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[成果] 1800290094 北京
TM734 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:智能电网技术是一种有效的解决方法。为了使电力系统更加灵活、可靠、高效地运行,世界上的大部分国家都在着手利用现代信息技术改造电力基础设施,发展智能电网已成为世界各国能源工业可持续发展的重大战略举措之一。而要通过智能电网技术解决上述难题,就要针对“源、网、荷”的特性三管齐下,这正是该项目的研究思路和预期目标。为实现源-网-荷协同的智能电网能量管理和运行控制,该项目的任务是:①提出电网调度控制的分散自治-集中协调新理念;②创建适应分散自治-集中协调的分析控制新理论;③发展适应分散自治-集中协调的EMS实现新技术;④在国内主要电网进行示范应用。
[成果] 1700550452 湖北
TM564.1 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2017
成果简介:任务来源于国家电网公司科技项目“交流特高压基地长波前操作冲击电压装置(SGKJ[2007]182)”的研究,受国网武汉高压研究院委托,进行7200kV冲击电压发生器充电开关开发设计和7500kV冲击电压发生器充电开关研制。随着特高压输变电技术的不断发展,针对超高压或特高压输变电设备绝缘的冲击耐受以及放电试验装置,需要产生波前时间为2500s的操作冲击电压波形,传统的试验装置回路由于技术原因,在产生长波前操作冲击电压时效率很低(传统的冲击发生器,雷电波效率为90%以上,标准操作250s波前时间效率为70%以上,波前时间1000s操作冲击效率约为50%~60%,2500s的效率约为40%),为了产生能够适用特高压试验的长波前操作冲击就需要提高发生器的效率,因此对于一般的非周期性冲击电压波,根据电路理论,可以用直流电源经电阻向电容器充电后,由主电容对试品放电,可产生冲击电压波的波前部分;利用已充电的电容器经波尾电阻放电可产生冲击电压波的波尾部分。为了形成幅值较高的冲击电压波,通常采用多级电容器并联充电、自动串起来放电的方法来实现,在这种多级冲击电压发生器中,各级开关起着将各级电容器从并联充电自动转换成串联放电的作用,其中的串并联转换装置,也就是充电电阻的分合,是实现上述波前时间为2500s的操作冲击电压波形设备的重要部分。中国发明专利《一种冲击电压发生器充电开关》(申请号:200910060565.8申请日:2009-01-19)是采用齿轮齿条的推杆方式旋转电极进行串并联转换操作装置,开关为空间旋转式,液压油缸驱动,动静触头一个为圆球型,另一个为凹状弹簧体,通过齿轮齿条传动方式实现开关的分合,该装置利用精密机械传动和间隙消除技术,在并联过程中,开关对接处会产生压应力,但该压应力会导致开关连接过程失稳,影响多级电容器的充放电性能、且整体结构较复杂,另一方面,开关占据的实体空间较大,不利于保证高压安全距离。
[成果] 1800010174 江苏
TM721.1 应用技术 电力供应 公布年份:2017
成果简介:特高压交直流电网快速发展,直流工程逐渐呈现出“送端密集送出、受端多回馈入”特征。随着2017年江苏境内±800千伏晋北~南京、±800千伏锡盟~江苏特高压直流相继投产,江苏跨区直流输电规模达到2820万千瓦,受端直流多馈入系统强度逐渐减弱,电网“强直弱交”特性日益显著。仿真分析和实际运行表明,特高压直流换相失败、功率突降、闭锁等扰动可在直流近区电网、关联跨省区交流断面造成数百万千瓦的功率冲击,远大于传统交流500kV电压等级设备N-2故障,对电网安全稳定运行构成严重威胁。稳控系统在保障电网安全运行中发挥了重要作用,但在应对连续换相失败、多直流同时换相失败、功率速降等直流扰动方面国内外均处于空白。在国家电网公司重大科技专项和特高压直流输电工程安稳配套专项支持下,研究团队历时5年,紧密结合特高压电网安全防御需求,首次在直流扰动形态识别、精准控制、多直流协同控制、装置研发及工程应用等方面取得突破,主要创新点有:①提出了特高压交直流电网主要稳定特征保全的电磁暂态等值建模技术,解决了电磁暂态仿真精度和计算效率间的矛盾,为基于RTDS硬件闭环开展稳控系统直流故障识别、控制判据研究及策略验证提供了基础。②提出了应对不同稳定问题、送受端协调的多直流协同紧急控制技术,解决了故障下直流紧急功率支援的优先次序及支援量分配问题,实现了多直流紧急功率支援的优化决策,有效降低了切机切负荷量。③提出了直流闭锁故障快速可靠判别及其功率损失量的精确计算方法,解决了原有方法在直流功率速降、闭锁等故障暂态过程中不能准确计算的难题,满足了直流闭锁故障后对措施量的精确控制要求。④提出了基于直流可调信息动态反馈的连续、快速、平滑、闭环调制直流功率的方法,研制了快速跟踪目标功率曲线的控制系统,在60ms内完成功率控制命令输出,可快速预防或抑制联络线功率异常波动。⑤基于直流断面功率,实时检测换相失败场景,提出了多类型换相失败紧急控制技术,有效减小了连续换相失败、多直流同时换相失败对电网的暂态冲击。项目授权发明专利10项,发表论文20篇。由王锡凡院士担任鉴定委员会主任的专家组认为“应用于特高压交直流交互影响研究的电磁暂态建模技术处于国际领先水平”;研发的交直流、多直流协调控制系统通过中国电机工程学会组织的鉴定,认为“控制原理先进,整体达到国际领先水平,完全满足交直流、多直流协调控制的需求,具备推广应用条件”。研发的四川水电基地送华东三大特高压直流配套安全稳定控制系统、跨区交直流协调控制系统、三大特高压直流换相失败协调控制系统、天中特高压直流输电工程受端交直流协调控制系统、华东电网频率紧急协调控制系统,在实际运行中多次正确动作,有效支撑了特高压直流输电工程投运后电网安全稳定运行,避免了大停电事故。近两年新增销售额1亿元,满足华东三大特高压直流、天中直流2960万千瓦送电需求,取得了巨大的经济、社会和生态效益。
[成果] 1700470121 北京
TM734 应用技术 电力供应 公布年份:2017
成果简介:特高压交直流混联大电网的快速建设和一体化运行,促进了多源能源在全国范围的优化资源配置。各级系统运行和维护相对独立,对全网模型和数据一体化共享的支撑能力不足,缺乏多级联合计算和大电网极端故障恢复在线支撑手段,迫切需要在大电网协同分析、信息互动共享和极端故障恢复等方面开展研究,实现一体化平台、一体化在线分析应用和一体化运维,以进一步提升大电网调度控制系统的一体化支撑能力。该项目在一体化平台方面开展了分布式实时数据库、“模型云”和调度信息综合展示技术研究,在一体化分析和极端故障恢复方面开展了大电网在线联合计算、黑启动辅助决策研究,在一体化运维方面开展了多级调控系统在线集中运维技术研究。取得以下创新成果: 1.提出了基于分布式实时数据库的多级调控中心模型统一版本管理方法,研发了电网“模型云”软件,为各级电网监视、分析、决策和控制提供了全网一体化的基础模型和数据; 2.提出了基于组件化思想的电网全局信息共享交互框架,实现了基于地理、网架和运行信息的一体化监视和协同分析的个性化展示功能,为电网的运行监视、风险预警、故障处置提供了信息支撑; 3.提出了基于电网实时数据的多级调度在线联合计算方法,遵循“统一分析、分级管理”的一体化原则,首次实现了国-分-省三级调度多人异地联合计算功能,提升了在线分析的实用性和工作效率; 4.提出了基于熵权模糊评价方法的大电网多区域联合黑启动电源和优先恢复目标计算模型,实现了互联大电网在线黑启动辅助决策,提升了大电网故障应急恢复能力; 5.提出了事前预警、事中处理和事后分析的国-分-省多级调控系统在线集中运维体系架构,建立了全系统远程集约化运维模式,提升了各级调控系统风险防御能力。 经中国电机工程学会鉴定,项目整体达到国际先进水平,在电力系统在线联合计算和大电网黑启动辅助决策方面达到国际领先水平。项目共申请发明专利24项,授权9项;出版专著1部;发表论文18篇;获软著7项;开发应用软件10套。项目成果已在包括京津冀地区在内的二十多个省级以上调控中心推广应用,提升了大电网调度控制系统分析预警和多级系统一体化运作能力,保障了大电网的安全、稳定和经济运行。在京津冀电网的推广应用,有效支撑了该区域电网的一体化调控运行和多源能源的跨区域优化协调。项目总投入3876万元,近三年累计创造直接经济效益2.0583亿元,节支4020万元,经济效益显著。
