内蒙古电力系统需要研究与应用的技术问题的探讨

内蒙古电力系统

需求研讨与运用的技术问题的讨论内蒙古电力科学研讨院2021年近几年我区电力工业突飞猛进的开展，内蒙古电力网厂分开后，实现电源建立投资主体多元化，全区新建大量电源点，同时加强500千伏主网架构造建立，大机组、大容量、高参数、高电压、新技术不断采用，使得内蒙古电力技术含量大大提高，电力系统运转环境也越来越复杂。在长期的技术效力和技术监视过程中发现，为保证电网的平安稳定运转，提高供电可靠性，还需求对一批技术问题进展专门研讨和逐渐处理，同时加强高新技术贮藏任务。这些问题涉及到电网稳定数字仿真校核、发供电设备缺点诊断、锅炉稳燃、金属资料、防止设备损坏、维护误动、计量检测等多个方面。经过处理这些问题和高新技术的运用，对于厂网双方设备缺陷的及时发现，保证电厂的节能、稳燃、环保，特别是电网平安稳定运转的一些关键技术隐患的发现与处理无疑会起到积极的作用。下面结合内蒙古电力开展需求，我从两个方面引见重点开展的科研工程，供电力公司指点和各专家参考。第一部分电气部分

一、紫外探测技术在电力系统中的运用与研讨目的：

近几年变电站瓷柱断裂，线路绝缘子断裂呵斥事故，发电机电晕磨损影响发电机寿命，利用常规电气量检测无法发现出上述缺陷，影响变电站的平安运转。利用超声波探伤效率低，任务量大，又需求停电，而且检测范围有限，有其局限性。紫外探测技术效率高，特别是不需求停电是处理瓷瓶探测的主要手段。国内山西、武高所正在开展研讨任务。

一、紫外探测技术在电力系统中的运用与研讨关键技术问题：光子数与设备缺陷的关系；区分正常电晕和设备缺陷的分析研讨；评价不同环境和电压等级正常电晕干扰的影响；发电机电晕、其它设备外绝缘缺陷的诊断、污秽诊断和开展放电特性的根底研讨。二、大型变电站接地网的综合参数评价目的：大型变电站接地网投资多、面积大，同时短路电流在10-50kA，根据过电压规程要求，变电站接地电阻非常小，在高土壤电阻率的地域，实践上是经常达不到设计要求。这样把接地电阻合格与否作为独一的否决目的是不科学的。假设一门心思的思索降阻，既不经济有时也是不能够实现的。应思索合格地网是均压的概念，假设跨步电压、接触电压合格，没有高电位引外，低电压引内的问题，另外其热容量校定合格，就是一个合格的电网。这就是要开展接地网综合参数评价研讨的目的。二、大型变电站接地网的综合参数评价关键技术问题：在实际计算的根底上研讨地网的均压措施；实现跨步电压和接触电势满足规程要求；实现地网边缘到达跨步电压和接触电压的要求；实现地网电位梯度分布合理。三、防止变压器短路损坏研讨目的：近几年内蒙电网由于变压器外部短路呵斥多台变压器损坏，损失繁重。研讨变压器的抗短路才干，研讨变电站的防护措施，研讨用户的特点，研讨限制变压器的短路电流，对于防止主设备事故和减少经济损失极为重要。三、防止变压器短路损坏研讨关键技术问题：计算变压器的抗短路才干，对制造厂提出要求；制定变电站限制短路电流和时间的措施。四、GIS组合电器在线诊断技术研讨目的：经过对SF6气体中各种组分含量的在线或定期监测分析，以及经过对内部部分放电景象的在线超声波探测及时发现GIS组合电器内部的缺陷。四、GIS组合电器气在线诊断技术研讨关键技术问题：在适宜的地点安装检测设备;准确丈量微弱特征气体组分含量，对测试结果进展分析判别;消除干扰信号对部分放电在线检测安装测试结果的影响。五、35kV过电压的研讨目的：我区35kV线路和变电站开关、套管、电缆等设备引起的事故非常多，在研讨35kV操作过电压方面内蒙古走在全国的前头。但是在实践运转中依然有许多需求处理的过电压问题。五、35kV过电压的研讨关键技术问题：完善投切电抗器过电压的研讨,开展过电压实际计算任务.研讨合理投切消弧线圈,限制单相接地过电压;开展投切电容器过电压测试任务;归纳分析总结，研讨限制投切电容器过电压的措施。六、电力系统参数实测及辨识目的：由于以前计算都采用典型参数，与真实参数有较大出入，往往计算结果过于保守，得出的传输极限小于实践情况，使得运转时的输电才干遭到一定限制。电力系统参数实测及辨识为开展内蒙古电网计算分析任务提供了准确适用的电力系统参数，使计算结果真实有效，可以提高线路及断面的控制极限，从而提高输电才干。六、电力系统参数实测及辨识关键技术问题：开展内蒙古地域100MW以上发电机组发电机励磁系统及PSS的参数实测及辨识研讨任务；开展线路参数实测；开展负荷实测及建模研讨；给出计算用的BPA参数。

