Email alert
RSS2019年 第6卷 第1期
2019, 6(1): 1-7.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.01.001
摘要:
[目的] 随着新能源和天然气机组在电力能源系统的装机比例不断增长，天然气系统对含大规模新能源电力系统的短期运行影响需要深入地研究。 [方法] 将天然气网络耦合至电力系统安全约束机组组合模型，以最小化系统运行成本为优化目标，同时考虑新能源接入系统，运用Benders解耦方法求解非线性优化问题。 [结果] 六节点电力系统和六节点天然气网络的综合能源系统算例分析用于验证耦合的优化模型，并表明燃气机组的高爬坡率可帮助电力系统有效地消纳新能源，同时新能源系统可以缓解系统对天然气网络供气约束的依赖。 [结论] 两种能源的优化配置是未来能源系统发展的重要方向。
2019, 6(1): 8-15.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.01.002
摘要:
[目的] 大直径格形钢板桩围堰作为一种新型的围堰形式，不仅施工速度快，而且能够有效减少施工过程对海洋环境的污染。但目前在软土地基中大直径格形钢板桩围堰的设计方法还存在不足。 [方法] 以我国某人工岛大直径格形钢板桩围堰为例，分别利用我国规范法、日本规范法和三维有限元弹塑性分析方法，对软土地基中大直径格形钢板桩围堰的稳定性问题进行了探讨。 [结果] 研究结果表明：中国规范法计算得到的格外土体主、被动土压力小于日本规范法和有限元数值法。中国规范法假设大直径格形钢板桩围堰在倾覆破坏过程中结构旋转中心为格形钢板桩底部的前趾，而日本规范法和有限元数值法计算结果显示旋转中心位于格形钢板桩底部的非倾覆侧。不同旋转中心的选取方法导致了中国规范法计算的抗倾覆稳定性安全储备明显大于另外两种方法。 [结论] 研究成果说明大直径格形钢板桩围堰在软土地基中的设计理论和方法还需进一步的研究和探讨。
2019, 6(1): 16-21.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.01.003
摘要:
[目的] 胺类化学吸收法是目前燃烧后捕集烟气CO2最成熟的技术，但存在捕集能耗过高的问题，开发新型吸收剂替代传统MEA吸收剂是降低能耗的重要途径。 [方法] 根据近些年公开文献报道的胺类吸收剂组成，将其分成单一吸收剂、混合胺吸收剂、两相吸收剂和非水吸收剂四类，并对这四类吸收剂的技术特点、研究现状和存在问题进行了介绍。 [结果] 混合胺结合了不同单一胺类的优点，能较好满足高吸收速率，高吸收容量和低能耗的要求；而相变吸收剂和无水吸收剂为新一代吸收剂，潜力巨大，但仍需深入研究改进。 [结论] 相比而言，混合胺型吸收剂更为成熟，短期内进行工业化应用更具优势。
2019, 6(1): 24-30.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.01.005
摘要:
[目的] 为保障海上风电场孤网状态下的安全可靠运行，对备用柴油发电机组的配置方案与运行方式进行了研究。 [方法] 通过对孤网状态下的电气负荷、无功过电压、短路电流、谐波及保护整定进行分析，来验证备用柴油发电机组配置方案的合理性。 [结果] 研究表明：在文章给定的案例下，配置额定容量为1.2 MW的备用柴油发电机及2 Mvar的电抗器时，在运行维护的工况下，一半风机接入孤网时可满足风机和海上升压站的负荷需求和电压要求，也满足35 kV海缆无功需求。同时，为了避免谐波谐振，不推荐孤网备用柴油发电机组为风机提供偏航电源。对于柴油发电机组升压变压器、海上升压站接地变兼站用变，推荐采用复压过流作为主保护。 [结论] 配置方案为研究海上风电场孤网运行方案提供了思路。
2019, 6(1): 31-35.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.01.006
摘要:
[目的] 对于海上柔性直流换流站而言，环境条件恶劣，施工困难，主设备的选择对换流站整体布局影响较大，合理的选择关键设备的型式对提升换流站的可靠性、减少施工及维护检修工作以及降低工程总体造价具有重要作用。 [方法] 通过分析海上柔性直流换流站的主回路关键设备构成，结合海上换流站的运行特点要求加以分析研究。 [结果] 阐述了海上柔性直流换流站的设备选型原则，重点分析研究了换流站关键电气设备的型式选择方案及依据，提出具有指导意义的研究结论。 [结论] 研究结果为海上换流站工程提供重要设计和应用依据。
