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[成果] 1800170086 浙江
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:电网运行风险防控直接关乎国计民生,一旦发生大停电,损失难以估量。08年中国南方持续寒潮冰灾,造成10kV以上倒杆17万余次,在浙江范围内仅高压线路停运多达58条。中国已建成世界上规模最大、结构最复杂的大型互联电网,其中浙江电网作为电力受端,已发展成为特高压交直流混联、新能源大规模渗透的典型复杂电网。同时寒潮、台风等自然灾害频发,电网面临着多重风险,运行分析更为复杂,调度控制难度前所未有,如何实现复杂电网的风险调控已成为世界性难题。 该项目在国家“863计划”及国家自然科学基金支持下,产学研用团队历时7年联合攻关,攻克了多因素融合多状态设备风险建模、多时空尺度多状态系统风险评估、多阶段风险自治协调优化调度与控制等多项关键技术难题,创建了集“多状态风险建模-多维度风险评估-全过程风险调控”于一体的复杂电网多时空协同风险控制与优化调度系统。主要创新如下: (1)首次建立了考虑人因、设备健康度、灾害等复杂风险源的电网风险分析理论体系,构建了电力设备多状态风险统一模型,提出了多状态聚类方法,显著提高了电网风险分析与控制的准确性;(2)首创基于交叉熵理论的重采样技术,实现了电网小概率高风险事件的高效采样;提出了多时空尺度多状态复杂电网风险快速评估方法,计算效率提升了100倍以上,解决了大规模复杂电网运行风险评估难题;(3)构建了多阶段协调、多区域协同的全过程风险控制体系,拓展了电网风险防御的深度和广度;发明了电网风险分析的二次约束二次优化问题并行求解技术,开发的复杂电网多时空协同风险控制与优化调度系统实现了10万级变量电力系统10秒内在线风险调控。 项目授权发明专利16项,软件著作权2项,发表SCI论文13篇、EI论文10篇、出版专著1部。程时杰院士领衔的鉴定委员会一致认为,项目实现了风险评估从静态到动态、从单一到综合的转变,解决了大规模复杂电网运行风险控制的全过程协调、分散协同等关键技术难题,整体达到国际领先水平。 项目整体技术于2015年首次应用于浙江电网,显著提升了电网运行控制的灵活性和鲁棒性,降低了宜宾—金华直流等大型输变电工程在极端天气下的故障风险,为G20峰会、世界互联网大会等重大活动的安全可靠供电提供有力保障,近三年累计减少停电19亿千瓦时,直接经济效益达14亿元。成果推广应用至上海、福建等14个省级电网,服务供电人口逾6亿,保障了大电网安全高效运行,推动了坚强智能电网建设。
[成果] 1800180247 上海
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:项目属于能源与环境技术领域的电力系统及其自动化技术学科。 电力供应是现代社会运行的生命线。分布广泛的配电网担负着直接向用户供电的重任,保障其安全是关乎经济、社会安全的重大命题。近年来,国内外发生的多起配电网安全事故引发的重大公共安全事件,经济损失巨大、社会危害严重,教训惨痛。2016年6月18日,西安35kV变电站电缆过热爆炸起火,造成连锁故障、8.65万户停电,损失上百亿元;2017年12月17日,美国亚特兰大机场配电网故障瘫痪停电,导致1400次航班取消,损失数千万美元。因此,全面提升配电网安全运行防御能力、预防和阻断事故发生与连锁扩大的需求十分迫切。 中国大型城市配电网已发展成为多分段、多联络的大规模复杂网络,多级电网、负荷间高度耦合,呈现结构复杂、环境复杂、运行复杂的“3C”特征,保障其安全运行面临三大难题:①配电网点多面广、风险隐蔽、特征不明确,风险辨识与评估困难;②故障源分散、相互耦合、保护复杂,故障诊断与阻断困难;③信息来源多、系统复杂,信息融合与防御控制难度大。 在国家973、科技支撑计划、自然科学基金和国网公司科技项目支持下,产学研用团队历经十多年研究攻关,系统地提出了大型城市配电网安全运行的“事前风险预防-事中故障阻断”的两级主动防御体系,有效避免大面积停电及电气事故引起的火灾触电等公共安全事故发生,取得了三方面理论方法与关键技术的重大创新:①首次系统地构建了智能配电网风险辨识理论体系,提出了在线跟踪网络特征参数异动的风险挖掘方法,构建了风险识别算法库,实现了事故前潜在风险在线辨识、评估与预警,阻断风险向故障事故转化,解决了隐蔽风险辨识与评估的难题,确定性风险挖掘准确率超过90%,减少事故20%-30%;②首次系统地建立了分布-集中协同的复杂故障快速诊断处理理论体系,提出了自组织智能保护控制方法,构建了故障处理算法库,实现了故障定位与保护配合,阻断故障传导与连锁反应,解决了故障快速诊断、隔离与阻断连锁反应的难题,故障隔离时间由分钟级降到秒/毫秒级;③首次系统地建立了智能配电网主动防御控制体系,提出了多源信息交互模型与层次递阶自愈控制模型,研发了信息交换总线、智能配电装备及自愈控制系统,解决了多源信息融合与系统防御控制的难题。 项目获发明专利60项(国际专利3项),发表SCI/EI检索论文67篇,制定标准10项(国际标准1项),登记软著9项,出版专著2部。项目成果经鉴定整体达到国际领先水平。成果自2014年用于上海浦东电网,故障隔离时间从30分钟降到10秒,从未发生重大安全事故。产品已在江苏、北京等24省电网、石油/钢铁企业等应用,并推广至中东、西亚等地区,近三年取得直接经济效69.3亿元(外汇2亿美元),极大地减少了电网安全事故及危害,经济社会效益巨大。依托成果发起成立了IEEE CPS智能配用电特别工作组,占领了该领域的国际制高点。
[成果] 1800180248 上海
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:该项目属于先进能源领域的智能电网方向。 积极消纳利用可再生能源,对保护人类生态环境、保障能源战略安全、支撑经济社会的可持续发展具有重大战略意义。面对大规模多元可再生能源从输电、配电、用电不同层面高度渗透到区域电网的复杂问题,需要应对其不确定性、波动性带来的严峻挑战,实现安全、经济、优质、高效消纳。该项目在国家科技支撑计划、国家自然科学基金和上海市科委等项目的资助下,政产学研联合攻关5年,取得了集技术、装备、应用于一体的系列成果,主要创新如下: (1)在电网运行调控层面,针对大规模可再生能源接入区域电网存在出力随机不确定性、可调可控性差的难题,提出了基于多代理双层优化的可再生能源分层分区纵向互动消纳策略,以及风电场群和燃机联合发电的横向复合控制策略,建立新能源消纳能量管理系统,搭建了数字物理混合仿真试验平台,为电网层可再生能源高效消纳提供了控制技术方法、软件系统以及仿真试验平台支撑。 (2)在多点就地消纳层面,针对随机波动性分布式可再生能源分散接入配电网、用户侧带来的安全经济运行难题,在发电侧研制移动式集装箱储能装备,提出平滑风功率快速波动的模糊变步长储能控制方法,改善了可再生能源并网的电能质量并延长电池寿命,1min最大波动量减小22%;在配电侧,提出了配电网智能快速自愈控制技术,实现可再生能源的故障黑启动安全支撑;在微网及用户侧,提出了考虑能效协调优化的可再生能源消纳调控策略,研制了需求侧协调优化系统与互动终端,实现了可再生能源就地消纳和高效利用。 (3)在源网规划与消纳评估方面,针对现有电网对可再生能源消纳的结构性不足,提出了区域可再生能源资源评估、电源结构布局优化方法和主动配电网络架构规划方法,建立了基于总体可持续发展、低碳贡献度及综合能效提升度的可再生能源发展适应性综合评价体系。从支撑可再生能源消纳利用的角度扩展并丰富了规划评价体系。 项目获专利授权45项(发明29项),取得软件著作权13项,发表论文49篇(SCI、EI收录33篇),制定标准2项。项目成果鉴定意见:“总体达到国际先进水平,可再生能源输配用多层协同互动消纳技术达到国际领先水平”。项目成果促成崇明岛可再生能源利用智能电网示范工程的建设应用,实现全岛含30%可再生能源电量的100%全额消纳利用,工程入选国家电网公司社会责任白皮书,支撑崇明生态岛入选联合国环境规划署全球绿色经济发展典型案例。项目成果推广应用到全国16个省市的新能源密集区域,3年新增产值17.45亿元,新增利润1.95亿元,减少弃风弃光或提高新能源发电量12.24亿千瓦时,减排二氧化碳107.9万吨,经济社会效益显著。项目成果为中国区域电网高比例可再生能源高效消纳和综合利用提供了借鉴与指导,并带动相关新能源与储能产业的发展,支撑中国绿色发展战略的实施。
[成果] 1800180674 上海
TM6 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:该项目属于电气工程领域。 2015年9月26日,中国国家主席习近平在联合国发展峰会上倡议构建全球能源互联网。智能变电站是构建全球能源互联网的关键节点,是智能电网的六大环节之一。中国是全球智能变电站数量最多的国家,智能变电站状态监视与智能诊断技术是保障智能电网高效、可靠运行的关键。智能变电站基于IEC61850标准,是典型的信息物理耦合系统,信息物理模型的一致性是保证系统安全、实现智能化运维的关键。但是,现有标准不支持将智能变电站中的物理实体及其拓扑连接完整、规范地映射到信息空间中,这一方面显著增加了智能变电站调试、运维的复杂度,带来了安全运行隐患,另一方面也阻碍了各类智能应用的有效实施。 在国家自然科学基金、国家科技部863计划、上海市科技计划和国家电网公司系列科技项目支持下,产-学-研团队历经15年,研发成功了基于SCD的全模型建模、一体化测试平台、智能运维和继电保护隐性故障辨识等信息物理融合的智能变电站在线监测和智能诊断关键技术,并开展工程应用。取得三项重要创新:(1)首创了全面涵盖智能变电站一次拓扑以及一二次关联模型,涉及IED设备、工业交换机、联接光缆等对象的全模型建模方法,拓展了IEC61850标准模型,提升了IEC61850模型的应用范围和实用化水平,制定国家标准2项,为信息物理融合的智能变电站在线监测与智能诊断技术奠定了理论基础;(2)提出了一种信息模型的物理镜像技术,开发了一种能够取代实际IED完成投运前的测试联调、运维检修安全性沙盘演练以及在运设备的体检等功能的一体化测试平台,实现了工厂化调试,缩短智能变电站设备检修和改扩建停运时间达65%以上;(3)首次应用基于智能变电站精准信息语义模型人工智能的语义网技术,设计了通用、可扩展的智能变电站运维专家系统知识库,提出了智能变电站继电保护隐性故障辨识技术,可实现对智能变电站在线监测和智能诊断,供电区域内用户平均停电时间仅为0.5小时/户,远低于2017年全国城市用户平均停电时间4.08小时/户。 项目申请发明专利38项(授权22项),授权实用新型专利4项,软件著作权3项;发表论文60篇,其中EI收录16篇(论文被他引843次),出版专著1部;制定国家标准1项,行业标准1项,企业标准9项。项目研究成果获得由南德意志大中华集团TüV颁发的IEC61850 Ed.2国际A级证书,并获美国企业新闻通讯公司(美通社)报道。研究成果已成功应用于上海首座智能变电站(泸定变),以及国内首座新一代智能变电站(叶塘变)集成测试及改扩建过程中。成果已在国内28个省份和英国、俄罗斯等国家和地区的共计1100余座变电站成功应用。近3年为国家产业化以及相关单位新增销售额7.17亿元,新增利润1.18亿元,为国家创收外汇4539万美元。项目社会经济效益显著,为中国能源安全战略和全球能源互联网建设提供了重要支撑。
[成果] 1800220113 安徽
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:能源危机和环境问题促进了以可再生清洁能源发电为代表的分布式电源技术的兴起,而分布式电源的输出功率具有波动性和间歇性,直接接入配电网会对配电网的安全性和经济性造成一定的影响。同时,随着可再生能源渗透率的日益提高,其客观存在的并网难、消纳难、长距离传输能效低、损耗大等问题也日益凸显。为了解决这些问题,智能微网应运而生。智能微网能够将分布式电源、储能单元以及负荷进行组网,从而形成一个独立自治的小型发-输-配-用电系统,然后再通过电力电子接口接入配电网,通过对微网进行优化运行控制和能量管理,可以大大减小分布式电源输出功率的波动性对配电网的影响。在这样的背景和需求下,该项目在安徽省科技计划“分布式智能微网关键技术攻关与集成应用”(1301022045)、芜湖市科技计划重大项目“面向电动汽车充电装置的光伏微网关键技术研究与应用”(2014zd23)以及芜湖市科技计划重点项目“光伏微电网的控制、保护与能量管理技术研究”(2014cxy05)的资助下,已建成总装机容量为510kWp的智能微网示范工程,开展了智能微网关键技术研究与集成应用。 该项目主要技术创新如下:(1)光伏电池MPPT控制技术。设计了一种自供电式太阳能控制器,并利用双直线近似法和小步长扰动观察法相结合进行光伏电池的MPPT跟踪控制。授权发明专利2项:一种自供电式太阳能控制器(201510536262.4);一种适用于光伏电池的MPPT控制方法(201510279105.X)。(2)微网无功补偿技术。静止无功补偿器和静止同步补偿器通过Profibus/ Modbus总线与DSP控制模块相连。在此基础之上,基于动态无功容量检测数据的样本方差获得偏离权值计算总体无功容量以实现冗余无功补偿。授权发明专利2项:一种无功补偿控制器及其控制方法(201210544390.X);一种无功补偿控制器及其冗余补偿控制方法(201510976496.0)。(3)微网有源滤波技术。采用电流幅值信息和相位信息分开计算的方法实现有源滤波器的不失真检波,并设计出有源滤波器的控制器,从而实现对微网系统中谐波、无功、三相不平衡的电能质量治理。 授权发明专利1项:一种有源电力滤波器的控制器及其控制方法(201110428869.2)。该项目还取得实用新型专利5项,获得省高新技术产品认定3项和科技成果鉴定4项、国家强制产品3C认证1项,模块化有源电力滤波器获市科学技术奖三等奖。 该项目技术已经过安徽佑赛科技股份有限公司、安徽信义电源有限公司进行推广应用,近三年新增销售额1.9亿元,新增利润1000余万元;此外,总投资5.2亿元的繁昌县岱湖滩信义渔光互补并网光伏电站,年均收益高达7000余万元,创造了良好的经济效益。 智能微网在降低化石能源消耗、改善能源结构、提高能源安全、减少碳排放和环境污染、促进光伏扶贫等方面创造了良好的社会效益。
