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[成果] 1800300165 北京
TU99 应用技术 自来水的生产和供应 公布年份:2018
成果简介:所属类别:水体治理与修复技术技术来源:自主研发适用范围:流域再生水调蓄湖库生态构建与水质改善基本原理: 基于水质、水华控制与生态可持续性三重目标,以结构和功能可持续的生态水资源工程技术和风力提水曝气与合成粘土矿物水质改善整合技术研发为基础,突破食物网调控核心技术,创新再生水调蓄湖库生态构建与水质净化整合技术,提高湖库水质净化能力的可持续性和生态系统弹性,确保再生水调蓄湖库出水水质长效、稳定达到地表水III类标准,降低水华爆发风险。 工艺流程: 通过生态闸坝控制动态优化再生水调蓄湖库进出水流量、水土接触景观界面与水流停留时间;构建生态过水堰与风力提水曝气装置调控湖库水体流场,改善水体的流动性和溶氧条件,提高微生物降解效率;利用生态集布水渠构建与合成粘土矿物吸附-微生物分解-植物提取耦合,有效削减水体的氮、磷负荷;基于稳定同位素分析、野外调查与分析,整合“上行控制”、“下行控制”及“竞争排斥”等复杂食物网关系,调控库塘4级营养级结构,促进物质流在食物网内快速、高效地循环和流动,增强食物网的结构和功能稳定性,关键技术: 技术名称:(1)结构和功能可持续的生态水资源工程技术;(2)食物网生态构建和操纵技术;(3)风力提水曝气与合成粘土矿物水质改善整合技术技术性能指标:结构和工程可持续的生态水资源工程技术在再生水调蓄湖库污染物去除中的贡献率可达到17%;食物网调控技术通过初级生产者的直接吸收,以及消费者的间接摄取,氮、磷的物质在食物网负中快速循环,在再生水调蓄湖库污染物去除中的贡献率可达到57%。
[成果] 1700520400 北京
TK2 应用技术 锅炉及原动机制造 公布年份:2018
成果简介:循环流化床(CFB)燃烧具有燃料适应性强、污染控制成本低的优点,是占煤炭总产量30%的劣质燃料经济规模化利用的最佳选择,因而得到迅速发展。超临界CFB具有高效和低污染双重优势,是CFB的发展方向,中国对此有重大需求。在国家“863”计划、科技支撑计划等支持下,在没有先例的条件下,经过十余年的联合攻关,系统地突破了从300MW亚临界自然循环跨越到600MW超临界强制流动带来的巨大的理论及工程挑战,取得了系列原创性成果:1.完整地揭示了超临界CFB锅炉的基本原理,创建了超临界CFB锅炉设计理论和关键技术体系,涵盖气固流动、两相传热、超临界水动力、锅炉耦合等各个方面。2.开发了超临界CFB锅炉设计技术,发明了低质量流速垂直水冷壁、纵流换热床等专利部件结构,率先研制出世界容量最大、参数最高600MW超临界CFB锅炉。3.创建了控制、仿真、系统集成和安装、调试、安全运行技术体系,建成了世界首台600MW超临界CFB示范工程。示范工程投运后运行非常平稳,各项指标全面优于国外同期开发的超临界CFB。该项目获授权发明专利33件,实用新型专利70件,软件著作权6件,发表论文234篇,鉴定认为“达到国际领先水平”。拓展应用创新成果,开发了系列的超临界CFB锅炉,并在国内推广使用,解决了中国劣质燃料的高效清洁利用问题。提高了中国CFB锅炉的国际竞争力并使产品走向海外,超临界CFB锅炉全球市场占有率超过95%。实现了600MW超临界CFB的国际梦想,国际能源组织认定是国际CFB燃烧技术发展的标志性事件。
[成果] 1800130127 北京
TK8 应用技术 锅炉及原动机制造 公布年份:2018
成果简介:近年来,中国新疆、河北等千万千瓦风电基地频繁出现次/超同步振荡,引发串补退出运行、火电机组跳机和风电大面积脱网事故,严重影响电网安全,制约风电消纳。 风电基地次/超同步振荡具有以下特征:①电网复杂,包含风电、SVG/SVC、高压直流、串补等高比例电力电子装备;②振荡模态多变,频带从数Hz至数百Hz、振荡频率多且时变;③传播范围广,跨越5个电压等级、数百km地域;④随机性强,振荡发生时机及特征与风电、无功补偿及系统运行方式等多种因素有关。 风电基地次/超同步振荡的机理与现象,显著不同于传统次同步振荡,其分析与防治面临巨大挑战,主要表现在:①风电机组控制器“灰箱化”导致建模困难,振荡机理不能有效揭示;②描述大规模风电机组及其控制行为的模型维数高、耦合复杂,缺乏有效的模式辨识和稳定性量化评估方法;③传统的通过在有限的大容量汽轮机机组上安装阻尼控制器来抑制振荡的方法难以适用于上万台风电机组;④振荡分量频谱宽且特征随时间变化快,监测与控制的快速性、准确性难以兼顾。 项目依托国家973计划、自然科学基金和国家电网公司科技项目,产学研协同攻关,突破了建模与分析、振荡综合抑制、振荡监测及控制三大关键技术。主要创新:①建立了风电机组阻抗理论模型,研制了基于控制在环仿真和有源扰动注入的阻抗测量装置,解决了机理分析缺乏准确模型难题;②提出了基于阻抗网络及聚合阻抗行列式频率特性的次/超同步稳定性量化分析方法,解决了大型风电基地振荡风险无法量化评估难题;③提出了风电机组宽频带阻抗特征重塑方法,构建了振荡综合抑制技术与方案,实现了振荡的有效抑制;④提出了短时窗次/超同步频率分量在线测量方法,研发了多层次振荡监测和安全控制系统,实现了振荡的在线监测和安全防控。项目获发明专利8项,发表SCI/EI论文10篇。 成果应用于新疆和河北千万千瓦风电基地,解决了大范围、频繁发生的次/超同步振荡问题,风电利用率分别提高4.3%和1.9%,发电量提高40.1亿千瓦时/年,折合节约标煤123.9万吨,减排二氧化碳330.4万吨。并推广应用于甘肃、宁夏等其他4个千万千瓦风电基地,为中国风电的可靠并网和安全消纳提供了技术保障。 项目支撑了北京新能源高科技产业的快速发展,团队近3年为北京新增产值10.16亿。项目成果的应用,保证了为北京供电的河北风电基地的稳定运行,为保障北京电力供应的安全可靠、绿色环保,做出了巨大贡献。