2019, 6(1): 36-41.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.01.007
摘要:
[目的] 为了提升海上风电场利用效能和节省投资成本，需要对海上风电场电气主设备的继电保护进行合理配置以及优化动作时限。 [方法] 取消220 kV海缆出线侧的断路器，连接海上升压站母线两侧的220 kV海缆纳入海缆“T”接线路的三端分相电流差动全线速动保护范围。同时，将35 kV站用变和35 kV接地变合并，采用简易35 kV母线保护，配置主变低压侧与35 kV进线开关之间电缆的零序CT等措施。 [结果] 因此，节省了1台220 kV断路器及2套220 kV母差保护投资。同时，节省了约70 m2的海上升压站空间和相应投资成本，提高了保护配置的灵敏性和可靠性。 [结论] 海上风电继电保护配置优化方案经济合理，有望应用于工程实践中。
2019, 6(1): 42-48.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.01.008
摘要:
[目的] 针对海上风电场的运行管理情况，整合了海上风电机组、海上升压站、陆上集控中心的监控系统，提出了全面的智慧型海上风电场一体化监控系统方案。 [方法] 方案分析了其体系架构、功能要求、数据处理以及安全分区，以实现风电场海上升压站无人值守，陆上集控中心少人运行的运营模式。方案有效地整合了风机监控、升压站监控、视频及环境监控、风电功率预测、海缆故障监测、设备状态监测等多个子系统。 [结果] 对海上风电场内各主要电气设备提供了完善的监控功能，可实现运行监视、操作与控制、信息综合分析与智能告警、运行管理、辅助功能这五大应用。 [结论] 方案可有效降低风电场运营成本，达到技术先进、功能完备、性能可靠、经济合理的智能化运营要求。
2019, 6(1): 49-54.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.01.009
摘要:
[目的] 考虑海上风电场生产监控与运营管理的需求，分析海上风电机组辅助监控系统总体设计、功能要求、子系统要求。 [方法] 整合风机状态监测系统(含振动在线状态监测系统、风机基础监测系统、螺栓载荷在线监测系统、桨叶状态监测系统、发电机绝缘电阻自动监测系统、雷电远程监测系统、齿轮箱润滑油质在线监测系统、箱变运行状态监测系统)、视频监控系统、风机IP电话系统、扩展功能等，实现风机动力设备、环境、安防的统一监控。 [结果] 该系统结合多参数信息融合，实现电气及机械特征量的风机故障诊断，为广东省海上风电大数据中心的风机性能比较提供支撑。 [结论] 辅助监控系统方案可实现预防性的运营维护，使风电场智能化监控和故障早期预警成为可能。
2019, 6(1): 55-65.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.01.010
摘要:
[目的] 风能是近年来飞速发展的可再生能源。海上升压站是连接海上风场和陆上电网的关键设备，起着汇集和送出风场电能及抬升输电电压、降低输电损耗的作用。目前国内海上升压站的设计标准并没有做到系统化，存在多种规范共存的局面，有必要对各种标准进行对比研究。 [方法] 首先介绍了海洋平台分类、设计荷载分类，进而详细论述了不同国家海洋平台的设计工况与设计方法，最后对抗震相关的合理性进行了较为深入地对比分析。 [结果] 通过对不同标准的对比分析，目前存在ASD方法和LRFD方法共存的局面，中国海上升压站的设计选择了以LRFD方法为主的路线，随着中国海洋建设的蓬勃发展，也将推动海上升压站相关标准与已有GB的协调一致。 [结论] 本研究为标准的选择与合理应用提供了重要依据。
2019, 6(1): 66-70.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.01.011
摘要:
[目的] 为了充分认识海上风电场运行过程中的尾流效应，对风电场布局设计中的模拟计算结果进行验证，探索海上风电场的风机尾流损失变化规律。 [方法] 以华南地区某海上风电场为测试场址，选用PARK模型进行尾流模拟计算，对模型中的参数进行优化并进行实际发电量验证。 [结果] 结果表明：PARK模型用于海上风电场尾流模拟可以基本反映风机实际发电情况；在某风向上风机间距为7D情况下，主风向尾流损失在第2排后的分布规律呈现较为稳定的状态，约为首台风机的30%。 [结论] PARK尾流模型能够较好的模拟近海风电场尾流损失和进行发电量计算，模型参数选择应根据项目实际情况进行敏感性测算。
2019, 6(1): 71-75.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.01.012
摘要:
[目的] 在内陆核电启动可能性较小的情况下，近期内我国核电建设仍将以沿海项目为主；由于岸线资源愈发紧缺，沿海核电厂址的选择难度不断加大，需要拓宽思路，科学选址。 [方法] 重点考虑沿海次区域，采用二次循环冷却的技术方案，结合地震地质、应急疏散、环境保护等条件，论证并做好核电厂址选择。 [结果] 粤西某核电工程的实际情况表明，新的思路和方法有助于优化选址、科学决策。 [结论] 对后续核电选址有较大的参考意义，对核电布局的科学性有重要的促进作用。
2019, 6(1): 76-80.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.01.013
摘要:
[目的] 文章旨在论证严重事故下内陆核电厂具有可靠的水资源安全应对措施。 [方法] 通过对比内陆核电放射性废液处理结果与国家相关标准，分析了严重事故工况下内陆核电的放射性废液的处理措施，同时提出了进一步提高安全性和可靠性的措施—加强备用电源、备用水源和增加废液存贮水池。 [结果] 结果证明：严重事故下，通过安全壳包容、核岛厂房滞留、水池暂存三道外层的放射性物质隔离措施，能够将放射性物质在厂内进行“存贮、封堵和处理”。 [结论] CAP1000内陆核电具有完善的严重事故预防和事故缓解措施，能够从设计上实际消除大量放射性物质释放的可能性，有能力在严重事故下确保水资源安全。
2019, 6(1): 81-85.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.01.014
摘要:
[目的] 由于分布式光伏发电项目平价上网的趋势愈加明显，对于光伏发电项目各方面的优化设计就显得越来越重要。 [方法] 结合山东某屋顶分布式光伏发电项目，对支架倾角、组件布置方式、支架基础选型等方面进行优化设计，并通过PKPM建模计算，着重对组件支架不同立柱间距时的材料用量和经济性进行对比分析。 [结果] 计算结果表明：选取混凝土支墩配重基础时，立柱间距2.4 m时的钢材用量比2.0 m、2.8 m、3.2 m时分别节约5.23%、27.5%、37.9%，总费用分别节约0.55%、27.5%、37.9%。 [结论] 研究表明：2.4 m立柱间距时用钢量、混凝土用量以及造价均达到最优。
2019, 6(1): 86-91.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.01.015
摘要:
[目的] 研究典型的槽式直接蒸汽循环系统的热力性能，给出该系统的结构组成和主要性能参数。针对DSG系统的两相区复杂的换热问题，结合两相区的实际流型，考虑分层现象对实际换热过程的影响，更加准确地对两相区的换热过程进行模拟研究。 [方法] 基于槽式集热器内的流动型态，建立槽式集热两相区内的传热模型，利用Matlab编程，针对槽式集热器内的DSG过程进行模拟。 [结果] 揭示了DSG技术沿着管长方向的换热特性变化规律，分层现象大约出现在两相流区域干度为0.7～0.8之间的位置，分层现象的出现降低了管内工质与金属管管壁之间的对流换热系数，减弱了换热效果。 [结论] 该研究为DSG电站的设计和运行提供了参考依据，验证了DSG集热场的最佳布置方式为再循环式。
2019, 6(1): 92-97.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.01.016
摘要:
[目的] 燃煤电厂制粉系统堵煤是一个行业难题，特别是原煤仓堵煤。目前市场上防堵煤技术种类众多，但使用效果众说纷纭，文章旨在找到一个合适的防堵煤技术。 [方法] 分析了燃煤电厂制粉系统堵煤的原因；研究了双曲线型煤斗、不锈钢煤斗或内衬不锈钢设计、液压对开插板门、落煤管合理设计等防堵措施；重点针对旋转清堵机技术进行了调研。 [结果] 研究表明：旋转清堵机技术对于解决原煤仓堵煤有明显效果，但动静结合处均存在不同程度的润滑油泄露问题，需要对其密封型式、密封件等进行重点监控。 [结论] 各种防堵煤技术中旋转清堵机技术具有明显优势，值得推广使用。制粉系统防堵煤是一个综合工程，无论采用何种技术，都必须加强煤源、煤场的科学管理，实现入炉煤水分、粘度等指标的合理控制。
2019, 6(1): 98-103.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.01.017
摘要:
[目的] 高压直流输电工程的系统调试用于验证项目的整体性能，需对调试时采集的电气量录波数据进行分析，才能获得调试结论。 [方法] 有些录波图并非是一目了然，需要对换流器电路进行分析才能了解其中机理，通过对典型的电气量录波数据进行分析来展示这类分析方法。触发录波时电压电流值变化很大，和控制导致的触发角复杂变化相关联，期间出现换流器单阀间歇导通、两阀间歇导通、阀换相导通产生连续电流的情况。运用电路理论和电力电子技术对换流器电流不连续工况进行分析，得出换流器单阀间歇导通期间其是一种交直流混合电路，不考虑截止阀的漏电流时直流分量值不变。 [结果] 在此理论成果基础上，对某一特高压工程单个低端阀组闭锁时的逆变侧电气量录波图进行分析，可得出在补脉冲机制下若外加直流电压大于换流器的平均直流电压值，则换流器会产生连续电流。 [结论] 很好地解释了录波图中的电压电流量变化过程，验证了控制行为的必要性和正确性，可为直流工程调试录波分析做参考，为调试下结论提供支持。
2019, 6(1): 104-108.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.01.018
摘要:
[目的] 目前换流站阀厅内设备维护常用人工巡检方式，为了解决该方式存在的劳动强度大、巡检不到位等问题，可在阀厅内装设红外智能监控系统。为了保证系统安装后能够对阀厅内设备全面监视，且不会对现有设备造成影响，文章在换流站现有的红外智能监测系统应用基础上，提出了红外热像仪的一种布置设计原则。 [方法] 通过对换流站阀厅内设备特点分析，确定红外测温系统探头型式，布置位置，并对初步布置的探头位置进行带电距离校核、遮挡校核和探测精度校核，确定最终方案。 [结果] 以东方换流站为例进行了应用设计和校核计算，根据校核结果调整探头位置和数量。所提原则能够实现换流站阀厅的全方位，无死角监视。 [结论] 算例结果对今后的类似工程具有较好的借鉴意义。
2019, 6(1): 109-113.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.01.019
摘要:
[目的] 为实现变电站的建筑标准化设计、工厂化加工和装配式建设。 [方法] 以500 kV变电站工程站内控制楼为设计研究对象，根据变电站的功能要求，明确其工业性设施的定位。通过综合考虑工艺流程、功能需求、建筑材料、建筑技术、自然条件等因素，对建筑物材料选择、结构选型、模块化设计、防火、节能等方面进行了对比分析。 [结果] 研究表明：结构、墙体一体化装配式系统在现有的条件下，最适合在500 kV变电站中应用。 [结论] 结构、墙体一体化装配式系统是具有可行性和代表性的设计方案。
2019, 6(1): 114-118.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.01.020
摘要:
[目的] 针对当前输电线路树障巡检周期长、作业强度大、无法保证巡检结果客观性与完整性的问题，提出了一套基于固定翼无人机三维激光点云数据进行输电线路三维建模及树障隐患智能识别的方法。 [方法] 通过固定翼无人机搭载三维激光扫描仪获取输电线路点云数据，提取点云中电力线点并模拟出完整电力线，计算电力线与电力线保护区范围内植被的欧式距离，将计算的结果与电力线安全规范比较得到树障点或预警点等信息。 [结果] 试验结果表明：自动拟合的电力线误差较小，满足树障检测的要求。 [结论] 研究方法可自动、快速、完整地提取电力线，且提取精度满足树障检测的精度要求，可大幅提升现有输电线路树障隐患检测的质量与效率。
