）进行技术经济比较。由比较结果可知，方案1的改造工程量、检修维护工作量及增加的厂用电耗小于方案2；方案2在机组负荷和入口烟尘浓度适应性、烟尘理化特性敏感度、运行稳定性方面优于方案1；方案2的总投资费用、运行维护成本高于方案1，但能够进一步协同脱除SO₃，有助于消除蓝色烟羽现象。

燃煤烟气SO₃测试捕集效率试验研究

陈威祥, 郭俊, 叶兴联, 刘锡尧, 陈永强, 郑芳, 龚国汉

2019, 52(3): 43-48. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201901088

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燃煤烟气中的SO₃浓度低、化学性质活泼，一直是国内燃煤电厂污染物测试的难点。针对“控制冷凝法”测试SO₃捕集效率低的问题，依托自制的SO₃校准发生装置进行试验研究。结果表明：通过采用D型蛇形管+硼硅玻璃纤维滤膜过滤装置，采样流量为20 L/min以及精准控制采样管、过滤器、蛇形管和滤膜过滤装置的伴热温度，可以确保SO₃捕集效率达到90%以上，因而可保证烟气SO₃的捕集效率和测试结果的准确性。改进后的方法已在模拟试验（低尘、含湿、不同SO₃含量）中得到良好应用，进而可用于燃煤电厂烟气SO₃测量。

脱除烟气SO₃实现SCR宽负荷脱硝的可行性分析

胡冬

2019, 52(3): 49-55. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201806086

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为适应火电机组灵活性改造要求，机组需在超低负荷下安全稳定运行，其中低负荷脱硝改造是重要组成部分。分析了以往燃煤机组SCR脱硝系统低负荷下退出的原因，介绍了宽负荷脱硝改造方案，其主要包括：提高SCR入口烟温技术，使用宽温度范围催化剂和采用碱性吸附剂脱除烟气中SO₃技术。从初投资、改造工期、改造效果、其他收益等方面全面比较了各方案优缺点，提出“因厂制宜，因机制宜”的改造思路。同时指出，由于碱性吸附剂脱除SO₃技术具有消除蓝色烟羽、预防空气预热器堵塞、防治设备腐蚀、减少脱硫废水产生量和重金属协同脱除等其他技术不具备的额外收益，未来应加快发展。

多馈入直流系统无功补偿选址研究

雷前, 鲍伟, 瞿海妮, 许唐云

2019, 52(3): 56-60. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201804001

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无功补偿是提高电压稳定性的有效手段之一。在多馈入直流系统中，无功补偿问题更加复杂，传统电压稳定性指标无法有效地表示多馈入系统的电压和无功功率之间的关系。从多馈入相互作用因子、节点权重和时域计算的角度出发，综合考虑静态和动态电压稳定性，提出了用于判断多馈入系统电压稳定性的新指标—多馈入电压稳定因子。在此基础上提出无功补偿选址方案：先利用多馈入相互作用因子对应的临界阻抗的交集判定电压薄弱区域，再根据电压薄弱区域和多馈入电压稳定因子大小综合排序选出区域内的优先补偿节点。仿真结果验证了指标的有效性和准确性。

计及电源结构时空特性的电能替代评价

张新鹤, 宋阳, 黄伟, 屈博

2019, 52(3): 61-67,119. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201804032

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现有需求侧管理节能评价方法无法量化由终端设备用能种类改变产生的节能效果，传统电能替代评价方法无法计及基于电力网络潮流的真实电源结构对评估结果的影响。建立了一种计及电力网络、电源结构和用户用电方式的电能替代节能减排评价模型，提出和推导了计及清洁能源消纳的电力能耗系数和电力煤耗系数，用于表征电力系统能耗水平，并从用能全过程的角度量化广义节能下的电能替代项目节能量和减排量。算例分析了电力能耗和煤耗系数的时空特性，建立典型场景数据库，以电动汽车为代表说明通过需求响应和储能优化电能替代项目的运行对评估指标具有积极影响。