七、电能质量监测及分析目的：目前我区包供、乌兰察规划、巴彦尔局、锡林浩特局风电的大量接入、电气化铁路的开展、高耗能企业快速上马等诸多因数，内蒙电网部分地域存在电能质量不达标问题，需求开展电能质量监测及分析。关键技术问题：高耗能负荷电能质量监测及分析；风电场接入变电站电能质量监测及分析；电气化铁路牵引站电能质量监测及分析。

七、电能质量监测及分析八、风电研讨课题内蒙古风电概略：截止到2007年底，全区风电总装机容量197.819万千瓦；估计到2021年，全区风电建立规模将到达1492万千瓦左右，其中投产规模不会少于500-600万千瓦。我区风电面临的主要问题包括以下几方面：风电场建立缺乏整体规划，管理混乱；电网建立滞后，难以满足风电快速开展的需求；风电上网电价与电价结算问题；风电接入电网对电网稳态与暂态运转质量的影响、添加电网负荷调理负担等问题都亟待研讨。八、风电研讨课题研讨课题课题一：风力发电场特性研讨目的：“风力发电场特性研讨〞是“含大规模风电的电网平安稳定运转研讨〞必不可少的根底性科研工程，没有这些科技成果获得的根底性数据，后续工程将无法开展。关键技术问题：风力发电机功率特性实验研讨；风力发电机动态无功补偿研讨；风力发电机电能质量特性测试与评价；风力发电机静态/动态建模与仿真研讨。八、风电研讨课题课题二：电网接纳风电才干研讨目的：为充分利用风电资源并保证电网的平安稳定，急需对电网接纳风电才干开展研讨任务。关键技术问题：关键研讨以下四个衡量目的。风电场接入点系统短路容量；风电场总容量占系统总容量最大负荷比例；风电的能量可信度：是指风电电量与火电节约燃料以及电网运转本钱的对比；容量可信度：这一目的是衡量风电场对电力系统运转的奉献。八、风电研讨课题课题三：大型风电场接入系统带来电力潮流、电压、稳定等一系列问题。课题四：新型储能技术的运用研讨为了提高风能的综合利用才干，应开展新型储能技术的研讨，如：飞轮储能；超导磁储能系统；大容量电池储能。八、风电研讨课题课题五：风力发电功率预测与系统运转方式的研讨。包括：上下游风电场风速相关性研讨；采用正向轨迹法预测风速的研讨。

课题六：风力发电相关技术政策文件的编写。包括<风力发电场技术监视实施细那么>；<风力发电场并网运行平安性评价规范>的研讨编制。九、基于RTDS仿真系统开展电

网关键技术研讨RTDS仿真系统简介实时数字仿真系统RTDS〔RealTimeDigitalSimulators〕是一个全数字化的电力系统电磁暂态〔EMTP〕模拟安装。RTDS硬件基于DSP〔数字信号处置器〕和并行计算，计算速度可到达实时。内蒙古电科院于2007年开场筹建RTDS电力系统数字仿真实验室，目前已根本建成，并已开展相关工程研讨，其中包括：经过仿真实验室对包头电网进展平安稳定性分析；运用仿真实验时对典型电网进展维护安装的开闭环实验；运用仿真实验室搭建风电系统研讨平台。九、基于RTDS仿真系统开展电

