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[成果] 1800130346 北京
TM711 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:该成果属于新能源及节能技术领域。近年来,随着风能、光伏等新能源的快速发展,大规模集中式开发以及孤岛接入等问题严重制约了对新能源的高效利用。为充分发挥柔性直流输电技术在新能源开发利用上的技术优势,实现大规模风电、光伏、抽蓄等多种能源的接入和输送,提高可再生能源发电利用率,并构建网络化的直流输电系统,将柔性直流输电与直流电网结合,实现多电源供电及多落点受电,获得更好的通路冗余性和供电可靠性,该项目围绕高压大容量柔性直流输电及架空线直流电网的应用需求,开展适应大规模新能源接入的柔性直流电网关键技术研究,解决柔性直流电网系统集成设计以及工程示范应用方面的核心问题。 该项目研究取得了一系列技术创新和突破:(1)提出采用架空线路的“双极MMC+直流断路器”的柔性直流电网主接线方案,构建了协同新能源机组、柔直电网、耗能装置的源-网-荷互动能量管理体系,形成完整的高压大容量及架空线直流电网系统设计方法,并自主开发具有独立知识产权的柔性直流电网成套设计软件平台。(2)提出柔性直流电网轻型化主回路设计方案,实现IGBT阀、换流变压器等核心设备的关键参数优化,最大限度降低设备的器件需求和制造难度;提出柔性直流换流站用新型装置及金具优化设计方案,保障高压大容量柔性直流系统的安全稳定运行。(3)提出不依赖通信的直流电压偏差下垂控制、极控-阀控分级协调直流故障穿越等核心控制策略,构建高压大容量及架空线直流电网控制保护技术体系,实现了大规模新能源接入的柔性直流电网的灵活控制和稳定运行。 该项目共授权发明专利4项,实用新型专利10项,获得软件著作权3项,发表核心期刊论文21篇。研究成果经中国电机工程学会鉴定,结论为“整体技术居国际领先水平”。依托该项目成果完成的柔性直流工程成套设计方案,技术先进、经济性好,方案获得业主方好评。同时,该成果已被国内各设备制造厂家广泛采用,通过该成果优化成套设计方案,节约设备费用约3亿元,通过优化设备关键参数,实现设备国产化代替进口设备,节约费用约7亿元,经济效益巨大。 该成果的应用,进一步奠定了中国在柔性直流技术理论研究及工程实践领域的话语权,极大推动了柔性直流设备的国产化进程,实现了“中国创造”和“中国引领”。同时,该项目的研究大力推动了以风电、光伏为代表的新型可再生能源并网以及智能电网的建设进程,对促进中国能源资源的合理配置、构建清洁低碳的现代能源体系具有重要作用。
[成果] 1800130140 北京
TM63 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:该项目属储能技术学科,涉及储能与新能源技术领域。大规模电池储能电站是解决新能源并网问题,促进新能源消纳的重要支撑技术。立项之初,依托国家风光储输示范工程,中国在储能破解大规模新能源消纳难题方面取得了重要突破,但在大规模储能电站运行维护及运营模式方面仍面临一系列难题。 主要体现在: 储能电站电池系统状态评价指标不健全:梯次利用动力电池检测及储能电池评估指标不足,导致故障隐患难以及时发现,影响安全可靠运行;运维效率低:海量电池数据质量差且缺乏电站实时、量化评估手段,无法支撑生产全过程智能化运维;功能挖掘不充分:参与电网一、二次调频以及调压控制方法单一,导致储能设备利用率低;结算机制不明确:储能电站参与电网辅助服务的经济效益计算方法缺失,影响因素复杂,难以做出合理经济性评价。 为实现储能电站高效可靠经济运行,针对上述难题,依托国网公司科技项目,该项目在大规模电池储能电站电池状态评价、运维、控制、经济评估等方面开展技术攻关,取得了如下创新成果: (1)提出了梯次利用电池的检测、预警及主动安全防范策略,建立了考虑全寿命周期管理,涵盖单体、电池组、电池组串等三个维度的储能设备健康状态评价方法及系列指标; (2)提出了考虑电池性能衰减全过程的多类型电池储能电站运行维护方法,开发了储能电站海量电池数据管理平台,实现了电站精益化运维; (3)提出了储能融合虚拟惯性和可变下垂控制,并兼顾优先级分区的自适应调频控制策略,考虑包含梯次利用电池的多类型储能性能差异性,提出了综合考虑调频收益、上网电量收益和寿命折损的储能多目标优化运行方法,显著提高了储能调节能力; (4)提出了电池储能电站满足电网多应用需求的显/隐性经济效益分析方法,为储能电站在电网当中的商业化推广应用提供了量化依据。 项目申请国内专利43项(其中授权发明13项、实用新型8项)、国际专利1项。获得软件著作权4项,出版著作1部,发表SCI论文3篇、EI/核心论文11篇,牵头编制行标1项和企标3项。 项目成果在新能源与储能运行控制国家重点实验室、国家风光储输示范工程、青海格尔木等地应用,有效支撑了国家重点工程建设与运行;应用于十多家电池储能设备厂商,提升了国产装备质量和国际竞争力。近三年直接效益9257万元,应用单位节支2795万元,经济和社会效益显著,为储能电站高效可靠经济运行提供了重要技术支撑,有力推动了北京及国内电池储能产业的快速发展及其在电网中的规模化应用。