一种基于调峰平衡的风光综合消纳分析方法

张晋芳, 栗楠, 刘俊, 弭辙, 元博

2019, 52(3): 68-72. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201706004

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风光协同发展成为中国新能源发展当前及未来需要重点关注的内容之一。以系统调峰平衡分析为基础，结合风电和光电出力特性统计特征，提出了一种风光综合消纳分析方法。该方法通过典型日负荷晚高峰时段系统电力平衡确定风电装机，再通过负荷午高峰时段系统电力平衡确定太阳能发电装机，有效地解决了传统调峰平衡方法通过调峰盈余来确定风光装机组合时面临的不确定性问题。最后仿真算例验证了所提方法的有效性。

基于分层马尔可夫模型的冗余配置保护最优检修周期研究

崇志强, 陈培育, 马世乾, 于光耀, 王旭东, 李国栋, 郭悦

2019, 52(3): 73-80. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201711285

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为解决基于马尔可夫方法评估冗余配置继电保护系统的可靠性会遇到状态数目多、状态划分难的问题，提出分层马尔可夫可靠性模型。在建立马尔可夫状态空间过程中，根据被保护设备所处的状态将被保护设备和保护装置的状态分为若干层，接着对每层再进行详细的状态划分，通过双重主保护加后备保护验证提出的可靠性模型并根据相应的可靠性指标求解该配置继电保护系统的最优检修周期。结果表明：继电保护装置的过检修和欠检修对保护系统的可靠性都不利，保护冗余配置比单重配置的可靠性更高，而且最优检修周期也更长，影响继电保护最优检修周期的主要因素是保护自身的可靠性，与被保护设备的可靠性关系不大，同时本方法可解决状态划分过程中的状态遗漏问题。

基于PSCAD的电力系统电压调节器仿真分析

陈新琪, 秦刚华, 杨敏, 赵力航, 陈蓉, 谢葛尚

2019, 52(3): 81-86,139. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201809061

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发电厂高压母线电压稳定性对大电网电压稳定性至关重要。加装电力系统电压调节器（power system voltage regulator， PSVR），可以提高发电机有效的动态无功储备容量，达到提高发电厂高压母线电压稳定的目的。首先基于PSVR数学模型，分析其负调差作用；而后以某电厂PSVR实际应用示范工程为背景，搭建出基于电力系统计算机辅助设计软件（power systems computer aided design， PSCAD）的PSVR研究系统详细仿真模型，模拟电网事故、冲击负荷、无功电压波动等各类扰动，考核并验证PSVR在提高机组对电力系统无功支撑等方面的作用。仿真结果表明：PSVR能充分利用发电机潜在无功容量，提高发电机无功响应速度，使暂态电压恢复更快，提高了机组对发电厂高压母线电压稳定支撑力度。

具有抗逆序及权重自适应的黑启动方案评估方法

姚历毅, 罗萍萍, 项胤兴, 林济铿

2019, 52(3): 87-94. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201807063

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逼近理想解排序法（technique for order preference by similarity to an ideal solution，TOPSIS）因方法简单易实施而应用广泛，但其存在逆序问题及无法合理地考虑指标权重问题。针对该问题，提出了具有抗逆序及权重自适应确定的黑启动方案评估新方法。首先通过引入正负极端方案及改进数据归一化方法，很好地克服了TOPSIS逆序问题的产生；进而提出指标权重的自适应确定方法，既充分利用专家的偏好，又使得客观信息得到充分利用；基于上述改进策略，提出了具有抗逆序及权重自适应确定的TOPSIS新方法并给出了具体实现步骤。河北南网黑启动算例证明了方法的有效性。

特高压输电线路悬垂串金具优化研究

牛海军, 司佳钧, 周立宪, 朱宽军, 刘胜春, 朱小强, 史小龙

2019, 52(3): 95-101. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201804046

