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2021-11-02 17:36来源:华北电力大学技术转移转化中心关键词:汽轮发电机组汽轮发电机华电技术转移转化中心收藏点赞
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我国能源分布和消耗的地域不平衡性,使得依托煤炭基地建设大型电站并采用串联电容补偿(简称串补)或高压直流技术实现远距离输电成为我国电力工业发展的突出特点,而大型汽轮发电机组与串补交流/高压直流电网相互作用会引发次同步谐振或次同步振荡(统称“次同步谐振/振荡”)。国内外均发生过次同步谐振/振荡导致机组大轴损坏的恶性事件,造成了极大的经济社会损失。因此,解决次同步谐振/振荡问题是保障我国西部煤电东输乃至能源战略顺利实施的重大技术挑战。
成果介绍
项目围绕大型汽轮发电机组次同步谐振/振荡控制与保护的关键技术、核心装备与集成应用等内容开展研究攻关,实现了大型汽轮发电机组次同步谐振/振荡控制与保护系统的自主研发与工程实践,高效解决了现代复杂电网中多机、多模态和运行工况多变条件下的次同步谐振/振荡难题。项目取得的主要创新点包括:
1、大型汽轮发电机组次同步谐振的定-转子多模态优化阻尼控制技术
如何在机网运行工况多变的条件下,优化控制同步发电机的转子和/或定子电流,以产生能协调抑制多个振荡模态的阻尼转矩。为此,项目研发了同步发电机转子侧附加励磁阻尼控制(SEDC)技术,定子侧机端次同步阻尼控制(GTSDC)技术,及其参数的多模态-全工况优化设计方法,从而很好地解决了多机系统运行工况多变时的多模态次同步谐振/振荡抑制难题。
2、大型汽轮发电机组的多时间尺度-协调扭振保护技术
次同步谐振/振荡通过机-电耦合会在机组轴系激发危险的扭振,扭振保护是保障大型汽轮发电机组设备安全和电网次同步稳定性的最后一道“防线”。它在时间尺度上需要覆盖毫秒级的暂态扭矩冲击、秒级的模态发散和数十秒乃至数十年的疲劳损耗;同时需要综合考虑机组多轴段之间和多机组之间的扭振动态,实现选择性协调保护策略。为之,项目研发了大型汽轮发电机组的多时间尺度-协调扭振保护系统,内含多个不同时间尺度的保护判据,并可基于多机组的扭振信息进行协调决策,实现精准、快速和优化的扭振保护。
3、次同步谐振/振荡的控制保护成套装备及集成应用技术
高精度、高速度和高可靠地检测大型汽轮机组轴系扭振信息是实施控制与保护的前提,项目优选机组大轴转速作为主导反馈信号,在装备研发中提出并实现了一种独有的高精度扭振检测与高可靠防误动技术。为实现技术与装备的高效集成应用,形成机-网联合测试系列技术,在保证系统和装备安全的条件下实现对模型分析和控制保护的有效性测试,解决从模型、装备到现场的验证难题,真正解决实际系统的次同步谐振/振荡难题。
奖项等级
华北电力大学排名:第3
奖种、等级:国家技术发明奖二等奖(2016年度)
项目形成了自主知识产权的专有技术,已授权发明专利20项,获软件著作权5项,出版专著1部,发表SCI收录论文18篇、EI收录论文45篇。
成果团队
项目主要完成人:毕天姝
项目技术与装备在上都电厂实现整体应用,2013至2015年累计新增电力销售30亿元、新增利润19亿元。截至2015年底,所研发的技术和装备已在我国13个大型火电厂以及英国Hunterston核电站和印度KMPCL电厂得到应用。项目解决了电力工业中次同步谐振重大技术难题,保障了电力生产安全,取得了重大的经济社会效益,具有广阔的应用前景。
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编者按:煤电是电力系统安全稳定运行的重要支撑,亦是构建新能源供给消纳体系的有力保障。随着光伏、风电等新能源发电大规模并网,亟需加速提升煤电清洁低碳化发展和灵活调节能力,推动煤电逐步向基础保障性和系统调节性电源并重转型,加快构建新型电力系统。哈电集团积极贯彻落实国家“加快现役煤电机
8月6日16时38分,随着一声声响亮的哨声,大唐贵州发耳发电有限公司3号机组发电机转子缓缓移出定子膛,随后平稳降落在指定位置,标志着该公司3号机组大修工作进入了关键阶段!汽轮发电机是火电厂三大主机设备之一,由定子、转子和励磁系统、冷却系统组成。转子在其中稳居“C位”,是汽轮发电机最重要的
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以火电(热电联产)机组为研究对象,从设备、流程、系统直到整个机组分层次展开研究,将机理分析与大数据方法相结合,确定机组基准工况,建立不同工况下的性能计算模型和耗差分析模型,对比基准工况和实际运行工况的参数与性能指标,进行火电机组节能潜力分析与优化建模,开发火电机组全工况离线耗差分析系统,开发火电机组在线节能诊断系统,开发基于大数据的火电机组运行优化系统,指导火电机组的节能运行。
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市场前景或成果应用案例:燃料智能化管理系统已成功在国家能源集团、国家电投、华电集团等旗下多个火电厂应用落地
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光伏发电功率多时空尺度预测关键技术及应用,本项目围绕光伏功率预测开展了深入、持续、系统的研究,历时10年,发明了针对多时空尺度技术需求的一系列光伏功率预测方法,突破了多项光伏功率预测关键技术
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全断面隧道掘进机刀盘设计理论及应用,项目属机械学科领域。
磁暴对电网安全影响的监测与评估系统及其应用,项目提出以西北750kV超高压大电网为科学实验电网,研究中低纬(我国)电网地磁感应电流(简称GIC)的评估方法,开发电网GIC及次生灾害监测系统。在西北电网有限公司、吉林省电力有限公司和山西省电力有限公司等电力企业支持下,项目成果已在4个网省电网和7座变电站应用。
基于故障关联信息的站域分布式保护系统,本成果在973、863、国家自然基金重点等项目支持下,经过十年攻关,在新型保护系统方面取得了重大突破
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