新型电力系统下的电网安全挑战与对策研究

新型电力系统的发展给电网安全带来了一系列挑战,包括自然灾难、设备故障、电网管理、恶意破坏等传统风险,以及大规模可再生能源接入和信息技术快速发展等新兴安全问题。文章梳理了国外电力系统及我国新型电力系统的发展特征和形势,研判了新型电力系统下的电网安全风险和挑战,并从预测预警预判技术、极端气候对电网的影响、网络信息安全、风险管理标准4个方面梳理了全球应对电网安全的措施。在此基础上,提出加强电网前瞻性规划部署、提升电网资源配置效率和整体韧性、推动先进技术研发和应用、完善风险管理措施等应对建议,期望为我国电网提高电力供给能力、安全稳定性、韧性提供参考依据。

电力储能用钠离子电池失效机理及性能提升分析

钠离子电池是未来锂离子电池的有效替代品,其能否实现快速产业化,不仅需要大的容量,还需要高安全性。本研究从失效模式、失效机理和高安全型钠离子电池开发三者的关系入手,将电池整体的失效简化为不同组成部分的失效,对钠离子电池的正极、负极、电解质、隔膜等部件进行了失效分析和总结,然后提出了一些避免失效和性能提升的方法,最后对钠离子电池失效分析的检测方法进行了介绍,并给出了简单的可供参考的流程设计。

纳米材料在光、电催化杀菌技术中的应用进展及展望

随着经济的快速发展,水污染对人们的生命和健康构成了严重威胁,传统的消毒方法,如氯化,通常会产生有害的消毒副产品和大量的化学品消耗,膜过滤去除病原体,仍然存在生物污垢和有限的处理能力等,因此迫切需要开发一种实现快速、长期稳定的杀菌消毒方法。目前,催化杀菌技术,如光催化、电催化、光热催化、光电催化等,已成为新兴的消毒方法。通过综述不同催化杀菌技术的研究进展,讨论催化材料在不同杀菌技术中的应用及反应机理,并对催化技术的发展进行展望。

风电场功率预测的研究进展及发展趋势

风电场功率预测可以有效地帮助平衡系统电力供应和负荷需求,从而降低风电功率波动性和不确定性对电力系统稳定性的影响.随着风电接入电力系统比例的增加,如何准确地预测风电场发电功率成为一大难点,将影响风电场并网运行.由此,系统总结了近些年来国内外学者在风电场功率预测方面的研究进展.首先,以预测时间尺度、预测物理量、预测原理、预测特点为分类标准,对多种风电场功率预测方法进行了分类梳理,总结了各类预测方法的研究情况,阐述了其特点及应用场景,为预测模型的选择提供了参考.之后,从单点预测、概率预测、预测曲线的角度总结了预测效果的评价指标,并就评价指标的选择给出建议.最后,总结了当前风电场功率预测全过程遇到的影响预测准确性、实用性的关键因素,提出了未来风电场功率预测可能的发展趋势,为准确预测风电场功率及电网的稳定并网运行提供了参考.

基于IGWO-SVM的汽轮机低负荷下主蒸汽压力优化研究

为提高汽轮机低负荷下的运行效率,需要对主蒸汽压力进行优化。根据机组实际运行数据,采用支持向量机(SVM)算法建立了热耗率预测模型,并利用改进的灰狼优化(IGWO)算法优化SVM模型超参数;在此基础上,利用IGWO算法在低负荷下的可行压力区间进行寻优,得到了优化后的汽轮机滑压曲线,并且进行了实例验证。结果表明:利用IGWO算法优化的热耗率预测模型能够对低负荷下的热耗率进行准确预测;优化后机组在低负荷下的热耗率均有所下降,在负荷为223.83 MW时,热耗率降低了505.96 kJ/(kW·h),降低幅度最大。研究结果表明所提的优化方案可以有效提高汽轮机低负荷下的热经济性。

