中国电网技术成就、挑战与发展

电网作为电力传输的基本途径,是重要的能源基础设施,关系到国民经济命脉和国家能源安全。文章首先介绍了中国交、直流输电电压等级的演变历程和电网技术发展取得的成就,其次从大型能源基地输送需要、分布式能源接入的挑战、节能环保及资源约束、智能化与信息化潮流、用电侧的新要求和电网技术"走出去"等方面分析了当前中国电网技术面临的挑战。最后从大容量远距离输电技术、智能电网、柔性输电、分布式能源接入和配用电及微电网、新形势下的先进调度、设计施工与运维的信息化、节能环保与资源高效利用、设备国产化与标准的国际化等八个方面探讨了现代电网技术的发展方向。

恒健质子治疗装置的辐射与屏蔽设计

恒健质子治疗装置(HJPMF)是广东省在建的首台质子治疗装置。为确保该装置的辐射安全,采用经验公式计算和蒙特卡洛程序模拟两种方法,对该装置的瞬发辐射和感生放射性进行了计算分析,并按剂量限值对原屏蔽结构进行了优化设计。结果表明:装置的原屏蔽结构基本满足瞬发辐射防护要求,外混凝土屏蔽墙厚度可充分利用土壤屏蔽优化替换以节省成本,部分迷宫和屏蔽墙的厚度可进行优化;加速器室部件和治疗室病人的感生放射性剂量率较大,需严格管理。研究表明了经验公式和FLUKA、MCNPX程序都可用来对质子治疗装置进行辐射防护设计,但在面对复杂结构和涉及感生放射性问题时,蒙特卡洛程序更为适用。

北港河重金属污染底泥处置研究

河道底泥的重金属污染已经成为一个世界性的严重问题,以电子拆解酸洗迹地贵域北港河重污染河段底泥处置示范工程为例,介绍了工程勘察设计院与环境科研单位在河道底泥环境调查、污染风险评估、底泥修复技术筛选、河道勘察,河堤生态设计和底泥处置工程施工中合作分工的经验,为类似河道治理工程提供了借鉴思路。

多端柔性直流控制保护系统架构和策略

对多端柔性直流输电控制保护系统的三层分布式结构进行阐述,针对多端协调控制功能,提出直流控制系统设计为三层结构,分别为:站间协调控制层、极控制层和换流器控制层,其中在站间协调控制层采用多端主控制器来实现各换流站控制器间的协调,保证直流多端电网失去直流电压控制站后,继续维持直流电网电压在额定值附近。对多端柔性直流输电控制保护系统中组网方式进行归纳总结基础上,提出基于站间快速通讯的多站协调控制和基于上层控制的多站协调控制,这种方式对于多端柔性直流输电系统站间协调控制是有效的。

国内外导线张力设计方法的差异

我国输电线路设计规范在计算导线张力时未考虑自然风脉动的影响,因而采用较大的安全系数来抵抗风速脉动峰值引起的过载;而国外标准采用极限张力设计方法,计算导线张力时充分考虑自然风脉动的影响,因而采用较小的安全系数使允许的最大使用张力接近塑性变形临界值。这是造成我国导线计算张力与国外计算值相差较大的主要原因,也是国内输电线路设计体系与国外标准极限张力设计方法的一个显著区别。以实例计算的方式剖析了这两种不同的方法给铁塔设计带来的影响。计算结果表明,随着代表档距的增加,按国外标准计算的大风工况张力的上升坡度明显大于我国标准。在年平工况作为控制工况的前提下,极限张力设计法不会引起导线弧垂差异,并且按照极限张力设计法设计的耐张塔可承受更大的全相不平衡张力。

基于地下电学特征变化监测城市垃圾场有害液体的渗漏

对城市垃圾场有害液体通过渗漏污染地下水问题的解决已迫在眉睫,而目前对垃圾场有害液体渗漏监测的方法存在各种问题,传统的环境地球物理的方法是垃圾场有害液体渗漏监测的主要手段之一,但该方法存在监测范围少,时间间隔长的缺点。介绍了垃圾渗漏污染的基本机理和使用环境地球物理电阻率法监测渗漏的原理,通过引用了一个数据模拟的例子对比全通道方法与其他传统方法,表明了全通道方法明显的优势。同时讨论了使用永久埋地电极进行数据采集和处理的优点,并且提出该监测方法分阶段的数据处理和解释的主要思路和原理。针对垃圾场的极大市场规模,采用全通道电阻率法作为数据采集方案,可有效对垃圾场进行实时、高效、全方位的监测,可在全行业范围内推广应用。

