云南电网公司建成科技创新成果转化孵化基地

“云南电网公司科技创新成果转化孵化基地”是由云南电网公司主导,云南电力试验研究院(集团)有限公司负责建设和运营的集“项目研发、商业服务、成果展示、技术交流”于一体的科技成果转化孵化平台,同时也是中国能源化学地质工会全国委员会授牌的“职工技术创新成果转化孵化基地”。

配电网间歇性重燃电弧模型的建立与断续弧光接地故障特征分析研究

电弧间歇性重燃是配电网单相接地故障最显著的特征。现有的电弧模型甚少考虑电弧间歇性重燃特性,导致无法精确描述断续弧光接地特征,进而影响继电保护动作。为此,论文提出一种间歇性重燃电弧模型的建立方法,并在此基础上对断续弧光接地故障特征进行了分析。弧道阻抗的随机变化是电弧间歇性重燃的重要标志,故论文重点围绕弧道阻抗变化的随机性和重燃时间间隔的随机性开展间歇性重燃电弧模型的研究。黑盒电弧模型中,Cassie-Mayr联合模型能完整的描述电弧电流从大电流到小电流的变化过程,但存在从大电流变化为小电流的判据模糊,转换过程突变的问题。为此,论文通过引入连续过渡函数解决上述问题。同时,为描述弧道电阻的变化特性,利用Fermi函数对联合模型中Mayr模型和Cassie模型进行权重分配。以改进的Cassie-Mayr单次燃弧模型为基础,根据工频熄弧理论,通过设置燃弧时间长短表征间歇性重燃的随机性,从而建立了间歇性重燃电弧模型。利用该模型,对典型10kV配电网单辐射型网架结构的接地故障进行模拟仿真,采用快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)和小波包分析提取了不同条件下故障电压、电流、高次谐波、零序分量以及频率分布等故障特征。研究结果表明:改进后Cassie-Mayr联合模型不但解决了电弧电流从大电流到小电流的转换突变问题,且不同模型权重占比的分配更能准确地表征实际燃弧弧道阻抗变化的随机性;通过设置电弧燃弧时间长短,准确地描述间歇性重燃的随机性;电弧断续时刻为非整数周期下的过电压、过电流幅值高于整数周期;电缆线路增大了故障线路电流,过电流可达3.81~7.20pu,不利于熄弧;大电流系统故障相零序电流主频在0~400Hz,小电流系统故障相零序电流主频在1200~1600Hz。

灰狼算法优化SVR的10kV配网线损率预测研究

有效控制线损率不仅能为电力企业带来经济效益,而且能进一步提高一次能源的利用率。为了实现对10 kV配电网线损率的准确预测,提出基于灰狼算法(Gray Wolf Optimizer)优化支持向量机回归(Support Vector Regression)的10 kV配电网线损率预测方法;采用基于马氏距离的异常值检验及主成分分析法(Principal Components Analysis)对原始数据进行预处理,保证数据的清洁性的同时剔除原始数据中的冗余信息。利用GWO算法强搜索性的特点与SVR进行结合建立模型,通过与原始SVR、ABC-SVR、BP神经网络模型的预测结果进行比较,GWO-SVR模型的预测精度最高,其均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)分别为0.2332和0.1958,最大相对误差为14.4%,并且该模型具有最快的运算速度。

冲击式水电机组孤网调节特性仿真与试验

水电机组由于多种原因可能进入孤网运行模式,保证孤网运行的稳定性是保障供电和加快电网恢复的重要前提。为有效地开展冲击式水轮机调速系统的调节特性和控制策略研究,本文建立了冲击式水电机组调节系统分析数学模型,仿真分析了孤网下小负荷扰动与大负荷扰动的冲击式水电机组调节特性,通过突甩负荷仿真验证了不同折向器投退策略的效果,并开展了冲击式水电机组孤网调节的现场试验,验证了本文所述数学模型的正确性。合适的折向器投入与退出频率设置和合理的调速器的控制参数是保障孤网运行稳定性的重要保障。

水风光互补系统一次调频方案研究

为解决新能源并网后产生的频率问题,提出一种考虑水风光互补的调频策略。首先,建立含风、水、光、荷的简单系统数学模型;其次,结合水轮机、风电机组、光伏及其调频策略所对应的代数微分方程和基于直流潮流的系统网络方程,推导出负荷扰动时水轮机、风电机组、光伏并网节点频率响应的频域解析式;最后根据解析式分析调频死区和调频控制参数等对系统频率的影响,提出一种水风光互补系统联合调频方案。在仿真软件PSD-BPA中搭建四机系统及实际电网的仿真模型,对调频方案的有效性和可行性进行验证,多场景下仿真结果表明该方法可提高系统一次调频能力。