基于图谱功率谱熵和最大均值差异的GIS机械状态辨识方法

针对常规方法对于气体绝缘金属封闭开关设备(Gas Insulated Switchgear,GIS)机械缺陷的特征识别稳定性差、识别率低的问题,在图谱理论的基础上,提出一种基于图谱功率谱熵和最大均值差异(Maximum Mean Discrepancy,MMD)的GIS机械状态辨识方法。首先将采集得到的GIS振动信号转化为图信号,并利用图傅里叶变换技术变换至图谱域进行分析处理;然后提取图谱功率谱熵作为表征GIS不同状态的特征参数;最后利用MMD距离判别函数实现GIS不同工况下的状态辨识。实验结果表明:在噪声干扰的情况下,所提方法能够有效提取GIS不同状态下的特征参数,并成功区分出屏蔽罩松动及内部异物缺陷,状态辨识精度高达93.89%,较常规方法有明显提高。

对冲燃烧锅炉掺烧污泥炉内燃烧及碱金属分布模拟研究

以某660 MW对冲燃煤锅炉为对象,采用数值模拟方法研究了掺烧干化污泥时炉内燃烧及碱金属分布情况,分析了掺烧位置、过量空气系数和污泥Cl含量对炉内燃烧及碱金属组分分布的影响。结果表明:掺烧污泥后,侧墙壁面区域碱金属质量浓度较高,采用中上层燃烧器层掺烧污泥可降低碱金属的排放速率和燃尽风燃烧器附近区域金属壁温;提高过量空气系数不仅可提高煤粉燃尽率,还可以降低侧墙贴壁区域碱金属质量浓度;降低污泥中Cl含量可有效降低烟气中的碱金属质量浓度和其他碱金属向NaCl的转化率。实际锅炉掺烧干化污泥时,建议采用中上层燃烧器掺烧,并适当降低过量空气系数以降低掺烧对炉内受热面的沾污、结渣和碱金属型高温腐蚀风险。

面向煤电机组延寿的高温部件寿命评估方法

随着一批燃煤机组达到设计服役期限,机组延寿问题成为影响着国家电力安全和“双碳”战略的紧迫问题,而煤电机组延寿的关键在于机组高温承压部件的寿命安全性评估。本文综述了几种高温部件寿命评估方法,包括等温线外推法、Larson-Miller参数法、θ法及其修正方法、基于热力学的寿命评估方法、基于超声检测技术的寿命评估方法和基于机器学习的寿命评估方法。综合展望了煤电机组高温部件寿命评估的研究和技术发展趋势。

制备方法对InZr复合氧化物/SAPO-34催化剂CO_(2)加氢制备低碳烯烃性能的影响

低碳烯烃是重要的化工原料,乙烯更是作为衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志,使用CO_(2)催化加氢制备低碳烯烃是实现CO_(2)高值化利用的重要途径。在众多催化剂中,InZr复合氧化物/SAPO-34催化剂因其高低碳烯烃选择性和高稳定性展现出潜在的研究和应用前景。本工作研究了不同制备方法对InZr复合氧化物/SAPO-34催化剂CO_(2)加氢制备低碳烯烃的影响,结果表明,共沉淀法制备的催化剂具有最高的催化活性,溶胶凝胶-沉积法制备的催化剂具有最高的低碳烯烃选择性,并结合多种表征手段揭示了InZr复合氧化物/SAPO-34催化剂内在构效关系。