网关键技术研讨RTDS仿真系统功能图九、基于RTDS仿真系统开展电

网关键技术研讨利用仿真实验室开展如下任务工程一：电网稳定性仿真研讨在我区的特殊地理环境下构成的特殊网架构造以及网架构造的快速开展变化，需求经常对电网的稳定性进展研讨，为电网平安稳定运转提供技术支持。工程二：维护及控制安装入网检测仿真系统可以比较真实的反映实践电力系统的缺点性征、易于控制缺点工况、缺点可重现等优点，因此利用它可以进展各种二次维护及控制安装校验。可以经过模拟安装所在的实践电网，经过设置各种缺点类型，来校验安装正确动作性及定值的准确性。九、基于RTDS仿真系统开展电

网关键技术研讨工程三：缺点再现分析经过模拟缺点，仿真电力系统缺点后的动态过程，重现缺点进展分析。经过缺点分析找到事故缘由，分析缺点后各一次及二次设备的缺点特性，提出缺点预案，防止类似缺点再次发生。工程四：技术人员培训为提高我区电力专业人员素质，可以在仿真实验室搭建一个培训系统平台，特别是二次安装培训。经过搭建典型网络，衔接实践二次安装，设置各种电网运转形状，使学员经过实践操作，掌握各种情况的应对方法，加强学员专业技艺。

九、基于RTDS仿真系统开展电

网关键技术研讨工程五：新投入设备的仿真研讨我区在装设新的未投入过的设备之前，可以在实验室对该设备先进性各类实验，经过设置各种料想运转形状，校验其设备可靠性。十、提高继电维护正确动作率的工程研讨为了提高继电维护正确动作应开展以下三个课题的研讨。课题一：建立继电维护人员培训系统课题二：如何充分发扬继电维护技术监视体系作用，提高继电维护正确动作率课题三：探求继电维护专业有效管理机制，提高继电维护正确动作率十一、GIS变电站高压互感器现场

测试研讨

目的：目前GIS变电站内的高压互感器封锁于全封锁套管内，呵斥测试时引线无法引出，导致设备安装终了后无法进展现场实验，目前只能在安装前进展单体测试，因此无法断定整套计量安装的误差。经过该工程研讨，实现GIS变电站高压互感器的安装终了后投运前的现场测试。十一、GIS变电站高压互感器现场

测试研讨

关键技术问题：GIS变电站互感器现场测试目前并没有规范、一致的实验方法，没有成熟的配套设备以及实验操作规程。经过GIS变电站高压互感器现场测试研讨，实现GIS变电站高压互感器现场测试实际及实验方法的建立，为今后操作规范化打下根底，从而实现GIS变电站综合误差的测试与计算，处理传统实验方法无法对GIS变电站互感器进展测试的问题。十二、地网防腐技术的运用研讨

目的：普通变电站的设计年限按25～30年思索，对于重要枢纽变电站的地网寿命应按50年思索。但地网的实践平安寿命只需10～15年左右，与变电站的设计年限极不配套。加之，由于系统容量的添加，短路程度的提高，腐蚀后的地网更不能满足平安运转的要求。由于接地网埋设在地下，一旦腐蚀严重将使接地网的接地电阻不合格，甚至部分断裂时，对接地网的翻修正造是相当费力和困难的，费用也是宏大的。因此防止接地网腐蚀，保证接地性能的稳定性，延伸接地网的运用寿命，是电力系统平安经济消费所迫切需求处理的问题。十二、地网防腐技术的运用研讨

关键技术问题：针对我区变电站不同类型的土壤进展腐蚀机理的研讨及防腐方法的讨论。今后需研讨的关键技术是：1)、利用电弧喷涂方法制备锌—钢、铜—钢等复合资料并讨论其腐蚀机理。2)、针对内蒙古不同地域的土壤情况进展涂层厚度和腐蚀速度的关系的研讨。3)、根据地网所在地域土壤情况，结合制备的复合资料的腐蚀特点，对地网的腐蚀问题进展全方位、有效的综合治理。第二部分热机及自动化部分