[成果] 1800240213 江苏
TM769 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] 1800130266 北京
TM734 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:项目属于新能源及节能技术领域。 在京津冀绿色能源跨区域联动、产业/生态/资源融合发展背景下,实现风电光伏为代表的可再生能源电源高效消纳是北京建设国际一流和谐宜居之都、京冀共筹绿色低碳冬奥会的关键途径。作为国家规划的“千万千瓦级风电基地”之一,冀北地区新能源发展迅猛,成为国内首家新能源装机超过常规机组的省级电网。但近年来,运行消纳矛盾突出、弃风弃光严重,亟需研发源网协调、高效消纳的新能源调度控制技术。 依托国家863计划、国家电网和冀北电力公司重大科技项目,项目团队历时5年产学研联合攻关,创新基于电力和气象海量数据融合的新能源调控技术,包括数据质量评估、辨识和修正的数据预处理方法、应用海量数据的“事前预测、事中控制、事后评价”的全过程调控技术,取得了4项创新性成果: ①提出基于功率波动概率分布和场站等效功率曲线的异常数据多重复合辨识和修正方法,用于多元异构新能源数据预处理,实现冀北新能源数据正确率提升8%。 ②提出基于不同风速区段预测误差概率分布的新能源场站出力区间预测技术和基于统计升尺度的区域新能源功率预测技术,有效降低点预测不确定性,区域功率预测的平均绝对误差减小4%。 ③提出考虑新能源滚动预测更新的系统旋转备用优化、发电计划动态修正和多因素综合协调控制的多时间尺度优化调度方法,2017年增加电网消纳新能源6.2亿千瓦时。 ④提出新能源消纳成分的全时序全图谱量化解析方法,实现了基于气象资源、设备运行、网架约束、系统调峰的全生产过程消纳评价,协助新能源场站精准定位消纳瓶颈,提升发电量11.5亿千瓦时。 项目已获专利授权7项(发明专利5项),发表EI检索论文10篇,软件著作权1项。项目已通过中国电机工程学会鉴定,达到国际先进水平。 2014年在冀北电力调控中心建成了新能源海量数据管理与调度运行平台,投运后新能源弃电率逐年下降,2017年实现消纳新能源288亿千瓦时,占北京全社会用电量的27%。与2016年相比,增加消纳新能源电量17.7亿千瓦时,折合节约标煤117.4万吨,减排二氧化碳313万吨。项目成果已推广到陕西、云南电网公司调控中心和全国范围内1314座新能源场站(占全国并网型新能源场站32%),累计完成合同额2.11亿元,新增税收0.32亿元,累计利润1.12亿元。
[成果] 1800140260 河南
TM728.3 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:中国政府高度重视智能电网发展,国家“十二五”规划纲要明确提出推进智能电网建设。国家电网公司对建设智能电网进行了总体部署,智能用电作为智能电网的重要组成部分,是建设坚强智能电网的着力点和落脚点,在坚强智能电网建设中具有十分重要的地位和作用。许继集团紧紧抓住智能用电建设带来的用电领域新一轮产业升级的机遇,开展智能用电信息系统关键设备研制及产业化研究工作,为智能用电提供整体解决方案与成套产品支持,同时加快公司在用电领域的业务扩展以及创新能力建设与人才培养,为公司用电产业发展奠定坚实基础。 该项目围绕智能用电重大需求,针对用电领域存在的信息化程度低、抄表方式落后、电费收缴困难、电网与用户无双向互动、客户服务难以满足用户个性化需求等问题,开展智能用电信息系统关键技术研究与设备研制,提出以智能用电信息采集系统为基础的高效智能用电服务体系;通过对智能电网环境下交直流精确计量计费、智能用电信息采集、智能用电服务、需求侧管理、智能用电产品智慧制造等关键技术研究,成功研制智能用电系列产品,全面支撑智能用电业务,并实现智能用电产品智慧制造及产业化。 该项目成果应用极大地增强了营销业务的管控能力,抄表人员减少90%以上,抄表差错率下降98%,营销移动服务从无到有并达到30%覆盖率;同时,提高电力系统运行效率,降低高峰负荷5%,减小峰谷差率2%,提高综合能效10%以上,对于节能减排具有重要意义。 该项目关键技术与产品已大量推广应用,在2014-2016年度,智能用电管理终端、智能用电信息采集系统、智能营业厅系统、智能家居系统等智能用电产品实现销售收入达29.5亿元,创造利税2.6亿元,取得了巨大经济效益。与此同时,建立全国领先的智能用电终端全自动生产线8条,智能柔性生产线19条,带动了该省机械加工、复合材料、壳体、包装、电子芯片、运输物流等相关行业的快速发展,促进了装备制造及电子信息等产业技术的升级,具有显著的社会效益。