跳线风偏闪络原因分析及预防措施研究

针对南方电网沿海强风区域易发生耐张塔跳线(串)风偏闪络的现象,从分析跳线(串)风偏跳闸的主要原因入手,参考数种国际主要输电线路设计标准有关突风率的取值规定,详解南方电网《输电线路防风设计技术规范》有关条文的规定由来,并剖析比较不同跳线方式对抑制跳线风偏闪络的作用。研究表明,适当提高跳线风压不均匀系数取值可改进跳线风偏计算模型对自然风的脉动特性考虑不足的问题,同时在沿海强风区域线路中推广采用刚性跳线可以显著抑制耐张塔风偏跳闸事故率。

多源海洋测绘数据无缝管理及其应用研究

针对当前多种海洋测绘数据成果存在多源异构、表达复杂等普遍问题,基于三维地理信息技术,提出并实现了一套数据无缝管理及三维可视化方法,为最大限度的利用各类成果资料,充分挖掘单一数据的融合信息,真实、直观、高效的反映海洋环境的客观地理状况提供了解决方案。并结合浅海电力工程实践,分析了其典型应用。

某百万级核电站冷却塔配置研究与优化

基于某百万级核电站冷却塔配置比较及优化分析,高位收水塔方案年运行费用优于常规塔方案,冷却塔采用高位收水装置后,能有效降低水泵几何扬程,节省运行费用。淋水面积越大,采用高位收水装置的经济优势越大。根据数模试验结论,高位收水塔应进行塔内填料布置深度优化,即减小外围填料厚度、增大内围填料厚度,最终实现冷却塔整体热力性能的最大化。

国际总承包工程风险数据库和评估管理系统分析与设计

将前期理论研究形成的风险分类清单、风险量化评估的模型、风险动态跟踪管理的方法和流程开发形成了一套适用于国际工程承包企业的风险数据库和评估管理系统。本文对此系统的的设计和分析工作及主要功能模块进行了详细介绍。利用此系统,企业可以积累风险数据,作为后续投标或拟建工程风险识别时的核查清单;可以完成对拟建工程进行风险定性和定量评估的一整套程序,输出风险分析报告以辅助领导进行投标决策;可以对在建工程进行风险监控,根据监控周期输出相应的风险监控报告以辅助项目管理者进行风险管理和监控。

汉佛德核废料处置场岩体原位试验和数值仿真

随着核电厂硬质基岩厂址资源的减少,风化岩、半成岩、沉积岩地基和滨海平原大面积第四系覆盖层内的隐伏浅层玄武岩地基也被论证作为核电厂核安全相关物项所需的稳定地基,其中柱状节理发育的玄武岩地基作为核电地基的适宜性鲜有研究。文章分析了美国汉佛德核废料处置场的柱状节理玄武岩的大型岩体原位试验成果、数值分析成果,采用三维离散元软件3DEC和Voronoi图形研究了不规则柱状节理玄武岩的岩体变形模量,计算表明:BWIP柱状节理玄武岩的数值试验计算值与原位试验成果相吻合,平行柱轴方向的变形模量数值解为20.19 GPa,原位试验值为20 GPa。文章给出了柱状节理玄武岩工程力学性质和地基适宜性的数值分析方法,可应用于核电厂和核废料处置场的选址中。

特高压同塔双回输电线路自然功率研究

提出"广义单回输电线路"的思路,将同塔双回输电线路的同名相视为一相。以此为基础分析计算了相序排列方式、导线分裂间距、导线分裂数及导线截面等对特高压同塔双回交流输电线路自然功率的影响并提出了导线分裂间距的优化建议。该方法也可扩展到任意多回的情况。

区域级综合能源系统多能耦合优化研究

综合能源系统是未来能源消费方式的重要发展方向,按照不同能源品味的高低进行综合互补利用,以取得最合理的能源利用效果和经济环保效益显得至关重要。从功能模块、子系统、区域级综合能源系统三个层级进行模型构建,在合理配置多种功能模块的基础上进行各子系统和综合能源系统的能量平衡计算,建立能耗目标、经济目标、环保目标三种单一目标以及由此任意组合得到的多目标评价指标,制定多能耦合优化策略,实现综合能源系统设计中的方案配置优化。