[成果] 1700520196 宁夏
TM77 应用技术 电力供应 公布年份:2017
成果简介:建设大型能源基地,实现大规模电力安全外送对西部少数民族地区经济发展和脱贫攻坚至关重要。以宁夏回族自治区为例,电力工业是支柱产业,产值超过全区GDP的四分之一,在约100×200公里的区域内,将接入2100万千瓦新能源、3500万千瓦火电机组,支撑3回直流共2200万千瓦的电力外送,成为世界上功率密度最高的密集外送电网之一,一旦发生大停电事故,经济损失难以估量,严重影响社会和谐稳定。避免大型能源基地密集电网大停电,实现电力安全外送,面临诸多特殊的技术难题,突出表现为:①各电压等级短路电流超标及直流偏磁严重,易造成断路器和变压器等核心设备损坏,是导致停电事故发生的主要原因;但实现兼顾安全、可靠和经济的治理技术难度极大。②故障特征复杂,易使继电保护不正确动作,是停电事故扩大的主要原因;但提升特殊工况下继电保护可靠性异常困难。③交直流耦合程度极高,单一故障极易衍生为连锁性事故,是停电事故进一步扩大的主要原因;但快速阻断事故蔓延的紧急协调控制对准确性和实时性的要求极高,精准快速控制难度大。项目团队历时7年,攻克了制约大型能源基地密集电网安全外送的上述难题,主要创新成果如下:①发明了快速开关,开断电流由传统的40kA提高到80kA,分闸时间由传统的数十毫秒降到5毫秒以内,研发出10-330kV系列快速开关型电网限流新型装备,实现了零损耗限流,研发了快速开关型变压器直流偏磁抑制新型装备,承受短路电流能力达到60kA,降低了电网核心设备损坏引发停电事故的风险。②提出了免疫于电流互感器暂态饱和与同塔双回线路不平衡电流影响的继电保护算法,发明了继电保护整定计算集中式一体化的应用方法,构建了横纵向数据融合、省地高效协同的一体化保护定值整定系统,大幅提升了继电保护动作可靠性,降低了事故扩大的风险。③创建了交直流多紧急控制措施的性能评估指标体系,提出了基于集群并行计算的多类暂态安全稳定紧急控制策略快速搜索技术,研发出适应于密集电网、兼顾精度与速度要求的紧急协调控制系统,阻断了事故进一步扩大,避免了大停电事故。项目授权发明专利26项,发表SCI/EI检索论文39篇,出版专著2部,制定企业标准1项,成果获省部级科学技术进步一等奖4项。以中国科学院院士为主任的鉴定委员会认为项目成果达到国际领先水平。该项目直接经济效益达22亿元。快速开关技术入选国家发改委2014年《国家重点节能低碳技术推广目录》,相关产品广泛应用于全国电力系统,并出口到加拿大、巴基斯坦;继电保护整定计算系统应用于27个省级电力公司,并出口到欧洲、中亚、非洲等地区,国内市场占有率超过80%。项目成果整体应用于宁夏电网,确保了宁夏大型能源基地密集电网长周期安全运行,近三年实现外送电量累计达870亿千瓦时,新增产值达328亿元,持续推进了能源优势向经济优势的转化,为自治区脱贫攻坚和民族团结做出了巨大的贡献。
[成果] 1700520217 甘肃
TK81 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:大力发展可再生能源是中国实现绿色低碳能源战略的关键途径。2009年酒泉获批成为中国第一个千万千瓦级风电基地,2013年敦煌启动建设百万千瓦光电基地。但源于风光资源波动性、随机性、间歇性等特性,风光电集群难调度、难控制,成为世界性难题。尤其是2011年酒泉发生4次大规模风机脱网事故、高弃风弃光率问题,风光电消纳与电网安全运行的矛盾日益凸显,亟需填补千万千瓦级风光发电集群控制技术空白。依托国家863计划、甘肃省科技专项等,项目团队历时5年的产学研联合攻关,突破千万千瓦级风光集群控制的对象特性分析与建模、稳态和暂态控制方法、一体化集成技术与核心装备研制等系列难题,取得了5项创新性成果:①提出考虑上下游效应的大规模风光电资源实时监测网络优化布局方法,以最少量测点实现大范围资源的完整监测;提出风光资源可发电能力的“时间-空间-特性”三维动态状态估计技术,在国际上首次实现千万千瓦级风光电集群资源可发电量的动态评估,精度95.36%;②提出风光电集群“电磁暂态-机电暂态-准稳态”多时间尺度和“机组-场站-集群子网”多颗粒度建模方法,风光集群模型误差小于2.5%、计算速度提高10倍;③提出风光电站动态分群、群间协调、群内优化、分段解耦/耦合自适应的有功无功协调控制方法,降低风光电波动幅值60%,提高现有网络输电能力5%-10%;④提出多策略优化组合、快速集群计算、在线/离线自适应切换、就地冗余补救和上级支援补救的风光电集群安全稳定紧急控制方法,实现在1分钟内完成150个风电场、200个光伏电站、2000条馈线的暂态安全稳定紧急控制优化策略的计算;⑤提出并设计多时空协调的风光电集群“执行站-子站-主站-调度中心站”四级闭环控制架构,研制110kV/330kV风光电场站、110kV/330kV/750kV并网变电站和调度中心站的有功-无功-安稳一体化的系列控制装置,首次建成千万千瓦级多层级广域分布的风光电集群控制系统,并在河西地区示范应用。项目获授权发明专利33项,国际PCT2项,发表SCI/EI论文53篇,出版专著1部,编制技术规范(送审稿)3项,软著20项。在河西走廊首次建成了千万千瓦级风光电的集群控制系统示范工程,完全覆盖河西走廊82个风电场(1271万千瓦)和135个光伏电站(680万千瓦)。建成了包含44座测风塔,18座测光站的风光资源实时监测网络与数据支撑平台,实现了河西走廊的风光资源实时监测。系统自2013年投运后,甘肃电网未发生大规模风光电脱网事故,同时提升河西风光电基地外送通道的输电能力15%,推动了风光电场站并网调度管理技术进步,实现了风光电的“三公”调控。该项目填补了国际千万千瓦级风光电集群控制技术的空白,实现了中国大规模新能源控制技术从跟跑到领跑的跨越。
[成果] 1700470339 北京
TN915 应用技术 电信 公布年份:2017