[成果] 1800290069 北京
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2018
成果简介:为实现大容量直流电缆输电和管道输电,该项目的任务是:①了解多场耦合作用下固体绝缘介质空间电荷和电导的稳态暂态过程;②提出环境友好混合气体绝缘介质及固气界面电荷的动力学过程和消散方法;③研究纳米复合绝缘介质的电场及热场调控理论及方法;④建立自适应介电特性的固体绝缘组装理论及方法;⑤实现微放电缺陷抑制并研发可自愈的绝缘介质;⑥探索管道及电缆输电线路长期运行故障演变过程及老化规律。 建立介质稳态暂态空间电荷和电导的物理模型。实现了多场耦合(电场、温度和机械场)和电导耦合的空间电荷测量功能并研制了实验系统;采用空间电荷高速动态测试平台,研究了聚乙烯材料在多场耦合作用下极化初始过程、预击穿的空间电荷特性。建立多场耦合的二维针板电极模型,采用双极性载流子模型,研究了空间电荷在不同温度梯度下的注入和电场分布规律。 提出直流电场作用下固体绝缘空间电荷及界面电荷的主动消散和控制方法。建立SF6替代气体绝缘性能实验测试装置和混合气体中固气界面电荷测试装置。综合考虑C3F7CN及其混合气体的温室效应、液化特性、传热性能、绝缘特性,提出了适用于直流管道输电线路的环境友好绝缘气体的选择方案;研究了电热耦合应力作用下绝缘材料电导特性对盆式绝缘子表面电荷积聚及沿面电场分布规律的影响,提出了直流盆式绝缘子绝缘材料优化指标。构建基于遗传算法的直流盆式绝缘子形状优化设计方法,形成了±100千伏直流盆式绝缘子绝缘优化设计方案。
[成果] 1700520395 北京
TM7 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] 1700470360 北京
TM6 应用技术 电力生产 公布年份:2017
成果简介:该项目属于能源系统工程与节能技术研究领域。清洁高效发电是应对能源危机及环境污染问题的有效途径。能量的高效转化与低碳运行是清洁高效发电过程中的重点和难点问题。该项目围绕上述问题和目标,在发电系统集成、动态特性分析、先进控制、运行优化等方面取得了系统性、原创性的理论成果,部分成果在清洁高效发电领域得到推广应用。 (一)创新了大型燃煤发电机组的降耗时空效应理论,打破原设计理念中不同单元间、子系统间能量交换与转换的流程壁垒,提出了火电厂烟气余热利用系统集成原则与广义能耗评价指标体系,构建了电厂余热利用与深度节能的理论框架。首次提出了一种集成有机朗肯循环的冷热电联供系统新结构,形成能源综合+梯级+深度利用新模式,有效提升了集成系统运行的效率和灵活性。 (二)定义了用户冷热电负荷空间的概念,解决了用户冷热电负荷在多随机因素影响下的确定性描述难题;突破传统电热平衡运行模式,综合一次能源消耗、运行成本和污染物排放指标,创新性地提出了适应多种冷热电联供系统结构的多目标运行优化策略。该成果将复杂的优化求解问题转变为针对有限空间的区域选择问题,极大地提升了优化结果的实用价值。 (三)在国际上率先提出基于有机朗肯循环深度利用低品位余热进行发电的理论基础及实现方法。首次建立了以机理分析为基础的、面向控制的有机朗肯循环余热发电过程模型,在此基础上定量分析有机朗肯循环余热发电系统能量转换效率,提出余热发电过程多变量控制策略,研究结果被作为深度利用低品位余热发电的理论基础及实现方法,受到国际同行的关注。 (四)定义了发电系统非线性度的概念,首次提出了燃煤发电机组反歩自适应非线性控制理论,构建了多变量IMC-PID整定模式;在此基础上提出了满足燃煤机组发电速率约束的负荷频率控制策略。这些具有自主知识产权的研究结果为实现清洁高效发电提供了原创性的理论基础及实现方法。 该项目发表SCI论文67篇,其中Top期刊论文30篇;研究论文SCI总引972次,SCI他引841次,总引用1808次(Scopus);授权国家发明专利22项、软件著作权14项。该项目研究成果得到国内外知名学者的广泛关注,促进了清洁高效发电的源头创新,对中国清洁高效发电系统的自主开发起到了重要的推动作用。除理论研究成果外,部分专利获得了转化与应用,项目研究获得英国皇家学会牛顿基金资助。
[成果] 1800070044 北京
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2017
成果简介:该项目属于电力系统技术领域。 电力系统规模庞大、运行方式复杂多变,其复杂振荡问题日益突出,严重威胁到电力系统安全稳定运行。研究振荡稳定的机理特性,提出在线辨识及控制方法,是保障电能可靠、经济生产与输送的基础,对国家安全和社会经济发展具有重要意义。 该项目研究历时12年,围绕电力系统振荡的机理特性、在线辨识、控制方法等基本问题开展了深入研究,解决了电力系统低频振荡的在线辨识、广域自适应控制等关键技术问题,为提高电力系统安全稳定运行水平做出了贡献。主要技术发明点如下: (1)基于多信号优选的电力系统低频振荡在线辨识。利用区间扩张理论和摄动理论将各反馈信号对振荡模式的阻尼效果进行量化,提出了基于贡献因子的反馈信号优选方法;利用联邦卡尔曼滤波器对系统关键参数进行在线筛选,提出了基于分类回归树理论的电力系统运行工况在线辨识方案,实现了对振荡模式的快速、高精度跟踪辨识;通过对不同机理的振荡特征分析,综合运用经验模态分解(EMD)、Prony和随机子空间(SSI)数字信号处理方法,提出了一种基于包络线拟合的低频振荡机理类型判别方法。 (2)电力系统低频振荡的广域自适应控制。发现了电力系统总阻尼守恒现象以及不同扰动与振荡模式的二元影射关系及内在诱发机理;提出了底层控制器与顶层决策单元相协调的分层分布式低频振荡控制方案,设计了基于非凸区域控制理论的混合H2/H∞鲁棒底层控制器,构建了基于双重Youla参数化理论的自适应控制顶层决策单元;提出了一种基于在线辨识模型的低频振荡协调阻尼控制方法,根据辨识模型对全系统阻尼进行优化和协调,为振荡控制提供决策依据,该方法不依赖于复杂的数学建模,便于实际电网应用。 (3)抑制双馈风电机组次同步振荡的混合阻尼控制器。提出了一种配置混合阻尼控制器抑制次同步振荡的方法,通过在双馈风电机组转子侧换流器的有功、无功外环控制环节分别配置有功阻尼控制器和无功阻尼控制器,增强双馈风电机组电气阻尼,抑制次同步振荡,该方法不需要外加设备,具有成本低、参数整定简单的优点。 该项目在研究过程中获得了国家自然科学基金、河北省自然科学基金的资助。 获得授权发明专利6项,在国内外重要期刊发表学术论文40篇。 项目成果已在河北电力调度控制中心、北京四方继保自动化股份有限公司获得了实际应用。成果获得了IEEE Fellow、IEEE Transactions on Power Delivery主编Reza Iravani教授等人的高度评价,查新报告显示该项目发明点在国内外公开发表的文献中均未见报道。 该项目成果的应用,提高了电网安全稳定运行水平,保障了国民经济发展用电和人民生活用电,推动了行业技术进步,社会效益显著。
[成果] 1700470444 北京
TM5 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2017
成果简介:采用微电网实现可再生能源的高效利用具有重要的现实意义。微电网并网运行或孤网运行时存在功率波动问题,储能技术是实现能量平衡,保证微电网正常运行的重要手段。 该项目提出了微电网稳定控制器的概念,提出应用微电网稳定控制器实现微电网在并网和孤网下进行功率和电压支撑的思路。微电网稳定控制器由储能器件(蓄电池)和电力电子变流器构成。在并网时可以很好地解决微电网的功率波动,使微电网和主电网交换的功率可控,提高微电网运行稳定性,改善微电网电能质量;在孤网时可以很好地对负荷进行供电。 该项目针对微电网稳定控制器功能及技术指标的需求,开发微电网稳定控制器产品,并进行了产业化;针对微电网并网、孤网的不同运行模式,该项目提出了基于自适应全局滑模控制的微电网稳定控制策略,更好地保证了微电网在并网、孤岛以及切换运行过程中的稳态及动态特性。具体开展了理论分析、建模仿真、主回路设计、控制软件开发、调试及工业化应用等一系列工作。通过功能分析及参数优化,完成了微电网稳定控制器主回路拓扑及参数设计;基于并网、孤网及其无缝切换的需求,完成并实现了基于p-q解耦的滑模控制策略;基于CAN通讯及MODBUS/TCP规约,实现就地和远程监控。该设备主要应用于微电网的运行控制,通过配置及控制策略的调整也可用于对敏感负荷的不间断供电。该项目提出了基于误差补偿随机过程分析的微电网储能配置方法,通过随机过程数字特征分析,给出了储能容量、功率及布局的合理配置方法,解决了储能配置、控制策略、“乏”电池利用、控制鲁棒性等系列问题,完善了微电网稳定控制器的各项功能和性能。 该项目形成了相关产品并已产业化,成功应用于由国家能源局、北京市发改委、北京市延庆区共同投资建设的国家重点新能源微电网示范项目——北京市新能源产业基地智能微电网建设工程中,该项目是全国唯一一个政府出资建设、示范项目最全、技术达到国际先进水平的新能源微电网示范项目,多台微电网稳定控制器(共2MW)在该项目中子项目——延庆高新技术产业孵化器园区微网项目中安全稳定运行;该产品应用到多家单位,解决了微电网方面的实际问题,带来了很好的经济效益,并得到了第三方的好评,产品给负责生产和销售的企业带来了可观经济效益。该项目为微电网的可靠、高效运行,为国家新能源、新电力发展方针的实施具有积极作用,促进了微电网行业科技进步,具有社会效益。
[成果] 1800070007 北京
X70 应用技术 环境治理 公布年份:2017
成果简介:烟气中CO2的捕集和利用已引起广泛关注。围绕已商业运行的醇胺吸收工艺的增强传质和提高效率、新型高效捕集方法的开发,以及捕集后的CO2的利用等重大科学问题,项目完成人展开了大量创新性基础研究,并取得了如下研究成果: (1)在统计缔合流体理论的基础上,建立了可精确关联和预测流体的汽液相平衡、液固相平衡及界面性质的热力学模型,实现了通过关联中低温度和压力条件下已有的相平衡实验数据确定模型参数,从而预测流体从低温到临界区的相平衡和界面张力等重要热力学性质。建立的模型适用范围广、计算精度高,解决了模型参数的自洽问题。 (2)实验测定了具有商用前景的19种醇胺吸收剂负载CO2前后的粘度及表面张力;结合热力学模型,阐明了操作条件、吸收剂种类、吸收剂浓度和CO2载荷对整塔范围内的粘度和表面张力的影响规律。为醇胺法捕集CO2过程的增强传质和增强吸收提供基础数据和计算模型,对吸收塔的设计及改进具有重要意义。 (3)提出了以水合物法分离烟气中CO2的新思路。结合先进热力学模型,阐明了温度、压力、多孔介质、助剂种类和浓度对CO2水合物的生成和降解的影响规律。建立了小试系统,确定了烟气中CO2的分离效果并优化了操作参数。为新型高效的水合物法捕集烟气中CO2工艺的开发及应用奠定了基础。 (4)探明了CO2水合物和CH4水合物的形成-降解机理和CO2/CH4水合物的竞争影响机制,为CO2置换海底可燃冰中的甲烷提供了重要的理论依据;提出了“似缔合”模型,对超临界CO2体系相平衡和界面性质的关联及预测精度较传统热力学模型有显著提高,为超临界CO2萃取和驱油过程的设计和模拟提供重要的理论支持。 该项目得到了河北省杰出青年科学基金(No.B2012502076,CO2捕集和利用过程的热力学研究)、国家自然科学基金(No.21076070,醇胺水溶液表面张力的实验和理论研究)和国家863计划(No.2006AA05Z319,水合物法烟气中CO2的分离技术)等项目的资助。代表性论文均发表在国际热力学领域的重要学术期刊上,并得到国内外同行的高度评价和大量引用。8篇代表性论文被SCI期刊他引266次,最高单篇SCI他引63次。代表论文7被评为“高被引论文”和“学术领域中最优秀的1%论文”。 在实验测定和理论计算的基础上,阐明了烟气中CO2捕集和利用过程的关键热力学问题。研究成果对CO2捕集和利用过程的试剂遴选、操作参数优化、节能降耗及提高经济效益具有重要的指导意义。
[成果] 1700470453 北京
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2017
成果简介:“输电网三维数字化设计平台关键技术研究及应用”项目旨在综合应用地理信息、三维空间仿真计算、工程力学、电气工程、BIM等技术,实现输电线路三维参数化设计,使设计过程具备可视化、多专业协同等特点,解决传统二维设计模拟三维计算结果不准确问题,实现了数据在工程生命周期内的唯一性,辅助电网企业制定送电方案,优化路径,减少拆迁,提高电网工程建设水平。 该项目技术创新如下:1)提出了一种矢量参数化建模技术,构建输电线路设备设施三维模型,突破了传统输电网三维设计产品本质上采用二维设计三维展示的技术瓶颈,实现了输电线路参数化三维设计,与传统的二维设计相比设计效率提高了50%以上;2)采用连续档绝缘子串、导地线三维空间平衡状态下定位计算技术,模拟各种工况下导地线与金具、绝缘子串所达到的杠杆平衡时的三维空间姿态,解决三维空间电气间隙计算、校核不准确问题,误差率可由之前的20%以上提高到5%以内;3)发明了一种智能优化排位方法,综合气象、地形、地质、交跨等各因素,进行指标研判,合理规划路径,优选方案,突破了人工选择输电线路路径方案工作量大、方案难以确定、工程造价偏差大等弊端,与人工选线相比可节约工程投资约10%;4)提出了工程测量数据与遥感测量数据拟合技术,将遥感测量数据高程精度与工程测量数据高程精度进行匹配,突破了输电网设计领域遥感测量数据与工程测量数据之间高程误差大,无法参考使用的技术瓶颈,使工程设计具有高精度的地形数据支撑,从而节约设计现场工作时间20%以上,提高设计的工作效率,保证工程设计质量。 通过该项目的实施,已获授发明专利7项,发表学术论文3篇,形成相关标准3项,获计算机软件著作权28项。项目研究成果服务于国家电网公司、南方电网公司、中国能源建设集团有限公司、中国电力建设集团有限公司等全国2000多家企业。研究成果先后为国家电网公司的“三交四直”工程,青藏、川藏联网工程;南方电网公司“八交八直”,西电东送等特大工程提供服务,产生直接经济效益超过2亿元。近三年来市场销售年复合增长率达58%,市场占有率达60%以上,成为电网设计信息市场的引领者。 该项目的实施提升了中国电网建设质量及效率,填补了国内输电网基于BIM建设的空白,有效服务于智能电网、清洁能源建设,对推动全球能源互联网发展,改善大气环境,促进“一带一路”战略等都将发挥重要作用。
[成果] 1800070158 河北
TK8 应用技术 锅炉及原动机制造 公布年份:2017
成果简介:该项目属于自动控制、空气动力学、机械设计等学科在风电领域的融合交叉应用。 为实现能源安全、减少环境污染,国家大力推动风电发展,在《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》中明确指出中国将于2020年实现风电火电同价目标,风电整机制造行业面临严峻挑战,大力开展降载增效等创新技术研究并实现产业化应用是降低风力发电度电成本的必由之路。 课题组依托国家“973”及企业内部立项联合攻关风电机组降载增效关键技术,在高效低载专用翼型设计、叶片一体化设计及模具制造、高风速段降载控制和低风速段增效控制方面进行了自主创新,研发出完整的叶片一体化优化设计方法和先进的稳定变桨控制策略。 该项目技术创新成果丰硕,取得发明专利38项,实用新型专利85项、软件著作权14项,发表SCI/EI论文10篇,编写《双馈式变速恒频风力发电机组》《台风型风力发电机组》等国家标准8项,主要技术创新点如下: 1)自主创新研发了适合中国风资源特征且具有高度几何相容性的高效低载叶片专用翼型族。 采用优化算法耦合计算流体力学方法,以翼型的升阻比、失速特性、前缘粗糙敏感度等综合性能为目标,考虑翼型前缘半径、相对厚度、弯度等多重几何约束,自主创新研发了具有高升力系数、高升阻比、平缓失速特性、低粗糙度敏感性的叶片专用翼型族,实现增效3%,结构减重约5%,疲劳载荷降低约10%。 2)行业率先开发了基于整机最优度电成本的叶片“气动-结构-载荷”一体化优化设计平台。 融合了叶片气动设计-结构设计-载荷评估等技术成果,以风电机组度电成本最优为目标,综合应用智能优化算法,在行业内率先建立了叶片“气动-结构-载荷”综合优化设计平台。提出了一种可生产系列化叶片的分段模具技术,模具成本降低30%,叶片投产效率提高50%。 3)引领采用基于推力削减和智能停机的变桨控制技术攻克机组降载难题。 