[成果] 1800280130 重庆
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:作为重要国家基础设施,智能电网对国民经济和社会发展的意义不言而喻。电力信息系统处于智能电网的核心地位,是继电保护、安稳控制及调度自动化的重要保障,是确保电网安全、稳定、经济运行的关键基础设施。电力系统的数据获取及传输对智能电网建设和运行至关重要,直接影响电网运行效率。 随着电网智能化建设不断深入,电网规模不断扩大、业务种类不断更新,电网实时状态监测要求不断提高,现有技术水平已无法满足需求。在国家发改委、国家自然科学基金等项目支持下,该项目深入研究了智能电网高效数据传输技术,包括可靠数据采集、智能数据处理、高效数据汇聚及稳定数据传输四个方面。从系统架构、环境特征、应用需求等方面出发,结合电网运行、保护自动化、用电信息采集等电力全业务需求,攻克了动态增量组网、多级数据融合、轻量快速汇聚、按需连接重构等关键技术问题,形成了完善的知识产权体系,实现了可控、可管及可靠的电力信息系统,对提高智能电网的运行效率及服务质量、促进国家绿色能源战略的实施起到了积极推动作用。 项目在以下4个方面形成了较强优势。 (1)提出非均匀层次型增量部署方法,利用节点之间的关联性,根据节点梯度、能量消耗、节点关系动态选择低梯度关键节点转发数据,实现了大规模节点部署下的高效数据传输。解决了电力装置在有限能量状态下的可靠数据采集问题。 (2)提出复杂网络环境下的多维数据处理方法。根据节点自身运行状态及电力系统运行环境,以感知节点、中继器、汇聚器联动的方式,实现了多维度数据的采集、预处理、精准分析等智能化数据处理,解决了电力装置及系统可靠运行的监测及诊断问题。 (3)提出面向海量终端的分级汇聚方法。采用辅助节点将原有汇聚系统演化为两级分光拓扑结构,根据电力装置位置确定子网规模,利用网内业务疏导方法避免了上行容量受限所导致的资源竞争问题,解决了数据查询及上报过程中的突发性丢失问题。 (4)提出业务传输状态实时感知的电力干线资源保护方法,根据业务动态特性,判定瓶颈节点、重载链路等关键网元,以少量预设资源实现了电力数据传输稳定性的大幅提升,解决了有限资源状态下的业务传输可靠性问题。 该项目授权国家发明专利26项,行业标准1项,为电网数据高可靠传输解决了规范性问题。所研制的信息系统近三年累积产值15.2亿元。应用范围涵盖重庆、宁夏、辽宁、江苏等十余个省份,取得重大社会和经济效益,极大提升了中国电力信息系统智能化水平。
[成果] 1800280214 重庆
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:物联网与智能电网结合,是新一轮电力行业产业升级的重要发展方向,在“十二五”期间已被列为国家加快培育和发展的战略新型产业,输变电设备智能监测传感网络的建设可以实现智能电网设备深度互联和管控,对提高设备可用率,降低设备状态检修的盲目性与风险性,实现设备优化管理具有重大意义。 该成果在国家863计划“智能电网”重大专项等课题支撑下,围绕输变电设备智能监测传感网络关键技术难题,与华南理工大学、云南电网公司等高校和科研院所经过多年协同攻关,在输变电设备智能感知、非接触取能、监测传感网络、全寿命周期过程评估等关键技术方面取得了突破,建立了世界上首个覆盖配网电压至特高压等级输变电设备的智能监测传感网络。创新性成果主要有: 1)提出了输变电设备多种信息智能感知方法,发明了局部放电、雷击电压/电流、分布式光纤温度/应力等参数监测的新型智能传感器,提高了输变电设备状态监测传感器的智能化水平。 2)提出了适用于输变电设备监测传感网络的非接触取能方法以及电源管理策略,发明了非接触取能模块,解决了输变电智能传感器及监测装置的供能可靠性问题。 3)发明了一体化智能监测装置,建立了输变电设备智能监测传感网络,提出了异构双网双通道的通信组网策略,解决了输变电设备之间状态信息的共享和互操作的技术难题。 4)提出了基于全景信息和覆盖全寿命周期的设备风险动态预警、状态评估方法,建立了输变电设备全景信息汇聚、智能分析与管理平台,解决了设备运维决策的准确性、协同联动及智能化的技术难题。 5)基于以上关键技术创新,建立了世界上首个覆盖配网电压至特高压等级输变电设备的智能监测传感网络和输变电设备智能监测管理平台,提高了输变电设备全寿命周期管理过程的评估、预警及运维决策的智能化水平,扩展了智能电网的网络和设备属性。 该成果授权国家发明专利24项、实用新型专利12项、软件著作权5项,主持编写电力行业首批物联网技术标准4项,发表论文SCI38篇、EI47篇;研究成果在重庆、云南、河南、广东等多省市输变电设备上得到了广泛应用,创新了智能电网输变电设备的安全监测体系与运维管控模式。近3年累计直接经济效益近6亿多元,间接经济效益近30亿元,产生了显著的经济和社会效益。专家鉴定意见为:研究成果处于国际领先水平,对促进输变电设备物联网的研究和应用具有重要推动作用。
[成果] 1800290069 北京
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:为实现大容量直流电缆输电和管道输电,该项目的任务是:①了解多场耦合作用下固体绝缘介质空间电荷和电导的稳态暂态过程;②提出环境友好混合气体绝缘介质及固气界面电荷的动力学过程和消散方法;③研究纳米复合绝缘介质的电场及热场调控理论及方法;④建立自适应介电特性的固体绝缘组装理论及方法;⑤实现微放电缺陷抑制并研发可自愈的绝缘介质;⑥探索管道及电缆输电线路长期运行故障演变过程及老化规律。 建立介质稳态暂态空间电荷和电导的物理模型。实现了多场耦合(电场、温度和机械场)和电导耦合的空间电荷测量功能并研制了实验系统;采用空间电荷高速动态测试平台,研究了聚乙烯材料在多场耦合作用下极化初始过程、预击穿的空间电荷特性。建立多场耦合的二维针板电极模型,采用双极性载流子模型,研究了空间电荷在不同温度梯度下的注入和电场分布规律。 提出直流电场作用下固体绝缘空间电荷及界面电荷的主动消散和控制方法。建立SF6替代气体绝缘性能实验测试装置和混合气体中固气界面电荷测试装置。综合考虑C3F7CN及其混合气体的温室效应、液化特性、传热性能、绝缘特性,提出了适用于直流管道输电线路的环境友好绝缘气体的选择方案;研究了电热耦合应力作用下绝缘材料电导特性对盆式绝缘子表面电荷积聚及沿面电场分布规律的影响,提出了直流盆式绝缘子绝缘材料优化指标。构建基于遗传算法的直流盆式绝缘子形状优化设计方法,形成了±100千伏直流盆式绝缘子绝缘优化设计方案。
[成果] 1800290235 山东
