部分电力工程类课题项目介绍

1、一、项目名称：发电设备计算机化维修管理系统和运行与维修智能决策系统的研究二、项目简介发电设备维修是一项复杂的系统工程，然而缺少适用的维修模式、先进的运行与维修智能决策系统和计算机化维修管理系统等作为技术支撑。本项目的主要内容及其技术经济指标如下： （1）基于SRCM的发电设备状态维修管理模式及工作程序：确立了基于SRCM和以工单为主线的维修管理模式，制订了状态维修的工作程序及其具体内容。 （2）生产实时数据接口技术及数据库管理系统：开发了生产实时数据接口技术及数据库管理系统，实现了生产实时信息的远程连接、智能查询和有效共享。 （3）发电设备状态维修理论与技术体系：确立了功能位置码与系统码相结合

2、的设备编码方案；建立了基于蒙特卡罗模拟的设备重要度分析模型和维修方式决策规则；给出了状态划分规则和状态阈值确定方法，建立了基于模糊理论和变权方法的状态综合评价模型以及基于灰色理论和神经网络的状态综合预测模型；建立了主设备定期维修的间隔优化模型，以及辅助设备定期检查、定期更换、隐患检查的间隔优化和状态维修阈值模型；建立了基于RCM定量分析的维修优化模型；建立了复杂可修复系统的短期维修决策和评价模型。 （4）发电设备运行与维修智能决策系统和计算机化维修管理系统：建立了SRCM分析平台和维修知识库，可进行故障模式影响、故障树、故障风险及可靠性分析；建立了状态评价及预测平台，可实现综合状态实时评价和预

3、测；建立了维修决策及评价平台，可实现维修的智能决策及优化；建立了缺陷管理平台，可实现缺陷处理自动化；建立了备件存储优化及管理平台，可节省备件的购买和存储费用；建立了维修过程管理平台，可实现维修计划的全程管理。本项目完善和丰富了设备维修理论与技术体系，可促进发电设备维修技术的进步；为发电设备状态维修的实施提供了先进的技术支持系统和高效的管理平台，可以优化定期维修间隔，减少维修时间，降低维修费用和维修风险；提高设备的可靠性和可用率，改善机组的运行性能，增强发电能力。应用领域与推广方式： 本项目适用于发电厂设备状态维修工程，也适用于发电厂设备点检工程。本项目拥有自主知识产权，具有很强的市场竞争力，可

4、替代同类进口产品，为国家节约大量外汇。一、项目名称：300MW燃煤机组非线性动态模型与非线性控制软件包二、项目简介：本项目针对300MW燃煤机组，研究了建模的理论方法，建立了一套表征机炉局部子系统和设备的动态模型；采用机理分析与实际数据修正相结合的方法建立了300MW燃煤机组的整体动态模型和用于协调控制系统设计的机炉简化模型；建立了用于机组动态特性分析和控制系统研究的专用仿真系统。该系统可方便地与DCS互连，为研究单元机组控制系统提供了先进的手段；针对火电机组的非线性特征，研究了鲁棒控制、模糊多模型控制等单元机组协调控制策略，采用模糊多模型自适应控制方法,建立了不同工作点的多个线性化模型，分别

5、设计了多变量内模控制器。    主要创新点：    (1) 采用了新型的方法建立了大型燃煤机组非线性模型；    (2) 建立了基于非线性状态方程的机炉简化模型；    (3) 建立了可与DCS互连的专用仿真系统，用于机组动态特性分析和非线性控制策略的实用化研究；    (4) 研究了电厂典型非线性系统的特性，设计了一套解决系统非线性的控制方案；    其中，大机组建摸方法、低

6、阶非线性动态解析模型、单元机组协调控制系统方案达到国内领先水平。    成果应用领域与应用前景：    本项研究已形成的软件包括：基于Simulink的300MW机组整体数学模型；基于状态方程的机炉简化非线性模型；大型燃煤机组动态模型建模支持系统。这些成果为实现大型单元机组先进控制提供了坚实的基础，一方面将直接应用于300MW燃煤机组节能优化控制工程项目，另一方面，所提供的模型和软件将在工程设计和研究开发中得以应用。基于多模型自适应方法的多变量内模控制系统正在蒙达发电有限责任公司3#机协调控制优化项目中应用，并计划在山西神头第二发电厂

7、推广。由此，可产生一定的直接经济效益和巨大的间接社会经济效益。 一、项目名称：WGL3000微机型故障录波及测距装置二、项目简介：WGL3000微机型故障录波及测距装置是基于32位微处理器自行设计、开发的一种高性能多用途的电力系统动态记录及分析装置，与产品配套的后台软件为装置的运行维护、数据采集、数据分析及远程通讯提供了强大的支撑平台。    装置的主要特点：    1采用32位高性能嵌入式微处理器为核心结合大规模在线可编程（ISP）逻辑器件等先进的外围器件，其硬件平台功能强大、先进。    2采用智能G

8、PS接口，对时误差1us。    3抗干扰能力强。抗干扰水平达到GB/T 14598规定的IV级标准。    4采用16位A/D转换，摸拟量测量误差全程小于1.2%。    5采样率高，且可调整，数据存储容量大，录波完整，录波数据无死区。    6独特的自诊断和实时功能，在后台机实现了对录波器的远方诊断。    7完备的组网通讯功能，组网方式灵活多样。    主要技术指标：    1录波