为了解决机组高风速段运行时载荷突变的技术难题,自主研发了基于桨距角预先补偿的推力削减控制技术,特别是针对单叶片卡桨等典型故障工况,研发了基于阶段性变桨的智能停机技术,攻克了因快速变桨而带来极限载荷突升的行业降载难题,降低疲劳载荷约2%、极限载荷约10%。 4)自主研发了基于最优桨距角跟踪和冰载优化运行的最大风能捕获控制技术突破风机增效瓶颈。 为了实现机组发电能效的有效提升,自主研发了基于桨距角自动微调的最优桨距角跟踪技术,解决了低风速段固定桨距角效率下降的问题;尤其在冰载运行工况下,自主研发了基于桨距角约束的冰载优化运行技术,机组能效提升1.5-3%。 上述技术创新成果已全面应用于1.5MW、2MW、3MW、6MW系列风电机组,引领了风电整机制造业的发展,累计推广应用190个风场4766台机组,总装机容量8581.6兆瓦,在南非完成了245MW中国海外最大的单体风电项目,在西藏创造了世界海拔最高4700米的工程项目,整机销售产值250.7亿元。
[成果] 1700520200 重庆
TK8 应用技术 锅炉及原动机制造 公布年份:2017
成果简介:风电属于战略性新兴产业,2050年仅国内风电装机容量将达10亿kW,市场容量大。风电机组系统复杂,轮毂高度达100m以上、风轮直径最大183m、使用寿命20年、载荷多变、应用环境恶劣,是技术含量高的高端装备。该项目实施之初,中国风电基础薄弱,变速恒频风电市场被国外垄断,2MW及以上风电机组技术被国外封锁,正向设计方法和技术缺失,国际风电行业普遍面临度电成本高、风能利用率低、应用区域受限等共性难题。项目在重庆市重大科技专项支持下,产学研协同攻关11年,在风电机组正向设计方法和技术、高能量密度、自适应增功、极端环境适应性等关键技术领域开展研究并取得重大突破,显著促进了行业科技进步。主要创新成果如下:1、创建了大型双馈式风电机组正向设计方法和技术,填补了国内空白。提出了以高安全高性价比为目标的系统分解、基于可靠性序贯分析的整机安全系数分配方法和风电机组型式试验/评价规范,开发了双馈式两点支撑传动链构形和主控系统软件,研制了具有自主知识产权的2MW双馈式风电机组,在东北、华北、西北、华东、华南、华中、西南7大区域及美国共装机3334台,重大安全事故和批质量事故为零;H102/111/120型谱引领了叶片加长发展方向。2、发明了大惯量风轮强湍流特征辨识变参数和等效微分变桨控制算法,降低整机关键极限荷载10%;发明了传动链主动前馈电磁阻尼补偿控制技术,提出了应力流控制与局部柔性化高承载结构轻量化设计方法,提高了风电机组能量密度。H123机型与H93相比,可比成本增加不超过5%且风电场其它建设成本不变、6m/s低风速的发电量提升51%;云南沙帽山风电场2MW机型单机等效满发5485小时,国内最高;在新疆、内蒙古、云南等区域等效满发小时数名列前茅。3、发明了等寿命最大风能捕获范围扩展和全转速范围最佳叶尖速比跟踪算法,提出了暴风控制和最优能效控制方法,构成了具有自主知识产权的风电机组自适应增功技术,提高单机上网电量7.5%、100%按期进出质保。4、提出了风电机组外风道和叶片贯通式散热、风轮卸载和超调扇区辨识控制等极端环境适应技术,实现了60m/s超强台风(广东徐闻“威马逊”)、40℃(新疆哈密)/-41.2℃(新疆达坂城)、海拔3600m(四川凉山)、雷暴79天/年(云南永三)环境下规模化长期生存运行,为扩大应用区域做出了重要贡献。2MW双馈式风电机组4大系列34种规格通过了国内外权威机构测试认证,涵盖三个风区、常/低温、内陆/沿海/高原。申请知识产权93项(PCT专利4项),授权发明专利10项;编制国家标准2项,地方/企业标准64项。以徐建中院士为主任的鉴定委员会意见认为“H111、H120机型风轮直径当时国际最大......创新性强、整体技术达到国际同类产品先进水平”;丹麦LM、德国aerodyn等评价该项目型谱规划具有前瞻性、产品具有国际竞争力。2015年销售全部为2MW机型的海装风电世界排名第10,批量出口美国。近三年直接经济效益新增销售额178.9亿元(830万元/台)、利润4.98亿元。
[成果] 1700510549 河南
TM7 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:随着间歇性新能源规模化并网、区外电力高比例馈入,省级电网供给侧的随机性特征愈发突出。供给侧随机性下的电网特性将发生重大变化,为保障新能源的“并得上、送得出”和区外电力的“落得下、供得出”,迫切需要探索新能源和区外电力与电网的交互式影响机理,研究协同发展方法,评估发展风险,构建新能源和区外电力高渗透下省级电网中长期协调发展关键技术体系。课题以源网荷协同发展为目标,立足电网规划视角,以电网“供给侧随机性、中长期协同发展、风险综合评估”为切入点,基于“供给侧随机特性、协同发展方法、薄弱环节辨识和综合评估方法”四个维度构建了省级电网中长期协同发展关键技术体系,并以河南电网为例开展实证研究。主要创新包括:①在研究供给侧随机特性及与电网交互式影响机理的基础上,提出了基于信息熵的凝聚型层次聚类算法的风电场机群聚合方法,降低了大型风电场仿真的复杂度,提高了仿真精度,为中长期电网协同发展研究奠定基础;②构建了涵盖特高压落点布局、接入方式和送出方案三方面的区外电力与省级电网协同发展方法,提出了区外电力通过特高压直流分极接入省级电网的拓扑模式,将直流功率输送至不同区域和电压等级的交流电网,提高了省级电网网架结构的灵活性;③提出了基于概率N-2的评估方法和基于多阶段重要抽样的快速求解算法,形成了含高渗透新能源和区外电力的省级电网综合评估体系,实现了对电网故障概率和严重程度的综合考虑,并开发了电网风险综合评估软件包;④构建了考虑输电断面容量约束和负荷权重的改进最优切负荷模型,提出了基于支路风险参与因子的评估指标,表征不同支路对系统整体风险水平的贡献,实现了对电网薄弱环节的量化辨识,为电网网架加强方案提供科学依据。