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:该项目紧紧围绕电网环保技术,研发山东电网环境保护数据管理信息系统,建立输变电工程环境保护敏感区管理平台,探索电网企业环保管理模式,健全环保标准化管理体系,完善环保管理规章制度,严格执行环境影响评价管理制度和环保“三同时”制度,电网建设项目环评率、竣工环保验收率、水土保持验收率均保持100%,实现输变电工程设施环境状况的可控、在控。针对电力行业劳动环境中存在的噪声、微波、工频电场、磁场、高温、缺氧等危险作业环境编制了监测技术规范,在施工过程中按照国家电网公司基建安全文明标准化施工和创优质工程标准进行全过程环境管理,开发环保型、维护与检测一体化的电力钢丝绳设备,推广绿色能源,推动电动汽车发展,实现充换电池的循环利用,推动节能减排,努力以最少的资源消耗和环境代价建设高效、环保的坚强智能电网。 主要内容包括: 1、针对电力行业劳动环境中存在的粉尘、噪声、毒物、微波辐射、工频电场、磁场、高温作业、缺氧危险作业等发布并实施电力行业标准2项:《DL/T 799-2010电力行业劳动环境监测技术规范》和《DL/T 1200-2013电力行业缺氧危险作业监测与防护技术规范》,为电力行业劳动环境监测技术提供了规范性要求。 2、研发山东电网环境保护数据管理信息系统,将所有已建和在建输变电工程的环境因素数据、敏感目标及环评和竣工环保验收资料纳入信息系统,实现信息实时报送和监控,达到电网环境保护工作制度化、规范化、常态化和信息化的要求。 3、针对输变电工程环境敏感区的分布地理信息,以多分辨率遥感影像数据为背景、叠加矢量地图,构建输变电工程地理信息平台;并在此平台的基础上将收集到的环境敏感区信息录入系统,开发出输变电工程环境敏感目标管理系统。实现对输变电工程的地理位置信息、敏感目标、保护范围等信息进行管理、查询、定位、分析等应用功能。 4、开展变电站噪声预测与衰减规律研究,分析变电站电器设备噪声低频性质,掌握变电站厂界噪声分布规律以及相应的治理方法。采取有效降噪措施,减少和避免可能带来的噪声污染问题,优化变电站设计,有效减少建设施工周期,为公司带来积极的环境效益和社会效益。 5、应用上,从施工、用电到调度各个领域均秉承环保理念,采用绿色施工新技术,研制出输电线路张力架线用环保型钢丝绳,集彻底清洁、损伤检测、无损在线拉力检测、高温浸油保养等多功能于一体,实现了钢丝绳清洗、检测、养护连续化作业和清洗保养介质的循环使用,环保高效。用电上,推广绿色能源,推动电动汽车发展,实现充换电池的循环利用,推动节能减排。 该项目已在山东省内得到广泛应用,申请发明专利2项,申请软件著作权1项,发布并实施电力行业标准2项。 电网环保技术研究与应用秉承绿色环保的理念,电网建设全过程规范化管理,最大程度的保护环境,避免环保纠纷,减少环境风险,促进环境友好型电网的建设,有力的推动了和谐社会的发展。 成果创新性:国网山东省电力公司以构建“资源节约型、环境友好型”企业为目标,坚持公司经营发展与环境保护相协调的方针,以管理机制创新为动力,在全面贯彻国家能源发展战略及各项环境保护规章制度的基础上,强化环保过程管理精益化,充分发挥自身优势,坚持绿色运营,助力低碳产业,建设绿色和谐电网,推动产业和社会健康、可持续发展。 该项目紧紧围绕电网环境保护技术,研发出山东电网环境保护数据管理信息系统,将所有已建和在建输变电工程的环境因素数据、敏感目标及环评和竣工环保验收资料纳入系统,实现环保管理信息化。环境保护管理在电网规划、建设、运行、检修、营销过程中全程保护、全程监控,并持续改进,推动自身和行业的绿色转型。 输变电工程从可研、设计、施工到投入试运行各个阶段,坚持电力建设、电力生产与环境保护同步规划、同步实施、同步发展,建立输变电工程环境保护敏感区管理平台,变电站建设采用GIS电网地理信息系统技术,确保电网规划能够最大限度利用自然资源,减少能耗和环境污染。 针对电力行业劳动环境中存在的噪声、微波、工频电场、磁场、高温、缺氧等危险作业环境编制了监测技术规范,在施工过程中秉承环保理念,开发出环保新型、维护与检测一体化的电力钢丝绳设备,推广绿色能源,推动电动汽车发展,实现充换电池的循环利用,推动节能减排。 成果先进性:开展对220-750kV变电站设备噪声预测及衰减规律进行研究,通过对变电站噪声数据的整理、分析,阐述了变电站内主要噪声源的结构及发声机理,分析变电站电器设备噪声低频性质,掌握了变电站厂界噪声分布规律以及相应的治理方法;利用SoundPLAN软件进行预测,掌握变电站厂界噪声仿真模型的建立方法,根据声学原理,针对不同声源类型,构建变电站内的主要噪声源模型,并结合实际数据,带入实际模型中进行运算,得出变电站噪声声场分布图。在此基础上分析变电站噪声对厂界敏感点以及周围环境的影响程度,提出相应的解决方案和设计参数。 成果独占性:开展对220-750kV变电站设备噪声预测及衰减规律进行研究,通过对变电站噪声数据的整理、分析,阐述了变电站内主要噪声源的结构及发声机理,分析变电站电器设备噪声低频性质,掌握了变电站厂界噪声分布规律以及相应的治理方法;利用SoundPLAN软件进行预测,掌握变电站厂界噪声仿真模型的建立方法,根据声学原理,针对不同声源类型,构建变电站内的主要噪声源模型,并结合实际数据,带入实际模型中进行运算,得出变电站噪声声场分布图。在此基础上分析变电站噪声对厂界敏感点以及周围环境的影响程度,提出相应的解决方案和设计参数。
[成果] 1800220155 安徽
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:电网安全可靠的运行是居民及企业正常工作和生活的重要保障,是维持社会正常稳定发展的前提。在电网运行过程中,异常突发事件时有发生,电力应急抢险工作十分重要。无论主网或配网,均涉及到电力应急抢险事件的处理及作业现场安全风险的管控。为进一步加强对电力应急抢险现场的安全管控,有效的保障抢险工作现场的作业安全,安徽送变电工程有限公司联合合肥工业大学以及安徽博诺思信息科技有限公司于2015年初共同开展了基于“人工智能”的安全监督可视化技术研究与应用项目的建设工作。 项目以实现电力应急抢险作业现场的安全监督可视化管理为目标,以电力抢险作业现场、抢险人员、公司级监控中心等为基础,利用移动互联网、视频分析、GPS定位技术,搭建了施工现场安全实时管控平台。通过项目的实施,实现了对应急抢险现场远程实时可视化的智能安全管控。截止2016年底,项目组在移动视频传输、异常事件检测、作业人员检测与识别、违章视频分析等方面取得了突破进展。项目的研究成果已在安徽送变电工程有限公司和安徽宏源电力建设投资有限公司共2100多个作业抢险现场实施应用,并在2018年安徽地区抗冰抢险中发挥了巨大作用。项目应用提升了抢险现场安全监管效果,共完成了风险预判23586条,分派风险任务5173次,发现安全隐患1856个,拍摄照片15965张,问题整改率达100%,整改效率提升了约为30%。充分利用该项目的研究成果,实现了对应急抢险现场的远程实时监控,智能识别分析,综合风险预判,保障了应急抢险工作的顺利开展。经统计,近三年该项目取得的直接经济效益达6000多万元。通过该项目的研究及应用,对电力应急抢险的各项工作和环节进行了全过程、分布式、可视化的管理,有效地提升了应急抢险的工作效率及安全管控能力,实现了抢险现场全过程监控、作业风险全方位分析、作业人员全覆盖管理,拓宽电力抢修安全监管视野,增强了对抢险现场人员的管控,降低了抢险现场安全风险,为电力可靠运行保驾护航。 项目研究成果获得授权发明专利7项,软件著作权2项,发表SCI/EI索引论文20多篇。项目研究成果还作为安徽省电力公司唯一参赛项目在国家电网公司第三届青年创新创意大赛上荣获“金奖”,得到了国家电网公司高度认可,并作为电力应急抢险安全管控成功范例予以在国网范围推广应用。
