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2022年  第9卷  第S2期

封面
《南方能源建设》2022年增刊2封面目次
2022, 9(S2)
摘要:
海上风电
无剪力键灌浆连接段粘结行为数值模拟研究
李聪, 房奇
2022, 9(S2): 1-5. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2022.S2.001
摘要:
  目的  海上风电基础结构中灌浆连接段行为复杂,特别是灌浆料与钢管的相互作用对整体性能至关重要。  方法  介绍和分析粘聚力模型模拟界面行为属性设定,从粘聚力模型粘结行为、界面损伤判定准则和界面损伤演化准则介绍粘聚力模型理论;并结合某典型无剪力键灌浆连接段实例,介绍了建模方法中的常规设置及粘聚力模型接触设置方法。  结果  通过分析,验证了粘聚力模型粘结行为在ABAQUS中实现的可行性。  结论  所述的粘聚力模型能够很好地模拟出钢质筒壁和灌浆体的协同变形情况、钢质筒壁的Mises应力分布情况、灌浆体的Tresca应力分布情况和荷载位移曲线。
基于马尔科夫矩阵的灌浆连接段疲劳性能研究
张力, 陈珂, 元国凯, 陈涛
2022, 9(S2): 6-10. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2022.S2.002
摘要:
  目的  由于荷载的时变性与随机性,海上风电基础结构中的灌浆连接段疲劳问题突出,为确保海上风电基础服役安全性,需要研究连接段疲劳性能演化规律。  方法  从有限元数值模型出发,将马尔科夫荷载矩阵转化为灌浆连接段关键位置处的应力,并结合材料的S-N曲线和线性累积损伤准则,实现对灌浆连接段的疲劳性能评估。  结果  通过对灌浆连接段有限元模型分析可知,在轴向荷载作用下,钢结构产生的累积损伤值大于灌浆材料,但均小于DNV规范中的限值。  结论  说明在该风机荷载作用下,灌浆连接段内的两种材料均不会发生疲劳破坏,风机基础结构是安全的,同时该分析方法也是有效的。
火力发电
广东构建天然气交易市场的建议
文婷
2022, 9(S2): 11-17. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2022.S2.003
摘要:
  目的  广东省是天然气消费大省,但是天然气进口依存度高、缺乏定价话语权,天然气利用价格长期处于高位,亟需建立广东天然气交易市场,形成有国际影响力的基准定价枢纽,以保障天然气供应安全、降低天然气利用成本。  方法  研究欧洲和美国天然气市场化改革的过程,总结其经验要点,得出对广东天然气市场的启示;分析广东天然气市场结构、基础设施和市场化改革的现状;构建适合广东实际情况的天然气市场框架、提出推动天然气市场建设的重点任务。  结果  研究表明:广东省天然气需求旺盛、供应多元、基础设施完备、市场化基础良好、金融市场完善,具备建设区域虚拟交易枢纽的基础条件,可参考英国NBP和荷兰TTF模式,构建天然气交易枢纽和交易所协同发展的天然气交易市场体系。天然气交易枢纽方面重点推进天然气运输服务和销售业务分离、建立干线管网统一调度机制、建立管容分配和托运商制度、建立基于热值的计量制度、搭建基础设施信息公开和管容交易系统等任务。天然气交易所方面重点制定市场交易和运营规则、搭建交易信息系统、推动天然气期现对接和期货品种等。  结论  所提方案符合广东实际、具备可操作性,可有效指导广东天然气交易市场建设。
基于价值工程的热机设备选型方法分析及实践
邹罗明, 秦殿山, 宗纪州
2022, 9(S2): 18-23. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2022.S2.004
摘要:
  目的  传统设计工程中,热机辅机设备设计选型存在两种倾向,一是以功能为先,忽视成本;二是以低成本为准,忽略部分功能的重要性。这两种选型方式都存在一定的缺陷,不能实现功能与成本的统筹,不能获取收益最大化。随着行业发展,设计工程热机设备选型越来越重视性价比,即以合理的成本实现最佳的功能。  方法  将价值工程理论应用于热机设备选型,通过价值系数公式,统一考虑功能与成本,实现热机设备选型方案的最优选择。  结果  结合实际案列,文章论证了价值工程理论应用于热机设备选型的可行性。  结论  为后续电厂在设计设备选型过程中实现设备的功能与成本统一论证提供了一种可行方法。
