基于5G技术的海上风电通信系统研究

[目的]海上风电项目众多设备位于海洋之上,交通不便导致运维检修难度大。海上设备信息的快速、无延迟、安全送达陆上显得格外重要。针对通信系统的特殊需求,文章提出了基于5G技术的海上风电场通信系统方案。[方法]首先建立信号覆盖面大、可靠性强的PTN+一体化小基站,再将5G一体化小基站和PTN网关融为一体,通过宽带PTN接入,实现快速、便捷的5G信号覆盖,并采用特定带宽的5G网络,提高通信系统的安全性。[结果]基于PTN+一体化小基站方式的5G通信系统建成后,实现了基于光传输的、支持多业务且利用特定带宽的IP传输。此系统可以帮助规划梳理各风机子系统,实现风机内部全方位信号覆盖,并可以将风机、海上升压站等设备运行状态及数据快速、安全的传输到陆上运维中心,解决风机多子系统、多业务实时安全传输困难的问题。[结论]研究的5G通信系统改善了海上风电通信,并利用特定带宽和新兴技术,实现了海上风电场的通信及时性和可靠性,提高了海上风电场海上运维人员的沟通效率,符合海上风电项目海上设备的通信需求,有望在工程中应用推广。

新形势下湖北中小型抽水蓄能电站选点关键因素探讨

基于湖北省面临新能源大规模发展、新时期以清洁低碳能源为主体的新型能源系统的需求以及生态环境保护和高质量发展同等重要的时代背景的新形势要求,较为系统地分析了中小型抽水蓄能电站选点关键因素,包括电力市场需求、与负荷中心和风光电富集区的距离、接入电网系统的条件、水库效益补偿、移民搬迁、基本农田占用、饮用水源地和生态红线占用等外部敏感制约因素,旨在“共抓大保护,不搞大开发”的时代背景下,能更好更精准筛选出条件优越且易于顺利落地实施的站点。

5G小基站射频前端研究和设计

针对5G小基站项目研制需求,基于5G通信系统的理论研究和3GPP射频性能指标要求,通过ADS(Advanced Design System)仿真软件设计开发了一款3.5 GHz频段的射频前端。根据射频前端整个开发流程,对功率放大器、低噪声放大器、射频开关、滤波器等关键射频组件性能参数进行深入的调研和评估,并提出相应的方案原理图设计、方案系统链路仿真以及板端测试指标的优化等思路,最终通过板端性能指标的实际测试,各项指标数据均满足技术要求。

多波束小基站协作通信的资源分配和位置规划

针对小基站加载多波束阵列天线后协作提供通信覆盖的资源分配与位置规划问题,建立了以最小化基站总功耗以及基站间负载均衡为目标函数的多目标混合整数非凸优化模型;给出了一种迭代优化算法,将问题分为用户关联、功率分配和位置部署3个子问题,在固定基站位置和波束功率下通过改进的鲸鱼算法求解出用户与波束的关联关系,在此基础上利用连续凸逼近法和改进差分进化算法交替优化功率分配和基站位置部署。数值仿真表明,多波束小基站与所提迭代算法可灵活适应复杂业务需求分布,降低网络功耗和均衡基站间负载。可为小基站加载阵列天线增强通信覆盖提供参考。

基于特征值分析法的含双调压室抽水蓄能电站小波动稳定分析

为研究含上、下游双调压室的抽水蓄能电站输水发电系统小波动稳定性,基于状态空间法推导了系统稳定分析的状态矩阵方程,运用相关因子分析法确定了系统的特征值与状态变量的对应关系,结合状态矩阵特征值研究了系统小波动振荡特性。结果表明:状态矩阵特征值存在4对共轭复根,表明系统存在4个振荡环节,共轭复根实部反映了振荡环节的衰减趋势,虚部反映了系统振荡环节的振荡角频率;上、下游调压室内水位波动共同引起机组转速尾波低频振荡,增大两调压室面积可以降低转速尾波振荡角频率,增加尾波振荡衰减指数,有利于系统低频振荡稳定性;系统小波动振荡稳定性与调速器参数密切相关,较小调速器参数组合导致导叶开度变化和压力管道流量变化之间产生相位差,在调节过程中不断放大,系统振荡失稳,增大调速器参数可以增大机组转速主波振荡衰减指数,降低主波振荡角频率,提高系统高频振荡稳定性。