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目前特高压工程采用的三联悬垂串过长，影响了工程投资。为解决三联悬垂串过长问题，在借鉴中国±800 kV直流和1 000 kV交流工程金具设计、制造、建设及运行经验基础上，结合特高压交直流线路悬垂串金具结构的特点，通过对悬垂串内三变二联板、三角联板和平型挂板等金具组合的优化设计，提出三联双线夹悬垂串中三变二联板放在低压侧，同时采用单板式三角板与双板式三角板连接的方式代替原高压侧金具，通过串型三维建模、力学性能和电气性能仿真分析及真型电晕性能试验研究，成功设计出1 000 kV交流工程用紧凑型三联悬垂串及配套金具，缩短串长600 mm，技术经济效益显著。

SF₆/N₂流注放电仿真及协同效应研究

李学斌, 鲁旭臣, 李斌, 郑格玲, 李鑫涛, 庚振新, 单长旺, 林莘

2019, 52(3): 102-108. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201801176

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建立反映气体放电过程中粒子运动特性的二维流体模型，采用有限元和通量校正传输法对该模型进行数值求解，计算了50%SF₆+50%N₂在均匀电场下的放电规律，模拟了流注发展过程中粒子密度的分布情况，分析放电过程中带电粒子对均匀电场的影响。搭建气体放电实验平台，测量平板电极下绝缘间隙5 mm时SF₆/N₂混合气体的击穿电压，将SF₆/N₂击穿电压的实测值与折算值进行对比，研究不同混合比、气体压强对SF₆/N₂协同效应的影响。结果表明：随着流注向阳极运动，放电间隙内的电子数密度不断增大；在放电初始阶段，空间电荷对电场的影响很小，随着电荷数量不断增加，空间电场产生明显畸变现象。SF₆/N₂混合气体击穿电压的实验测量值大于折算值，且SF₆含量越高，实测值和折算值越接近。可以看出，SF₆/N₂的协同效应在含有少量SF₆时较明显，而当SF₆含量较高时，混合气体的协同效应减弱。

基于故障预警系统的燃煤发电设备状态检修

杨勤, 张震伟, 杨茉, 董宇鸣, 张洪胜

2019, 52(3): 109-114. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201808103

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基于故障预警系统的状态检修是随状态监测技术发展起来的至今最先进的检修方式。20世纪90年代中国开始推行发电设备状态检修，成效明显者寥寥。为切实推行发电设备状态检修方式，某发电集团从2008年开始引进、开发并推广应用了利用相似性原理建模技术的发电设备故障预警系统。介绍了该系统的机理，并用汽轮机、锅炉、电气和化学专业各1个预警案例阐述故障预警系统在燃煤发电设备状态检修中的有效应用情况，最后就如何将两者更好地结合提出了建议。

燃煤电厂循环水回水系统扩大单元制运行研究与应用

余波, 明剑谱

2019, 52(3): 115-119. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201711013

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自然通风冷却塔出水温度高于设计值，会严重影响机组经济性。为解决河源电厂这一问题，从减少进入冷却塔循环水量入手，结合机组调停备用次数增多，单机运行时间增长的现状，论证并实施了循环水回水系统扩大单元制改造，将循环水分流到2座冷却塔进行换热降温。实验结果表明，循环水回水系统扩大单元制运行后，进入单个冷却塔的水量显著降低，循环水系统运行安全可控；在各典型工况下，凝汽器背压下降0.42~0.96 kPa不等，机组负荷越高，循环水量越大，凝汽器背压下降幅度越明显，因而显著提高了机组运行的经济性。

燃气-蒸汽联合循环机组循环水泵优化管理系统设计与开发

黄郑, 殳建军, 于国强, 司风琪, 周建新

2019, 52(3): 120-126. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201803048