W型火焰锅炉炉内气流组织优化及模拟研究

利用计算流体力学(CFD)软件,建立W型火焰锅炉数值模型,研究冷态试验前后,炉内气流组织变化以及飞灰冲蚀和炉膛壁面磨损情况。研究结果表明:经冷态试验优化气流组织,可以得到良好的W形态;调平后炉膛内部流场优化,炉膛内部整体磨损情况改善,磨损速率由调平前的4×10^(-6)kg/(m^(2)·s)降低到1.5×10^(-6)kg/(m^(2)·s);合理的气流组织对炉膛壁面的磨损影响较大,调平前波动幅度最大达到25×10^(-7)kg/(m^(2)·s),调平后波动幅度则在5×10^(-7)kg/(m^(2)·s),合理配风是保证炉膛壁面磨损减弱的重要因素。

FBG传感技术在云南山地高压变电站及输变电设备在线监测中的应用研究

云南地处高原,复杂的地质条件与气候环境使得大多数山地变电站普遍存在地质结构安全、电力铁塔变形和输变电设备隐蔽部位超温等安全隐患,严重威胁着电力系统的稳定运行。利用光纤Bragg光栅(FBG)传感技术电绝缘、抗干扰、高精度和使用寿命长等物理特性,面向山地变电站及输变电设备研发建立集传感与传输于一体的全光纤非电量传感网络及智能信息在线监测系统,及时准确掌握变电站地质结构、铁塔形变和输变电设备隐蔽部位运行温度的实时状态。该技术成功应用于云南电网公司昭通供电局220 kV盐津变电站。

高温超导带材临界电流各向异性的试验研究

二代高温超导带材因其机械和磁场下的性能优于一代带材,近年来受到广泛关注。文中针对高温超导带材的特点,结合实验室的现有设备,设计了超导带材临界电流的测试平台,对三种二代高温超导带材在77K、不同磁场、不同角度下的临界电流进行了测量,分析了其在不同背景磁场和磁场角度下的各向异性,并用插值法拟合出了其临界电流与磁场及其角度的关系曲面,为超导磁体设计中高温超导带材临界电流的计算提供依据。

300MW循环流化床锅炉SO_2及NO_x排放特性试验研究

以300Mw循环流化床为研究对象，基于大量机组实测运行数据，通过统计分析的方法研究不同负荷工况下锅炉SO2及NOx排放水平与烟气氧浓度、床温等特性参数的关系。研究结果表明：SO2排放水平与氧浓度呈明显负相关性，与床温呈明显的正相关性，为有效控制SO2的排放浓度，烟气氧含量控制在6％以上，床温控制在865℃以下；NOx排放与氧浓度呈明显的正相关性，为有效控制NOx的排放浓度，烟气氧含量控制在7％以下；综合考虑SO2和NOx的排放控制，空气预热器人口处氧量控制在6％～7％比较合适。

变压器油纸绝缘频域介电谱特性的XY模型仿真及试验研究

为将频域介电谱法更好地用于对变压器油纸绝缘状态的现场诊断,通过联合XY模型仿真和主绝缘结构可变的变压器模型对变压器油纸绝缘系统的频域介电谱特性(FDS)进行研究。首先,借助于Concept 80宽频介电谱仪和介电响应分析仪DIRANA验证了XY模型仿真结果和变压器模型实测结果的等效性。然后,以绝缘纸板的复介电常数频域谱数据为基础,采用XY模型仿真系统地探讨了油纸绝缘系统在不同绝缘结构、绝缘油电导率、绝缘纸水分含量和老化状态等情况下的频域介电谱特性。研究结果表明:当绝缘油电导率较大时,在tanδ频域谱的低频部分出现"凸起","凸起"峰值所在频率随油电导率增大向高频方向平移,但幅值不变;随绝缘结构中X或Y值增大,"凸起"所在频率向高频方向平移,但幅值反而减小;随老化程度的加深,tanδ频域谱向高频方向移动;该研究提供了一种利用频域介电谱法诊断变压器老化状态的新思路。

两种煤成灰特性对比试验研究

为分析某循环流化床锅炉纯烧一种南非煤时无法实现满负荷运行的原因,利用热重及静态燃烧结合冷态振筛的方法将该南非煤和淮北烟煤进行燃烧和成灰特性对比试验。结果表明,南非煤发热量高、着火温度低、燃尽时间短、成灰量少且易成细灰;同等粒径的2种原煤在相同的成灰条件下,南非煤成灰的平均粒径明显偏细,细灰(≤91μm)质量份额高于40%,淮北烟煤低于20%;原煤粒径增大,南非煤成灰平均粒径变化不大;原煤粒径超过4 mm后,淮北烟煤成灰平均粒径显著增大。南非煤的成灰特性可能是此锅炉密相区超温、不能满负荷运行的原因,可从提高旋风分离器分离效率、添加辅助床料及采用飞灰回燃技术等方面着手改进。