课题共授权发明专利5项,授权实用新型专利3项,登记计算机软件著作权2项,发表SCI检索期刊论文2篇,EI检索论文1篇,中文核心期刊论文3篇。课题成果在国家能源局发展规划司、国网河南省电力公司经济技术研究院、国网江苏省电力公司经济技术研究院和国网安阳供电公司得到深入应用,成效明显。政策支持方面,为“提高电网与发电侧、需求侧交互响应能力”、“解决中国能源结构失衡问题,促进源-网-荷-储一体协同发展”等能源政策的出台提供了决策参考;生产运行方面,通过提高供电能力、优化输变电工程建设时序、促进新能源和区外电力消纳,2015-2016年国网河南省电力公司经济技术研究院增收节支总额约3.2亿元;生产管理方面,为河南省“十三五”电网发展规划编制提供了技术支撑,指导未来河南电网科学发展。课题已通过中国电力企业联合会组织的评审。评审委员会一致认为,项目提出了适应特高压交直流受端电网中长期双侧随机性的新模型、新方法,总体达到国际先进水平。
[成果] 1700470166 北京
TM3 应用技术 电机制造 公布年份:2017
成果简介:柔性直流输电是目前可控性最高的输电技术,是大规模可再生能源接入电网的重要手段。电压源直流换流器作为电能转换与控制的核心装备,相当于柔性直流输电系统的“心脏”,也是中国重点发展的前沿高端电力装备。立项之初,柔性直流输电技术被跨国公司ABB独家垄断,并在小规模风电并网等应用中展现出了独特优势。但ABB的换流器技术存在固有瓶颈,电压和容量提升都受到限制,严重制约了柔性直流输电技术优势的发挥。为此,各国都瞄准新一代电压源直流换流器开展技术攻关。 项目依托973计划、国家自然科学基金、北京市科技计划等课题,历经12年,突破了系列关键技术,发明点如下: 1、大规模功率单元的电力变换调控方法。建立了换流器时变电路等效模型,揭示了能量转移规律和功率单元间电压不均衡机理,阐明了能量转移与内部固有循环电流的关系,提出了动态阈值排序电压平衡控制算法和电压预估式内部循环电流抑制方法。解决了数千功率单元在实现千兆瓦级交直流能量重构过程中的有序控制、能量均衡、电压稳定和环流抑制难题。 2、换流器多功率单元高速触发与保护技术。发明了集散式实时应答和多因子状态预测触发技术,提出了多层次复合权限分级保护方法和分布式过流保护方法,解决了数千功率单元100μs内的高速有序触发和数万条状态信息的快速采集、准确识别和实时决策难题,换流器控制保护指令延时小于2μs,故障响应时间最小可达300ns。 3、换流器阀塔复合应力均衡技术。发明了模块化多组态功率单元电路,提出了螺旋双列对称阀塔结构、悬浮电位分布钳制技术、大功率电力电子开关应力动态抑制技术和对角进出均管路串并联冷却技术。解决了桥臂电压达850kV、电流变化率5kA/ms、电位阶跃30kV/μs运行条件下,高压阀塔电气应力均衡、磁场强度控制、热点温升抑制等难题。 基于上述发明研制出新一代电压源直流换流器,通过国际权威机构KEMA的试验见证和国家能源局鉴定,专家意见认为“综合技术水平国际领先”。2011年应用于±30kV/20MW上海风电并网工程,被作为典型案例列入国际大电网组织导则;2015年应用于±320kV/1000MW厦门城市供电工程,电压和容量居世界首位;推广应用于±420kV/1250MW渝鄂电网互联工程。累计实现产值12.7亿元。 项目获授权发明专利76项(1项获中国专利金奖);发表SCI/EI论文67篇,出版学术著作2部;牵头编制IEC标准1项、参与5项,牵头编制国家标准6项。推动建设了“直流电网技术与仿真”和“大功率电力电子”2个北京市重点实验室。
[成果] 1700510566 河南
F40 应用技术 社会人文科学研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:项目属于电气工程学科,是电力市场领域技术开发和实际应用相结合的综合性项目。售电侧放开成为新一轮电力体制改革切入点,放开后市场化交易面临交易体系重构、价格传导机制重塑、电网企业运营模式转变等诸多风险挑战,为支撑电力体制改革有序稳步推进,保障电力市场稳定运行,先期解决售电侧改革进程中的风险预控问题势在必行。项目针对售电侧改革带来的风险,从“交易体系设计、风险理论突破、模拟应用延伸”三个层面出发,探索了市场交易发展路径,提出了基于压力测试的售电侧开放市场交易风险识别、评估、控制的新理论,完善了电力市场风险管理理论,将有力支撑电力体制改革稳步有序的推进。一是针对售电侧放开后多买多卖市场新形态的演进问题,设计了售电侧放开初期、中期、远期电力市场的交易体系,提出了以最小改革成本获取最大改革红利的市场化改革路径,为售电侧改革稳步推进提供技术支撑;二是针对售电侧市场化改革进程中市场交易风险的度量问题,在国内外率先提出了基于压力测试的电力市场交易风险评估方法,构建了售电侧放开交易体系下的市场交易成本-收益测算模型,实现了售电侧放开后市场风险有效辨识与评估,为市场主体应对售电侧改革提供决策依据;三是针对售电侧放开后市场运行的市场力难题,建立了基于SCP(结构-行为-绩效)的多层次、多维度市场力评估指标体系,构建了基于对角线伸缩权重法的市场力综合评估模型,提出基于信息与约束条件松弛补偿机制的发电市场闭环修正模型,提出基于RPI-X价格管制机制的售电市场闭环修正模型,实现了售电侧放开的市场力科学评估及有效控制;四是针对售电侧改革进程中市场交易体系综合风险的优化问题,提出了基于CVaR-鲁棒优化的电力交易体系自适应整体风险优化模型,解决了市场交易体系修正的力度、强度和市场主体的承受力相匹配难题。项目已授权发明专利1项,登记软件著作权2项,出版电力市场风险控制专著1部(上、下卷),发表论文7篇(SCI检索4篇、中文核心2篇)。项目在市场化交易体系、压力测试与风险控制方面研究成果已在河南、上海电力交易中心有限公司成功应用,有效地指导售电侧放开后的发用电计划放开实施进程,明确市场化电力直接交易的组织方式、交易流程等重大问题,辨识并优化交易风险,实现经济效益约7610万元。