[成果] 1800140379 北京
TM728 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:电能质量是指电力系统指定点处的电特性,关系到供用电设备正常工作(或运行)的电压、电流的各种指标偏离基准技术参数的程度。电能质量可以由电能的特征参数如频率、电压骤降、过压/欠压、电压不平衡、电压波动、谐波,间谐波等描述。电能质量不仅是一个技术问题,还是一个安全问题和经济问题。劣质的电能传输需要消耗更大的电能,同时也会引起工业生产周期的延长或引起劣质产品。智能电网和新能源技术的发展,使得公用电网的电能质量问题日益复杂和严重。另一方面,高科技用电负荷的广泛应用又对电网的电能质量提出了更高的要求。所以,电能质量问题已经成为一项系统工程,它涉及到干扰源、感受源、设备与装置、接地系统、电磁环境、电气环境、监督与管理、标准与法规等诸多方面技术与非技术的因素,是大范围多领域的综合系统问题。 该项目系统调研和分析了国内外相关标准化组织的电能质量标准及其技术内容,结合中国发输配供用电领域的特点,针对智能电网、微电网、分布式电源带来的电能质量问题以及电动汽车、冲击负荷、敏感负荷及高新技术的快速发展对电能质量新需求等特点,考虑不同领域标准之间的协调性,兼顾体系的兼容性和开放性,建立了适合中国国情的电能质量标准体系。 在此体系框架内,项目完成了三项能源行业标准。其中: 1)NB/T 41004-2014电能质量现象分类,从频率、波形、幅值等多尺度特征辨识电能质量问题,科学地分层级划分电能质量现象。 2)NB/T 41005-2014电能质量控制设备通用技术要求,确定了各种电能质量控制设备的通用性能指标,并给出设备的特征性能指标。解决了国内电能质量控制设备种类繁多、质量参差不齐,性能指标不明确、不统一的问题。规范了产品功能特性及运行调试,减少了用户和电网的损失。 3)NB/T 41006-2014低压有源无功动态综合补偿装置,规范了该装置的功能与性能、试验方法、检测规则、可靠性、经济性等综合指标要求,使产品在设计、生产、检验等过程中有据可依。为面对复杂负载特性的电网,综合解决多电能质量问题提供了有效工具。 该项目成果和标准给电能质量技术研究者、治理和监测设备厂商、用户、管理者等提供了依据,对于促进节能减排、保护资源、提高能源利用率具有重要意义。
[成果] 1900010091 北京
TM732 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:电压是电网运行的核心指标。过去电压主要依靠厂站端VQC装置进行分散就地调节。随着电网日益复杂,迫切需要在控制中心实施全局协同的自动电压控制(AVC),保障电网安全并降低损耗。复杂电网AVC存在多主体、多尺度和多目标等挑战,过去的分散式调节不行,完全的集中式控制也行不通,这是电气工程学科的一个世界性难题。在该领域国际权威领导的美国一流大学课题组的研究搁浅后,美国PJM电网转而寻求与该项目团队合作。该项目历经20余年产学研用联合攻关,提出“自律+协同”技术路线,构建了完整的理论和技术体系,研制出世界上首套复杂电网自律协同AVC系统,取得了重大原创性成果: 独创了主从分裂理论。针对一类主从式系统的分析和优化问题,构造了主从分裂法,给出了收敛性定理,阐明了收敛机理;数学上严格地将复杂电网AVC问题分解为从系统自律和主系统协同两类子问题,把复杂细节封装在从系统内;奠定复杂电网AVC设计的理论基础,使全局协同AVC的实现成为可能。 设计了网、省、地多级控制中心的边界协调变量和约束,发明了多控制中心自律协同AVC方法;提出了自律控制模型在线重构技术;研制出几乎覆盖全国的庞大复杂、由300多个控制中心组成的广域自律协同AVC系统,解决了多主体协同电压控制难题,显著提升了无功储备与电压稳定裕度、降低了网损。 基于主从电压安全域,提出了风/光汇集区的多尺度自律协同AVC技术;发明了基于模型预测控制的风/光电站自律AVC方法,通过对众多小容量风机/光伏无功调节能力的挖掘和协同,显著增强了汇集区的电压调节能力;首次研制出大型风/光汇集区广域自律协同AVC系统,在中国全部大型风/光汇集区应用,解决了汇集区多尺度协同电压控制难题,显著降低了电压波动与连锁脱网风险。 发明了基于合作博弈的安全与经济协同AVC方法,解决了考虑预想事故集的安全约束最优潮流无可行解导致的计算可靠性问题;提出了关键故障集在线辨识技术,使计算量下降96%;克服了AVC在巨型电网在线应用的主要障碍。 