一、电站涡流熄灭技术贮藏目的：目前煤粉锅炉虽然效率较高，但因环保问题需增设庞大的脱硫脱硝系统。机组平安和经济性遭到了一定制约。特别是当前煤种变化过大，使一些机组锅炉无法满负荷平安稳定运转。涡流熄灭技术是介于循环流化床炉与煤粉炉之间的新型熄灭技术。它利用空气动力学原理，在熄灭室内构成两个类型的熄灭区—底部的低温涡流区及顶部的高温区，从而保证燃料的充分熄灭。分散式送风与送料系统，以及炉内的燃料往复循环运动为获得高熄灭热效率的低排放锅炉提供了有力保证。具有煤种顺应性强、环保、高效的技术特点。且可在最短时间内对任何构造的煤粉锅炉机组进展改造，与熄灭器的壁挂式或倾角式位置无关。一、电站涡流熄灭技术贮藏

该技术的运用可处理当前一些锅炉因煤种变化而呵斥的结焦、超温、带负荷困难问题，特别是可以很好的处理因煤质差呵斥制粉出力缺乏的问题。具有极好的技术和市场前景。一、电站涡流熄灭技术贮藏关键技术问题：涡流熄灭区煤粉粒度变化后，目前制粉系统顺应性及调整余度实验研讨；煤粉变粗后对相关设备磨损情况分析及防护措施研讨。涡流熄灭区煤粉细度变粗及燃料往复循环后，水冷壁磨损趋势分析及防护措施研讨。飞灰分别搜集安装的布置，尾部受热面防磨技术研讨。熄灭器利用原位置安装，如何保证炉内动力工况满足涡流熄灭技术的研讨。涡流、直流熄灭区煤粉细度、分配比率的设计研讨及各熄灭区配风的分析研讨。二、电厂灵敏优化专家

系统〔FOES〕的引进开发运用目的：经过高精度丈量技术，采集到最真实的运转数据，全面监测熄灭过程的关键数据，建立电厂能效模型和用于分析的数据集合。经过对熄灭系统的任务形状进展计算分析，验证此时的运转情况能否处于最正确形状。电厂运转人员经过调理一、二次风风量和给煤量等运转关键目的来调整运转形状，到达最优形状，提高电厂的能效和效益，降低发电煤耗等硬性目的。经过实时监测烟气中的CO和O2量来分析熄灭的充分程度。根据分析的结果进展合理调整使得进风量和给煤量之间到达平衡，提高熄灭效率。建立锅炉燃-气平衡，使燃料不完全熄灭产生的热损失与烟气流失呵斥的热损失之和最小。二、电厂灵敏优化专家

系统〔FOES〕的引进开发运用关键技术问题：对锅炉运转数据进展实时准确搜集、分析。建立数据偏向、能耗偏向分析系统。准确分析、计算各运转工况参数平衡点。三、锅炉变煤种热力

特性快速计算分析技术研讨目的：结合现场实践运转数据，锅炉参数，对各种容量、型号锅炉及其制粉系统的热力特性进展分析实验研讨，对锅炉实践参数进展校核计算，分析运转参数偏向。进展变煤种计算分析，对影响机组经济、平安运转的问题，如排烟温度升高，主汽超温，炉膛结焦等，进展分析评价，提出处理方案。提高对锅炉机组变工况运转定量分析才干，及时准确分析数据，指点系统运转、设备检修和技术改造任务。三、锅炉变煤种热力