[成果] 1700470040 北京
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2017
成果简介:该项目属于电气工程与通信工程交叉学科,涉及电磁兼容与防护、电力通信网络运行质量、设备可靠性评估等专业,产学研用协同攻关完成。 近年来,随着电力工业的发展和新技术的采用,电力通信网络稳定与可靠运行是电力系统正常运行的关键。2013年尼日利亚电网大面积断电事故,由于电力通信网络脆弱,外加强电磁环境下电力通信设备抗干扰能力极差,使得尼日利亚国内电网崩溃。随着光通信设备在电力通信系统中的应用越来越广泛,国内外对电力光通信网络运行质量的评估与强电磁环境下电力通信设备抗干扰能力的评价显得至关重要。 国内外虽然在电力通信设备及网络可靠性、风险等方面具有相关评价指标,但针对电力光通信设备和网络运行质量评价指标体系存在以下问题:现有的统计指标无法全面、客观反映光通信网络运行质量的总体情况,缺少综合评价的复合型指标;电力光通信设备可靠性与电磁抗干扰能力影响机理复杂,缺少电力光通信设备的抗电磁干扰能力评价指标。该项目针对上述问题,设计了基于价值模型的电力通信网络运行质量评价指标体系,并攻克电力通信网络及设备评价目标不易量化、指标间关系复杂、评价结果不实用等问题;通过关键指标应用研究,解决了电力通信网络中广泛采用的自愈倒换功能对差动保护业务的不适应性等问题;同时,创造性提出在变电站强电磁环境下电力通信设备抗干扰能力的评价体系,弥补了国内外空白。 项目在网络质量综合评价和设备抗电磁干扰能力评价方面形成了指标体系和评价系统,针对关键性能指标应用取得重点突破,对设备制造单位提出了有效的改进措施,并得到广泛应用。项目开发的变电站瞬态电磁骚扰数据的管理与分析系统,应用于省电力公司,为变电站瞬态电磁环境的分析提供了一种更加快捷、有效的手段。项目研发的电力骨干通信网络运行质量及运行风险评估软件,实现了通信骨干光网络的运行质量的自动评价工具,在省公司电力骨干光传输网络规划设计和运行质量评价方面得到应用,取得良好效果。电力通信设备检测能力得到大幅提升,检测服务直接经济收入为4637.09万元;该项目支撑了北京电科院通信设备评价中心建设,有效控制了北京通信工程设备采购质量,为北京APEC会议、全国两会等重大保电活动提供有力支撑,共计间接经济效益节支507.11万元。关键性能指标改进方案应用于北京设备制造商,提升了设备性能和可靠运行质量。
[成果] 1700470466 北京
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2017
成果简介:随着中国经济和社会的快速发展,驻京党和国家首脑机关、政府驻地等重要政治用户,医院、大型场馆等公共活动场所,半导体制造、制药化工等高端产业对供电质量提出严苛要求,电网数毫秒电压暂降就可能造成场馆失明、地铁停运等重大社会影响事件,导致产品报废、化工气体泄漏等生产事故,甚至造成电梯骤停、呼吸机失灵等,危及生命安全。亟需提高重要用户供电保障能力。 长期以来,重要用户供电质量保障存在三方面问题:用户耐受水平基础数据匮乏,目标不明确;电网和用户缺乏协调配合,效果不佳;定制化手段不成熟,治理针对性差,成本高。项目聚焦上述问题,攻克了用户级耐受水平评估、供用电双方协同治理与决策、低损耗电源快速切换和用户定制化补偿四方面难题。主要科技创新如下: 1)发明了电流分频补偿、电压注入式的扰动发生技术,研制出世界首套全控型兆瓦级10kV电能质量扰动全工况模拟试验平台,获取7类典型设备电压暂降敏感因子及扰动耐受曲线集,提出用户耐受水平逐级等效计算方法,解决评估难题。 2)提出基于可观测域和方向判断的电压暂降源定位方法,研发了故障点自动选取凹陷域仿真系统,监测数据与仿真数据相结合,实现暂降事件影响域的有效预判,重要用户保电线路数减少95%;提出基于危害等级和耐受水平的分层分级治理优化配置方法,成本降低60%,实现电网和用户协同治理。 3)发明了基于电磁斥力的快速机械开关操作机构和晶闸管阀高频送能方法,提出无时延的电压暂降检测方法和强迫切换控制策略,研制出中国首台10kV晶闸管阀与快速机械开关相结合的固态切换装置,切换时间由秒级降至15毫秒内,运行损耗与常规开关相同,解决双电源供电低损耗快速切换难题。 4)发明谐波/基波差异化配置级联主电路拓扑,提出基于负序电流的直流电压平衡控制方法,以及串并联协调、分阶段优化补偿协调控制策略,研制出世界首套10kV统一电能质量调节器,形成动态电压恢复器、复合电压调节器等电能质量治理系列产品,解决用户定制化补偿难题。 项目核心技术获授权发明专利36项,发表论文49篇,编制形成行业标准2项。鉴定意见认为,整体技术水平国际领先。成果已成功应用于中南海、天安门等特级政治用户及全国“两会”等活动保电,并在卫星制造厂、金晶智慧等北京地区重要工业用户得到应用,近三年实现直接经济效益1.2亿元,间接经济效益2.2亿元,有力推动了优质供电技术进步,为北京地区产业升级和社会发展提供了支撑,经济和社会效益显著。
[成果] 1700520217 甘肃
TK8 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] 1700520237 北京