历时40个月,突破了美国严苛的信息安全壁垒,在美国最大电网PJM实现了北美首例AVC,用于控制包括美国首都和东部13个州的电网电压,成为中国先进电网控制系统出口美国的首例,实现了历史性突破。成果大规模应用于中国40个网省级电网、306个地区电网和全部13个大型风/光汇集区,闭环控制了全国81%的水/火电、88%的220kV以上变电站和56%集中并网风机/光伏。近3年,新增销售额20.5亿元,节支效益104.4亿元,经济社会效益巨大。 发表论文273篇(SCI60篇),授权发明专利108项(美国专利7项)。该项目实现了现代电力控制中心的电压控制“从人工到自动,从开环到闭环”的重大跨越,使AVC成为世界上电力控制中心一个新的基础闭环控制系统。美国能源部高级顾问、工程院院士BOSE评价“遥遥领先于世界”。六位院士领衔的鉴定评价:“重大的原创性科研成果,引领了电力系统电压控制领域的发展与技术进步,整体上达到了国际领先水平,具有里程碑意义”。关键技术曾获2016年教育部技术发明一等奖,入选该年度中国高等学校十大科技进展。
[成果] 1900010786 北京
TM769 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:电网是关系国计民生及国家安全的战略性基础设施。电网信息具有天然的时空特征,全面数字化与信息化的时空电网是建设数字中国和智慧社会的基础。与欧美国家相比,我国拥有全球规模最大、结构最复杂、用户最多的复杂大电网。异构的电网空间、瞬变的电网状态、多源的信息更新及繁多的业务类型给复杂大电网可靠运行与高效管理带来了巨大困难,如何为其提供全面、即时和准确的时空信息服务是一个世界性难题,也没有任何先例可循。项目组经多年攻关,突破了复杂大电网时空信息服务平台关键技术,取得了如下创新: 1.创建了双空间一体化电网时空信息模型,实现了地理空间与电气空间深度融合的全要素全业务统一建模表达,突破了复杂大电网巨量异源时空信息的关联映射难题,提高了电气空间业务的空间决策能力,支撑了国家电网近2000类实体、共15. 2亿台电网设备的全局时空一致建模。 2.提出了复杂大电网时空拓扑的秒级实时重构技术,突破了分布式拓扑计算的性能瓶颈,构建了动静态服务自适应调度的高并发时空信息计算引擎,将停电决策分析、负荷转供等电网拓扑分析业务处理时间由国外同类技术的分钟级缩短到秒级,提高了电网调度控制、应急抢修等业务的安全性与效率。 3.构建了基于北斗系统的电网资源信息可信高效更新技术体系,创建了电网资源信息“一次采录,一体更新”的全过程自主模式,攻克了跨内外网的数据安全高效交换难题,将电网资源信息更新效率提升了约10倍,消除了电网资源信息更新滞后导致数字电网与实际电网不一致带来的调度安全隐患。 4.研发了具有完全自主知识产权的复杂大电网时空信息服务平台,构建了全球规模最大、覆盖最广的电网地理信息服务网络,研制了全面支撑“输电、变电、配电、用电及调度”等核心业务的电网GIS应用系统,实现了国家电网GIS平台与应用的全面自主可控,有力支撑了国家电网公司智能电网建设。 项目成果已应用于国家电网总部、27个省级电力公司及其所有地市、县、乡共3.5万多个单位,建立了由27个省级主干节点、1000余个地市服务节点、10万余个班组操作节点构成的全球最大的公用事业地理信息服务网络,日均在线用户数70余万,日均时空信息服务调用1000余万次,实现了对国家电网15. 2亿余台电网设备全时态信息的全在线管理。近三年,项目所产生的直接经济效益达79余亿元,由第三方测评机构估算项目对提供应用证明的部分单位所产生的间接经济效益约129余亿元。项目成果还应用于台风、地震、冰灾等重大自然灾害处置及历年国家重大活动的保供电工作,提升了电网应急响应及处置能力,取得了重大的社会效益。部分成果已推广应用到国内能源相关行业,并在“一带一路”沿线部分国家得到推广,实现了自主核心技术产品的国际化输出。 项目获得发明专利45项、软件著作权58项,出版专著7部,制定各类标准16项,发表论文121篇。获中国地理信息产业协会、中国电机工程学会等省部级一等奖5项,项目四项应用成果获中国地理信息产业协会优秀工程金奖。
[成果] 1800140248 北京