特性快速计算分析技术研讨关键技术问题：经过研讨，掌握不同容量、各种型号锅炉热力计算方法。改良完善计算方法，提高程序适用性，提高计算效率。根据不同目的，完成计算分析评价，控制计算误差。四、循环流化床锅炉协调控制系统投入目的：近年来，我国大量的循环流化床锅炉〔CFB〕投入运转，但是，关键技术还是比较滞后，特别是协调控制系统〔CCS〕的投入是制约循环流化床锅炉向大型化开展的关键技术，为了开展我国具有自主知识产权的大型CFB锅炉技术，针对运转人员的需求，以及电厂、电网的平安稳定运转，CCS的投入是必需和急需处理的问题四、循环流化床锅炉协调控制系统投入关键技术问题：CFB锅炉本体制造技术和热工控制战略根本成熟。不同厂家CFBB构造、性能特点及调理手段均存在差别。DCS厂商需与锅炉制造厂商及设计院充分协作。CFBB熄灭系统是一个大滞后、强耦合的非线性系统。针对CFBB的性能特点制定控制方案。锅炉熄灭的控制回路与煤粉炉区别较大。锅炉汽水侧控制回路与煤粉炉根本一样。四、循环流化床锅炉协调控制系统投入结合不同厂家循环流化床锅炉特点，根据典型机组设计，首先保证各子系统自动调解质量优良，再合理选择协调控制方案，以满足机组经济循环流化床锅炉协调控制系统投入、稳定运转的需求。关键技术任务如下：主汽压力控制；床温控制；给煤控制；风量控制；料层差压控制；自动电网控制〔AGC〕的投入；一次调频剩余功能的投入；其中需求重点处理的问题是如何在惯性环节作用很大的情况下，控制主汽压力，以及如何处理床温、风量、负荷的强耦合关系。五、超临界机组热控技术的研讨与运用目的：处理超临界机组参数高、锅炉动态呼应时间较快，机组的汽程度衡控制等等特性带来的热控控制技术晋级。保证超临界机组平安稳定经济运转，提高超临界机组在实践运转中热控控制的顺应性。针对超临界机组进展热控控制技术的学习，探求新技术，经过调研学习和现场调试总结阅历，为今后国内外超临界机组调试和消费技术效力奠定根底。五、超临界机组热控技术的研讨与运用关键技术问题：与亚临界机组比较，机组对维护系统提出更高要求。锅炉侧添加给水流量低、给水流量极低、给水泵全停、水冷壁出口集箱给水温度高等锅炉主维护，而且由于机组参数高，主蒸汽压力管道平安阀的泄压才干在锅炉延续负荷情况下不能满足泄压要求，添加主蒸汽压力高〔≥28.26MPa〕，延时5秒MFT动作主维护。汽机侧添加了高低加系统的顺控，汽动给水泵的顺控以及MEH控制系统等，以上都是我们必需学习和掌握的热控控制技术。六、水电站一次调频技术的研讨与完善目的：处理内蒙古电网内已有的、将要投产的水电机组一次调频功能的正常投入。六、水电站一次调频技术的研讨与完善关键技术问题：深化研讨水电机组的监控系统与电调控制系统以及水电机组在开度控制和功率控制方式下的一次调频控制特性，优化监控系统与电调系一致次调频的配合逻辑，合理投入机组一次调频功能。七、蒙西电网AGC、

一次调频运转性能分析及优化目的：随着内蒙古西部电网容量急剧添加，电力系统市场化深化，迫切需求电网平安和经济运转；同时，用户对供电质量要求添加，促使电网提高供电频率的稳定性，作为满足这些需求的主要技术手段，AGC和一次调频功能必需得到有效实现；七、蒙西电网AGC、

一次调频运转性能分析及优化关键技术问题：提高单元机组的负荷呼应速度，例如，经过改良在以锅炉跟随为根底的协调控制方式〔即CCBF方式〕下的锅炉侧前馈逻辑，有效提高锅炉侧调功才干；利用热量补偿功能，由于积分环节具有无差调理特性，用其坚持燃料信号与锅炉蒸发量之间的对应关系，热量信号和总燃料量信号之差经积分运算后对燃料信号进展修正，以抑制煤量变化对机组呵斥的影响。更新一次控制设备，提高自动调理质量，为AGC有效投入发明必要条件。添加AGC和一次调频有效运转机组的数量，以减少电网负荷动摇对已投入AGC运转机组调整幅度，亦即减少电网负荷动摇对单元机组影响。七、蒙西电网AGC、