9、通道配置：16路模拟量32路开关量为一个录波单元，最大可配置6个录波单元即96路模拟量192路开关量。    2模拟量：相电压额定值为57.7V，精确工作范围为1V120V ；零序电压额定值为100V，精确工作范围为1V180V；电流额定值In为 1A或5A，精确工作范围为0.1 IN 20 IN ，最大过载为40 In ；高频信号精确工作范围为1V15V。精确工作范围之内误差不大于1%。    3采样指标：采样率为1K/5K/10KHZ，可由定值整定；所有通道都由硬件实现严格采样同步；采样精度优于0.5%，相位误差小于0.5 度；开

10、关量分辨率为0.1ms。    4装置精度：模拟量测量精度全程优于1%，频率测量值小于0.02Hz，突变量启动值的离散度小于5%。模拟量通道及正序越限值启动误差小于2%，零序及负序越限值启动误差小于10%。WGL3000微机型故障录波及测距装置于2002年9月7日通过国家电力公司鉴定。鉴定委员会一致认为：装置满足DL/T553-94和DL/663-1999标准规定的要求；装置所采用的高速硬件同步采样技术，属国内首创，装置整体技术水平达到国际先进水平。现在有很多装置已经在电力系统中投入了运行。一、项目名称：先进控制策略在大型火电机组DCS中的应用及控制软件包二、项目

11、简介：该项目主要利用DCS系统的接口和平台，研制、开发实现先进控制策略和控制系统优化整定的实用软件包，实现对机组的稳定优化运行；将开发、研制的实用化软件包实际应用于火电厂大机组过程控制。该项目在参数控制上取得相当高精度，如±1，±0.2Mp。项目创新点：    . 首次提出将Smith预估算法与模型参考自适应技术结合在一起的新的模型参考自适应预估控制技术。该技术基于李雅普诺夫稳定性理论解决了系统的收敛性，同时可对噪声在线估计和抑制，具有较强的鲁棒性。    . 提出一种非线性混合优化方法，可实现任意激励作用下的过程

12、参数在线辨识、模型转换和多回路控制系统的优化整定，使优化整定系统具有全局收敛性。    . 利用模型降阶和模型参考自适应技术实现系统的在线模型跟踪，利用三个表征工业过程特性的自适应可调参数，对未知或时变过程参数在线实时补偿，具有很强的工程实用性。    . 采用以自适应预估控制方法为核心的先进控制策略，这些控制策略不仅互为补充、集成一体，而且对于大时滞、特性时变、非线性、强耦合及多干扰等特性的复杂热工过程均能取得良好的控制效果。    . 首次开发出基于分散控制系统平台的模型参考自适应预估控制和系统优化整

13、定的应用软件系统。实际投运表明，该系统可使调峰机组达到长期、稳定运行,填补了这一领域的空白。该技术具有国内领先、国际先进水平。    该项技术已在电力系统火电机组的100多个系统中得到推广应用，并在美国Baily公司的Infi-90、中国电力科学研究院的EDPF-3000、北京和利时公司的HS-2000等分散控制系统得到了成功应用，展现出良好的推广前景。新开发了与DCS的接口后，可以在不增加任何硬件的条件下，在DCS分散控制系统中使用，同时，改进完善后的算法可以大幅度提高大滞后控制对象的控制效果。    该项目主要寻求企业的合作与推广

14、，所需投入资金的额度依合作规模和深度决定，具体合作方式共同商榷。一、项目名称：CSG 300A数字式大型发电机变压器组保护装置二、项目简介：“CSG 300A数字式大型发电机变压器组保护装置”是在中国工程院首批院士、华北电力大学教授杨奇逊博士领导下，组织专题攻关小组经过多年研究、试验、不断改进完善，取得了具有国际先进、国内领先的科研成果，属电气工程技术领域，适用于600MW、500kV及以下容量和电压等级的各种类型发电机变压器组的数字式成套继电保护装置。    技术先进性及主要创新点：    1在国内率先提出“完整、独立、双

15、套”的数字式发变组保护设计思想，采用双屏构成完全双重化的机组保护配置，以方便运行管理维护，确保发电机组安全运行，实现了大机组保护的在线维护问题。    2采用最新一代硬件平台，国内独家通过了IEC61000-4抗扰度标准中最严酷的九项电磁兼容试验，成功解决了继电保护设备工作在发电厂恶劣环境下的电磁干扰问题。设置专门的启动插件，有效防止了任一元器件损坏或功能失效可能导致的保护误出口，多种的启动方式使得机组保护在复杂运行状况下都能可靠动作，进一步提高了保护的可靠性。    3基于最新计算机网络通讯技术，装置设计了两个独立的LonWorks高速数据通讯网络接口，便于接入发电厂综合自动化系统，为电厂实现无人值班和少人值守奠定了基础。配置了分散录波功能，易于准确分析故障情况和装置的动作行为。    4围绕提高保护的可靠性，动作的快速性及故障识别的灵敏性方面，本项目成功应用了多项自适应和模糊控制智能技术，取得了很好的效果，如：基于零点滤波叠加付氏算法的变数据窗算法；有效解决区外故障切除时由于电流互感器暂态饱和造成变压器