成果简介:该项目涉及电力系统及其自动化、电子与通信技术等专业领域。 电力物联网通过在电力生产、输送、消费、管理等环节,部署具有感知、计算和执行能力的智能装置,实现信息传输、协同处理、统一服务及应用集成,对于提升电网智能化水平、推动能源互联网建设具有重要意义。项目在国家科技重大专项、国家973计划、国家电网公司科技项目的支持下,围绕电力物联网应用面临的传感电气融合困难、网络覆盖能力不足、信息共享利用较弱,安全可信机制缺失等问题进行技术攻关,形成了以下4项创新: 1)在感知层面,突破传感器与一次设备集成面临的电气绝缘、天线设计、可靠供电等技术难题,提出适合电力复杂电磁电气环境的传感电气集成方法,建立面向对象的、满足信息共享需求的电力物联网传感器标准化信息模型,研发智能间隔棒、智能绝缘子吊环、汇聚控制器及20余种不同类型的传感器,实现了传感与一次设备的物理、电气集成及信息交互的标准化,提升了电力设备的智能化水平。 2)在传输层面,突破轻型电力无线通信、电力载波与无线融合通信技术,提出了网络资源灵活调度、路由智能选择的多介质、多通信方式融合的复合通信网络构建方法,研发了电力专用无线通信芯片、融合通信终端及系统,解决了电力物联网通信网络低成本、高可靠及广域覆盖难题。 3)在应用层面,突破多业务复用共享的电力物联网综合数据应用技术,提出了面向智能电网的海量多源异构感知数据动态伸缩、并行处理方法,研发了可供业务系统灵活调用的电力物联网数据服务组件,支撑智能电网各环节数据集成应用。 4)在安全层面,提出涵盖智能电网不同应用环节的电力物联网密钥管理机制,基于电力物联网拓扑结构变化频繁、节点计算能力严格受限、终端安全要求差异明显等特性,应用动态平衡树及共享秘密方法,保障电力物联网全生命周期安全,降低利用开放的感知末梢节点反向威胁电力主站系统的风险。 项目取得授权发明专利8项,实用新型专利2项,软件著作权3项,集成电路布图设计权1项,发表SCI/EI收录论文8篇,出版专著2部,制定行业标准2项,企业标准3项,技术创新成果明显。 项目成果在北京、辽宁等20余个省市应用,涵盖智能电网发、输、变、配、用等环节不同业务场景,并推广应用到煤炭、地铁等行业,在海外取得试点应用,近3年销售额近2.5亿元,利润超7000万元。项目成果对于提升电网全景全息感知能力,推进电源、电网、负荷资源优化配置和协调发展,提升电网服务水平具有重要意义。
[成果] 1600340007 甘肃
TM734 应用技术 电力供应 公布年份:2016
成果简介:主要用途:课题将研究风电机组/光伏组件、风电场/光伏电站及其集群的出力特性,重点突破大型风电基地和光伏基地的集群控制策略与控制系统研发,建设风电场、光伏电站集群控制系统示范工程。集群控制系统能够满足大型风电基地和光伏基地的控制要求,能够与已有的发电出力预测、电力调度系统、信息通信系统等实现无缝连接。风电场、光伏电站集群控制系统可以有效平抑单一风电场、光伏电站出力的随机性和波动性,使之尽量在规模和外部调控特性上与常规电厂相近,大幅度提高风电/光伏电源的利用率。示范基地将根本性地改善大规模风电、光伏基地并网与消纳现状,促进中国可再生能源的健康发展,对中国能源结构调整、节能减排等产生深远的影响。依托甘肃酒泉千万千瓦级风电基地、百万千瓦级光电基地,攻克风电场、光伏电站集群控制系统在监测控制、策略制定、设计集成和运行管理中的关键技术,研发具有自主知识产权的关键系统和装置,建立相关标准规范体系,主要研究风电机组/光伏组件、风电场/光伏电站及其集群的出力特性,重点突破大型风电基地和光伏基地的集群控制策略与控制系统研发,建设风电场、光伏电站集群控制系统示范工程。集群控制系统能够满足大型风电基地和光伏基地的控制要求,能够与已有的发电出力预测、电力调度系统、信息通信系统等实现无缝连接。风电场、光伏电站集群控制系统可以有效平抑单一风电场、光伏电站出力的随机性和波动性,使之尽量在规模和外部调控特性上与常规电厂相近,大幅度提高风电/光伏电源的利用率。示范基地将根本性地改善大规模风电、光伏基地并网与消纳现状,促进中国可再生能源的健康发展,对中国能源结构调整、节能减排等产生深远的影响。技术原理:该项目研究内容包括:实时监测网络与数据支撑平台研究,风/光电出力特性及建模验证,联合功率预测及应用支持系统研究,集群运行优化及安全稳定防线研究,风电场、光伏电站集群控制策略研究,研制风电场、光伏电站集群控制系统关键装备,攻克在系统接口、数据处理与关键信息提取、可视化与可扩展方面的关键技术,建设示范工程,对外响应上级调度中心的调控指令,配合大电网完成风-光-火-水协调调度、紧急控制;对内协调控制各风电场、光伏电站、无功补偿设备等,实现集群内部的在线有功控制、无功电压调整、运行优化和本地安全策略。该项目按照以数据平台和基础理论为先导、以支撑技术与关键技术为骨干,结合大型工程开展应用技术研究的基本路线开展研究与开发应用。关键技术和创新点:依托该863课题的资助,形成了8项研究成果,其创新性描述如下:创新点1:率先提出了考虑空间相关性与上下游效应的测风测光网络优化布局方法,首次提出了基于空间相关性、基于主时序分量法和动力学特性的风光电源的动态状态估计方法,提出了海量风电、光电实时数据的预处理技术和数据全景化展示技术,为集群控制提供高质量的基础数据支持。创新点2:基于奇异摄动理论、功率逆函数、逆变器群分类原则、多源数据状态估计,提出了大型风光集群“机组-场站-集群子网”多颗粒度建模技术,在保障控制精度和控制实时性的前提下拓展集群内部控制空间。创新点3:基于风光资源差异子区域划分及统计升尺度技术,提出全区域风光联合短期功率预测方法,研发了风光联合功率预测与应用支持系统;提出基于风光电运行统计数据的预测误差统计特征指标筛选、综合评价体系和综合误差修正方法,实现了对多数据源、多套预测精度的横向比对与综合评价,并通过误差修正技术提升了预测精度。创新点4:设计新能源并网预测精度指标和并网功率调节性能指标,基于控制性能代价比指标对新能源电站分群,提出基于预测调节性能和安全约束的新能源并网功率控制方法,实现能源并网功率的有序优化控制,提高新能源电站并网功率控制的实时性、公平性、可靠性和精度。创新点5:设计含风光电无功优化与电压控制的三级电压控制模式,建立扩展协调分级电压控制模型,提出计及风光电故障穿越能力的集群主动式电压控制策略,基于四级闭环无功电压控制体系提出新能源基地的分级协调与多源协调结合的集群无功电压实时控制方法,实现风光集群无功优化及电压预防与紧急协调控制。创新点6:将安全稳定紧急控制系统的结构由“控制站+执行站”结构扩展为“多级控制站+执行站”结构,并设计表征多类安全稳定问题的综合裕度指标及其控制策略表,提出基于两级补救策略的风光集群安全稳定控制方法,既可满足实时性要求又能实现大范围安稳控制优化。创新点7:设计四级闭环控制架构,提出多时空尺度协调的风光集群控制体系,实现就地控制、区域协调控制与全局优化的多层级互补控制机制。通过不同层级间上下互动,优先保障控制精度和控制效率;通过离线配置、在线优化和实时控制的多时间尺度配合,优先保障控制可靠性。创新点8:研制集群控制系统调度中心站、厂站端有功/无功/安稳三合一控制装置、风电场/光伏电站有功/无功协调控制子系统,并基于分层控制体系首次建成覆盖千万千瓦级风电和百万千瓦级光电的集群控制系统示范工程,具备覆盖河西走廊100个风电场(1500万kW)和100个光伏电站(500万kW)的控制能力。与同类先进成果主要技术指标比对情况:实现如此大规模新能源集群的常规化调控,从根本上解决其可观测、可预测、可调度、可控制和安全性的难题,在技术上与工程上的难度都是前所未遇的。围绕这些难题所取得的一系列具有自主知识产权的创新性理论和实践成果,与现有同类研究相比,该项目在国内外处于开拓性地位和国际领先水平。截止到2015年1月,建设的高密度实时风光联合资源监测网络和风电场/光伏电站监测网络,覆盖河西地区25万km<'2>,包含44座测风塔、18座测光站、103光伏电站、光伏组件21900000个、67个风电场、4412台风电机组,共计装机容量风电10076MW、光伏5168MW。