2000m海拔35kV开关柜母排结构安全净距试验研究

35 kV开关柜母排相间、相对地保证安全的空气距离是在1 000 m以下海拔通过对棒—板间隙的试验得出,棒—板间隙结构与开关柜内部母排结构存在差异,同时高海拔地区大气压力降低,空气间隙放电变得容易,为了得到2 000 m海拔35 kV开关柜的安全净距,文中对开关柜内母排结构进行了分类并设计了模拟试验开关柜,对不同结构母排进行了2 000 m海拔的工频及冲击放电试验。试验通过对不同结构母排施加标准要求的试验电压值,得到相对应的最小不放电距离即安全净距,为2 000 m海拔开关柜的设计、制造提供了参考。

基于负荷模型云南电网动态稳定与传输极限研究

应用仿真软件BPA分析了负荷模型结构和参数对云南电网动态仿真的影响,对比了不同负荷模型结构和参数下系统的振荡频率和阻尼比,分别采用静态负荷模型和动态负荷模型计算了云南电网主要断面的功率传输极限。研究结果表明:当负荷位于受端时,动态负荷模型比静态负荷模型计算出的线路功率传输极限要高;当负荷位于送端时,则结果相反。在不同负荷模型下云南电网主要断面功率传输极限差距显著,因此,有必要建立云南电网动态负荷实测模型。

W型火焰锅炉无烟煤掺烧煤泥试验研究

为实现煤泥的综合化利用、提高电厂低负荷运行时效益,在某W型火焰锅炉开展了无烟煤掺烧煤泥的现场试验,并对各试验工况的锅炉热效率、供电煤耗及供电成本进行了计算,此外还对煤泥的平衡价格进行了计算。研究发现随着煤泥掺烧比例的上升,飞灰含碳量和底渣含碳量明显上升,导致锅炉热效率降低;掺烧泥煤后机组供电成本下降;当煤泥与无烟煤差价在60元/吨以上时掺烧煤泥可提高机组经济性。

云南风电场一次调频的有功功率分配策略研究

为了减少新能源装机容量逐年增长对系统调频的危害,防止云南电网高周切机现象,需要新能源积极参与调频过程,以减缓火电、水电调频厂的压力。由于在机组层直接调频会导致风电测频出现误差且协调性能差,针对此问题,首先在风电场层控制中引入综合惯性控制计算功率缺额;其次依据预测风速将双馈风电机组分类,利用规则排队法进行一次调频的有功功率实时分配;再依据预测功率在每个控制周期内实时刷新各类机组出力限值,将功率指令实时传递至机组层响应频率的变化;最后基于MATLAB/SIMULINK平台搭建双馈风电场仿真模型。仿真结果表明,利用基于风速预测的规则排队法进行功率分配能改善调频效果。

高海拔典型空气间隙直流放电特性试验研究

为了解直流电压下海拔高度变化与空气间隙放电电压间的关系,在海拔2000m地区进行了棒-棒、棒-板等典型电极空气间隙的直流放电试验,分析比较了典型空气间隙的直流放电特性,并将试验结果校正到标准大气条件后与我国低海拔地区的试验结果进行了比较。研究结果表明:对试验结果进行回归处理后得到的经验计算公式可用于高海拔地区特高压直流输变电工程的设计。

云南电网电能计量装置在线监测系统研究

分析了现有技术手段下,电能计量装置维护、管理中存在的一些问题,以及电能计量装置在线监测系统的研究现状,进而介绍云南电力试验研究院(集团)有限公司完成的“电能计量装置在线监测系统”的总体结构、特点,最后对在线监测系统的应用意义、应用前景进行展望。

电动汽车非车载充电机技术分析与试验研究

电动汽车充电站的快速发展,大功率非车载充电机也逐渐普及。本文分析了非车载充电机的工作原理和性能指标,相应地设计了一套检测平台。这种检测平台可完全依据国家标准对非车载充电机进行检测试验,试验结果证明,检测平台可快速、方便、高效地完成非车载充电机的试验工作。

基于单周控制的并网逆变器在云南电网中的研究应用

可再生能源发电已经成为一项解决世界可持续和清洁能源供应问题的全球性议程。并网逆变器是可再生能源发电的关键性因素。单周控制在有源电力滤波器上的应用已经趋于成熟,但还没有很好地应用到统一电能质量调节器当中,根据目前国内现状采用了一种新型非线性控制方法——单周技术应用于的并网逆变器的控制策略,该方法不仅结构简单、易于实现,并且能在一个开关周期内进行补偿优化。仿真结果验证了基于单周期控制的并网逆变器具有一定实用价值和推广性。

基于云南地区环境实验平台温湿度因子对电力设备影响的研究

为了研究云南地区温湿度环境因素对电力设备可靠性和安全性的影响,通过分析云南地区电力设备四季的运行情况,搭建起了一套基于电力设备的环境实验平台。该平台利用人工模拟和强化主要环境因子的方法,在实验室条件下经过较短的时间,快速评价电子设备耐极端气候的稳定性。试验研究表明:该实验平台能保证云南地区电力设备的安全性与可靠性,可以真实评价云南地区四季的温湿度对电力设备的影响。