压缩空气抽水蓄能系统蓄能罐参数配置分析

为获得压缩空气抽水蓄能(pumped hydro combined with compressed air energy storage system,PHCA)系统蓄能罐子系统在实际运行中具有较高能量密度与蓄能效率的参数配置,对系统中蓄能罐子系统进行热力学建模,分析了其压力配置、换热条件、流量配置对于蓄能罐子系统效率和能量密度的影响规律,结果表明:对于额定存储压力,总有与之对应的一个最优初始压力可以使得能量密度达到最大值,存储压力与最优初始压力的比值在2~3之间,对应压力配置的蓄能效率稳定在92%~93%之间;传热系数和存储时间在一定配置范围内会使系统陷入低效率区,在蓄能罐的设计中,应当评估出其换热能力避免低效率区;运行过程中,存储时间对于蓄能效率的影响较大,选择合适的水泵水轮机工作流量可以保证效率,在短存储时间时,采用的配置方法为高压缩、高膨胀流量,当存储时间变长后,应当同时减少压缩和膨胀流量。研究结果可为该系统的设计与运行提供理论依据。

1000MW汽轮机中压阀门异常振动分析及治理

针对某型超超临界1000MW机组运行过程中出现中压阀门振动过大的异常现象,对中压阀门以及机组轴系振动进行测试及分析,得出中压阀门振动以50Hz分量为主,与机组转频、阀门固有频率比较接近,表明中压阀门存在结构共振现象,且激振源为中压转子。进一步分析表明:中压缸进汽阀门组弹簧支撑刚性不足、中压缸载荷不均,是诱发中压阀门结构共振的主要原因。在检修中,更换新的中压阀门支撑弹簧,并提高其预压紧量,提升其刚度及稳定性;对中压缸缸体进行载荷分配,提升缸体稳定性,从而降低中压转子振动对阀门的影响。处理后,1000MW机组中压阀门振动大幅降低,提高了机组的安全可靠性,具有很好的工程借鉴价值。

GIS薄壁铝合金壳体对接焊缝超声波检测若干问题探析

文中针对A型超声波探伤技术在GIS薄壁铝合金壳体对接焊缝检测中反射波认定存在较大争议这一问题展开讨论。从壳体对接焊缝焊道坡口形式着手,结合超声波反射波的特性,通过理论分析,给出了几种常见缺陷的反射波信号特征。发现通过反射信号深度、水平位置,结合坡口形式即可判定缺陷性质。结果表明:掌握常见的GIS薄壁铝合金壳体对接焊缝缺陷信号特征,可以有效排除“虚假信号”的干扰,为相关检测的进行提供理论依据。

基于PSCAD/EMTDC的高压电缆护套沿线过电压计算分析

近年来高压电缆护层保护器击穿烧毁故障频出,为优化电缆接地系统设计并为保护器选型提供参考,利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC建立电力电缆线路模型。结合实际工程中长电缆线路各类接地方式,对单相接地故障期间不同电缆长度、接地电阻、敷设回流缆的护套沿线过电压变化规律进行研究。研究结果表明,电缆末端单相接地故障后,220 kV交叉互联电缆护套沿线过电压水平在2~8 kV;对交叉互联混合单端/中间接地方式,护套连接处存在地电位升高特性,严重时达16 kV;敷设回流缆对单端接地方式电缆护套过电压抑制效果明显,利于保护器选型。

50MW母管制供热机组NOx试验控制方法研究

本文针对绍兴某电厂新建50MW母管制供热机组,通过研究火焰中心、分级配风和氧量控制等因素对炉膛NOx生成的影响,制定适合该机组运行调整的NOx试验控制方法。研究结果表明,随着锅炉蒸发量增大,NOx浓度降低,当锅炉出力大于80%额定蒸发量时,锅炉出力对NOx浓度影响不大;当锅炉出力小于80%额定蒸发量时,NOx的浓度随锅炉蒸发量的增大而减小;火焰中心导致NOx含量变化的试验控制方法为采用DAB磨煤机组合为主,采用正三角的煤层分布;SOFA风摆角和主燃烧器摆角的上下摆动易造成炉膛出口两侧烟温偏差最大达65℃,日常运行应采用水平摆角为主;SOFA风门开大,引起火焰中心上移,能使NOx排放浓度降低,可适当开大SOFA风,利用空气分级控制,降低NOx排放浓度;炉膛氧量按3.5%设定可使锅炉运行有较高的经济性和较低的NOx排放水平;保证燃烧器安全情况下,宜减少周界风量,NOx排放浓度较低情况下建议投运层周界风门开度在30%左右,NOx浓度较高时,适当关小周界风门至10~15%。