该监测网络实现了五项世界之最:光伏接入容量最大、风电机组/光伏组件接入数量最多、光辐照观测密度最高、近地面资源观测手段最多、在新能源并网数据中心中数据累计存量最大。建立的风电机组在不同时间尺度下的机理简化模型较文献中的模型更完整地表现了保护和控制的作用,克服了辨识模型精度受风电机组工作点影响和暂态特性表现能力差的缺点。建立的基于功率逆函数的风电场动态聚合模型,相比现有商业软件模型计算精度更高,比文献中提出的多机聚合算法计算量更小,可以避免平均风速等值法因测风不准而引入的误差,或机组状态变量等值法因用高级聚类算法分群而增加的计算复杂度,因此更适合于在线应用。与风电场详细模型仿真结果对比,动态误差最大不超过2.5%。而有文献中提出的利用故障前后桨距角动作情况分群的聚合模型动态过程误差为4.61%。率先实现了新能源多套预测系统并列运行,覆盖了甘肃全区域超过95%的风光场站。首次实现风光联合预测与综合评价,统计指标达40多项,是评价最为全面的新能源功率预测系统。联合功率短期预测月均方根误差小于15%,超短期预测月均方根误差小于10%,预测精度处于国际先进水平。研制的集群控制系统调度中心站,计算规模支持50000个计算母线、80000条支路、10000个厂站、10000台发电机、20000个负荷、50000个变压器、50条直流线路、1000个稳定断面、800个风电场、100个光伏电站;有功控制命令控制周期不大于5min,调度指令响应时间不大于2s,控制偏差小于3MW;电压控制命令控制周期不大于5min,无功控制命令控制周期不大于1min,新能源电站电压控制响应时间不大于120s,控制偏差小于0.5kV,新能源电站无功控制响应时间不大于30s,控制偏差小于5Mavr;紧急控制策略在线计算时长不大于5min;第三道防线评估计算时长不大于5min:场站侧紧急控制命令执行时间不大于1s;厂站端控制装置本地整组动作时间不大于30ms,系统整组动作时间不大于100ms。在控制精度、控制响应速度上不仅国内最高,甚至达到同等容量火电机组水平。研制的集群控制系统厂站端控制装置,克服了现有控制装置功能单一的缺点,同时具备离线控制策略及响应在线控制策略的能力,首次集成了有功、无功、安稳三位一体的控制功能,支持智能变电站的IEC 61850标准体系。建成世界上覆盖规模最大的风光集群控制工程,具备覆盖甘肃河西走廊100个风电场(1500万kW)和100个光伏电站(500万kW)的控制能力,现阶段完成了对8000MW风电场、3000MW光伏电站的示范应用,包含53个风电场、18个光伏电站、4个火电厂、40个控制子站、5个协调控制主站、1个调度中心站,实现了对风光电集群、场站和机组/组件的有功功率、无功电压和安全稳定的全方位协调控制,提升了河西地区风光电的利用率,提升了甘肃电网调控风电场、光伏电站的控制可靠性和控制精度。该成果不仅填补了国内外在新能源规模化控制方面的空白,而且在控制规模、控制时延、控制精度、控制可靠性等性能指标上均达到了国际领先水平。推广应用情况及前景:项目研究成果已在甘肃电网示范应用,覆盖河西走廊53个风电场、18个光伏电站、4个火电厂、40个控制子站、5个协调控制主站,控制800万kW风电和300万kW光电,年度减少弃风、弃光发电量5%左右。成果攻克了风电场、光伏电站集群控制的关键技术,研制了相关控制装备,既可适用于大规模集中接入、远距离大容量传输的新能源基地,也可适用于新能源高渗透率集中或分散接入的地区电网。中国规划建设新疆、蒙东、蒙西、甘肃、河北、吉林、黑龙江、山东、江苏建成9个千万千瓦级风电基地,为该项目成果提供了广阔的应用空间。另一方面,中国中东部大部分省份也在积极发展新能源,局部地区电网高渗透率接入风光电是未来的趋势之一,例如湖北孝感地区、湖南邵阳地区、贵州毕节地区、云南曲靖大理地区等,为该项目成果提供了转化空间。在国际上,该项目成果为北非大规模荒漠太阳能光伏集群、欧洲大规模海上风电集群的建设与运行提供一个中国式范本。
[成果] 1600340010 甘肃
TM732 应用技术 电力供应 公布年份:2016
成果简介:该项目总投资4100万元,共申请专利49项(国际专利8项),发表论文32篇,专著1本。项目研究成果紧密围绕“风火”打捆能源基地外送面临的规划、建设、运行等实际问题,提高火电机组调节能力,增强电网运行的灵活性,提高电网接纳风电的能力,降低受端电网的供电成本。通过“风火”打捆外送可有效控制风火“打捆”送出断面不超稳定限额,减小线路功率的波动,推动酒泉、哈密等地区千万千瓦级风电基地和火电基地的同步开发以及特高压直流外送工程的建设,并为中国其他地区大规模风电外送提供借鉴依据。项目于2014年年底通过科技成果鉴定,鉴定专家一致认为:项目的研究成果支撑了风电配套的规划火电建设规模从800万kW降至200万kW,有效提高了大规模新能源并网条件下的电网安全稳定经济运行控制能力,避免了甘肃电网发生大规模风电脱网事故。示范系统技术先进,研究成果填补了千万千瓦级新能源基地电力送出的安全防御技术的空白,整体达到国际领先水平。主要用途:该系统于2013年11月在国网甘肃电力公司调度控制中心投运,系绕性能稳定可靠,展示界面友好实用。项目基于大规模集中接入的风火打捆能源基地高压交直流外送场景,面向电网三道安全防线,突破并掌握了风火打捆交直流外送协调控制以及安全防御系统若干关键技术,包括:风火打捆能源基地的风电、火电机组协调控制技术;风火打捆能源基地交直流外送的协调优化控制技术:风火打捆能源基地交直流外送的安全稳定控制技术;风火打捆电源涉网保护与电网第三道安全防线的协调配合技术。并最终开发实现了风火打捆能源基地交直流外送协调控制及安全防御系统,包括调度中心站、4个协调主站、10个控制子站和20个风场执行站,实现对酒泉地区风电厂和火电厂以及750/330kV高压交流、±800kV特高压直流外送通道的控制。技术原理:该项目开展了风火打捆能源基地交直流外送的协调优化控制技术的研究;能源基地交直流外送系统严重故障安全稳定特性的研究;风火打捆能源基地外送系统安全稳定控制策略的研究;风火打捆外送系统火电机组调频控制技术的研究;风火打捆外送系统火电机组调压控制技术的研究;风火打捆外送系统火电机组涉网保护优化配置技术的研究;与风电机组有功无功控制能力、低电压穿越能力和涉网保护配置相适应的电网安全稳定控制技术的研究;与“风火”打捆能源基地涉网保护相协调的第三道防线实施方案的研究:“风火”打捆能源基地交直流外送协调控制及安全防御系统功能框架及建设方案的研究;“风火”打捆能源基地交直流外送在线预警与实时控制各项关键技术的研究。并最终在甘肃电网集成以上技术建成了具备电网安全稳定性在线评估、新能源接纳能力计算、风火打捆协调控制等功能的大规模新能源基地交直流外送协调控制及安全防御的系统,实现了涵盖71个风光电站及4个火电厂的千万千瓦级能源基地的在线监视与闭环控制。关键技术和创新点:通过科技成果的查新,该项目在如下多个方面均有创新性成果:在风火打捆能源基地交直流外送场景下,计及不同外送形式,考虑外送断面、与其他区域交界断面送电极限,提出了风火打捆交直流外送典型运行方式安排原则与实施方案。分析了外送特高压直流受端换相失败对送端并网风电故障穿越特性的影响规律,提出了强化风电故障穿越性能是应对因直流扰动风电脱网的重要措施。提出了风火打捆能源基地外送特高压直流应对风电规模化脱网、提升风电交流外送通道阻尼、响应风电大幅波动的综合调制策略。分析了交直流严重故障下风火打捆能源基地外送系统的失稳形式,针对功角失稳问题,提出了计及切火电、切风电、直流控制及交流通道多FACTS调控的多手段紧急协调控制策略。