“三型两网”专栏

  • 抽水蓄能电站及水电厂智能化建设研究与实践

    王永潭;

    <正>建设泛在电力物联网是网络强国战略在国家电网有限公司的具体实践,是建设世界一流能源互联网企业的重要物质基础。抽水蓄能电站及水电厂智能化建设涉及建设和运营全过程,是一项综合性、长期性、全局性的系统工程。国网新源控股有限公司作为开发建设和经营管理抽水蓄能电站的专业化

    2019年05期 v.5;No.27 2页 [查看摘要][在线阅读][下载 1809K]

2019专家论坛

  • 中国水电70年发展综述——庆祝中华人民共和国成立70周年

    张博庭;

    新中国成立以来,我国的水电和很多行业一样取得了巨大的成绩。经过几十年的努力,我国水电实现了从追赶到引领世界的跨越。回顾历史,砥砺前行了70年的中国水电,虽然历经风雨、挫折,但在党和政府的坚强领导和全国水电工作者的不懈努力下,我国水电已经是硕果累累、成绩斐然。此时此刻,在庆祝中华人民共和国成立70周年之际,非常有必要对我国的水电行业加以总结。今天虽然中国水电已经站在了世界水电的巅峰,然而展望未来,新时期的中国水电依然将任重而道远。我国的能源转型能否成功,我国的《巴黎协定》承诺能否兑现,以及我们整个社会的可持续发展,很大程度上都将取决于我们已经砥砺了70年,正在奋进的新时代中国水电。

    2019年05期 v.5;No.27 1-6+11页 [查看摘要][在线阅读][下载 1668K]

“三型两网”专栏——抽水蓄能电站及水电厂智能化建设研究与实践

  • 多能耦合协同的新一代抽水蓄能电站

    李璟延;

    本文提出了一种新型抽水蓄能电站,融合了变速机组技术,化学储能系统,风能、太阳能等新能源储能系统以及物联网技术的新一代抽水蓄能电站。文章介绍了变速机组技术的优点,更好的稳定性,更大的调节范围和无功补偿能力。化学储能的加入,使电站应对电网故障的响应速度提高到毫秒级。风光等新能源系统联合运行,构建绿色抽水蓄能电站。利用信息通信网络实现站内人机物互联融通,搭建智慧型抽水蓄能电站。通过对新型抽水蓄能电站特点的深入分析,提出负荷集中区,新能源集中区以及特高压落端集中区三个新型抽水蓄能电站站址优选区域。以某电网为例,选取某抽水蓄能电站改建,分析了新型抽水蓄能电站实现多能互动,协同互补,极大增强了传统抽水蓄能电站的综合效益性能。

    2019年05期 v.5;No.27 7-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 1684K]
  • 地下洞室工程施工期智能自动反馈与安全预警

    孙立昌;张显羽;骆晓锋;徐磊;

    围岩力学参数反演效率较低以及参数反演、后续施工预测与安全预警无法实现自动化制约着施工期反馈分析在地下洞室工程中的深入应用。鉴于此,本文基于BP神经网络与通用有限元软件平台ABAQUS,采用均匀试验设计法选取网络训练样本点,并结合所提出的文件分块以及信息分组与顺序编码技术,实现了有限元计算文件的自动生成,在此基础上,提出了围岩力学参数智能自动反演方法,编制了地下洞室工程施工期反馈分析主要环节间的自动连接接口程序,实现了地下洞室工程施工期智能自动反馈与安全预警。算例分析验证了本文所提出方法和所编制程序的可行性和正确性。

    2019年05期 v.5;No.27 12-15+21页 [查看摘要][在线阅读][下载 2696K]
  • 面向泛在电力物联网的智慧工地解决方案

    蒋程晟;郑征凡;黄杨梁;郑波;王德兵;

    受制于传统的平台架构与技术水平,现有的智慧工地系统在功能、性能、应用上都有一些局限。江苏句容抽水蓄能电站创造性地基于"云大物移智链"等前沿技术,从全息感知、泛在连接、开放共享、融合创新等方面进行提升,研发出智慧加水及计量系统、大坝填筑碾压质量监控系统,尝试了面向泛在电力物联网的智慧工地系统的设计。

    2019年05期 v.5;No.27 16-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 2928K]
  • 智能三维技术在抽水蓄能电站测量中的应用

    董云涛;李敏;李宗华;陈雨生;郭巧;张晓朋;