调峰运行下中压调门参与供热调节的应用研究

火电供热机组参与调峰运行时,如何确保低负荷工况下汽轮机仍能满足热用户的用汽需求,是一个值得研究的议题。以某350 MW火电机组的低负荷供热工况为研究对象,提出了中压调门参与供热调节的方案。通过改变中压调门开度来调整对外供热蒸汽压力,可以实时匹配热用户的用汽参数需求,有效解决调峰运行下供热蒸汽压力参数偏低的问题,使得该供热机组具备了40%~100%宽负荷供热能力。实施结果表明,采用该方案后,该机组能够满足调峰运行工况下热用户的用汽需求,该方案的工程应用价值得到了验证。研究成果可为同类型火电供热机组兼顾电网调峰要求和满足热用户用汽需求的优化方案的设计提供参考。

配置双进双出磨煤机的1000 MW机组一次风机RB引起锅炉MFT的原因分析及对策

针对某配置双进双出钢球磨煤机的超超临界1000 MW机组由于锅炉动态总燃料量无法精确计算导致一次风机RB试验过程中引起锅炉MFT(主燃料跳闸)的问题,提出了增加汽动引风机静叶调节前馈、优化燃料主控逻辑、提高一次风机出力的控制策略,对容量风门控制以及炉膛负压控制的策略进行优化,从抑制负压骤降、稳定炉内燃烧两方面进行一次风机RB控制逻辑优化。试验结果表明,优化后的控制策略有效避免了一次风机RB试验时炉膛负压波动过大引起全炉膛灭火,保证了机组的安全和稳定运行,可为同类型机组一次风机RB的控制逻辑优化以及运行调试提供参考借鉴。

声波团聚技术消除储能电站火灾烟雾的实验研究

为探究声波团聚技术对于储能电站火灾烟雾的清除作用,搭建了声波团聚实验台,利用炭黑颗粒气溶胶模拟储能电站的火灾烟雾,探究了声波频率、声压级和初始烟雾浓度等参数对声波团聚效果的影响。结果表明:在声压级为140 dB、频率为1000 Hz的声波作用下,在20 s时间内火灾烟雾的透光率从22%提高到了90%;当声压级由135 dB提高到140 dB的过程中,在20 s时间内火灾烟雾所能达到的透光率也逐渐提高,两者近似呈二次曲线关系,这是由于声压级为137 dB时,火灾烟雾的透光率已经高达83%,后续提升余地较小;火灾烟雾浓度越大,声波团聚效率也越高,但火灾烟雾最终所能达到的透光率基本相同。

1000MW机组0号高压加热器全负荷高效回热技术及其应用

以某新建1 000 MW超超临界机组为例,介绍了增设0号高压加热器的全负荷高效回热技术方案,并在基建过程中实施完成。通过机组试运及性能试验,验证了在机组35%-90%THA负荷段投运0号高压加热器,可以提高给水温度,降低汽轮机热耗,且能提高脱硝装置在低负荷时的投用率,实现节能减排。

舟山柔直工程阀冷系统的水质控制设计及技术要求

结合舟山柔直工程5座换流站阀冷系统的设计和运行情况,阐述了内冷水系统和外冷水系统的典型设计、水质控制指标和技术要求。为保证阀冷系统的安全稳定运行,针对阀冷系统水质控制措施,提出相关建议。

基于变压器大数据画像技术与应用研究

从技术介绍、技术构架、关键技术实现三个方面介绍了一种基于变压器大数据的画像技术。通过将海量、多维数据转化为较为容易理解的语言文本且具象化的呈现方式,帮助普通电力从业人员无障碍理解和使用大数据分析结果。