提出了应对风机群体性脱网故障,紧急提升火电机组功率的频率调控方法。提出了应用高压侧电压附加控制技术解决风机群体脱网导致主网母线电压升高问题。提出了适应电网多种运行方式、多种故障扰动形式的火电机组失步保护、失磁保护、超速保护等涉网保护的优化配置原则和方案。提出了涉及风、火、特高压直流、超高压交流等多对象,涵盖优化控制、紧急控制以及网源协调等内容的风火打捆能源基地交直流协调控制及安全防御分析体系及框架。计及不同电源频率调节特性和涉网保护动作的频率控制方法,提出了含风电区域的电网孤网频率提升控制方法。提出了计及预测调节性能和安全约束的风火打捆并网功率控制方法,综合形成了风火打捆控制性能代价比指标,并基于该指标实施分群分组有序控制,实现了风火打捆的并网功率在线协调控制。推广应用情况及前景:风火打捆交直流外送安全稳定协调防御系统于2013年11月在国网甘肃电力公司调度控制中心试投运以来,系统性能稳定可靠,展示界面友好实用,各项功能指标达到任务书要求。项目运行一年来,按发电利用小时数增加1.5%计算,可获得年净经济效益9013.1万元。同时,相当于每年减少标准煤5.91万t。从而减少二氧化碳排放15.48万t,减少二氧化硫排放502.3t,减少氮氧化物排放437.3t。该项目研发的风火打捆交直流外送安全稳定协调防御系统适用于各种规模的、风光电站集中接入或分散接入的电网;可充分利用电网已有的调度自动化系统、安全稳定控制系统及其他调控系统提供的基础模型与实时数据;可与电站/厂发电计划系统、风光电站超短期预测预报系统、AGC等外部系统相连;基于调控中心现有在线控制平台开发建设,具有良好的兼容性和可扩展性,尽量地减少模型参数的维护工作量。该系统由调度中心站—协调控制主站—控制子站—控制执行站4层控制层组成。调度中心站主要实现风水打捆能源基地的实时发电监视、在线预警、预控、紧急控制等功能。协调控制主站、控制子站、控制执行站装设有控制装置,可以向调度中心站的各类应用功能提供计算所需要的实测信息,并且可以直接或经转发接收调度中心站下发的预防控制或紧急控制指令。调度中心站根据电网实时运行状态、各级控制站实测信息、各外部系统提供的信息,综合进行多源数据整合并在该基础上进行在线预警,当电网安全时,以新能源电站优先发电、最大发电为目标,根据新能源电站及水火电站的控制性能代价比、调节性能、风光功率预测性能等指标给出提高新能源电站发电能力的调整建议;当电网不安全时,以提高电网安全稳定性为目标,根据新能源电站及水火电站的控制性能代价比、调节性能等指标给出预防控制或紧急控制方案。风火打捆交直流外送安全稳定协调防御系统是国内首个可实施风光水火协调控制闭环控制的在线安全稳定控制系统。将风光水火电站纳入统一控制范围,统一计算各类电站对电网安全稳定性的影响并进行分群;同时结合风光电站的特点,进一步根据预测调节性能实施分组。系统给出的调整方案可以直接下发至控制主站、控制子站、控制执行站,也可以经由调度员确认、修改后再下发执行。该系统以水火电发电计划、风光电站超短期预测信息为指导,以电网安全稳定为前提,实时的、周期的给出风光水火电站的预防控制、紧急控制方案,为含新能源电站的电网运行提供的强有力的技术手段,有助于提高国家能源安全保障能力,具有显著的社会价值、能源价值、环境价值和经济价值,具有广阔的推广应用价值。
[成果] 1600090398 湖北
TM41 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2015
成果简介:该项目属于能源领域,来源于2010年国家电网公司纵向科技项目《变压器、电抗器智能化技术研究》。2009年,国家电网公司提出建设坚强智能电网的总规划,变压器作为电网输变电环节的关键设备之一,提高其智能化水平是实现总规划的关键环节。传统的变压器没有开展智能化方面的研究才起步,反应变压器运行状态的关键信息还无法满足信息化、自动化、互动化等智能电网的要求,有必要开展变压器智能化关键技术研究,解决最热点温度最关键状态量监测,互动式故障诊断,自动热寿命分析等核心问题,提高中国变压器智能化水平。为实现变压器智能化目标,项目试制了在变压器关键部位布置光纤光栅传感器的35kV变压器样机,编写了智能变压器状态评价及故障诊断软件,攻克了变压器绕组最热点温度直接监测,信号传输标准体系建立,交互式故障诊断方法研究等一系列关键性技术难题。开发的人工智能诊断及状态评价系统平台能有效对遭受异常工况后的变压器状态进行互动式故障诊断,并自动分析设备热寿命状态,同时根据评估结果制定应对策略。项目研究成果对提升变压器智能化水平具有重要意义。项目获发明专利2项,实用新型专利3项,软件著作权1项,发表论文8篇。项目在湖北荆州220kV纪南变电站1#主变压器智能化改造项目中进行了应用,完成一台220kV变压器的智能化改造。安装的变压器智能组件至2011年投运以来,设备无故障,系统运行状况良好。同时,项目成果在国网湖北省电力公司电力科学研究院《面向智能电网变电设备状态监测及诊断关键技术研究及应用》项目中推广应用,减少了项目研发成本。项目成果在湖北省科技厅鉴定为整体达到国际先进水平,其中准分布式光纤光栅测温技术达到国际领先水平。项目成果为国家电网公司建设信息化、自动化、数字化、互动化为特征的自主创新、国际领先的统一坚强智能电网提供了有力的技术支撑,对提高中国电网建设智能化水平具有重要意义。
[成果] 1600100167 江苏
TV122 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2015
成果简介:中国山洪灾害点多面广、发生频繁,往往造成重大人员伤亡,对基础设施、生态环境和电网安全运行带来毁灭性破坏,每年直接经济损失逾400亿元,对社会经济发展和稳定造成直接威胁。然而,山洪水文及地质致灾过程机理的非确定性和耦合灾变作用及灾变动力演化规律基理研究、深层次数据分析和挖掘及高层次灾害评估分析手段、瞬时强降雨资料和预报方法、山洪动态实时演进模型和致灾风险算法、恶劣环境下强适应性的监测预警全套软硬件解决方案、应急预警响应调度支撑技术等研究缺乏,致使山洪灾害监测预警防治成为世界级难题。该项目开展了山洪灾害监测预警关键技术研究攻关,开发了山洪灾害监测预警系统,解决了山洪区恶劣野外环境下的一体化数据采集、低功耗视频图像采集传输、山洪灾害态势预演、灾情预测分析和实时预警指挥调度等国内外山洪灾害防治领域的技术难题。项目成果主要创新点为:1)基于无规则非结构网格模型和数字高程模型,研究了山洪的易灾性、灾变动力演化和灾变风险量级分化规律,提出了山洪水动力动态淹没模拟模型构建方法和动态风险分区成图算法,解决了山洪水动力学特性模拟及山洪灾害危险分区和灾变风险评估等问题;2)采用分层多级数据融合方法,提出了山洪预测预警联动技术,实现了智能化的灾前实时预测预警、灾中联动应急响应、灾后辅助评估,弥补了山洪灾害预防实时调度所面临的决策支持不足;3)提出了一种任务强度及时序驱动的功耗优化方法和传感器数据采集和视频图像监控联动的工作机制,有效降低了设备在非数据处理状态下的功耗,基于上述方法和机制研制的低功耗数据传输控制及视频一体化监测装置,总体功耗较同类产品下降90%以上;4)基于数字高程模型数据、土地利用类型、土壤类型信息等资料的系统聚类分析,在GIS和DTM平台上构建了无资料/少资料地区的山洪灾害预报技术,构建了山洪灾害预警指标体系和相关预警技术,为无资料/少资料地区的山洪灾害预报提供了切实可行的解决方案。项目成果具有完全自主知识产权,申请专利14项,获得专利授权12项,软著6项,论文16篇。项目成果经鉴定,总体达到国际先进水平,其中山洪动态风险分区算法、预测预警联动技术处于国际领先水平。项目成果获2014年度国网电力科学研究院科技进步一等奖、2014年度南京市科技进步一等奖。项目成果为山洪易发区构建了科学实时的立体山洪灾害防御体系,先后应用于新疆、湖南、甘肃、辽宁、海南、山东等十多个省份,销售收入近十亿,实现税收8338万元,准确预警成果部署省份所有重大山洪灾害,实现人口转移3万余人,避免损失逾80亿元,成功跟踪过“温比亚”、“海燕”、“威马逊”等历次台风并发布预警。项目研究成果受到国资委、国家防总、国家电网公司高度重视,并对该项目成果所作出的贡献给予了高度评价和认可。湖南省推广应用现场被国家防总评为全国山洪灾害防治试点,项目成果被水利部作为典型推荐全行业推广。