    针对抽水蓄能电站建设的新需求和传统测量作业困难,本文提出了智能三维技术解决方案。阐述了机载激光雷达测量,无人机倾斜摄影测量和三维可视化成果共享三大关键技术;结合某抽水蓄能电站项目的生产实践,该方案克服了传统生产的痛点,实现了空间信息应用从二维到三维的转变,为辅助决策建设提供了丰富的信息。从作业效率,数据精度和数据可视化证明了该方案可行性和实用价值。

    2019年05期 v.5;No.27 22-26+35页 [查看摘要][在线阅读][下载 4299K]
  • 泛在电力物联网下的抽水蓄能电站智慧管理模式思考

    何铮;张林;

    泛在物联网提出了全息感知、泛在连接、开放共享、融合创新的技术路线,对目前抽水蓄能电站的智能化发展进一步提供了思路。本文结合未来新技术的发展与演变,从虚拟运维、感知融合与互联、智慧物资、设备大数据分析与辅助决策、机器辅助运维,厂级、区域和总部一体化管理等方面,探讨了泛在电力物联网下抽水蓄能电站智慧管理模式的发展愿景。

    2019年05期 v.5;No.27 27-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 2026K]

专栏——2019中国水电青年科技论坛优秀论文

  • 去学水电站170m级高沥青混凝土心墙堆石坝设计

    刘士佳;孔彩粉;杨健;刘海宇;

    去学水电站坝址为非对称狭窄陡峻河谷,拦河坝最大坝高173.2m,为目前世界已建最高的沥青混凝土心墙堆石坝,坝高超出现行技术规范的适用范围。通过对坝体防渗结构、筑坝料分区原则、陡边坡心墙变形协调性、心墙接头防渗安全性等关键技术的专项研究,提出了适用于修筑超高沥青混凝土心墙堆石坝的技术解决方案,工程应用效果良好。相关成果提出也推进了我国沥青混凝土心墙堆石坝技术的进一步发展。

    2019年05期 v.5;No.27 31-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 2174K]
  • 巨厚覆盖层上高闸坝沉降控制关键技术研究与实践

    任苇;王君利;李国英;

    多布水电站是我国复杂巨厚覆盖层上最高闸坝,覆盖层厚度为360m,最大坝高54.3m,针对复杂巨厚覆盖层高闸坝的沉降控制关键问题,研究提出了能够保证机组稳定运行和结构安全的不均匀沉降和沉降标准,不同水工建筑物差异化地基处理技术、混凝土分区限高差浇筑沉降控制技术和随层浇筑连续不间断变形监测等系列关键技术。提出了考虑应力路径的广义塑性本构模型,反映覆盖层土体的强度非线性、剪胀非线性特征,适应复杂的应力加载路径,客观反映土体的超固结特性,结合数值模型计算结果与现场监测数据验证,所采用的本构模型和计算方法是有效和合理的。

    2019年05期 v.5;No.27 36-39+51页 [查看摘要][在线阅读][下载 2008K]
  • 基于直流孤岛运行方式的水电厂黑启动电源系统优化

    舒安稳;

    黑启动电源是水电厂厂用电可靠与否的关键,而厂用电可靠又是确保电厂配套直流送出系统孤岛运行安全的前提。本文结合金沙江中游梨园水电厂实际,针对直流送出系统孤岛运行方式的要求,通过对电厂黑启动电源系统进行研究与优化,使电厂的黑启动电源更加安全、可靠、灵活,以更好的保证厂用电稳定,确保直流送出系统孤岛运行安全。

    2019年05期 v.5;No.27 40-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1978K]
  • 关于大坝集群统一安全管理的研究与应用

    徐金英;胡明庭;潘利坦;

    本文基于大坝安全工作技术和管理双向提升的需求,构建了服务于电厂侧的C/S管理软件和服务于管理侧(集团公司、区域公司)的B/S监控系统。C/S管理软件能够汇集水情、地震、水质、大坝监测、人工表格等各类大坝相关数据文件;B/S管理系统涵盖大坝安全监测、巡视检查、监督管理、定检注册、统计评价等各项大坝相关管理工作,充分体现了软件接口功能的完备性和系统应用功能的全面性,能够满足集团统一大坝集群安全运行的管理需求。

    2019年05期 v.5;No.27 43-45+62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1843K]
  • 基于雅砻江流域洪峰流量时间序列的非平稳性研究

    高洁;