大直径大坡度连续超小半径转弯TBM关键技术研究及应用

为解决抽水蓄能电站交通洞、通风洞开挖断面大、水平转弯半径小、纵坡坡度大且变化频繁,常规TBM无法施工的难题,以抚宁抽水蓄能电站交通洞和通风洞为背景,分析大直径、超小半径转弯、大坡度隧洞采用TBM施工的重难点,从整机方案选型、关键部件设计、出渣方式创新等方面入手,设计一种大直径大坡度超小半径转弯TBM。实践证明:1)在抽水蓄能电站进厂交通洞和通风洞采用大直径超小半径转弯TBM施工切实可行,且具有施工效率高、环境破坏小、绿色低碳等优点;2)采用双护盾主机并结合锚喷支护形式创新集成设计的TBM能够适应大直径超小半径转弯工况;3)在双护盾TBM的支撑盾上集成设计钢筋排存储系统方案可行;4)“旋转栈台+胶轮自卸车”的出渣运输体系能够解决大坡度、连续多次超小半径转弯工况下TBM出渣及物料运输难题,且施工成本相对较低,故障率相对较少,但其影响TBM掘进速度,出渣时阻碍物料运输及人员通行,不利于文明施工;5)在连续超小半径转弯、大坡度工况下采用组合式皮带机出渣的方案是可行的,且组合式皮带机出渣方案在提高TBM掘进速度方面具有突出的优势,但其皮带跑偏调整技术和“多级控制、顺序启停”的控制系统有待进一步研究。

广东省中小型抽水蓄能电站建设浅析

结合我国中小型抽水蓄能电站开发利用现状,梳理了广东省中小型抽水蓄能电站建设条件,并从制约因素、厂房布置形式、机电设备选型等方面与大型抽水蓄能电站进行了对比。从广东省32个重要县级区普查出50个条件相对较好的资源站点,经统计,50个站点总装机规模为464万kW,平均单点规模为9.3万kW,平均毛水头为141 m,平均调节库容为192万m 3,综合比较下,珠三角、粤北分区的中小蓄能的站点禀赋较优,粤东、粤西次之。最后初步分析了接入系统原则,提出了审批程序优化的建议,可供广东省中小型抽水蓄能建设规划参考。

瑞丽江一级水电站水库经济运行实践

瑞丽江一级水电站位于缅甸北部掸邦境内紧邻中缅边境的瑞丽江干流上,是境外合资企业。电站具有“一厂两站、两国电网、两国调度、两国员工”独特的运行模式,属于高水头、高泥沙和高转速三高机组,且存在水库库容小、缅甸电网薄弱等不利因素。就电站独特的经营和运行模式进行探索和实践,充分挖掘管理层、执行层和设备层的潜能,通过采取建立有效的控制手段使电站发电效率最大化,让水力资源能够最大限度地转化为电能,显著提高了电站经济效益。

含上、下游双调压室的抽水蓄能电站小波动涌浪特性研究

为研究含上、下游双调压室的抽水蓄能电站小波动涌浪特性,基于状态空间法推导了该布置类型的抽水蓄能电站小波动数学模型,通过数值模拟求解上、下游调压室涌浪时域过程,采用快速傅里叶变换(FFT)得到了上、下游调压室涌浪频域过程,在不考虑调速系统和调压室系统发生水力耦合的情况下,建立压力管道流量与调压室水位之间的传递函数,进而得到了调压室系统幅频特性。结果表明,上、下游调压室涌浪幅值最大时对应的输入信号频率与调压室系统固有频率相近,调压室涌浪振荡频率对应机组转速尾波振荡频率;调压室涌浪特性与调压室面积和输水隧洞水头损失系数密切相关,增大两调压室面积可降低上、下游调压室涌浪的频率和幅值,系统稳定性增强;输水隧洞水头损失系数变化对上、下游调压室涌浪振荡频率无影响,对上、下游调压室涌浪幅值影响较大,且水头损失系数越大涌浪幅值越小,系统稳定性越好。

某光伏电站全站跳闸原因分析及处理对策

光伏电站因架空线路未设置隔离变,当站外发生短路故障时,无法隔离故障电流,导致站内接地变兼站用变保护动作,造成站内所有断路器跳闸。采取增加小电流选线装置和隔离变的措施可以有效隔离故障电流,降低此类故障发生的频次,有效提高供电的可靠性,增加发电量。以某光伏电站为例,具体分析该电站全站跳闸的原因并提出改进措施。

基于最优潮流的分布式小水电无功考核方法

山区小水电发展迅速,大量分布式小水电在向电网输送功率的同时,如何对其进行合理的无功考核严重影响着电网的经济运行。该文推导了网损与节点电压对小水电功率因数的灵敏度,提出一种实现电网经济运行的分布式小水电上网功率因数考核方法。该方法以小水电功率因数作为优化变量,结合最优潮流计算分布式小水电的最优功率因数考核指标,并在实际地区电网中得到了检验,有效改善了该地区对分布式小水电上网的管理与考核。

风水互补发电系统优化设计初探

风水能资源的互补开发、综合利用是一种有效的可再生能源利用方式。对风水互补电站优化设计是建设风水互补电站的重中之重,从提高供电保证率和降低成本出发,对已建成的小水电站用风站来互补和待建的新风、水电站都进行了优化设计,并给出了计算实例,可供有风、水电站的地区参考。