[成果] 1400130101 江苏
TM216 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 电力供应] 公布年份:2013
成果简介:该项目主要源于国家电网公司科技项目,是项目组历时近3年完成的科研成果。复合绝缘子和RTV防污闪涂料作为高压绝缘产品已广泛应用于输变电系统,其使用寿命研究对电网安全、稳定、经济运行极为重要。由于中国复合绝缘子和RTV防污闪涂料的制造水平、结构设计、配方工艺、运行条件等方面存在较大差异以及使用数量的迅猛增多,实际运行也发生了较多的绝缘子老化、闪络、击穿、掉串等事故,给电网安全、稳定运行带来较大隐患。因此,如何准确、实时掌握其运行特性,正确评价其使用寿命,选择科学的运行维护策略,提高电网的安全经济可靠运行水平,成为运行管理部门的一大关键技术难题。为满足电网发展的新需求,必须开展复合绝缘子和RTV防污闪涂料使用寿命研究,提出一套科学合理、有效有力的评估方法和运行维护策略,指导工程设计、制造、选用及运行维护。
[成果] 1400160257 北京
TM867 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 工程技术与规划管理] 公布年份:2013
成果简介:该项目属于高电压技术领域,项目来源为国家电网公司科技项目。环境气候条件是影响交/直流输变电工程电磁环境水平的最主要的因素,但是国内外使用的计算模型都偏于简单,特别是面对中国地域广大,气候环境条件千差万别的情况,难以精确而具有针对性的预测具体工程在所在地域的电磁环境水平,这就造成对某些工程的电磁环境设计可能偏严而增加成本,而某些工程由于预测偏松,投运后可能发生意想不到的环境超标现象。该项目通过交/直流输电线路(±500kV、500kV、750kV和1000kV)实测、高海拔电晕笼试验以及在环境气候试验室内开展电晕试验等多种研究手段,获得了大量的环境气候条件对交\直流输电线路电磁环境影响的试验数据,经过对以上数据进行统计和分析,获得了温度,湿度,大气密度以及雨、雪和冰霜对交\直流输电线路电磁环境的影响规律,推荐了不同环境气候条件下的输电线路无线电干扰、可听噪声和直流合成场的计算方法。该项目研究成果可应用于指导中国超\特高压输电线路设计时的导线选型工作,已建成的特高压交流示范工程、向家坝-上海±800kV直流输电工程等多条线路的设计中已使用了该项目推荐的输电线路无线电干扰、可听噪声和直流合成场计算方法,结果显示以上工程的电磁环境满足国家相关规定,电磁环境方面的投诉较少。经有关部门提供的应用证明显示,应用该项目研究成果以来,已节约工程建设成本约9000万元,并且避免和解决了线路大量的环境纠纷问题,维持了社会稳定,经济效益和社会效益显著。项目研究共获得专利5项(发明专利4项、实用新型专利1项),在核心期刊发表论文4篇,并被EI收录3篇。项目曾获国家电网公司科技进步奖2等奖1项。
[成果] 1400160263 北京
TM216 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 电力供应] 公布年份:2013
成果简介:该项目主要源于国家电网公司科技项目,是项目组历时近3年完成的科研成果。由于中国复合绝缘子和RTV防污闪涂料的制造水平、结构设计、配方工艺、运行条件等方面存在较大差异以及使用数量的迅猛增多,实际运行也发生了较多的绝缘子老化、闪络、击穿、掉串等事故,给电网安全、稳定运行带来较大隐患。因此,如何准确、实时掌握其运行特性,正确评价其使用寿命,选择科学的运行维护策略,提高电网的安全经济可靠运行水平,成为运行管理部门的一大关键技术难题。为满足电网发展的新需求,必须开展复合绝缘子和RTV防污闪涂料使用寿命研究,提出一套科学合理、有效有力的评估方法和运行维护策略,指导工程设计、制造、选用及运行维护。成果的主要技术经济指标(1)掌握运行复合绝缘子和RTV的运行特性,提出其使用寿命评估方法和判据准则,制定运行维护相关规范,指导复合绝缘子和RTV的制造、运行,以提高电网的安全经济运行水平;(2)提出新型试验方法,修订相关标准,未运行检测提供统一方法。该项目所提出的复合绝缘子和RTV使用寿命的定性和定量的评估方法和判据,通过有效诊断方法将复合绝缘子老化性能分级,运行单位可以通过简单的测试后进行分级,然后采取相应的处理措施,这项成果可以大大减轻运行单位的工作强度,简化运行维护成本,提高电网经济、安全运行水平。该方法在实际运行维护中被广泛应用,成效显著。该项目为正确、合理选用、维护、更换复合绝缘子和RTV防污闪涂料提供了科学依据。国内35kV~1000kV复合绝缘子已超过400万支(喷涂RTV的盘形绝缘子用量更大),每年更换比例统计约0.5%,其中,未达绝缘子使用寿命年限、尚能正常运行就更换的数量估计有0.1%。按每只复合绝缘子平均购买价格500元估算,可为社会节约4000只×500元=200万元。获得2012年度国网电力科学研究院科技进步二等奖。
[成果] 1600090074 江苏
[TM45, TM406] 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2015
成果简介:该项目属于电气测量技术及其仪器仪表及高电压工程,涉及计量学、电磁测量等科学技术领域。电子式互感器是智能电网中关键一次设备,由于其采用了IEC61850数字量输出方式,传统互感器的量值溯源体系无法对其进行量值传递,电子式互感器不能被可靠校准,从而使大量不合格电子式互感器产品投入运行,导致其运行故障频发,危及电力系统运行安全。项目研究的电子式互感器计量标准装置、标准体系及现场校准方法属于创新成果,具有完全自主知识产权,解决了中国电子式互感器量值溯源的难题。项目对电子式互感器计量标准体系及现场校验技术进行了深入研究:1)研究了电子式互感器计量理论,提出了电子式互感器三级计量标准体系,编写了检定规程,建立了电子式互感器量值溯源体系;2)研究了电子互感器校验仪的整体溯源方法,研制了电子式互感器校验仪整检标准装置,首次实现了电子式互感器的量值统一;3)研究了电子式互感器谐波特性试验平台,首次实现了电子式互感器实际工况下谐波特性的校准;4)研究了电子式互感器现场校验技术,国内首次开展了全光学互感器现场校验,开展了GPS、B码、IEEE1588三种同步方式下电子式互感器误差比对研究。项目于2011年12月通过了湖北省科技厅组织的科技成果鉴定,专家组一致认为“该项目首次建立了电子式互感器计量标准装置和标准体系,规范了电子式互感器现场校验方法,整体技术水平达到国际领先”。项目制定湖北省计量检定规程2项,申请专利7项,发明专利授权3项,实用新型发明授权4项,发表论文6篇。研制的电子式互感器校验仪整检标准装置已于2008年在国家高电压计量站投入使用,对各省级计量、电力部门及相关企业的电子式互感器校验仪进行量值传递,保证了电子式互感器量值的准确可靠,同时项目研制的电子式互感器校验仪已成功完成了华中、华东、江苏、安徽等多个地区的电子式互感器校准工作,为电网安全运行提供技术保障,具有极大的社会效益。