    针对水文气象时间序列广泛存在的非平稳性问题,通过MK趋势检验、Pettitt突变检验和广义可加模型GAMLSS研究雅砻江流域年最大洪峰流量时间序列的非平稳性特征。研究发现,流域局部地区极端降水显著增大导致年最大洪峰流量相应地不显著增加,河道上游调蓄性水库可缓解极端降水增大导致汛期洪峰流量不显著增加的潜在洪灾影响。流域支流或小流域水文站易受局地气候影响,洪峰流量序列呈现非平稳性。对于部分站点洪峰流量频率设计值随时间增大的工况,建议复核当前相关工程防洪安全。随着集水面积增大、支流汇入,局部极端气候影响减小,洪峰流量时间序列恢复平稳。目前,雅砻江中游干流洪峰流量时间序列基本仍维持平稳状态。该研究成果对变化环境下工程设计具有参考价值。

    2019年05期 v.5;No.27 46-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 2299K]
  • 高水头混流式水轮机尾水管涡带特性的试验研究

    李广府;卢池;

    为了研究尾水管涡带形态的演变过程,针对某低比转速长短叶片混流式水轮机模型开展了效率试验、空化试验和压力脉动试验。根据模型试验结果,如实记录了随着导叶开度变化和空化系数降低的尾水管涡带演变过程。研究结果表明:同时满足流动和空间两方面的基本条件,微小涡丝才能逐渐合并形成涡带;尾水管涡带不仅是不稳定源,也影响水轮机效率;随着导叶开度的变化,尾水管涡带经历死水域、螺旋涡带、无涡带、无螺旋涡带四个演变过程;随着空化系数降低,尾水管涡带具有发展壮大的趋势;尾水管涡带的演变过程和水轮机的运行工况有着密不可分的关系。

    2019年05期 v.5;No.27 52-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 4099K]
  • 基于流域概化模型的感潮河口水闸设计

    黄森军;魏俊;俞演名;王礼兵;徐建强;

    感潮河口区水质受潮流和径流相互作用明显,水污染治理困难。借助河口水闸,能够实现高潮挡污、低潮冲污的目的,而目前针对感潮河口水污染控制的闸坝系统设计鲜见报道。本文基于MIKE11建立茅洲河流域概化水利模型,耦合建筑物过流能力与水动力矩阵方程,从而通过不同方案水位线比较确定闸门宽度、闸底板高程、泵站设置等关键参数,进而基于闸坝智能调度系统,保证河道通航,构建高潮挡污、低潮冲污的联动系统,为感潮河口水污染控制提供参考。

    2019年05期 v.5;No.27 58-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 2776K]

智能水电厂

  • 大型抽水蓄能机组主保护优化设计研究

    桂林;刘正国;孙宇光;王祥珩;王维俭;

    由于受额定转速的限制,在建和规划中的大型抽水蓄能机组多采用每相4分支(包括采用了不对称定子绕组的额定转速428.6r/min的发电电动机),有必要在内部故障分析及主保护定量化设计的基础上,对每相4分支大型抽水蓄能机组的主保护配置方案进行优化设计,变传统配置"零序电流型横差+完全纵差保护"为优化方案"裂相横差+完全纵差保护",既简化了发电机中性点侧铜环的布置,又提高了保护性能。上述研究工作将为后续大型抽水蓄能电站的建设提供借鉴。

    2019年05期 v.5;No.27 63-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 2256K]
  • 西藏金河瓦托水电站计算机监控系统配置

    李洪宇;

    水电站计算机监控系统[1]是利用数字电子计算机对水电站的电能生产过程进行的一种控制。瓦托水电站采用开放环境下的分层分布式计算机监控系统。考虑本电站机组台数少,运行管理相对简单,结构上分为电站控制层和现地控制层。电站控制层[2]:完成电站数据采集处理、全厂设备的监控、智能报警、运行日志、统计报表等全厂运行控制及生产管理功能;现地控制层[2]:完成机组、变电站和公用设备等现场数据采集、处理和现地监控,当上层发生故障时可独立完成相关设备的监控和控制。

    2019年05期 v.5;No.27 67-69+74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1683K]
  • 电力企业中台云化构建及大数据分析研究

    赵增涛;罗勇;梁成辉;

    电力企业通过构建中台提升共享式架构对业务的支撑。大数据分析是中台数据进一步综合应用的典型手段。本研究整合业务系统源数据,包括关系型及对象型的模型、实时、历史和记录类数据,基于阿里云的计算基础设施构建电力企业数据和服务中台,形成可扩展的服务共享体系。利用云环境中的大数据分析工具进行数据再加工,数据加工结果作为增量数据回补到中台,以服务形式发布,驱动包括数据资源管控及指标分析等各种类型应用的快速构建。中台构建与大数据分析有机结合,实现既有业务的数据资源沉淀和规范化管理的同时,又不断迭代衍生支持高层业务的数据,使数据资源总量有序增长、价值不断提升。