[成果] 1800220209 安徽
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:相比传统变压器,移相变压器可以在系统中通过调节移相角来控制线路潮流的大小,优化电力系统网络潮流,是现代电力系统有功调节的重要手段。在国内,移相变压器的研究、制造起步比较晚,尚无任何移相变压器应用经验。近年来,随着安徽电网规模的扩大和电网互联程度的提升,电网的潮流控制问题变得更加复杂和困难。为保障安徽电网安全经济运行,为全省经济社会发展保驾护航,开展220kV移相变压器关键技术模型试制及推广应用项目意义重大。 项目围绕移相变压器应用于电力系统这一目标,开展了移相变压器应用于电力系统仿真分析研究、移相变压器试验测试方法及运维策略研究、大容量移相变压器关键技术、模型试制和试验方案研究等子课题研究内容。 项目提出了安徽电网移相变压器的具体应用方案和设备要求,提出了220kV移相变压器选址和容量配置的一般原则和仿真分析方法,填补了中国尚无考虑多应用场景的移相变应用仿真分析方法的空白,为实际电网移相变应用方案研究提供了全面系统的仿真技术框架。 项目提出并完成了十一份移相变压器的设计原则、分析技术、工艺装备、质量标准以及实验装备等的全套技术文件和设计图纸,研制出了220kV移相变压器的样机模型,完全掌握了移相变压器制造技术。所提的一种新型连接盒固定支架和法兰结构及其就位安装工艺,解决了移相变压器的串联变压器及励磁变压器就位公差较大情况下的装配难题。采用的一种新型框架式防环流支架结构实现三个单相有载分接开关的支撑的设计工艺,解决了传统开关支架中产生的环流引起的附加损耗和结构件过热问题。 此外项目还提出了移相变压器工厂及现场的试验项目和方法以及运维策略;提出了一种大容量对称双芯移相变有载分接开关在负载条件下的最大级电压计算方法,突破了现有方法计算精度不足或依赖系统应用潮流计算的现状,为移相变压器的研制及有载分接开关的选型提供了可靠的理论支撑。 根据查新结论,项目所提的相关技术创新点与国内外相关技术相比,更具工程实用性,部分技术国内外未见相关报道。 项目申请国家发明专利4项,已获国家发明专利授权1项,发表学术论文5篇(其中EI收录2篇,核心期刊录用1篇),项目研发制造的型号为PST-50000/220移相变压器模型通过了KEMA、电力工业电气设备质量检验测试中心的第三方检测。依托项目成果,获国家计算机软件著作权1项,出版专著1部(第二章移相变压器一节)。 针对220kV移相变压器关键技术的研究不仅为推动安徽电网移相变压器的应用,提高安徽电网安全经济运行水平提供了重要技术支撑,同时项目所提出的完整的移相变压器系统应用仿真、本体设计、制造技术和运维策略具有广阔的市场前景和巨大的经济效益,可为中国移相变压器的设计制造及推广应用提供参考。
[成果] 1800240115 江苏
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:电力安全是国民经济发展的重要基础。江苏是中国经济强省,用电负荷屡创新高,2017年已突破1亿千瓦。伴随负荷的持续增长,江苏电网格局和电源结构均发生重大改变,三回特高压直流密集接入,加上省内逾千万千瓦风电、光伏发电并网,对受端燃煤电源替换效应持续加强,促进了江苏清洁用电和大气防污,但也降低了电网抗扰动能力,故障下电网动态演化特性复杂,如单一局部故障可能引发多直流换相失败、新能源脱网等一系列连锁反应,存在大面积停电风险。近年来,全球范围内多次发生大停电事故,给所在地造成了巨大经济损失和社会影响,也为中国电网安全敲响了警钟,亟待加强对电网运行特性的认知,研发适应电网发展的稳定控制技术,提升电网应对大面积停电的防御能力。 依托国家863计划、国家电网公司重大专项等项目,团队历时5年,从预防电网大停电角度,针对故障前方式优化安排、故障中的紧急控制策略整定、失稳后的振荡中心定位和解列优化配置、解列后孤网的低频低压减载策略开展技术攻关,攻克多项关键技术,研制了成套装备并投入工程应用,有效提升电网防御大停电的能力。 核心创新成果包括: 1)在故障前运行优化方面,提出了运行方式强相关断面自动识别方法和多个关联断面输电极限协调计算技术,突破了使多断面输电功率同时达到极限值的自动搜索算法瓶颈,为有效提高输电容量利用率提供技术方法。 2)在故障后紧急控制方面,提出了紧急控制量快速预估方法和兼顾多稳定模式的紧急控制策略搜索方法,显著提升电网故障后第一时间实施全局紧急协调控制能力。 3)在连锁故障防控方面,提出了连锁事故链搜索方法和连锁故障紧急阻断策略,填补了计及电网暂态行为与规律的连锁故障防控技术的空白,提升了大电网应对小概率高风险连锁事故的能力。 4)在系统失步后控制方面,提出了振荡中心精确定位方法和适应直流接入的失步解列判据,克服了传统失步解列技术因无法适应电网复杂振荡特性而正确实施控制的重大缺陷。 5)在解列后孤网控制方面,提出了自动适应孤网惯量及调节能力大幅下降特征的低频低压减载和高周切机优化配置技术,减少孤网频率电压崩溃现象的发生。 项目授权发明专利23项,发表SCI/EI及核心论文32篇。相关技术和研发的受端电网频率紧急协调控制系统、应对直流换相失败的多直流协控系统、新一代失步解列装置、孤网稳定控制系统等,已在江苏电网、华东电网、华中电网、西北电网、西南电网以及酒钢企业电网推广应用,控制系统多次正确动作,有力保障了电网安全稳定运行,降低大面积停电的风险。近两年累计新增销售额6.6亿元,新增利润1.7亿,为中国特高压交直流电网安全稳定控制提供了技术和装备支撑,有效降低由于对复杂场景认知不足或现有控制无效导致电网大面积停电的风险,有力保障江苏电网安全运行、提高跨区输电能力、提升电网对清洁能源的接纳能力。成果推动大范围能源互联网安全领域的科技创新,在国际大电网稳定控制领域起到了引领和示范作用。
[成果] 1800240159 江苏