高位收水机械通风冷却塔在电厂的应用
陈广川, 张国罡, 张赢
2022, 9(S2): 24-30. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2022.S2.005
摘要:
  目的  为了提升全厂热效率,降低厂用电率,节省用地,减少降噪设施投资,提出了一种新型冷却塔在火力发电厂、特别是城市型燃机电厂的应用场景。  方法  结合工程背景和应用的实际情况,对机械通风冷却塔的选型进行介绍,着重通过对常规单面进风机械通风冷却塔和单面进风高位收水机械通风冷却塔在结构、布置上的详细说明,针对这两种类型机械通风冷却塔在能耗、噪音控制、环境影响、经济等方面进行对比,采用动态经济分析的年总费用最小法,说明在保证具有同等冷却效果的前提下两种类型机械通风冷却塔的优劣性。  结果  对比结果表明:高位收水装置可在机械通风冷却塔上具有更好的应用前景。高位收水装置可以消除大部分淋水噪声,大幅降低循环水泵扬程;通过配备变频循环水泵,满足发电机组不同工况的冷却水量需求,降低厂用电率,节能效果明显;适合大型背靠背布置塔型,节省用地。  结论  所提出的新型冷却塔在火力发电厂的应用是可行的,特别是在用地紧张的城市型燃机电厂,采用背靠背布置的大型高位收水机械通风冷却塔可提高发电机组循环冷却水系统的整体运行经济性,减少系统能耗,节能减排,并同时兼顾循环冷却系统的初期投资和厂内降噪效果。随着国家大力发展和投资大型燃气-蒸汽联合循环发电机组,大型高位收水机械通风冷却塔应用前景广阔。
垃圾焚烧发电厂立面设计浅析
李捷, 李育军
2022, 9(S2): 31-37. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2022.S2.006
摘要:
  目的  垃圾焚烧发电厂在国内,已经成为垃圾处理的主流,公众与社会对其关注越来越多。除了通过社会宣传教育、行政手段、技术措施等解决垃圾焚烧发电厂问题外,良好的外部形象——立面设计是拉近垃圾焚烧发电厂与公众间距离、淡化两者矛盾的有效方式之一。  方法  以德阳垃圾焚烧发电厂为例,在设计过程中对影响立面元素进行分析、整合、运用,构建出亲切宜人的建筑物形象。  结果  文章在功能、风格、比例、细部装饰、色彩、材质和窗户方面进行了详细的分析和比较。  结论  通过德阳垃圾焚烧发电厂的立面设计,展现邻避设施自身特点,赋予建筑立面更多的“亲和力”元素,使其在工业化和公共化之间取得平衡。
岩溶发育区弹性波CT应用及桩基设计方法
陈兆雄
2022, 9(S2): 38-45. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2022.S2.007
摘要:
  目的  岩溶发育地区面临复杂多变的地质问题,文章旨在降低岩溶发育地区工程建设的风险。  方法  文章以粤北某电厂为例,分析比较了弹性波CT和钻孔探测的结果,探讨如何应用弹性波CT结果指导桩基设计,给出了桩基设计的要点。  结果  结果表明:可以利用弹性波CT探测指导超前钻的施工和桩基持力层的判断;桩基设计可通过转换大梁等方法进行优化。  结论  研究成果可为岩溶发育区工程建设提供参考。
垃圾焚烧炉炉膛先进测温装置应用
林焕新, 张宝松
2022, 9(S2): 46-52. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2022.S2.008
摘要:
  目的  由于焚烧炉产生的烟气具有温度高、含尘量高、腐蚀性高等特点,因此常规测量炉膛烟温的热电偶易损坏,维护成本高,文章探索了改进炉膛烟温的测量手段。  方法  首先介绍了基于红外技术的两种先进的炉膛烟温测温方式,分析红外测温、双色比色法测温的原理,进而介绍了红外、双色比色法测温装置的结构和实际应用情况,并进行详细的技术对比。  结果  红外、双色比色法测温装置可用于垃圾焚烧炉炉膛烟温测温,并可通过进一步研究用于焚烧炉的燃烧优化和SNCR系统喷氨优化。  结论  随着新型测量装置的的应用和推广,其可靠性、精度不断得到提升和验证,具有良好的应用前景。