TM5 应用技术 输配电及控制设备制造 公布年份:2017
成果简介:该项目属于电气工程领域,涉及高电压工程、输配电工程等学科。高压开关是控制电网运行、保障电网安全的核心设备。常规高压开关为传统机电设备,精准控制能力弱、状态感知水平低,存在拒动与误动风险大、倒闸依赖人工现场监控、操作过电压及涌流幅值高等问题。近十年来,约30%的大面积停电、75%的非计划停运都由高压开关故障引起,成为影响电网安全的主要因素。实现高压开关智能化是解决上述问题的关键,也是变电站乃至整个输变电系统智能化的核心。研制工作的难点在于:(1)用于感知与控制的电子设备与高压开关缺乏融合方法,可靠性与稳定性问题突出;(2)制约智能控制的因素多,触头全行程精确辨识等关键技术尚待突破;(3)触头电寿命等关键状态量的感知长期未找到解决方案,多元传感信息实时转化为控制决策信息缺乏有效方法;(4)创建检测平台无先例可借鉴,机械与电气特性的物理仿真实现困难。该项目在国家863计划、河南省重大科技专项等支持下,经7家单位联合攻关,在国际上率先成功研制了智能高压开关设备,取得以下创新成果:(1)在物理实现方面,提出了高压开关与电子设备的融合方法,创建了智能组件,建立了逻辑节点与信息流模型,解决了智能控制和状态感知所必需的设备及信息融合问题;提出了定量分析电磁干扰的集总等效源法,确立了有效的干扰抑制措施,解决了高压开关操作时电子设备可靠性低、稳定性差的难题。(2)在智能控制方面,提出了传动链路耦合的光编码传感方法,解决了触头全行程精确辨识的难题,实现了不依赖人工现场监控的顺序控制,倒闸操作时间缩短了70%;提出了高压开关组群联锁控制的软逻辑方法,实现了智能联锁,解决了电气联锁易引发误动及拒动的问题;提出了考虑超长期静置影响及具有自学习能力的选相位控制方法,准确率提升约20%,抑制了操作过电压及涌流。(3)在状态感知方面,提出了动态回路电阻与行程曲线聚合的燃弧时间在线计算方法,解决了电寿命这一关键状态量在线评估的难题;提出了支持在线评估可靠性水平的概率合成法,解决了将多元传感信息就地转化为控制决策信息的问题,提升了电网主动应对故障风险的能力。(4)在检测平台方面,提出了机械与电气特性的物理仿真方法,研制了国际首套高压开关物理仿真平台,解决了智能化功能试验检测缺少平台支撑的问题。该项目获授权专利31项(发明专利15项),发表论文73篇(SCI/EI45篇)、专著1部,从2013年10月至2016年11月已累计出产5710个间隔,推广到28个省市的605座变电站,运行达9015间隔•年,未发生一起拒动及误动故障,非计划停运次数下降约50%。近三年,该项目参与企业的智能高压开关销售合同额达51亿元,利润6.8亿元,减少供电中断等效增加收益约18.5亿元,经济和社会效益显著。该项目成果形成国家、行业及企业标准21项,引领了中国高压开关行业的技术进步,大幅提升了电网安全水平及智能化水平,为保障智能电网建设、促进社会经济发展发挥了重大作用。
[成果] 1800060407 广东
TK6 应用技术 电力生产 公布年份:2017
成果简介:中国高度重视生物质能的开发利用,已连续在5个国家五年计划中将其列为重点科技攻关项目,该项目亦是国家科技支撑计划课题的延伸项目。 生物质能的开发利用存在以下问题:生物质燃料与典型的化石燃料相比,存在着含碳量少、密度小、碱金属含量多等固有特点,导致生物质直燃发电机组面临上料困难、高温腐蚀严重、运行可靠性差等难题,限制了锅炉参数和制约了机组的规模;此外在中国南方,因生物质种类繁杂及潮湿多雨天气的影响,生物质燃料水份含量高,普遍存在生物质锅炉燃烧难以控制等问题。 针对上述难题,该项目进行了以下攻关研究,并建成了世界最大(2×50MW)的CFB生物质直燃发电示范工程:1、首次进行了大容量生物质锅炉创新设计及装备制造,研制出中国首台具有自主知识产权的高参数(9.8MPa,540℃,220t/h)、大容量(50MW)的CFB生物质直燃锅炉;2、研发了生物质锅炉抗结焦剂,有效解决了生物质直燃锅炉大型化引起的结焦及高温腐蚀等关键问题,提高了核心设备的可靠性;3、研发了生物质燃料循环流化床锅炉落料口一体化落料装置,优化了生物质发电燃料供应系统,提高了生物质直燃锅炉机组连续稳定运行的能力;4、建成了国内最大CFB生物质燃料及燃烧试验平台,对中国南方常用生物质的物性和燃烧特性进行深入研究,构建了国内最大的可直燃生物质燃料特性数据库,为项目的设计和制造提供了计算依据;5、开发了生物质燃烧及排放特性预测系统,并对生物质直燃锅炉进行深入研究,有效降低了烟气污染物排放,在无需建设脱硫、脱硝装置情况下,氮氧化物排放优于国家排放标准;6、开发了大型生物质电站燃料智能综合管理系统,解决了生物质燃料转运和仓储的动态监测难题。该项目共获授权发明专利12项、实用新型13项,软件著作权3项,发表论文24篇,出版专著1部,该成果整体创新性突出并达到世界领先水平。本示范工程由投产至2016年底,总计发出超过30亿千瓦时绿色电量,直接经济效益达22.5亿元。项目成果不仅在国内成功落地,而且在中国“一带一路”国家战略的带动下走出国门。项目成果中锅炉整体燃烧、抗结焦、燃料供应等技术推广应用至国内的自贡、广安等发电项目及国外的泰国Buayai BIO Power、瑞典Eco Energy等公司的生物质能利用项目,产业前景广阔。项目示范工程是生物质能利用领域一次非常有价值的开拓性尝试,是优化能源结构,推进中国供给侧改革,促进产业升级转型的必然选择。
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