[成果] 1600300113 新疆
[TV698.1, TP319] 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 公共软件服务] 公布年份:2015
成果简介:碾压混凝土坝长距离真空激光准直监测系统研究与应用项目是由新疆伊犁河流域开发建设管理局自筹研究建设经费联合国网电力科学研究院、新疆水利水电科学研究院共同完成,主要针对国内外真空激光准直监测系统在长距离应用方面存在的测距有限、测量精度低、光学畸变、维护困难等技术难题,结合山口水电站工程建设的实际需求,在设计理念、制造工艺等方面对传统激光准直监测设备的关键部件进行了创新和改进,同时研发了真空激光准直监测系统软件管理平台,实现了大坝长距离表面变形高可靠、高精度、高效率、高智能、免维护的自动监测。主要研究内容:针对真空环境下重复定位精度偏低和光学畸变问题,研制长距离真空激光准直监测系统的波带板位移给进测量装置和大量程CCD坐标仪,提高波带板定位精度和高精度数字图像处理;研制可在垂直和水平方向进行位置调节与固定的测点部件调节装置,有效提高测量范围;研制高逼近菲涅耳透镜的波带板,提高光斑成像质量;研发满足长距离监测要求的真空激光准直监测软硬件系统。技术的创造性与先进性:关键技术:采用高精度轴承机械限位和电磁铁吸合定位的方法,研制出高精度重复定位技术的波带板切入装置,其重复定位精度达到±0.01mm,高真空环境下可靠切出、入光路次数≥30000次,在国内外文献中未见报道;应用波动光学理论,研制出高逼近菲涅耳透镜的波带板,在国内外首次解决了波带板辐条对光斑成像及测量精度的影响问题;研发了真空激光准直监测系统故障自动智能诊断技术,首次在国内安全监测领域实现了自动智能诊断功能。创新点:研发并应用了混凝土重力坝长距离真空激光准直监测系统,实现了长距离变形的自动测量与数据处理;适用于长距离真空激光准直系统的波带板位移给进测量装置和大量程CCD坐标仪;真空激光准直监测系统的调节装置。项目在技术方法、生产工艺、结构、技术原理等有较大突破。自主创新程度较高,达到国内领先水平。项目获国家发明专利授权1件、实用新型专利权1件,计算机软件著作权登记2项,发表学术论文10篇。项目技术可行性较高。推动行业科技进步的作用及应用程度较大。经济、社会、生态效益较大。项目整体水平达到国内领先水平。项目应用及推广情况:项目已在山口水电站无故障运行4年,完成监测数据30942条,并成功应用于大坝日常运行管理和大坝安全评价工作。该项目关键技术和创新内容已推广应用于甘肃电投炳灵、吉林松花江红石、陕西蜀河安康、辽宁丹东市水丰、四川西昌市官地等多个水电工程,在各工程中应用情况良好,提高了监测实时性和工程运行管理水平。项目具有测量精度高、稳定可靠、维护方便等特点,适用于新建、在建大坝位移监测以及已建大坝位移监测自动化改造,研究的调节装置也可以将项目推广应用于需要进行水平、垂直位移监测的建筑行业领域的桥梁、道路、建筑物等。
[成果] 1600100501 江苏
TM615 应用技术 电力生产 公布年份:2015
成果简介:光伏发电是国家大力扶持的战略性新兴产业,也是江苏省重要的支柱产业之一,国家规划2020年装机1亿千瓦。光伏发电波动性大、随机性强,抗扰性差、预测难,控制保护复杂,大规模并网运行的安全稳定问题突出,加上立项之初中国光伏发电标准规范缺失、运行经验不足、检测手段匮乏,并网问题已成为制约中国光伏发电发展主要技术瓶颈。该项目依托国家科技支撑等计划,结合国家能源太阳能发电研发(实验)中心的建设运行,立足自主创新,在光伏发电并网性能测试、分析评估、运行控制和标准规范等方面取得重大突破,主要创新成果包括:自主开发了国内外测试容量最大、功能最全,兼容多国标准的光伏逆变器并网全性能测试平台,并实现与Fraunhofer、UL等国外权威光伏检测认证机构的互认可;研制了世界首套涵盖分布式系统、集中式电站的光伏发电并网性能移动检测平台,突破了4500米高海拔环境下移动检测装备紧凑化设计关键技术,实现了故障穿越、防孤岛保护等关键并网性能现场测试。光伏逆变器并网型式试验国内市场占有率97%,光伏电站现场检测容量累计超过5GW,有力保障了光伏发电并网性能。国内外首次提出光伏发电并网仿真模型参数辨识技术和验证方法,实现了光伏电站并网特性的准确评估;研制了国内首套基于地基云图的光伏发电功率预测系统、基于预测信息的有功/无功控制系统、基于载波通信的网络化防孤岛保护系统,实现了光伏发电的可靠预测和有效控制,成果在江苏、青海、甘肃等省区200余座光伏电站推广应用,并向第三方企业实现了转化。结合金太阳示范工程,研制了国内首套集状态监视、资源分析、效益评估等多功能于一体的光伏发电综合数据平台,实现了全国二十余个省份多类型异种协议光伏运行数据的兼容接入,及时发现了光伏发电建设和运行中的诸多问题,为政府制定和改进光伏发电发展规划与补贴政策提供了重要的决策依据。牵头编制国家标准、行业标准及国家电网公司标准共47项,建立了涵盖接入、检测、评估、预测、控制等环节的光伏发电并网完整标准体系,引导了中国光伏发电并网技术发展方向。牵头编制IEC标准1项,参与编制11项,成功申请成立IEC SC8A可再生能源接入电网技术分委会并成为秘书处单位,极大增强了中国在新能源并网标准领域的国际影响力和话语权。项目获专利授权31项(发明专利7项),软著10项,发表EI论文70篇,经中国电机工程学会鉴定总体水平达到国际先进,主要成果达到国际领先。累计实现销售收入3.06亿元,新增利税2592万元,创收外汇541万美元,经济效益十分显著。项目实施显著提升了中国光伏发电并网技术水平,有效避免了类似风电发展过程中大规模脱网事故频发等严重问题,极大提高了电网消纳光伏发电的能力,为释放中国特别是江苏省光伏过剩产能、促进行业的快速健康发展做出了重大贡献,使中国从光伏制造大国一举跨入光伏应用强国行列。
[成果] 1600060214 北京
TM732 应用技术 电力供应 公布年份:2015