翻车机下卸煤设备选择研究
曾兵, 方欣, 罗宇东, 王应江, 祁峰
2022, 9(S2): 53-58. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2022.S2.009
摘要:
  目的  翻车机是铁路来煤项目的一种常用卸车设备,其下部卸煤设备需根据系统布置方案、土建条件及投资等综合选择。  方法  在分析对比不同卸煤设备的工作原理、技术特点的基础上,结合某工程设计实例,针对常用卸煤设备进行比较分析。  结果  结果表明:活化给煤机以其独特的防蓬煤防溜料自锁能力和较好的环保性能,全封闭螺旋给煤机以其良好的环保性能、较低的运行维护成本、灵活的布置方式,在翻车机卸煤设备选择时分别具有各自优势。  结论  当翻车机下卸煤设备呈顺列布置时,综合性能较好的活化给煤机和全封闭螺旋给煤机均较为适用;呈垂直布置时,建议优选全封闭式螺旋给煤机作为卸煤设备。
机电一体化行星齿轮调速与变频调速应用探讨
张鹏飞, 樊越
2022, 9(S2): 59-67. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2022.S2.010
摘要:
  目的  通过介绍行星齿轮调速与变频调速在火力发电厂液力偶合器调节的锅炉电动给水泵组节能改造的应用情况,分析两种方案的适用性。  方法  对行星齿轮调速本身能耗及实际应用案例进行分析,同时与变频调速实际运行情况进行对比,从安全、适用、可调范围、节能等方面,判断火力发电厂液力偶合器调节的锅炉电动给水泵组节能改造是采用行星齿轮调速还是变频调速。  结果  火力发电厂液力偶合器调节的锅炉电动给水泵组节能改造采用变频调速比行星齿轮调速节能率高、可调范围广、更适用且安全性也有足够保证。  结论  火力发电厂液力偶合器调节的锅炉电动给水泵组节能改造,变频调速更为适用。
电网技术
1 000 kV格构式独立避雷线塔风致响应分析
林汪勇, 陈寅, 张华
2022, 9(S2): 68-73. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2022.S2.011
摘要:
  目的  为对1 000 kV格构式独立避雷线塔风致响应进行研究,并提出其合理的风振系数取值。  方法  文章以1 000 kV格构式独立避雷线塔为研究对象,借助有限元软件ANSYS,以《建筑结构荷载规范》所采用的Davenport脉动风速功率谱密度函数为基础,基于结构随机振动理论以及频域分析方法,分析了该类型避雷线塔的风致响应,并与《高耸结构设计标准》推荐的简化公式所得风振系数值进行对比。  结果  分析结果表明:在B类地貌、基本风压不大于0.60 kN/m2时,该避雷线塔总体变形满足规范要求;《高耸结构设计标准》推荐的简化公式所得风振系数值以及《变电站建筑结构设计技术规程》建议值总体小于有限元分析所得值,结构设计时应特别注意。  结论  根据本文对比分析结果,推荐1 000 kV格构式独立避雷线塔结构设计时,风振系数可统一取2.20。
直流电源系统中电缆与断路器的配合
贾红舟, 彭冠炎, 刘艳华
2022, 9(S2): 74-78. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2022.S2.012
摘要:
  目的  直流电源系统中电缆截面通常按电缆长期允许载流量和回路允许电压降两个条件选择,但在实际工程中由于级差配合断路器额定电流可能会选的比较大,这时候就存在电缆过负荷或短路时断路器不动作烧坏电缆的情况。文章一方面通过工程实例说明这个问题,另一方面尝试找到电缆与断路器之间的简单关系式以方便工程设计。  方法  一方面通过实际算例简要介绍了电缆的选择、直流断路器配合的方法;另一方面通过数据拟合、曲线分析的方式,分析电缆与断路器的配合关系。  结果  得到一组电缆截面与断路器额定电流之间的工程实用关系式。  结论  电缆截面与断路器额定电流之间的工程实用关系式具有较广泛应用范围,为今后工程直流系统电缆设计提供借鉴。
高压直流换流站阀厅双层屏蔽巡视走道应用研究
谭威, 汤曼丽, 孔志达
2022, 9(S2): 79-83. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2022.S2.013