    2019年05期 v.5;No.27 70-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1812K]

主机及其辅助设备

  • 抽水蓄能机组无叶区压力脉动改善与厂房减振研究

    桂中华;郭旭东;欧阳金惠;肖业祥;

    张河湾电站机组自投产以来,在发电工况,特别是满负荷时存在强烈的振动,严重危害设备的运行安全,同时对厂房结构也有一定的破坏作用。本文通过对电站3号机组开展全面系统的振动测试分析,发现转轮叶片与活动导叶之间动静干涉产生的无叶区压力脉动幅值较大,且主频100Hz与局部厂房结构的某阶固有频率接近,引发了局部厂房结构共振。为此,从减小水力振源的激振能量入手,对张河湾电站3号机进行了转轮改造,改造后无叶区压力脉动明显下降,厂房振动有效值大幅降低,成功解决了厂房振动问题。

    2019年05期 v.5;No.27 75-77+82页 [查看摘要][在线阅读][下载 2082K]
  • 抽水蓄能电站网侧谐波分析与消除

    泰荣;李子龙;王熙;

    静止变频器(SFC)广泛应用于大型抽水蓄能电站,在抽水启动全过程中向电网注入大量12k±1次谐波,高速阶段还注入低次非特征谐波;且由于SFC拖动力矩的脉动,使得电网侧电流出现严重不平衡。目前滤波方式多采用无源低通滤波器,仅对高次谐波的滤除效果较好,且无法解决因力矩脉动造成的电流不平衡问题。本文详细分析低、高速阶段谐波特征,有源电力滤波器使其能准确补偿谐波电流和消除网侧电流的不平衡问题。MATLAB仿真结果表明:低速阶段谐波含量THD从11.49%降至1.51%,高速阶段谐波含量THD从16.55%降至0.41%,且消除了电流不平衡情况,能够改善电网环境,保证电网可靠安全运行。

    2019年05期 v.5;No.27 78-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 2240K]

规划与设计

  • 某抽水蓄能电站一管双机水力干扰分析

    唐拥军;章亮;王康生;

    目前抽水蓄能电站多采用一管双机布置,抽水蓄能机组通常具有水头高、引水管路长、转速快、工况转换频繁、淹没深度高等特点,使得抽蓄机组的过渡过程更加复杂,对机组及电站的安全威胁更大,因此,抽水蓄能电站的过渡过程成为关注的重点。本文对某抽蓄电站一管双机水力干扰过渡过程的模拟计算结果和真机试验进行了详细分析,结果发现各部位压力、转速上升率、发电机出力等指标满足设计要求,受干扰机组可以保持稳定运行;水力干扰模拟计算中模型建立正确、结果可信,可在其他电站推广使用;水力干扰真机试验方法和结果可为别的电站提供参考借鉴。

    2019年05期 v.5;No.27 83-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 3678K]
  • 洛宁抽水蓄能电站额定水头比选研究

    宋敏;刘霞;

    抽水蓄能电站额定水头的确定直接关系到电站运行的稳定性和经济性。通过分析电力系统需求、机组稳定性及效率要求等方面的制约因素,拟定了洛宁抽水蓄能电站592m、596m、600m、604m、608m共5个额定水头方案。从电站机组运行稳定性、容量效益、经济性等方面对各额定水头方案进行了综合分析比选。结果表明:本电站额定水头在600~604m之间较为合适,推荐采用604m高水头方案。结果为其他类似抽水蓄能电站额定水头的选择提供了一定的参考。

    2019年05期 v.5;No.27 88-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1635K]

工程施工

  • 抽水蓄能电站场内道路水泥混凝土路面结构设计研究

    闫宾;王昱;

    针对目前各在建抽水蓄能电站场内道路路基、路面结构设计差别较大,设计理念和计算方法不统一的情况,详细梳理水泥混凝土路面结构计算的主要理论及方法,选取了设计中较常采用的3种路面结构形式和7种常见的单轴—双轮组荷载,利用弹性地基双层板理论进行计算,通过对比计算结果得出面层板破坏的主要因素是疲劳荷载。考虑抽水蓄能电站交通运输特点,推荐了设计轴载作用次数换算方法及设计轴载的选取,建议了可靠度系数的选取范围及路肩硬化的形式。同时,分析了普通路面结构增设应力吸收层的优点,对于场内永临结合道路,设置应力吸收层后,可以减轻路面在施工期的破坏程度,降低路面在运行期的维护成本。