成果简介:随着电力体制改革的逐步深化,国家对电能表检定、计量标准等工作加强了监督管理;电力行业量值传递体系和计量技术管理模式发生了变化。同时,智能电网建设对电力计量提出更高要求。为了保障供电安全可靠性,围绕多项电力参数无法得到有效溯源及智能计量设备质量监督等问题,建立了面向智能电网的计量标准,开展了高级量测技术的研究及应用。主要创新成果如下:针对中国电能表及用电信息系统建设上缺乏统一规划、统一标准,建立了适应于智能电网建设的智能电能表和用电信息采集系统技术标准体系,提高电力装备规范化程度,减少电网建设资金投入;研制具有抗强磁干扰、防窃电功能的智能电能表,保障计量计费和结算的安全,维护供用电双方利益和社会稳定。针对国内缺乏800KV电压等级直流电压计量标准的现状,提出直流电压串联加法的溯源方法,研制了800kV直流分压比例标准装置,解决了中国直流高电压量值溯源和量值传递的问题,为直流高电压的精确测量、电能贸易结算和节能减排提供技术保障。研制无功电能计量标准装置,解决了无功电能量值溯源的问题,实现无功表计的自动化校准和测试。研制三相谐波计量标准装置,解决了整数次谐波、间谐波、次谐波的量值溯源问题。通过对电能表与采集终端通信采集信道物理层、链路层、协议层、应用层等应用技术的分析,研制了智能电能表、用电信息采集终端功能及通信协议一体化测试装置,开发了低压电力线载波通信模拟仿真测试系统,完善了试验检测能力,提升了电力计量产品质量控制水平。项目建成了设备先进、技术领先、体系完整、运转高效的国家电网公司计量中心,全面提升了国网计量中心的试验检测能力和科研创新能力,进一步确立和巩固其在电力计量技术领域的权威地位;提升了智能电能表等设备制造行业的整体水平,使得中国在智能电网建设领域的国际地位和影响力大大提升。项目成果已在包括北京市电力公司在内的27个省电力公司和国网计量中心应用。近三年累计直接经济效益68758.7374万元。依托该项目形成知识产权15项,其中已授权专利7项;发表学术论文6篇;发布国网公司企业标准23项。由张钟华院士等权威专家组成的鉴定委员会一致认为“该项目满足了中国智能电网发展的迫切需求,完善了国家电网公司计量技术及管理体系,具有良好的社会效益和经济效益。项目成果总体达到国际先进水平,其中智能电能表和用电信息采集系统技术标准体系填补国际空白,800kV直流分压器溯源方法达到国际领先水平。”
[成果] 1400211208 江苏
TV736 应用技术 [通用仪器仪表制造, 公共软件服务] 公布年份:2012
成果简介:水电站综合自动化系统是水电厂安全、经济、可靠运行的保障,综合自动化系统通过全厂的测控装置、微机保护、微机励磁、调速器以及其他自动化元件来完成对整个水电站生产运行设备的监视和控制,完成负荷的自动调节和分配,及时并准确地响应上级调度部门监视和控制的要求。中国小水电技术可开发量居世界第一位,装机容量和发电量约占全国水电的30%。随着节能减排的要求不断提高及分布式能源的发展,小水电将迎来更加广阔的发展空间。国内小型水电站综合自动化水平比较低,系统实现往往照搬大中型水电厂的模式,设备投入成本高,系统结构复杂,对调试和运行、维护人员技术要求高,因此推广困难。小水电站自动化的研究滞后,严重影响了小水电站自动化水平的提高。成果完成单位充分发挥自身在大中型水电厂自动化控制系统的技术优势,采用PLC技术和模块化设计思想,研制出经济、实用的SJ-100型小水电综合自动化系统。该系统采用标准化内外接口、统一的结构和背板安装方式,将测控、保护、调速、励磁、同期、交采等传统的独立装置变为标准的PLC功能模件,各模件在数量、背板位置上均可自由配置、即插即用,形成功能完整、配置灵活的模块化的综合自动化系统。作为自主创新的小水电综合自动化系统,该成果取得了多项关键技术的重大突破,采用了自主研发的PLC硬件模块和软件平台,为首次真正实现测控、同期、交流量采集、励磁、调速、保护等功能完全一体化的综合自动化系统。该项目以独创的集中控制模式、完善的负荷优化策略,为小水电提供成本低、集成度高、针对性强,可靠性高的最佳解决方案。该项目已成功申请专利13项,其中发明专利4项,实用新型专利9项;获得软件著作权2项;发表核心期刊论文十几篇。2011年3月,经中国电机工程学会组织,由业内院士等专家组成的鉴定委员会一致认为“该系统设计合理,功能齐全,稳定可靠,经济实用,具备良好的扩展性,总体技术国内领先,达到国际先进水平”。SJ-100型小水电综合自动化系统的设计遵循相关国家及行业标准,性能和技术指标均达到甚至超过水电厂相关国家或行业标准的要求,各功能模件通过的电磁兼容指标均达到相关标准的最高级,自主研发的PLC一体化平台通过了CE认证、船级社认证。该成果从2003年1月开始,经过不懈努力和刻苦攻关,于2006年实现首套系统现场试运行,在推广应用过程中不断进行系统创新及功能完善。该系统已经成功应用于大连碧流河水库电站等100多个电站中,完成销售额超过8千万元,直接经济效益显著。采用SJ-100型小水电综合自动化系统的电站,设备直接投资显著降低,并且由于系统可靠性和性能的提升,机组的有效运行时间增加,运行和维护工作量减少,间接经济效益也十分显著。该研究成果和成功推广将有利于提高小型水电站的自动化水平,实现小型水电站的“关门运行”,引领小型水电站自动化系统的发展方向,推动行业的进步。该项目充分考虑了国内电网的形势和电网安全稳定需求,对国民经济建设及社会安定都有极其重要的意义。
[成果] 1400211586 江苏
TM721.1 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2012
成果简介:1、立项背景:直流输电工程由于具有单位走廊输送容量大、系统稳定、损耗小等方面的优点,在中国三峡水电外送、西电东送和全国联网中发挥了重要作用;直流输电工程产生的合成场是中国电网环保要求控制和监测的指标,但国家没有统一规范的直流合成场测量手段和方法,以及对相应指标的限值要求,给直流输电工程的环境保护工作带来巨大困难;中国第一个直流输电工程始于湖北,全省境内包括在规划的直流输电工程数目全国居首,对直流输电工程的环境评价的需求由该省率先提出并在全省广泛推进。为此申请立项了直流合成场测量装置研制及应用科研项目,研制直流合成场测量装置,制定合成场测量和评价标准。2、总体研究思路该项目通过理论分析、物理建模、计算和大量的现场试验,对直流输电工程合成场的测量技术开展系统研究,制定统一、规范、科学的测量方法;在该基础上,结合信号处理技术、互感器技术、电子技术、机械精加工技术和软件技术,研制直流合成场测量装置;同时结合计算和大量的实测数据,制定直流合成场限值标准。最后从测量方法标准、测量装置和评价标准三方面为中国直流输电工程合成场的测量与评价建立一套完整的体系。3、项目主要成果:3.1直流合成场测量装置研制通过大量的仿真和试验,克服了微弱信号监测、极性判断和复杂电磁环境下通信不可靠等多项世界性难题,研制了获得国家专利授权合成场测量装置,为中国直流输电工程合成场环评监测提供了唯一实用化的装置。3.2直流输电工程合成电场测量方法研究通过现场大量实测与试验,统一规范了直流合成场测量的环境条件、仪器要求、直流输电线路合成场测量方法、换流站合成场测量方法和邻近民房合成场测量方法,并制定了DL/T1089-2008《直流换流站与线路合成场、离子流密度测量方法》行业标准。3.3直流输电线路的电磁环境限值通过大量国内外的调研、现场试验和计算,经过认真的分析比较,制定了DL/T1088-2008《±800kV特高压直流线路电磁环境参数限值》,为直流输电工程电磁环境评价提供了科学的依据。4、知识产权情况制定行业标准2项;申请专利3项,其中授权2项;发表论文9篇,其中EI8篇。5、成果应用及社会经济效益该项目研究成果应用于中国所有直流输电工程的前期环保监测和后期工程环保验收中,为应用单位年节支总额6100万元,累计23300万元;直流合成场测量装置已销售100余套,销售金额5000余万元,实现利润3500余万元。该项目为中国直流输电工程合成场测量与评价建立了一套完整的体系,为各行业的直流输电工程电磁环境保护问题提供重要的技术支撑和科学依据,科学引导了输电工程的前期环评和竣工验收工作;成功解决了大量直流输电工程电磁环境监测、环境评价和纠纷问题;项目成果还为电网建设与和谐社会发展发挥了重大的作用。
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