摘要:
  目的  为了减小高压直流换流站阀厅占地面积并降低投资成本,提出了一种适用于高压直流换流站阀厅的双层屏蔽巡视走道方案。  方法  在借鉴1100kV昌吉—古泉特高压直流输电工程首次应用双层屏蔽巡视走道的成功经验,以及国内科研单位开展的试验结果基础上,针对阀厅内不同巡视走道方案开展经济性对比,验证本方案的经济性。  结果  结果证明文章提出的双层屏蔽巡视走道方案具备一定的优势。  结论  文章提出的一种高压直流换流站阀厅采用双层屏蔽巡视走道的具体实施方案,并在某工程的阀厅中得以成功应用,具备推广价值。
利用微控制器实现恒压或恒流变负载的直流微电网控制研究
董义, 司华宁, 钟雨薇, 李宁, 徐慧平
2022, 9(S2): 84-89. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2022.S2.014
摘要:
  目的  为了在不同类型的负载条件下实现恒压或者恒流的微电网控制。  方法  使用微控制器和其他电路元件搭建一个简易直流微电网,采用闭环PID控制器对电路进行控制,同时搭建Simulink仿真模型,利用仿真模型对PID参数进行设计和提前模拟仿真,可以让PID参数设置合理,减少微电网中硬件出现安全隐患,保证了在硬件搭建过程中电路各部分的正常工作。  结果  由实验数据可知,在恒压或恒流输出方面都可以保证输出值误差在2%以下。  结论  研究证明了使用微控制器来对微电网电压电流控制的可行性。
基于虚拟阻抗的储能微网VSG控制策略研究
谢楠, 杨沛豪, 何萍, 陈垚
2022, 9(S2): 90-97. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2022.S2.015
摘要:
  目的  为了使储能微网并网变流器(Power Conversion System, PCS)具备同步发电机一样的旋转、励磁特性,提出一种在储能微网并网PCS控制系统中采用虚拟同步机(Virtual Synchronous Generation, VSG)控制策略。  方法  针对传统VSG不具备低电压穿越(Low Voltage Ride Through, LVRT)能力,文章构建VSG虚拟阻抗无功控制环节,实时修正电压控制输入信号,提高系统暂态压降支撑能力;为了得到虚拟阻抗的幅值及阻感比,将LVRT工况分为线路对称和不对称短路障,研究正、负序电压、电流,得出虚拟阻抗参数。  结果  为了验证所提控制策略的性能,通过Matlab/Simulink进行仿真,设置仿真工况为:储能微网外接输电线路分别发生三相接地和单相接地故障。  结论  仿真结果表明:将虚拟阻抗引入VSG控制系统中,可以提高短路情况下储能微网并网PCS输出电压,起到LVRT期间电压暂态支撑作用,使储能微网具备LVRT能力,可为实际应用提供指导。
融合地理编码的全生命周期电气设备实物ID
潘柏崇, 王兴华, 许成昊, 王彦峰, 雷翔胜, 赵智尧
2022, 9(S2): 98-105. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2022.S2.016
摘要:
  目的  统一身份编码已被广泛用于辅助电网设备资产的全生命周期管理。学术界与工业界的注意力集中在统一身份编码与管理系统的结合,而忽视了现有统一身份编码是否能满足需要。  方法  本文提出能够兼顾全局唯一性、安全性、规范性、兼容性、扩展性、效率性和合理性的基于地理编码的电网设备实物ID(Grid Geo-coding ID, GGID)编码方法。GGID由电网工程的规划、设计、施工和运维阶段的关键信息所组成,包含空间位置、工艺工序、设备类型和时间轴。  结果  对试点站的全体电气设备采用GGID编码方法所得到的实物ID相比于现有的编码格式,更容易与企业资源规划系统和全生命周期的BIM模型进行结合,同时可以与已有编码进行联动。  结论  通过测试和比较,GGID符合作为电网资产管理系统和数据库的主键值的要求,可以用于服务电网设备资产的高效管理,服务于生命周期各阶段信息归档。
500 kV双回路直线角钢塔杆件控制工况研究
庄志翔, 孙墨林, 张珏