    2019年05期 v.5;No.27 93-97+101页 [查看摘要][在线阅读][下载 1918K]
  • 斜井隧道掘进机在抽水蓄能电站施工中的应用

    徐艳群;尚海龙;刘传军;

    斜井TBM在日本抽水蓄能电站施工中已经广泛应用,通过对斜井TBM在日本抽水蓄能电站施工中的应用条件分析,提出了斜井TBM在我国抽水蓄能电站施工中应用的范围、方式及基本条件,并结合国内某抽水蓄能电站引水系统斜井布置进行斜井TBM的应用可行性分析。认为斜井TBM已经具备在国内抽水蓄能电站施工中应用的可行性,并具有很好的应用前景。

    2019年05期 v.5;No.27 98-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 1952K]

水工监测及自动化

  • 一种基于光学测量的表面变形误差修正方法及初步实践

    殷康;宋振聪;杜藏;覃卫民;

    为减小岩土工程表面变形监测中存在的测量误差,提出一种基于光学测量的表面变形误差修正方法:首先研制一台三维位移标定架,将标定架放置在监测区域内,通过测量标定架上监测标志点的坐标或距离,将测量值与真值的比值作为该次现场测量的校正系数,然后通过该校正系数可以对本次在监测区域内的测量结果进行修正,从而提高位移监测精度。将该修正方法在洛宁抽水蓄能电站工程边坡进行了初步试验,并对试验结果进行误差分析,认为标定架修正只适用于所处区域一定范围,而这个范围的确定与测量距离、方位角、测量仰角等因素有关,还有待开展进一步工作。宜采用校正系数的算数平均值来修正测量结果。

    2019年05期 v.5;No.27 102-105+116页 [查看摘要][在线阅读][下载 3059K]
  • 雅砻江流域水库地震监测系统及其应用研究

    江晓涛;柳存喜;丁朋;雷学;

    随着雅砻江流域梯级水电站的开发,我国开展了雅砻江流域水库地震监测系统的建设。雅砻江流域水库地震监测系统共由38个沿江分布的野外测震台站组成,平均台间距为10~15km,布局上不仅充分考虑了网缘台站对相邻水库台网监测能力的双重贡献,而且兼顾与周边省内的地震台站进行数据交换和共享。为了使观测频带向低端延伸,加强监测系统对中、远地震(面波)的观测,增设了宽频带台,同时通过加速度计的布设,加强了库区断裂的监测,提高了系统观测动态范围。整个监测系统实现了库区主要断裂、库水位荷载中心、大坝及水工建筑物、库区周边城镇等其他重要地区的覆盖监测,通过后期实际记录地震验证,实际监测能力完全达到或优于理论监测能力,从局部上增强了四川省区域台网地震监测能力。

    2019年05期 v.5;No.27 106-110+120页 [查看摘要][在线阅读][下载 4192K]

水情测报自动化

  • 长江上游流域洪水管理分析系统设计研究

    陈建;李春红;徐静波;王建平;

    长江上游流域面积大、测站来源广泛、历史沿革复杂,本文在开展长江上游流域洪水相似性研究的基础上,设计了流域洪水管理分析系统。系统可划分为流域拓扑结构管理、流域洪水摘录、洪水贡献分析、暴雨中心分析和流域洪水查询分析等功能模块,实现了长江上游流域历史洪水的自动摘录、67项洪水特征指标的自动统计,利用摘录的1998~2016年的历史洪水成果,可开展历史相似洪水分析,同时可结合洪水预报调度系统,实时搜索与当前水雨情状态最相似的流域历史洪水,对长江上游流域的洪水预报调度决策起到了很好的参考作用。

    2019年05期 v.5;No.27 111-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 1915K]

技术经济

  • 国有企业境外投资研究——以基里隆电站为例

    赵宝永;

    随着中国企业"走出去"进程的加快以及国家"一带一路"倡议的实施,越来越多的国有企业开始涉足在海外投资和运营。国有企业海外投资运营和管理具有较长的历史,有的企业积累了丰富的经验,有的企业却经验不足。本文通过基里隆水电站运营管理中反映出的问题,讨论国有企业境外投资需特别关注的事项,旨在为降低境外投资经营风险,提高境外投资效率和效益提供一些借鉴。

    2019年05期 v.5;No.27 117-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1510K]
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