湖北鄂西电网低频振荡抑制及PSS试验研究

针对小水电群接入大系统发生低频振荡的问题 ,以及湖北鄂西电网经常发生低频振荡的现象 ,对鄂西电网的网架结构、传输特点和振荡原理进行了分析和研究。结合鄂西电网的特点研究其抑制低频振荡的原理和方法 ,提出相应解决措施。通过仿真和动模试验 ,以及现场运行试验 ,证明适当采用电力系统稳定器 ( PSS)是一种最简单 。

小型水电站增效扩容改造方案研究

20世纪末所建设的大多数小型水电站经过多年的运行,如今效率低下并且存在着各种安全隐患,急需对其进行增效扩容改造。小型水电站增效扩容改造是一个再创造的过程,受限于电站自身各种因素,改造方案的拟定变得更为复杂。以某小型水电站为例,针对一库多级式电站,就水电站装机容量、水轮机型号、电气设备及其相应的一些自动化设施等关键问题进行了改造方案探讨,制定了有针对性的改造方案。通过合理改造,使两级电站的效益最大化,解决了老旧小型水电站的带病运行的问题。可为此类增效扩容改造工程提供一定的参考。

农村小型水电站增效扩容改造关键应用技术研究

由于受到原有预埋土建部分及厂房布置等因素的制约,农村小水电站增效扩容技术改造设计相比新建电站更为复杂。针对设计中电站装机容量的扩容幅度、水轮机选型及适应性分析和经济评价等关键技术问题,以河南省某水库水电站增效扩容改造为例,结合我国增效扩容改造项目相关技术规范进行了分析,为该类工程提供了一种新的设计思路。

改进遗传算法在韶关小水电群优化调度的应用

分析韶关地区小水电群联合优化调度的特点,结合当地实际情况,建立了小水电群优化调度的数学模型。通过对传统优化调度方法和遗传算法的基本步骤进行研究和改进,提出了基于改进遗传算法的模型求解方法,并对韶关电网系统中的两个小水电站进行联合模拟求解。实例结果表明,该方法科学可行,对提高电网运行和提高水电能源的利用具有重要意义。所提出的模型和算法已成为"韶关电网水电优化调度决策支持系统"的一部分,并投入试运行。

小水电群区域电网电压优化控制的应用探讨

针对小水电群区域电网夏丰方式下的电压超标问题,分别以网损最小、电压偏移最小和两者结合为目标,采用基于Matlab的遗传算法及PSAT(Power System Analysis Toolbox)工具箱的优化方法,通过对主变抽头调节、制定水电功率因数考核指标、并联无功补偿装置等控制手段实现对电网电压及网损的优化控制,提出了相应的优化控制方法与策略。该结果成功应用于信宜小水电群区域电网,极大地改善了该区域的电压质量、降低了网损,表明该优化方法的实用性与可行性。

南方电网小水电运行管理概况及建议

南方电网区域内小水电资源丰富,近年来小水电装机容量不断增加,逐渐成为南方电网电源的重要补充。但小水电因自身的特点和管理上的不足,对电网的安全稳定运行产生较大影响。介绍南方电网小水电的基本情况和运行管理现状以及对电网的影响,分析存在的问题,提出加强小水电运行管理的建议。

三峡电站模型地网接地电阻小比例模型试验研究

三峡电站所在地区的土壤深处及河床以下为高电阻率的花岗岩结构,要降低其接地电阻相当困难。文献[2]对三峡电站的模型地网进行了计算,认为在一定的技术经济条件下,将三峡电站的接地电阻降低至0.15W及以下是可能的。本文采用小比例模型试验方法,建立了既有水平分层又有垂直分层的试验模型,对三峡电站的模型地网的接地电阻进行了测量,并将结果与文献[2]的计算结果进行了比较,结果表明模型试验测量结果与接地计算程序的计算结果是接近的,相差不超过8%。

基于差分进化的含分布式电源母线净负荷预测

随着低碳电力推进,大量风电等新能源将接入系统母线,以某省电网某母线接入的风电、小水电的不确定特性为基础,提出了一种基于差分进化粗糙集属性简约和最小二乘支持向量机结合的含分布式能源母线净负荷预测不确定分析方法。首先研究分析了接入某母线的风电、小水电出力特性,基于历史数据进行分布函数的拟合,然后采取服从风电、小水电出力分布的不同置信度阈值数据,将服从同一分布不同置信度阈值下风电、小水电出力随机数据作为负荷数据扰动,然后基于差分进化粗糙集属性简约和最小二乘支持向量机对母线净负荷进行预测不确定性分析。算例分析表明:提出的预测方法可用于风电、小水电接入的母线净负荷预测。