一次调频运转性能分析及优化添加中调对单个电站甚至单元机组运转情况了解，以实现经济和平安的负荷分配。由于每个电站不同类型、每个电站的同类型机组对负荷呼应的特性以及备用调理量〔可调负荷裕量〕不同，中调对其AGC运转机组的负荷调理范围和调理速率要求该当不同，可以一定的是，中储式机组要比直吹式机组对负荷呼应要快许多。厂级SIS系统与单元机组的DCS进展一体化设计，以保证全厂自动化系统软硬件接口规范化和负荷控制指令二次分配，提高对电网负荷变化呼应速度。改良中调与电厂RTU信号传输技术，以冗余线路或互联网传输AGC信号是可行的。优化AGC控制模块的算法，参考先进电网AGC控制技术，获得经济的负荷控制预测值，同时，在思索备用容量根底上，减少AGC运转机组无谓调理。七、蒙西电网AGC、

一次调频运转性能分析及优化采用先进的考核规范，如采用更科学的CPS1和CPS2作为频率及联络线功率控制运转管理和考核原那么以替代原有的A1/A2规范。以期更好地保证电网频率质量。完善AGC运转和管理规范，在采用先进考核统计规范根底上，在各个相关单位协调任务方面制度化，从整个电网全局出发，提高单个机组对电网影响的认识，经过提高AGC机组有效运转数量，才干满足大电网负荷和频率调整的要求。按照市场经济规律，总结出对AGC有效投运机组的评价方法，使得有效投运的AGC机组或电站从经济性和平安性方面找到平衡点。八、中水回用循环

水阻垢剂的研制开发及运用目的：主要针对华宁电厂循环水补水特殊的水质特点，三种水混合，采用部分中水，且混水比例不稳定。欲研讨开发新型水质稳定剂，优化调整循环水运转处置工艺，同时实现节水降耗的要求。八、中水回用循环

水阻垢剂的研制开发及运用关键技术问题：循环水在高浓缩倍率下水量变化大,氯根、总磷、有机物含量较高的情况下，研讨凝汽器管材、水泥构筑件在经济用药运转工况下的抗腐蚀极限值，确保电厂循环水处置系统防腐防垢平安稳定运转。九、直接空冷机组的停备用维护研讨目的：目前区内新建的直接空冷机组日益增多，针对直接空冷机组的凝结水温度高、汽水系统铁含量高的水质特点，开发一种适宜直接空冷机组的停备用维护工艺，以减缓系统的腐蚀速率，保证机组平安稳定运转。九、直接空冷机组的停备用维护研讨关键技术问题：空冷系统庞大，外表积比湿冷机组大很多且构造复杂，没有太多相关的停备用维护阅历。十、反浸透膜的离线清洗的技术开发与运用目的：随着反浸透脱盐工艺的广泛运用，反浸透膜在蒙受重度污染的情况下，在线清洗曾经不可以满足膜元件性能恢复的需求，离线清洗就成为处理这一问题的独一方法。此技术的开发运用将为电厂节能降耗发扬重要作用。十、反浸透膜的离线清洗的技术开发与运用关键技术问题：要根据反浸透膜的污染和结垢缘由设计清洗方案。因其与处置工艺、预处置效果以及各地水源水质的不同，会产生各种各样的污染。十一、锅炉汽机系统带负荷的在线清洗技术开发与运用目的：锅炉在线清洗作为一种新的清洗技术，可在锅炉正常运转中进展。使锅炉在无垢或低垢量下运转。这样既可节省直接的停炉清洗费用，又提高了机组的热效率和运用平安性，而且提高了汽轮机的发电效率。十一、锅炉汽机系统带负荷的在线清洗技术开发与运用关键技术问题：当锅炉需求清洗时，需在原有锅炉运转工况下作一些化学水工况改动，从给水系统参与清洗剂，根据锅炉垢量大小运转新工况一至三个月去除锅炉外表堆积垢物和其它热量设备外表上的堆积物，再直接恢复原来运转工况。十二、TOFD及超声相控阵检测技术在电力设备无损检测中的运用研讨目的：金属专业的如今运用的常规超声波探伤方法具有局限性，一是无法检测某些特殊材质、厚度、构造的工件的内部缺陷；二是缺陷的检出率、准确性遭到很多要素的影响；三是缺陷的本身高度无法测得，难以进展