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:近年来,世界各国对减少环境污染、提高能源利用效率、保障能源可靠供应等方面高度重视,基于可再生能源的微电网得到了各国政府的大力支持。2015年国家能源局发布了《关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见》,强调新能源微电网是推进能源发展变革的重要载体。可再生能源微电网系统具有以新能源为主、系统惯量低等特点,在实际运行过程中暴露出了关键问题亟需解决: (1)作为微电网主电源的传统储能逆变器不能有效并联扩容,难以与同步电源并联组网,系统扩展性差; (2)系统无惯量或惯量低,抗扰动能力弱,难以满足工矿企业、新农村地区对电能质量和供电可靠性较高的需求。 (3)系统中新能源随机性波动大、预测难,难以有效平衡负荷和间歇式新能源的输出,微电网系统优化调度控制困难。 (4)系统中新能源布局分散、分布广,设备类型、数量多,缺乏运维手段,尤其是岛屿和偏远地区运行维护困难,直接影响系统安全可靠运行。 以国家863计划、江苏省科技支撑计划等重点科技项目为依托,历时5年,围绕构建“可扩展、强抗扰、能调度、易维护”的可再生能源微电网供电系统,在多源并联组网、稳定运行控制和调度运维等方面进行了技术突破,形成创新成果如下: (1)提出了多功率等级电压源多拐点分区的频率协调控制方法,研制了可并联扩容、主动支撑的50kW-500kW系列储能变流器,离网系统频率偏差可以控制在±0.5Hz以内,提高了微电网系统的频率稳定性和可扩展性; (2)提出了基于动/稳态虚拟阻抗解耦的逆变器负载自适应控制策略,解决了系统冲击性负荷扰动下变流器动态响应能力弱的问题,满功率负载投切下系统电压偏差小于5%,提高了微电网系统的抗扰动能力; (3)提出了基于多时间尺度可再生能源功率预测的微电网多维度联合优化调度策略,实现了微电网系统多时间尺度连续时间域多维目标优化调度与控制。 (4)提出了基于虚拟现实多维信息实时关联映射和多源数据融合分析的微电网系统监测与诊断预警分析技术,实现了微电网系统全景可视化运维。 分别经余贻鑫院士、李立浧院士领衔的专家委员会鉴定,该项目成果整体处于国际先进水平,部分核心技术达到国际领先水平。项目发表SCI/EI学术论文168篇,其中SCI论文58篇;出版著作4部;获授权国家专利103项,其中发明专利74项;获得软件著作权36项;牵头编制标准8项,其中国标4项、团标4项。项目成果已在江苏、浙江、海南、青海、西藏等全国20余省市得到了推广应用,已成功出口至印度、日本、韩国、巴西、阿富汗、柬埔寨、马尔代夫等国,创收外汇超10500万美元,近两年项目完成单位共新增销售额228772.13万元,新增利润60677.51万元,经济效益十分显著。 项目成果对国内微电网工程建设发展提供了有力技术支撑,带动了行业产业装备的升级和科技进步;尤其是对解决中国边远地区可靠性供电、促进社会和谐、民族和睦和边疆稳定具有重大的政治社会意义。
[成果] 1800240172 江苏
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:该项目属于能源与节能新能源领域,列入国家863、973等计划。在新能源发电和智能电网2.0需求背景下,储能系统已成为许多国家科技创新与战略部署的热点。由于其储能性能优越、功能多样,无污染环境友好等特性,在新能源发电、能源存储、电能传输等领域有广泛的应用前景。 然而储能存在诸多技术难题,如: (1)大规模储能难以保证电能充放的频繁性以及短时间内大倍率充放电的性能; (2)基于光伏发电、风力发电等新能源发电方式受气候和环境的影响很大,难以保证稳定性。 (3)电池的“短板效应”严重影响储能系统的寿命; (4)电网多台机组频繁启停会导致电压闪变以及输出功率波动。 该项目通过深入的研究,立足“研发具有自主知识产权的新型复合储能系统,实现其规模化生产与应用”的研究目标,攻克了复合储能系统生产与应用的系列共性关键技术,主要发明点包括: (1)首创了能量型与功率型储能的互补技术,用于协助无功补偿对发电功率波动的平抑以及电网协调瞬时性大功率的需求;项目成果响应时间小于5ms,达到国内领先水平,细分领域行业前三。 (2)国内最早掌握了复合储能系统与分布式发电的协调技术,储能系统的调节作用,保证了电网协调的供电可靠性;使新能源利用率提高30%,领先同行业3到5年。 (3)大规模批量在大型储能系统使用主动动态平衡技术,改变被动放热式的缺点;储能系统寿命从2000次提高到3000次,打破了日美在储能系统的垄断。 (4)通过储能协调平滑控制技术,同时控制多台机组频繁启停可能导致的电压闪变,避免机组输出功率波动大的情形发生,并网点电压闪变时,电压跌落幅值5%以内,电压跌落时间与恢复时间均小于20毫秒;领先行业技术水平20%以上。 该项目申请专利60件,其中发明专利30件,授权专利19件,发明专利授权5件;发表相关性学术性论文32篇。该项目技术已在企业成功推广应用,减少了电网昼夜电差的浪费,成功的解决了部分僻远山区和难以架设电网区域用电难的问题,促进了绿色环保事业的发展,打破了国外企业的技术垄断,经济、社会效益十分显著。 经济指标:形成2.2GWh储能系统生产能力;项目完成年销售额23103万元,利税1614万元。 应用推广:基于电网协调的混合储能系统,有效监测分布式电源的状态,准确预测分布式电源的出力情况,调节储能系统工作状态以维持功率平衡。江苏春兰清洁能源研究院有限公司通过混合储能系统对电网的协调,实现了电压补偿、电网协调切换瞬间的快速功率补偿,保障了供电质量以及供电的稳定性。天津科润自动化技术有限公司通过该产品,在大功率无线充电设备接入电网进入工作模式时,弥补了功率缺额,保证了系统在这两种模式下的平稳过渡。山东润峰电子科技有限公司在使用该产品后认为其能够实现电能的稳定存储,解决了部分偏远地区和难以架设电网区域用电难问题。山东润昇电源科技有限公司使用后认为其提高电网质量、保持了有功功率、降低了无功功率、使得各种分布式再生能源能够平滑接入。
[成果] 1800240205 江苏
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:江苏经济体量大,但能源资源匮乏,且环境约束严重。建设超特高压直流工程,利用远方清洁能源是江苏能源转型、绿色发展的重要方式。江苏省内在运3座±800kV换流站、1座±500kV换流站,入网电能占总用电量近30%,站内核心设备换流变压器一旦故障,至少威胁180万千瓦电能输送,严重时造成江苏大面积停电。2018年3月22日,巴西因欣古换流站故障导致至少14个州停电数小时,社会安全受到严重影响。换流变运行中承受交直流复合电压和极性反转电压,运行条件、绝缘设计及布置等方面与交流变存在显著差异,但是运检主要依靠交流变相关技术和经验,局限性日益凸显:绝缘故障机理不明确、高纸板比例主绝缘评估准确性差、套管复杂电压下绝缘评估手段缺乏、局部放电检测不灵敏等。因此,迫切需要开展换流变绝缘故障预防技术研究。 在国家自然科学基金、国网公司科技项目支持下,项目开展复合电压下油纸绝缘击穿特性、主绝缘电气无损检测评估、套管绝缘状态有功损耗评估、局放超声检测诊断四方面故障预防关键技术研究,并实现工程应用。项目主要创新点如下: (1)揭示了交直流复合电压下油中颗粒、水分对换流变油纸绝缘击穿特性的影响规律,提出了高低端换流变油中金属非金属颗粒、水分的分级分类控制指标,将国际上现有单一指标提升为四类指标,填补了±800kV及以上特高压直流工程换流变油中颗粒、水分评价的技术空白。 (2)提出了换流变主绝缘受潮、老化状态电气评估方法,发明了温度干扰频宽迁移消除技术,构建了表征绝缘老化及受潮程度的介电响应特征指纹数据库,避免了传统化学评估方法结果分散、检测效率低、流程复杂等系列问题,实现了换流变主绝缘受潮、老化程度现场无损定量评估。 (3)首创换流变套管受潮程度有功损耗评估方法,建立了复杂电压下有功损耗计算模型,获得了套管绝缘含水量与有功损耗的数学关系,开发了套管绝缘状态评估系统,解决了长期困扰的换流变套管评估手段匮乏的难题,实现了含大量高次谐波成分下套管绝缘受潮准确评估。 (4)发明了复眼式光纤EFPI传感器,建立了换流变内部局部放电类型、放电源位置与超声信号的关系,研制了换流变压器绝缘远程监测及预警系统,局放信号有效检测距离较传统传感器提升2.5倍,诊断准确率由60%提高至90%,实现了换流变内部放电性缺陷实时监测及跟踪。 项目获得发明专利11项、实用新型专利3项;编制电力行业标准1项。陈维江院士等组成的鉴定委员会认为:“换流变油中金属非金属颗粒分级分类差异化控制指标、基于有功损耗密度的换流变套管状态评估方法等方面处于国际领先水平。”项目成果已广泛应用于江苏、山东、河南、四川等省电力公司以及常州西电等单位,累计完成300余台次换流变状态检测评估,发现20余台次绝缘缺陷,有效预防重大事故的发生,近两年节支约6亿元,大大提高直流输电工程运行安全可靠性,保障江苏的能源可靠供应,避免非正常停电对社会的不良影响。