TM743 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:该项目基于张北风光储输示范工程,以储能应用技术为研究对象,开展多类型储能系统建模、选型和优化配置方法研究,并进行示范应用。 主要内容为: 1.构建了典型类型的单体储能元件、单体成组及系统集成仿真模型体系; 2.搭建储能电源详细模型并提出了一种适合于电网暂态稳定仿真需求的典型储能的机电暂态等效模型。该模型结构简单、参数少、描述能力强; 3.开发了典型储能电源综合机电暂态模型与PSASP的两种接口程序,实现了典型储能电源综合机电暂态模型在PSASP中的灵活嵌入; 4.采用区间层次分析法,综合储能设备的技术性、经济性,以工况适用性最高为目标,结合专家经验和储能技术对工况需求期望值响应程度的差异性,构建了系统性的储能选型方案; 5.基于搭建的多类型储能模型,综合不同类型储能的技术经济互补特性,克服频域分解控制的不足,提出时域能量状态优先级控制方法,并在此基础上以混合储能系统的投资成本最低为目标函数,构建了Bloch球面量子遗传算法求解优化的混合储能配置方案; 6.针对张北风光储二期示范工程提出储能系统技术方案,开发基于D5000的储能系统控制,实现与风电场/光伏电站控制系统的嵌套。 在示范区,验证功率型、能量型储能系统对提高风电场/光伏电站友好接入能力的作用。为促进新能源调度控制的智能化建设,为中国电网友好型新能源发电场站的建设起到引领示范作用。 该项目研究成果在张北风光储输示范工程得到应用,有效解决其规模化并网给电网带来的影响。其中风电400MW,预计每年可减少风电场弃风5%,每年按照100天计算,增加发电量200万度,按每度电平均社会产值4.18元计算,年平均增加社会产值836万元。该项目的示范应用节能减排效益明显,仅增加的发电量部分,按2010年全国平均供电煤耗335克/度计算,相当于每年节约标准煤670吨。该项目取得的研究成果已应用于国内相关公司的产品研发中,2013年~2015年为各家单位累计节支总额1210万元。 中国电力科学研究院与湖南大学、湖南德沃普储能有限公司形成产学研相结合的有机整体,在湖南德沃普储能有限公司实施建设的贵州5kW光储微电网、合肥5kW*6h 模块化电池光储一体化充电桩、湖南邵东光储一体化充电站等项目中得到应用,项目成功带动了多类型储能的规划与控制软件、核心技术装备、工程应用的产业化发展。 该项目形成了一系列创新成果,申报发明专利7项,已授权6项,登记软件著作权12项,发表论文17篇,出版专著2部,发布标准4项。
[成果] 1800290235 山东
TM769 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] 1800150483 河南
TM711 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
TM732 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。
[成果] 1800260168 云南
TM63 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:项目围绕高海拔复杂地形石漠化土地上建设百兆瓦级大型光伏电站在成本、系统效率、出力预测、运营管理、环境影响等方面存在的问题,通过以下措施,实现降低建设成本,提高发电效率、出力预测精度及运营管理能力,减少水土流失和改善生态环境: (1)通过对高海拔地区喀斯特地貌复杂地形石漠化区域大型光伏电站的方阵布置、系统容配比、方阵间距、支架、安装方法等各设计子项进行集成创新优化,开发了光伏施工图设计软件、山地光伏支架和结构件,减少了方阵占地、设备和材料用量,延长了发电时长,提高了施工效率和质量,进而实现降低建设成本,提高发电效率。 (2)基于高精度数值天气预报数据、实测气象数据、电站运行数据,应用支持向量机SVM和BP神经网络等多种算法建立预测模型,对模型训练样本数据按天气进行分类、筛选、卡尔曼滤波处理,在消除奇异数据确保训练样本数据充足性、稳定可信、随机性的同时提高了模型泛化能力。采用网格搜索和交叉验证(CV)相结合的方法寻找模型中惩罚因子C和核参数g的最优值,并用历史同时刻最值对预测值进行修正,进一步提高模型预测精度。 (3)以本地综合自动化监控系统、光伏阵列监控系统为基础,基于云计算技术跨越多平台操作系统构建云端智能监控管理系统,部署了数据采集传输、存储、运算分析、展示查询等服务器,提高了电站运营管理水平。 (4)利用坐标解析法建立数学模型找到设备布置的最优位置,利用PVsyst软件模拟分析了光伏方阵内光照分布、阴影对系统失配的影响、组件离地高度对发电量的影响。通过静态控制和动态识别技术提高了系统匹配性,土建设计对地表扰动小,建立监测点,对电站范围内的水土流失和生态环境进行长期监测。 项目技术成果自2014年逐步应用于建水南庄300MW石漠化复杂地形山地光伏电站中,电站实现连续稳定、高效率、安全可靠长期运行,整体技术达到国内先进水平,其中建设成本降至7.46元/W(2015年),节约投资54,435.48万元,发电效率超过82.5%,超短期、短期出力预测月平均均方误差分别达到5.03%、14.72%,高于标准(NB/T 32011-2013)和电网考核要求(南方监能市场〔2017〕440号),技术指标达到国内领先水平。截止2018年3月底,已累计发电99,812.68kW·h、销售收入82,349.40万元、创税11,965.29万元、节约标煤32.9万吨、减排CO286.3万吨,较未建设光伏电站前,水土流失量降低了40%,草本层盖度和林草植被覆盖率分别提高至80%和37.24%,取得了良好的经济、环境和社会效益。 该项目已获软件著作权1项,授权实用新型专利5项,申请发明专利4项,发表学术论文10篇,企业技术标准2项。