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针对燃气-蒸汽联合循环机组循环水泵运行管理较为缺乏的现状，设计并开发了燃气-蒸汽联合循环机组循环水泵运行管理系统。该系统基于循环水泵优化模型，能够根据机组负荷、抽汽量以及外部环境条件的变化，对循环水泵的运行方式进行及时调整，实现循环水泵优化运行指导；系统还构建了机组特性数据库，便于对机组检修后模型特性关系的修正与维护。该系统已在某200 MW级联合循环机组中得到成功投运，对降低厂用电率，促进节能降耗，提高机组经济性有着积极作用，具有广阔的应用前景。

智慧安全系统在火电厂中的应用研究

韩超, 马欣欣, 沈维春, 董士波, 王秀娜, 曹旭, 徐剑锋

2019, 52(3): 127-132. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201802082

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鉴于当今火电厂生产过程中日益增长的安全需求，建设火电厂智慧安全系统，应用智能化设备和信息化技术实现电厂智慧安全监控及管理，最大限度地保障全厂各系统安全可靠运行以及厂内人员安全，代表了当今火电厂生产过程安全监控与管理的发展方向。通过辨识火电厂重大危险源，分析安全监控与管理提升需求，结合需求分析结果提出智慧安全系统整体架构和应用功能，进而分析、研究和阐述智慧安全新技术在火电厂重大危险源中的应用及价值提升点，同时对保持智慧安全系统先进性提出建议。

大数据在智能化电厂中的应用研究与展望

王忠杰, 文乐, 杨新民

2019, 52(3): 133-139. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201705013

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大数据是工业信息化的研究热点，随着智能电厂研究和应用的不断深入，大数据技术的不断进步，大数据技术在智能电厂具有广阔的应用前景。对大数据在发电领域的平台总体架构和未来的应用前景进行了探讨，对大数据技术的发展现状，大数据与云计算、智能化电厂之间的关系进行了分析和阐述，提出了面向智能电厂的大数据技术架构，并对大数据在智能电厂中的应用进行了展望。智能电厂未来将是大数据的重要应用领域。

珠海电厂精处理系统再生废水综合利用改造方案

李玉宇, 吴火强, 余伟权, 毛进, 连坤宙

2019, 52(3): 140-145. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201711210

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针对珠海电厂凝结水精处理系统再生废水氨氮含量严重超标问题，在摸清水量、水质特点和分析全厂废水氨氮排放状况的基础上，提出了脱气膜氨氮去除、反渗透浓缩-电解制氯和氨氮吹脱-磷酸吸收-回用渣水系统3种废水综合利用工艺方案，并进行了深入的对比研究。结果表明：利用吹脱吸收工艺对凝结水精处理系统再生废水中大部分氨氮予以去除后，将其补入渣水系统的综合利用方案最具可行性，投资和运行费用均比较低，工艺成熟可靠；同时采用磷酸溶液吸收含氨尾气，生成有用的肥料，无二次污染。珠海电厂采用该方案并于2018年实施，投运近半年来，精处理再生废水氨氮平均质量浓度由原来的280~420 mg/L降至30~60 mg/L，去除效率稳定在85%以上，优于设计指标。

SCR系统结构模型与数值模型的适用性分析

肖育军, 邹毅辉, 李彩亭, 周雪斌

2019, 52(3): 146-152,160. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201803006

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针对火电厂SCR系统数值计算中结构模型与数值模型准确性与适应性等问题，建立完整与不完整的SCR系统结构模型，运用标准κ-ε模型与Realizable κ-ε模型对其进行数值计算。通过与实测速度值对比，分析湍流模型与省煤器出口、灰斗、喷氨格栅、均流格栅结构对流场计算准确性的影响；通过与实测压降、出口NO_x浓度分布、出口NH₃逃逸分布的对比，分析与论证多孔介质模型、多组分反应模型中参数设定的理论性与准确性。结果表明：标准κ-ε模型与Realizable κ-ε模型都能准确计算SCR系统内烟气流场与压降特性；省煤器出口与喷氨格栅结构对进口烟道内流场的准确计算影响显著；单层催化剂压降模拟值与实验值之间的相对误差为-1.9%；NO_x脱除效率模拟值79.35%与实测值80.56%间的相对误差为-1.5%，且两者NH₃逃逸分布趋势一致。