[成果] 1800240213 江苏
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:该项目属于动力电气领域。随着大规模分布式新能源的接入和“源-网-荷-储”主动控制需求的增长,传统配电网正在向主动配电网方向发展,未经有效测试评估的主动配电网系统与设备投入运行,不仅无法发挥作用,造成资源巨大浪费,而且给配电网安全稳定运行带来隐患。如何对主动配电网设备及系统的运行控制逻辑、馈线故障处理、整体性能等方面进行测试与评估是IEEE、CIGRE和CIRED三大国际电气组织密切关注的世界级难题。在国家863计划、国家电网公司科技项目等资助下,该项目在主动配电网终端设备、主站系统、系统级应用检测与性能评估等方面开展全方位研究,历经6年攻关取得一系列成果,主要创新点如下: 1)提出信息物理融合的主动配电网硬件在环控制仿真测试技术,打通数字仿真模型与实际测控装置高速通道,研发了主动配电网硬件在环控制仿真测试平台与并行计算和高速接口软件,仿真规模从常规50条馈线提高到1000条馈线,解决了多类型新能源接入规模化配电网协同交互控制策略的测试与验证难题; 2)首次提出主动配电网自愈的数理逻辑形式化描述和验证方法,发明自愈系统的可靠性量化评价和测试方法并研制馈线自动化测试系统,克服了传统测试方法与仿真方法验证不完备的缺陷,验证场景覆盖率从不足50%提高到100%,解决了自愈算法逻辑正确性验证的难题; 3)首创主站与终端二次注入协同的主动配电网馈线自动化测试方法,研制了系列检测装备,测试设备同步启动时间为50μs,可同时模拟10处以上故障,解决了馈线自动化难以开展系统性现场测试的难题,实现全部接线方式与运行方式下馈线自动化的测试验证和性能评价; 4)发明可扩展闭环同步的配电终端检测技术,研制了多间隔同步输出的配电终端检测平台;提出无静差反馈控制与分段插值校正方法,研制了1000A大电流动态相位偏移不大于0.05度的暂态录波型故障指示器检测平台,解决了配电终端与故障指示器的全自动闭环规模化检测难题。 项目授权发明专利21项、实用新型及外观专利14项、软件著作权6项;发布行业标准4项;发表论文67篇(SCI/EI论文49篇),总被引用1608次;出版中英文专著5部。中国电机工程学会组织的鉴定认为:项目成功解决了配电自动化系统与设备的检测试验及主动配电网运行可靠性提升等技术难题,研究成果整体达到国际领先水平。 项目研制的主动配电网系列检测装备在国内市场占有率达80%以上,近两年国内累计销售8.36亿元。应用项目成果完成江苏全省5万余台配电终端的性能检测和8000余条馈线自动化测试,馈线自动化覆盖区域供电可靠性提升0.08%,新增售电额19.39亿元。项目成果在北京、杭州、厦门等100余市获得推广应用,有力支撑中国配电自动化与主动配电网系统现场测试验收工作,极大提升了中国配电自动化实用化水平,有效提高了应用地区配网供电可靠性和分布式能源消纳能力。
[成果] 1800130419 北京
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:随着分布式电源和新型负荷接入比例的升高,传统配电网逐步演变为具有众多可调可控资源的主动配电网。由于分布式电源和新型负荷的随机性、波动性,其大规模分散接入对配电网安全稳定和高效运行带来巨大的挑战,尤其是以北京为代表的超大城市对安全可靠供电和清洁能源高效利用有着更高要求,研究如何提升主动配电网的规划优化水平和运行控制能力具有重大意义。 依托国家863计划、国家自然科学基金和国家电网公司重大专项等科研项目,项目团队历时6年,攻克了主动配电网规划运行互动决策、多源协同优化运行、供电质量提升和云服务信息平台等方面关键技术,研制了2套装置(快速切换装置和综合配电单元),研发了3套系统(规划运行互动决策支持系统、运行控制系统、模拟仿真系统)和1个平台(主动配电网信息平台),实现主动配电网关键技术集成与推广应用。主要创新点如下: ①建立了能量信息相协调的一体化规划模型和规划-运行评估指标体系,提出了基于运行性能关联的规划方案滚动调整方法,研发了规划运行互动决策支持系统,系统提升规划运行水平。 ②提出了主动配电网安全合环、供电路径风险预控、快速切换等控制方法,研制了基于涡流驱动的配电网快速切换装置,系统地提升了供电质量。 ③提出了主动配电网源荷特性辨识和状态估计方法,研制了为主动配电网提供同步量测信息的综合配电单元,提升了主动配电网态势感知能力。 ④提出了基于电压主动调节和集群负荷需求响应的多源协同优化控制策略,研发了主动配电网运行控制系统,提升了分布式电源消纳能力和利用效率。 ⑤建立了覆盖全电压等级的电源-主动配电网-柔性负荷精细化模型库,提出了连续运行场景下的分布式推演仿真方法,研发了模拟仿真系统,实现了运行控制策略的验证校核。 ⑥提出基于图数据库的主动配电网数据存储技术,提出基于云计算、支持多场景应用的虚拟资源配置技术,研发了基于云服务的主动配电网信息平台,为规划和运行提供信息支撑。 项目获专利授权17项,软件著作权12项,发表SCI/EI论文84篇;整体成果在北京亦庄和福建厦门进行了示范应用,并推广应用至23个地市配电网规划设计和运行控制中,直接经济效益1.6亿元,保证了主动配电网的安全可靠、经济高效运行。项目通过了中国电机工程学会组织的成果鉴定,以周孝信院士为组长的鉴定委员会一致认为,成果整体处于国际先进水平,其中规划互动技术、态势感知技术和基于图数据库的配电网数据模型管理技术达到国际领先水平。
[成果] 1800140105 湖南