[成果] 1700520395 北京
TM721.1 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:特高压±800kV直流输电技术是世界上电压等级最高、输送容量最大、送电距离最远、技术水平最先进的输电技术,是解决中国能源资源与电力负荷逆向分布问题、实施国家“西电东送”战略和电力跨区域大范围输送的核心技术。特高压±800kV直流输电技术为世界首创,在国家科技支撑计划、国家“973”计划、国家自然科学基金的支持下,科研、高校、设备制造等160多家单位联合攻关,攻克了特高电压、特大电流下的绝缘特性、电磁环境、设备研制、试验技术等世界级难题。2010年自主建成了云南-广东、向家坝-上海特高压±800kV直流输电示范工程,投运以来一直保持稳定可靠运行。该项目取得了一系列重大技术突破和创新。首次揭示了特高电压下的污秽外绝缘沿面放电机理,首创多因素多目标控制的外绝缘配置方法,提出了双12脉动阀组串联主接线型式,实现了800kV特高电压、复杂环境下的绝缘可靠配置;提出了极导线任意布置下同走廊多回线路离子流场计算方法,首创交、直流电磁环境叠加模拟试验方法,实现了工程技术方案最优与生态环境友好的和谐统一;首次成功研制世界上通流能力最大的换流阀,电压最高、容量最大的换流变压器等特高压直流成套设备;构建了完备的特高压直流试验技术体系,建立了国际领先的试验研究平台。特高压±800kV直流输电技术在设备参数、可靠性、损耗、占地、经济性等方面,与以往输电技术相比具有全面优势,创新成果处于国际领先水平,具有完全自主知识产权。获授权发明专利114件,形成国家标准54项,行业标准38项,出版著作32部,建立了世界首个特高压直流标准体系,推动国际电工委员会(IEC)成立了专门的直流输电技术委员会,秘书处设在中国,已发布国际标准4项,在编7项,极大提升了中国在国际电工标准领域的话语权。特高压直流工程满足了中国东、中部地区的用电需求,推动西部资源优势转化为经济优势,促进东西部地区协调发展,使西南水电、西北风电太阳能资源的集约开发和大范围消纳成为可能,为加速能源革命、实现能源绿色低碳发展、应对全球气候变化奠定了技术基础。已建成9回特高压直流工程,输送总容量6360万千瓦,年输送电量超过3000亿千瓦时,其中清洁能源占比超过80%,每年减少东中部地区煤炭消耗1.7亿吨,减少二氧化碳排放2.6亿吨,是“大气污染防治行动计划”的主要输电通道。后续规划建设11项工程,输送总容量约1亿千瓦。特高压直流技术研究和工程应用极大提升了中国电工装备制造的自主创新能力和国际竞争力,电工装备成为中国制造的“金色名片”。中国成功中标巴西美丽山水电送出±800kV直流一、二期项目,实现了中国特高压输电技术、标准、装备、工程总承包和运行管理全产业链、全价值链输出。特高压直流输电技术是国际上公认的中国领先世界的技术,是能源电力领域的重大创新,是世界电力工业发展史上的重要里程碑,实现了中国创造和中国引领,社会和经济效益特别显著,对加快中国能源转型升级,促进“一带一路”建设具有特别重大的意义。
[成果] 1800130385 北京
TM728.3 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:1.研究目的:随着其他行业进入配电、园区等电网业务,电网企业同样需要拓展业务领域,积极跨界经营,实现向综合能源服务战略转型。中国电动汽车、清洁供暖、综合用能咨询等快速发展为电网企业商业模式创新提供了机遇和挑战,但是中国智能电网商业模式创新研究还存在一些问题:一是国内外政策环境不尽相同,不能简单生搬硬套;二是电网企业跨界经营商业模式创新尚处于起步发展阶段;三是研究主要集中在分布式电源、虚拟电厂等单个点上,缺乏顶层设计;四是国外的评价指标体系侧重于经济性,不能完全体现中国电网企业的属性。 针对上述问题,该项目系统研究电网企业商业模式创新理论模型和创新路径,构建电网企业商业模式评估模型,制定营销策略和公共关系策略,为电网企业实现从供电企业向综合能源服务商转型提供支撑。 2.