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2021年  第8卷  第2期

封面目次
《南方能源建设》2021年第2期封面目次
2021, 8(2)
摘要:
H级燃机联合循环发电技术
海外9H燃机项目数字化正向协同设计研究与应用
吕小兰, 郑纯华, 郑钊颖, 郑彬玲, 仲伟龙
2021, 8(2): 1-10. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2021.02.001
摘要:
  目的  目前电力市场各投资方对火力发电项目的数字化和智能化的需求日益增大,尤其是海外项目对数字化设计的完整性、时效性提出了新的要求。因此如何整合现有平台和数据,形成一套有效的火力发电项目数字化协同设计实施方案,成为了电力设计企业面临的重要课题。  方法  以孟加拉Unique项目为应用对象,通过案例分析、需求分析、二次开发、标准数字化等手段提出一套完整的解决方案,该方案以数字化正向设计为整体要求,构建了一套符合国际型工程的基础数据库,通过深度二次开发和整合,打通了从系统设计、布置设计到土建设计和出图的全过程,完善了工艺一体化设计平台、土建一体化设计平台等基本平台,实现了本工程的数字化正向协同设计。  结果  通过项目的深度应用,以技术手段打破了数字化设计信息孤岛的壁垒,实现了数据的正向全贯通,提高了项目上下游专业的配合效率和出图效率。  结论  经过项目实践结果证明该方案科学高效,为火力发电工程的数字化正向设计提供了可参考的解决途径。
广州增城H级燃气-蒸汽联合循环机组供热抽汽点选择研究
范勇刚, 王忠, 朱瑾, 付焕兴, 陈昌山
2021, 8(2): 11-16. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2021.02.002
摘要:
  目的  针对大容量联合循环机组的中压供热蒸汽参数,找出最佳的抽汽供热方式。  方法  结合增城项目热负荷特点,对应用在燃气-蒸汽联合循环机组上的各种供热抽汽方案,在系统配置、初投资、负荷适应性、机组效率和发电出力等方面进行较详细的论述和分析。  结果  分析结果表明,相比热段抽汽方式和中压缸抽汽方式,冷段抽汽方式均具有更高的机组发电出力、发电效率和综合能源利用率,初投资也最低。  结论  冷段抽汽方式是一种参数匹配适应性更好、适应机组变工况运行能力更强、热经济性和初投资更优、更适合大容量联合循环机组的中压抽汽供热方式,该方案可供同类工程设计借鉴参考。
基于响应面方法的H级燃机基础动力性能研究
刘森林, 王忠, 陈其春, 周光炳, 王晓, 孙镝
2021, 8(2): 17-24. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2021.02.003
摘要:
  目的   为研究H级燃机基础的动力性能,获得关键影响参数与燃机基础动力性能之间的关系,指导参数的选取与工程设计。   方法   选取了H级燃机基础厚度,混凝土弹性模量,动扰力以及阻尼比作为关键影响参数,通过ANSYS建立H级燃机基础的三维有限元模型,并采用谐响应分析方法求解燃机基础在动扰力作用下的振幅。   结果   通过大量的有限元计算分析,H级燃机基础最大控制振幅与基础厚度、混凝土弹性模量之间的响应面呈现出S型曲面特征,两端相对较平,中间增长较快;燃机基础控制点的振幅随着动扰力的增大而等比例增大;而阻尼变化带来的振幅变化不是单调的,阻尼的增大可能增大也可能减小其振幅。   结论   工程设计分析时应结合具体的工程资料和条件,选取合适的基础厚度,混凝土弹性模量,动扰力以及阻尼比参数,获得正确可靠的动力性能分析和燃机基础设计。
碳中和目标下新建H级燃机项目节能报告编制要点研究
郑金健
2021, 8(2): 25-30. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2021.02.004
摘要:
  目的  为了高质量完成节能报告的编制工作,以燃气热电联产项目为例,提出了节能报告编制中的要点以及建议。  方法  基于某新建H级燃机联合循环发电项目节能报告编制案例,引用政策文件、标准规范、编制指南等有针对性地分析了报告编制章节中普遍容易犯错的地方。  结果  节能报告编制要点主要集中在项目摘要、能源消费量核算和能效评价、能耗双控目标影响分析等方面。  结论  研究成果为节能报告编制和审查单位提供参考和指导。