TM8 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:带电作业是保证特高压线路安全稳定运行和清洁能源持续供给的重要技术手段。特高压带电作业面临高电压、强电场的严重威胁,国内外尚无安全防护技术、作业方法、工具与智能装备,创新难度极大。在国家电网公司、国家自然科学基金及湖南省政府重点项目支持下,取得以下创新成果,填补了国际空白: 1.攻克了特高压带电作业关键技术并建立了安全防护体系。搭建特高压真型(塔)试验模型,确定了最小安全距离、组合间隙,攻克了特高压环境中人员安全防护难题,首次构建特高压带电作业技术标准体系,形成了国际领先的特高压带电作业试验研究能力。 2.首创特高压带电作业系列方法。创造性提出4种进出电场方法并研制配套工具,解决了进出特高压电场路径长、劳动强度大的难题;创新采用机液一体化传动技术,实现了高空有限作业空间内大吨位荷载转移,发明了7种作业方法及配套装备,促进了特高压带电作业常态化开展。 3.创新研制特高压带电作业软质化、轻质化装备。攻克了高强绝缘纤维偶联剂活化关键技术,提升了高强纤维防潮和抗老化性能;创新了碳纤维编织、铺层和固化工艺,突破了碳纤维复合材料各向异性和应力集中的技术瓶颈。研制了软质绝缘拉棒、系列碳纤维大吨位工具,实现特高压带电作业装备的软质化和轻质化。 4.发明特高压带电作业机器人。攻克了机器人视觉导航、定位、识别技术,发明了智能巡视机器人;攻克了泄漏电流干扰下绝缘子电阻精确检测技术,发明了特高压绝缘子带电检测机器人;攻克了高空载人启、停柔顺控制技术,发明了特高压智能载人机器人。初步构建了智能带电巡检系统,为特高压线路安全稳定运行提供了智能技术支撑。 项目的成功实施,标志着世界特高压带电作业技术取得了重大突破,确立了中国带电作业技术国际领先地位,保障了电网的安全稳定运行与电力的持续供给,显著推动了电力作业机器人的技术进步,对提高清洁能源高效利用、减少环境污染具有特别重要的意义,经济社会效益显著。
[成果] 1800150483 河南
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:近来,国内配电网建设投入不断加大,配网发展取得显著成效,但用电水平相对国际先进水平仍有差距,城乡区域发展不平衡,供电质量有待改善。建设城乡统筹、安全可靠、经济高效的配电网络设施和服务体系一举多得,既能够保障民生、拉动投资,又能够带动制造业水平提升,为适应能源互联、推动“互联网+”发展提供有力支撑,对于稳增长、促改革、调结构、惠民生具有重要意义。根据国家能源局发布的《配电网建设改造行动计划2015-2020》,2015-2020年,配网建设改造投资不低于2万亿元,“十三五”期间累计投资不低于1.7万亿元。预计到2020年,高中压配网变电容量达到32.5亿千伏安、线路长度达到505万公里。 该项目在国家自然科学基金等的资助下,历经8年攻关,提出了基于现代信号处理及信息熵测度的故障选线与定位方法,并开发了相关系统,解决了故障选线与定位理论研究及系统开发的关键技术难题,取得了集理论、技术及装备于一体的系列成果,形成了3个方面的特色: (1)创新了基于现代信号处理技术的特征提取方法。针对现有特征提取过程不具自适应性、基函数固定导致的表征能力不足等问题,系统开展了现代信号处理技术在配网暂态故障信号特征提取中的研究,首创原子稀疏分解、S变换、模态分解等获取零序电流精确特征的方法,构建了小波分析、模态分解、S变换、原子稀疏分解等方法的现代信号处理特征提取体系,准确获取了故障物理信息,为判据构建奠定坚实的基础。 (2)构建了基于信息熵理论的故障选线与定位判据。针对接地故障时,故障电流与负荷电流相差无几,现有固定阈值或网络法判据不能适应多变工况、判定时间长、过分依赖网架结构、参数等问题,该项目将信号处理与物理学中的熵理论相结合,构建了信息熵以准确测度故障后物理特性,系统开展了多尺度信息熵、相关分析测度、可信度等的研究,构建出了基于信息熵理论的配网故障选线与定位判据。 (3)攻克了强噪声背景下弱暂态故障信号检测问题。采用优化双稳态系统分析强噪声背景下高阻接地故障时的弱暂态故障信号,揭示了短时窗下非周期随机共振增强微弱信号的机理,解决了高阻故障电弧连续、多次、多频分量起振问题,实现了-1dB强噪声背景下暂态信号的准确检测;创新了Duffing振子检测法,解决了多频大参数信号检测难题,构建了变尺度随机共振理论,大幅提升了微弱故障信号检测能力。 研究成果被中国电工技术学会鉴定为国内领先,所研发的具有自主知识产权的故障选线与定位系统已在多家单位进行推广,累计销售602套,新增销售额1.406亿元,新增利润8875万元,新增税收2858万元,产生了显著的经济和社会效益,有力促进了配网保护与控制领域的科技进步。研究成果授权发明专利9项,实用新型8项,发表与成果强相关论文150余篇,SCI检索14篇,EI检索50篇,知网总引用562次。
[成果] 1800220143 安徽
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:随着包括新能源发电、热电联产、自备发电机等分布式电源和新型负荷接入比例的升高,传统电网逐步演变为具有更高灵活性的新一代电网,对电网的高质量连续供电、节能降耗、多源协同的能力提出了更高的要求。另一方面,具有随机性、波动性的分布式电源和新型负荷在电网中大规模分散接入后,对电网的安全稳定和高效经济运行也带来巨大的挑战。尤其是城市电网对安全可靠供电和清洁能源高效利用有着更高要求,因此亟需研究如何提升电网运行水平的有效技术和手段。 受传统物理机械开关开断合闸速度的限制,传统电网一般通过配置动态电压补偿器,不间断电源,或采用电力电子固态开关等装置实现电网关键节点的安全可靠供电,然而,采用电力电子固态开关的设备成本高经济性差,可靠性水平较低。因此急需一种快速开断及合闸手段保证系统运行状态的快速切换,进而从电网侧出发多维度提高系统运行水平。因此,该成果以快速开断为手段提出了一整套提升电网可靠供电及优化运行水平的技术及方案,成果的主要创新性体现如下: 1.提出了一种由电力电子开关控制的涡流驱动快速开关,克服了传统弹簧驱动的机械开关难以提高开合速度的难题,实现了4ms内的快速分闸及8ms内的快速合闸能力,具有快速、低成本、高可靠性等特点,为电网运行与控制提供了新途径。 2.基于快速开关提出了电网有源快速切换方法及装置,提出了主动配电网安全合环、供电路径风险预控、快速切换等控制方法,系统地提升了电网供电质量。 3.提出了一种配合快速开关的限流电抗器,利用快速开关实现了在首半波10ms内投入限流电抗器,保证在故障点断路器测量保护输出之前就将故障电流限制到其安全可开断范围之内。这不仅有效解决了电网运行安全性且实现了正常状态下的零损耗。 4.提出了一种全息串联补偿方法及装置,由过电压、反时限过电流和过流速断保护构成了短路故障下的全息控制,快速开关与电力电子器件相结合实现了对串联补偿电容的全面保护,显著提高了串补装置的安全性和动作可靠性。 5.提出了基于电压主动调节和集群负荷需求响应的主动配电网多源协同优化控制策略,研发了主动配电网运行控制系统,提升了分布式电源消纳能力和利用效率。 在国家863计划、国家自然科学基金和国家电网公司重大专项等支持下,项目历时6年,基于快速开断在电网快速切换控制、限流电抗器、串联补偿、系统优化运行与控制等方面实现了技术突破,研制了3大类不同装置及相应软件系统以及1个主动配电网的评估与协同策略平台,实现了提升电网运行水平和供电质量的技术及方案的推广应用。 项目获发明专利授权21项,实用新型专利11项,软件著作权7项,发表SCI/EI论文14篇;整体成果在北京亦庄、福建厦门进行了示范应用,并推广至14个地市提升重要用户供电质量措施中,完成单位经济效益超过2.2亿元,应用单位经济效益超过4.2亿元。
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