主要科技创新点:该项目的申报主要依托国家电网有限公司科技项目《智能电网商业模式创新路径与评估模型研究》,项目的主要科技创新点如下: 一是基于画布理论,结合电网企业特点,构建了智能电网下电网企业商业模式创新的八要素理论模型,提出了八要素创新路径,为电网企业创新商业模式提供了理论支撑。 二是基于创新八要素理论模型,提出了电动汽车充换电、虚拟电厂等商业模式创新的架构设计,为电网公司车联网业务、电动汽车充换电、需求响应商业模式发展提供支撑。 三是基于电网企业在经济社会发展中的定位,构建了电网企业商业模式的五维度、三层次评价指标体系,提出了基于德尔菲法、层次分析法以及熵权法的逼近理想点(DAE-TOPSIS)组合评价模型,实现了不同商业模式之间的量化对比分析,为智能电网商业模式优选分析提供了量化方法支撑。 四是提出了基于信息传播理论的智能电网客户细分和营销策略、基于用户行为学的电网企业舆论环境营造和公共关系策略,为电网企业丰富个性化客户服务、提升用户黏性提供重要参考。 3.成果产生的价值:已在国网北京电科院、国网嘉兴公司等单位得到应用,取得了良好效益。该项目研究成果可为电动汽车、综合用能咨询等商业模式提供方法指导,能在提升用能效率,促进清洁能源发展等方面发挥重要推动作用。已取得软件著作权1项;出版专著2部;撰写论文7篇,其中5篇为核心。 中国电机工程学会组织项目技术鉴定会。鉴定委员会认为,项目研究成果总体达到国际先进水平;所提出的电网企业商业模式创新八要素理论模型和五维度评价模型达到国际领先水平。
[成果] 1800180248 上海
TM769 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] 1800280214 重庆
[TM769, TP212.9] 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] 1900010624 江苏
TM774 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:继电保护是电网安全的第一道防线,差动保护是第一道防线中的主保护,担负第一时间快速、可靠切除电网故障的重任,其任何性能缺陷可能导致严重事故,甚至引发电网大停电。根据IEEE统计,世界上70%大停电由继电保护诱发或加剧。2003年8月14日,北美电网因继电保护不正确动作引发大停电,5千万人生活和生产陷入混乱。2006年7月1日,我国华中电网某进口差动保护误动,引发连锁反应,切除发电机组29台,损失负荷高达3794MW。 长期以来,差动保护存在变压器励磁涌流、电流互感器饱和导致保护误动或慢动,高压长线路电容电流降低保护灵敏性和可靠性,光纤信道劣化迫使保护退出甚至误动等问题,一直是继电保护领域研究的难点和重点。针对上述难题,该项目历经10余年攻关,实现了高性能差动保护关键技术和成套装备重大突破,全面提升了差动保护快速性、灵敏性和可靠性。主要发明点如下: 1.针对变压器励磁涌流影响差动保护快速性和可靠性难题.首次建立变压器全工况铁芯饱和统一数学模型,提出铁芯饱和快速定量判别方法,突破国内外在涌流产生后依据波形特征难以准确快速辨识的技术局限,实现对励磁涌流的提前预判,发明了不经涌流判据闭锁的差动保护方法,动作时间至少缩短10ms。 2.针对髙压长线路电容电流降低差动保护灵敏性和可靠性难題,突破国内外技术着力于提高电容电流补偿精度的思路,发明了原理上不受电容电流影响的差动阻抗继电器,自动适应于包括参数动态变化的可控高抗、可控串补在内的各类输电线路,区内故障灵敏度至少提升1倍,区外故障可靠不误动。 3.针对线路差动保护光纤信道劣化降低保护可靠性难题,首创电气和通信参量协同量化辨识信道对称性和提高误码容忍能力的技术,发明了自动甄别信道工况实现差动和纵联保护无缝切换的方法。根除信道双向延时不一致导致保护拒动和误动风险,将保护误码容忍能力提升50倍。 4.针对电流互感器(TA)饱和影响差动继电器性能的共性难题,发明了三分区特性差动继电器,解决了传统两分区特性继电器无法兼顾保护快速性、灵敏性和抗TA饱和能力的难题。区外故障TA正确传变时间低至2~3ms时可靠不误动,转换性故障时保护动作时间至少缩短10ms。提出了故障相电流制动非故障相差动继电器的方法,彻底解决非故障相TA饱和导致保护不正确动作难题。 研制了30个型号成套保护装置,广泛应用于我国全部网省电网和全部8个1000kV特高压输电工程,并拓展至轨道交通、石化、煤矿等多个领域。将国外产品挤出国内市场,在国际市场上与ABB、西门子等同台竞争,技术优势明显,已出口至40多个国家和地区。近3年累计销售47240套,新增销售收入28.1亿元,新增利润6.4亿元。获发明专利37项,软著5项。主导制定国家标准5项。发表论文85篇,他引1342次,出版专著2部。成果经杨奇逊等4位院士领衔的专家组鉴定为“整体技术国际领先”,获中国专利优秀奖2项、中国电力科学技术奖一等奖1项,支撑获批智能电网保护和运行控制国家重点实验室。