某H级燃机电厂再生水深度处理系统方案设计
肖建群
2021, 8(2): 31-36. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2021.02.005
摘要:
  目的  为充分贯彻国家水资源开发利用方针,体现水资源重复利用的节水政策,越来越多南方地区电厂的工业用水水源采用再生水,有必要对其再生水深度处理系统方案设计进行探讨。  方法  以广东某H级燃机电厂为例,通过分析污水处理厂处理工艺、再生水出水水质指标,以及电厂工业用水水质要求,设计出最适合的再生水深度处理系统方案。  结果  采用的“接触絮凝斜板沉淀池+过滤池”方案,系统流程简单,投资和运行费用低,且能保证系统安全、可靠运行。  结论  旨在为将来类似水源电厂再生水深度处理系统设计提供可借鉴的方案。
海上风电
不同边界条件下吸力筒导管架式海上风电振动特性分析
潘宏冠, 陈超核
2021, 8(2): 37-45. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2021.02.006
摘要:
  目的  吸力筒导管架是一种具备许多优点的新型海上风电基础,其振动特性与传统基础有着明显的不同。正确处理无限域地基的边界条件对准确分析振动问题至关重要,故对不同边界条件下吸力筒导管架式海上风电的振动特性进行分析。  方法  以某吸力筒导管架式海上风电为分析对象,在ANSYS APDL中建立结构与土体耦合的全三维有限元模型,研究边界条件对自振频率的影响并对相关参数进行敏感性分析。  结果  不同边界条件对整机固有频率影响较大,改变边界条件对结构轴向刚度和扭转刚度的影响大于对弯曲刚度的影响,整机固有频率随着粘弹性边界弹簧刚度、土体弹性模量和筒土摩擦系数的增大而增大。  结论  分析了影响整机固有频率计算精度的相关因素,可为工程计算提供参考。
分散式风电
利用闲置地块开发分散式风电的风机选址与选型研究
吴晓平
2021, 8(2): 46-51. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2021.02.007
摘要:
  目的  华南区域陆上集中式风电项目已得到广泛开发,充分利用村镇或厂区周边闲置地块发展分散式风电项目已然兴起,低风速分散式风电有望为国内风电市场带来新的增量空间。分散式风电机位选址正确与否,将直接影响电站的经济效益。由于村镇或厂区周边闲置地块一般没有实测风资源数据支持,这对分散式风电场开发、风机点位选址及风机选型提出了较大的挑战。  方法  文章提出了先找负荷、再选场址,通过利用风资源气象资料,分析选择出最佳风机机位的思路。  结果  研究表明:以南方某分散式风电场设计为例,通过采用文章提出的分散式风电选址与风机选型思路,充分利用了厂矿周边闲置土地,得出选用3台100 m高轮毂3.X抗台型风机的优化设计建议。  结论  所提分散式风电选址与风机选型的思路是正确并有效的,可为实际应用提供指导。
核能发电
压水堆核电机组稳压器比例喷雾阀选型分析
张浩然, 曹晓宁, 蒋晓红, 曹月秋
2021, 8(2): 52-55. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2021.02.008
摘要:
  目的  稳压器比例喷雾阀是压水堆核电机组的关键阀门之一,是电站系统中唯一的核安全1级控制阀,掌握该阀门的技术特点对于工程实践和该阀门的自主化研发具有指导意义。  方法  基于国内压水堆核电机组所用的两种典型结构——气动V型球芯式比例喷雾阀和电磁驱动角式比例喷雾阀,从结构设计、工作原理及运行维护等方面进行对比分析。  结果  经过分析得出,两种结构型式的比例喷雾阀适用的技术路线不同,但均可实现核电站稳压器系统所需的喷淋控制功能,用户可根据核电厂的技术路线和具体需求选择相对适宜的产品。  结论  但在未来新建核电市场中,电磁驱动型比例喷雾阀预计将有较广阔的应用前景。
火力发电
基于无线高速数据传输的智能燃料管理应用方案研究
李维聪, 刘霞
2021, 8(2): 56-62. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2021.02.009
摘要:
  目的  目前国内火电行业的智能燃料管理系统中还是使用较为传统的线路传输技术,无论是对于数据的整合处理还是与智能一体化管控云平台互联均欠缺灵活性、可靠性、移动性。数据通讯是电厂管理智能化的重要发展趋势,而更高速的传输速率更是未来智能电厂大数据云计算平台所需建设的目标。为研究更高速的无线数据传输在电力行业应用,将目前最新的无线传输技术在电厂数据传输网络搭建应用并与智能电厂大数据平台融合提供方案参考。  方法  先介绍目前电厂燃料管理平台的现状及组成,同时介绍目前新一代的5G和WiFi6无线高速传输技术,将其融入现有的电厂管理平台网络架构,并实现高效应用及优化的研究。  结果  通过分析目前大部分已投运的电厂燃料管理平台存在的问题,研究其高速传输的网络架构有效提高了电厂运行的安全稳定、同时可带来更大的经济收益。  结论  建设一套无线高速完整的数据传输系统,更有利于智能燃料管理平台的有效安全搭建,并应在项目前期进行设计规划,应用于火力发电行业。
背压汽轮机组增设后置机的研究
杜东明, 司广全, 王默, 蒋立军
2021, 8(2): 63-70. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2021.02.010
摘要:
  目的  为了解决机组对外供热由工业供热改为采暖供热的问题,以某热电厂为对象开展技术可行性研究。  方法  对调节阀组、双缸汽轮机、全厂共用的后置背压汽轮机、单元制带发电机的汽动给水泵组等四种方案进行了比对分析。  结果  考虑方案的特点和工程实际,最终选择了全厂共用的后置背压汽轮机方案。  结论  该方案基于能级梯级利用原则,运行可靠,经济性好,对后续机组进行供热综合改造也提供了有益的参考。
电网技术
电网安全和调度公平性的新能源发电计划研究
郭元萍, 徐敏, 郭祚刚, 谈嬴杰, 李义
2021, 8(2): 71-77. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2021.02.011
摘要:
  目的  随着风电场、光伏电站不断并网,地区电网网架结构发展跟不上新能源机组容量的增长速度,多能源混合的特点以及断面分层的特征给日前发电计划制定带来困难,为此提出一种考虑断面安全约束和调度公平性的多层次多能源日前发电计划方法。  方法  一是深度优先搜索越限断面,二是提出基于信息熵的出力受限分配策略,利用经济学领域中信息熵的概念指导评价调度公平性的量化指标,构造一种公平性计算方法。  结果  在保证断面潮流接近稳定极限的情况下,合理公平进行各个电厂的有功功率分配,实现电网安全稳定运行条件下的风光资源充分利用。  结论  通过某地区电网实际算例进行验证,该方法可以解决目前新能源发电计划制定存在的问题,具有很好的实际应用价值。
输电线路三相不平衡电流及高抗过补偿仿真分析
郑幸, 陈逸鹏, 齐冬辉
2021, 8(2): 78-84. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2021.02.012
摘要:
  目的  超高压输电线路的安全稳定运行对电网安全至关重要,在电网规划建设中、新建变电站对原有长线路解口构网时,可能出现以下问题:如线路的三相不平衡电流不满足整定要求、线路高抗过补偿而产生过电压等,这些问题严重威胁电网的安全稳定运行,必须予以解决。  方法  为了解决上述问题,利用电磁暂态软件ATP-EMTP,依托同塔双回500 kV输电线路工程实例,对线路中出现的不平衡电流与过电压等进行仿真研究,以探究这些参数的影响因素与变化机理,进而提出应对方案。  结果  仿真结果表明,影响同塔双回线路不平衡电流的主导因素包含换位与相序布置,增加换位次数、采用逆相序布置可有效降低其不平衡电流水平;影响工频谐振过电压的主要原因是补偿度是否接近全补偿,过补偿时提高补偿度可降低恢复电压、但潜供电流会相对升高。  结论  上述结论对电网规划建设与安全运行具有指导与借鉴意义,可有效解决实际工程中相关问题。
智能配电网广域同步相量测量体系设计方案研究
熊文, 危国恩, 王莉, 吴任博, 徐全, 陈吕鹏
2021, 8(2): 85-90. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2021.02.013
摘要:
  目的  随着配电网大规模分布式电源和柔性负荷的接入,传统终端测量的准确性和速度难以满足实际需要,而采用新一代配电网微型同步相量测量装置(Distribution Micro Synchronous Phasor Measurement Unit, D-PMU)是解决上述问题的一个重要途径。  方法  首先,分析了D-PMU的工作原理和应用;其次,提出了配电网同步相量测量系统及安装部署方案;然后,根据示范区域的业务需求,提出配电网广域测量控制系统的体系架构及部署方案;最后,对D-PMU在智能配电网的应用进行了总结。  结果  示范建设成效验证了项目所研制的关键技术及设计方案的可行性和经济性。  结论  为D-PMU进一步与配网其他传统领域融合推广提供了丰富的工程经验。
基于边缘计算的故障录波主站信息快速智能处理方法
巫聪云, 刘斌, 沈梓正, 颜丽, 廖晓春
2021, 8(2): 91-98. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2021.02.014
摘要:
  目的  针对电网调控机构业务集中,故障决策延时和数据传输开销大的问题,设计了一种基于边缘计算的故障录波主站信息快速智能处理方法。  方法  基于故障录波信息处理的边缘计算设计原理和整体框架,利用DataSocket异步并行实时通信和Hadoop分布式存储方案保证数据稳定传输和快速存取,采用改进的SSDA算法快速筛选出故障信息进行分析,电子化报送故障分析结果。  结果  实验结果表明:该方法在海量数据处理、故障快速诊断、辅助决策支持等方面有良好的应用效果,可缓解调控机构信息处理压力和缩短故障决策时延。  结论  结合广西电网运行案例,证明了该方法可靠处理海量故障录波信息的有效性和可行性。
油田群项目海上降压变电站布置方案研究
刘生, 巴砚
2021, 8(2): 99-104. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2021.02.015
摘要:
  目的  海上油田群电力主要来源于发电机组,存在供电可靠性差、发电效率低和节能减排压力大等问题,通过陆上向海上供电可以很好地解决上述问题。  方法  根据功能定位和工作原理,可将海上降压变电站分为220 kV开关设备区、变压器区、35 kV开关设备区、10 kV开关设备区、无功补偿区和辅助房间六大区域。通过对各区域的研究给出了推荐的布置方案。  结果  给出的布置方案对提高海上降压变电站的可靠性、保障设备检修和维护便利以及最大程度减少平台尺寸具有重要作用。  结论  提出的布置方案能够对油田群项目中的海上降压变电站起到很好的指导作用,具有较高的参考价值。
柔直配网关键电气设备选型研究
陆子凯, 简翔浩, 张明瀚
2021, 8(2): 105-110. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2021.02.016
摘要:
  目的  合理选择柔性直流配网的关键设备,有助于优化换流站的布置方案,也对提升换流站的可靠性和降低工程投资成本具有重要作用。  方法  通过介绍珠海唐家湾示范工程的关键设备,分析比较关键设备不同型式的优缺点,给出关键电气设备选型的选型意见。  结果  阐述了柔直配网换流站的设备选型原则,重点分析研究了关键电气设备的选型方案,为柔直配网工程的推广提供研究基础。  结论  相关的研究结果将为后续的柔直配网工程的仿真建模和工程设计提供参考依据。
电力市场
电力市场环境下广东电力系统规划方法初探
刘新苗, 王诗超
2021, 8(2): 111-118. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2021.02.017
摘要:
  目的  在电力市场的新环境下,电力系统规划所包含的变量、制约因素、规划目标更多,复杂性更高,需考虑可靠性、经济性等多维因素,可以反映为负荷、电源、潮流、设备投退、政策、社会经济、商业模式、投资收益等多方面的不确定性因素,需要充分考虑这些不确定因素,建立更恰当的规划模型,整个电力规划的研究方法和手段都需要进一步优化。  方法  首先梳理了澳大利亚、美国PJM、欧洲等国外较为成熟的电力市场的现状,并对其电力系统规划的模式和方法进行了分析。  结果  结合广东电力市场发展的现状,有针对性的对电力市场环境下广东电力系统的规划方法进行了优化。不仅对电力规划工作的体制机制给出了优化调整建议,同时,根据传统的广东电力系统规划方法,从规划输入、项目分类、情景研究、电网经济效率评估和不确定性分析五方面进行了补充和改进。  结论  在广东现货市场的新环境下,通过建立合理的电力系统规划和评估体系,可有利于合理配置电源,实现网源之间的协调规划,更好地适应未来电力市场的发展。