预制舱类工业建筑能耗模拟软件PCES的设计与开发

[目的]建筑能耗模拟软件是建筑节能设计与建筑能耗评估重要的支持工具,而现行的建筑能耗模拟软件难以满足预制舱类工业建筑能耗分析及机柜级微环境控制设计的需求。[方法]提出了预制舱类建筑热平衡模型,基于该物理模型开发出预制舱类建筑能耗计算软件PCES,通过工程案例证明了PCES能客观地反映建筑物的能耗分布规律。[结果]计算表明:PCES可以实现对预制舱建筑围护结构、舱内热状况以及机柜级热环境状况进行求解,适用于工程节能设计与能耗分析。[结论]研究成果可实现建筑参数设定、能耗模拟与建筑热过程及能耗分析。

中美抗震设计规范主要地震动参数的对比研究

通过对中美抗震规范中抗震设防标准、建筑物类别、场地类别、用于结构设计的地面运动取值及特征周期等参数的对比分析,表明由于中美规范抗震设计理念的差异,在确定抗震设防的基准地震及用于结构设计的地面运动取值时具有不同的地震危险性特征,同时给出中美规范建筑物类别、场地类别划分的差异及对应关系,比较了中美规范确定特征周期的相关影响参数,提出中美规范主要地震动参数的相互转换方法,可为今后海外项目抗震设计提供参考。

S-RC混合结构在大型风电场柔直户内换流站建筑中的应用

结合863大型风电场柔性直流送出的全户内换流站工程实例,介绍了全户内站工艺布置及荷载特点,充分利用钢结构及混凝土结构的各自特点进行复杂全户内站的结构设计。详细阐述了该全户内换流站采用S-RC混合结构体系的结构选型过程、结构布置特点及工艺优势,介绍了该全户内站结构整体计算及关键构件设计计算结果,并同全钢结构方案进行技术经济对比分析,展望了S-RC混合结构在全户内电力建筑中的应用前景和注意事项。为今后S-RC混合结构在复杂设计条件下的全户内电力建筑中的应用提供参考。

源网荷侧新型储能商业模式及成本回收机制研究

[目的]在“双碳”目标下,以新能源为主体的新型电力系统在“源网荷”侧均赋予了储能重要战略地位,在灵活电力市场机制下,挖掘储能商业模式及成本回收机制,完善储能相关市场规则和支撑政策机制,对促进储能可持续发展,推进新型电力系统的建设和双碳目标的实现有着重要意义。[方法]基于国内外储能收益定价经验,采用经营期定价法、成本+合理收益、电力失负荷价值等多种方法对储能收益来源及成本回收机制进行了测算。[结果]基于现有政策路径,全面梳理了“源网荷”侧新型储能应用场景、商业模式及成本回收机制,总结了现存问题及政策建议。[结论]研究成果具备较好的可操作性和参考性,可为储能大规模发展和政策制定提供有益参考。

分布式光伏电站运维管理的建议

根据分布式光伏电站应用的实际现状,从规范管理、分布式远程管理、技术人员配备管理、光伏电站故障分析、安全性定期检查方面对分布式光伏电站运维管理提出了一些建议,以提高光伏电站的管理水平和安全运行水平。

小型分布式光伏项目勘查和设计要素分析

分布式光伏发电项目的现场勘查和总体设计直接关系到项目的可行性、安全性、可靠性,影响项目的投资回报率预测。简要介绍了小型分布式光伏发电项目勘查和设计的基本方法,给出了项目现场勘查要点和注意事项、太阳能资源数据获取和应用方法,并结合实例,分析了光伏发电的总体设计,可为分布式光伏发电项目的投资分析和工程勘查、总体设计提供参考。

海底电缆铺设作业的数值仿真及工程应用

海底电缆在铺设的过程中受到海洋环境荷载的影响。为了保证海缆铺设作业的安全,需要对海缆铺设过程进行准确的受力分析,以确定可以接受的作业海况。基于OrcaFlex软件,建立了海底电缆铺设分析的“铺缆船 海缆 海床”耦合动力分析模型,并分析了海底电缆在海洋环境荷载作用下的动力响应。结果表明,海洋动力环境荷载对海底电缆的轴向拉力影响显著,且随着波高的不断增大,海缆轴向拉力呈非线性增长。在进行海缆铺设作业时,应重点关注,控制作业窗口。研究验证了海底电缆铺设作业数值模拟方法高效可行,研究方法和结果可为我国海底电缆的铺设分析工作提供参考。