[成果] 1800140251 山东
[TM721.1, TM42] 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:在能源紧缺和环境污染等问题日益严峻的形势之下,中国在风力发电、太阳能发电等可再生能源领域的投入不断扩大,这些能源具有分散性、小型性、间歇性和远离负荷中心等特点,使得采用交流输电技术、传统的直流输电技术有很多固有的缺陷。 近年来,国家电网公司开展了一系列关于柔性直流输电的关键技术研究及示范工程建设。其中,2013年10月批复建设的厦门柔性直流输电工程是世界上第一个采用真双极接线、电压和容量双双达到国际之最的柔性直流输电工程,工程额定电压±320千伏,额定容量100万千瓦。工程建成将有效消除厦门岛作为无源电网的劣势,相当于建设一座装机100万千瓦的无烟、无污染电厂。 山东电力设备有限公司依托厦门柔性直流工程,对柔性直流输电技术展开深入研究,同期启动了“ZZDFPZ-176700/230-320”柔性直流换流变压器的研制工作。ZZDFPZ-176700/230-320 柔性直流换流变压器体现结构先进、无渗漏、低局放、低损耗、低温升、低噪声、抗短路能力强、可靠性高等要求,技术性能指标符合现行国家标准,达到国内领先、国际一流水平。 主要创新如下: 1.铁心采用单相三柱式、全斜无孔绑扎结构,心柱、旁柱屏蔽采用半导体粘带,取消地屏; 2.网侧线圈采用纠结连续式结构,绕组端部导线采用轴向两组合漆包导线,其余段导线 采用换位导线;阀侧线圈采用纠结连续式结构,绕组端部导线采用轴向四组合漆包导线,其 余段导线采用换位导线;调压线圈采用单层圆筒式结构。 柔性直流换流变压器的研制及带电投运成功,标志着国产电力设备制造能力迈上了新台阶。不仅增加了山东电力设备有限公司的产品种类,创造了新的经济增长点,而且填补了国家电网公司直属产业及山东省在柔性直流输变电装备领域的技术空白,为国家多端柔性直流输电工程大规模建设提供了强有力的保障。
[成果] 1800130156 北京
TM743 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:项目属于电力系统及其自动化学科。 北京地区经济发达,用电需求大,迫于能源需求和首都大气治理的多重压力,需要逐步提高外来电比例和新能源渗透率(发电比重),2022年北京市外受电比例将超过70%,冬奥场馆将实现100%清洁能源供电。新能源具有绿色环保、清洁高效的优点,但风电、光伏发电高度依赖外部气象条件,间歇性和波动性强,高渗透率新能源并网对电网的规划设计、调控运行带来了严峻挑战。近年来,张北地区发生了数十次新能源电站因低电压穿越能力弱、无功控制性能差造成的大规模脱网事故,严重影响了京津冀电网的安全稳定运行。 该项目以提升高渗透率新能源接入电网仿真分析及控制能力、保障大电网运行安全为目标,在国家电网公司重大专项等项目支持下,历时7年,从机电暂态建模、风电场等值、中长期动态建模、软件开发及调控策略制定等方面深入开展研究及应用工作。 取得创新成果如下: ①提出适于大电网机电暂态仿真的双馈、全变流风机标准化通用模型,解决了机电暂态过程中风电机组仿真的准确性和数值稳定性问题;②分析确立了影响风电场等值准确性的主导因素,提出了基于低电压穿越控制策略和机组出力分布的风电场等值台数计算方法,兼顾准确性和工程实用性;③提出了考虑资源变化和空间分布的风电、光伏发电多时空特性模拟方法,建立了适用于中长期动态仿真的风光储场站级功率和电压控制模型,为分析制定新能源并网调频、调峰、调压控制措施提供了有效的技术手段;④攻克了新能源自动分组并行计算技术,研发了高渗透率新能源并网全过程动态仿真分析系统,提出了新能源调控方法和无功协调控制策略,提升了高渗透率新能源接入电网的安全稳定调控水平。 主要技术经济指标: ①建立了适用于21种风电机型(涵盖90%以上并网风电机组)的机电暂态通用化模型;②新能源模型涵盖风光时空特性、故障穿越、电网调控指令三个层次,仿真准确性更高;③首次实现了高渗透率新能源发电的大电网(50000节点)机电暂态及中长期动态统一仿真。 项目获授权发明专利26项、软件著作权5项,形成企业标准1项,发表SCI/EI检索论文86篇。项目成果广泛应用于中国34个省级及以上电网规划设计、调度运行及科研教学中,完成了北京冬奥会新能源供电规划设计、张北风光储基地调度运行等重大工程应用,对于服务北京低碳绿色冬奥会、推动能源转型与绿色发展、引领科技创新等具有显著的综合效益和战略意义。项目近三年直接经济效益1.2亿元,社会效益显著。
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