SCR超低排放综合诊断及闭环优化

杨希刚, 金保昇, 许月阳

2019, 52(3): 153-160. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201808126

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针对燃煤电厂烟气脱硝系统存在的流场不均、氨逃逸导致空气预热器堵塞以及NO_x排放不能在全负荷段稳定达标等典型问题，提出了SCR超低排放综合诊断及闭环优化策略。结合某630 MW机组实施超低排放改造具体案例，以在线大数据和性能检测为基础，数值模拟和系统诊断为手段，通过模拟评估及试验分析进行预判，提出改进方案并予以优化、修正和实施，最后结合性能试验对超低排放改造实施效果进行验证。研究结果表明，采用多元手段进行SCR系统综合诊断和闭环优化，NO_x浓度场标准偏差从18.6%下降至4.89%，脱硝效率从86.7%提高至89%以上，NO_x排放质量浓度稳定低于50 mg/m³，SCR系统出口氨逃逸质量浓度从16 mg/m³下降至0.75 mg/m³，超低排放改造效果显著。

输电线路在线监测的层次化通信网络规划模型

余斌, 尹项根, 吴小忠, 汤吉鸿, 宁春海, 李辉, 朱维钧, 刘海峰, 徐浩

2019, 52(3): 161-168. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201805036

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为解决输电线路在线监测系统中无线通信网络末端数据负担大、延时高的问题，满足网络的经济性和实时性要求，构建了基于无线传感器网络及光纤网络的在线监测层次化通信网络，并提出了网络多目标规划模型及优化决策方法。通过优化部署光纤分离引下点，以数据传输路径连通性和链路通信带宽为约束条件，建立了以通信网络建设成本和数据传输延时为目标的多目标最优化模型。采用多目标粒子群算法求得模型的最优解集，依据模糊熵权Vague集多属性决策方法，筛选出最满意的通信网络规划方案。基于模糊熵权的Vague集多属性决策方法，从最优解集中选取最满意的规划方案。最后，通过算例仿真验证了所提模型和算法的有效性，并分析了主观权重、数据速率及通信网络规模对规划布置方案决策的影响。

高压开关柜局部放电检测机器人的开发与应用

栾贻青, 李建祥, 李超英, 黄锐, 吕俊涛

2019, 52(3): 169-176. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201803120

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目前开关柜局部放电检测只能依靠人工操作，存在工作量大、检测效率低、检测质量差等问题。为了解决上述问题，设计开发了一种可用于开关柜局部放电检测的机器人，该机器人以变电站巡检机器人为基础，安装了5个自由度的轻型机械臂，采用双目立体视觉技术实现检测位置的定位，可以携带多种传感器自主实现高压开关柜的局部放电检测。该机器人在济南美里湖变电站进行了试点应用，各项功能均达到了预期目标，具有工程实践意义。

基于物联网和移动互联的二次设备运维技术研究与应用

王利平, 庞晓艳, 朱雨, 刘鑫, 赵子涵, 张旭丰, 丁希亮

2019, 52(3): 177-184. DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201803035

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通过分析智能变电站二次设备现有管理模式和运维现状，阐述了智能变电站以变电站系统配置描述全站系统配置文件（substation configuration description， SCD）管控为坐标，结合物联网和移动互联技术的二次设备运维技术研究与应用方法。为了实现设备智能识别、可视化展示、智能化运维的目标，提出了基于物联网和移动互联技术的二次设备智能运维技术的整体系统架构和功能部署方案。在技术方案上，重点介绍了二次设备智能识别、知识推送、回路可视、检修决策、辅助安装措施等关键技术，有效地解决了智能变电站二次设备在实际运维过程中的各种问题。为智能电网二次设备的智能化、信息化运维创造了有利条件，提高了现场设备管理水平，提高了运维工作效率。

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