2022, 9(S2): 106-111. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2022.S2.017
摘要:
  目的  为了探究输电杆塔中各个杆件的主要控制工况,文章对500 kV双回路直线塔进行测算,并对各类杆件进行汇总归类,识别其控制工况,为今后的直线塔设计提供参考。  方法  文章介绍了杆塔设计中的典型工况,结合杆塔的挂点荷载,以500 kV直线塔为例通过测算识别各杆件的控制形式,并对识别结果进行总结归纳,找寻变化规律。  结果  针对挂点,X向荷载最大的工况为90°大风工况,Y向荷载最大的工况为断线工况,Z向荷载最大的工况为起吊工况。总荷载最大的工况为起吊工况。正常工况控制了杆塔大部分主材,且60°大风工况直接影响了基础力的大小。断线工况控制了杆塔大部分交叉材,安装工况控制的杆件最少。杆塔中有相当一部分杆件由于同压作用受平面外的荷载所控制,这部分杆件主要为杆塔正面上横担下弦杆至中横担上弦杆交叉材,变坡以下交叉材这两部分,在设计中应给予注意。  结论  输电杆塔有着杆件数量多、型号多、布置形式多等特点,在工程建设中,应依据设计条件结合杆件控制工况,有针对性的对杆件进行优化。
农村配电网规划项目可靠性提升效果评估方法
张俊成, 陶毅刚, 黎敏, 黄泽杰, 李志铿, 杨海森
2022, 9(S2): 112-117. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2022.S2.018
摘要:
  目的  规划项目供电可靠性提升效果的量化评估工作是以二级指标为规划导向的。为了解决农村配电网规划缺乏量化评估的问题,文章提出了一种适用于农村配电网大规模规划项目可靠性提升效果快速评估的方法,实现对规划项目可靠性提升效果的快速评估。  方法  文章从农村配电网主要的特点分析出发,结合配电网规划项目供电可靠性提升效果评估需求,基于简化拓扑,提出适用于农村配电网的规划项目供电可靠性提升效果评估方法。  结果  通过与中压配电网可靠性评估行业标准进行对比,计算精度误差在11%以内。  结论  所提方法实现具备一定的计算精度,能够满足对农村配电网大规模规划项目可靠性提升效果快速评估,有效提升配电网规划质量。
基于模糊综合评价的500 kV输变电工程经济评价研究
王玉, 唐峦
2022, 9(S2): 118-122. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2022.S2.019
摘要:
  目的  输变电工程是国家重点投资建设的能源工程,为了明确投资该类工程产生的经济效益和预期效果,需要对整个输变电工程进行经济评价。  方法  文章以广东某500 kV输变电工程为例,首先建立财务效益综合评价指标体系,其次通过模糊综合评价的方法对其进行财务效益综合评价。  结果  通过实证分析,表明了模糊层次综合评价方法可以有效地评价输变电工程的经济效益。同时,广东某500 kV输变电工程的最终综合评价结果比较成功,表明该类工程的财务效益水平良好。  结论  运用模糊综合评价方法对输变电工程进行经济评价能够有效地评价其是否具有较好的经济效益,了解投资此工程能否取得良好的预期回报。
项目管理
基于数字化技术的电力工程总承包项目管理研究
梅生强, 朱敏华
2022, 9(S2): 123-130. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2022.S2.020
摘要:
  目的  在当前能源行业“3060”双碳政策及总承包模式竞争日趋白热化的双重影响下,项目管理数字化将成为企业核心竞争力,如何提升项目管理数字化水平成为关键。  方法  文章分析了在数字经济、项目管理本身方面,数字化转型的必要性,总结了当前国内外项目管理平台的特点,剖析了企业级项目管理平台对现场管理的短板。在此基础上,通过华南区域某电力工程企业建设总承包项目现场协同管理系统,对能源类勘察设计企业总承包项目现场管理数字化转型进行了系统性研究和验证。  结果  结果表明,该系统能大幅提升项目管理效率,可通过数据创造管理价值。  结论  建立各方协同管理、表单结构化、流程全覆盖、智能报表全面应用的总承包项目管理平台,可大力推动项目管理数字化转型。