浙江电力

华电湖北黄石热电分公司袁生明｜基于碰撞信号的锅炉局部结渣诊断研究

Fri, 16 Dec 2022 23:37:21 +0800

摘要对于发电厂锅炉普遍存在的受热面结渣现象，提出了一种以压电式加速度传感器测量落渣撞击信号，从而判断冷灰斗水冷壁所受落渣冲击的大小和位置的方法。为验证该方法的准确性，在实验室搭建了模拟的锅炉水冷壁落渣场景，通过在冷灰斗4个位置对称布置加速度传感器，测得4个振动起始时间和最大振幅，以此来判断落渣大致区域，同时通过计算拟合得到渣块与冷灰斗间的碰撞系数。在某发电厂锅炉安装传感器进行现场试验，结果表明该方法具有较好的定位和测量落渣质量的效果。

我国煤炭资源丰富，但不同煤种的品质参差不齐。根据我国现行能源政策，为保证能源的高效利用，提高经济效益，发电厂动力用煤普遍质量偏差，含灰量和含硫量都比较高，且煤种多变，实际燃用煤质经常偏离设计值，因此发电厂锅炉普遍存在受热面结渣现象^［1］。发电厂锅炉受热面结渣不仅导致锅炉受热面传热性能变差，增加了排烟损失，降低锅炉效率，而且由于烟气通流面积减小，增加风机电耗^［2］；严重结渣会造成冷灰斗出渣不畅，大渣块的脱落甚至会损坏冷灰斗及水冷壁管，造成重大安全事故，严重影响锅炉的安全运行^［3］。因此，预防和减轻发电厂锅炉受热面积灰结渣是确保机组安全经济运行的重点。

当渣块在受热面上积聚到一定程度后，受热面管壁对渣块的附着力不足以抵消渣块自身重力影响，就会出现渣块的掉落。当积聚产生的掉落渣块足够大时，甚至存在炉膛火焰熄灭、砸坏炉膛水冷壁管束和冷灰斗、引发炉膛爆炸等重大事故的可能。在各种避免锅炉炉膛严重积灰或结渣的技术措施中，运行中对受热面进行蒸汽或空气吹扫是一种有效且普遍采用的手段。如何准确监测受热面的结渣程度，减少炉内结渣，避免锅炉掉大渣对故障发电厂锅炉的安全运行具有重要的意义。多年来国内外学者对炉膛结渣的影响因素进行了广泛的研究，提出了多种结渣监测的方法，文献［4-5］通过直接或间接的方法监测炉膛出口的烟温来判断锅炉整体结渣情况；文献［6］在炉膛水冷壁上安装热流计根据受热面吸收热流的变化分析结渣趋势；文献［7-8］采用红外成像相机测量水冷壁表面的辐射发射率或者红外光谱识别水冷壁表面结渣产物来监测结渣程度。但炉膛出口烟温只能反应锅炉整体结渣程度，不能确定具体的结渣区域；热流计的安装需要对锅炉进行改造，会降低水冷壁管强度，且造价和维护费用都较为昂贵^［9］。

针对上述方法存在的不足，本文提出基于冷灰斗振动信号的锅炉落渣监测和控制方法，通过监测锅炉炉膛渣块掉落撞击冷灰斗产生的振动信号，分析计算得到落渣区域和渣块质量，进而推断结渣严重区域和结渣程度，适时调整锅炉的配风方式和吹灰器投用，避免大渣块的掉落，保证锅炉的安全运行。该方法所需布置的测点少，对锅炉的改造工程小，且具有较强的抗噪声干扰能力。

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《浙江电力》2022年第12期目录及重点关注文章

Fri, 16 Dec 2022 23:34:35 +0800

ZHEJIANG ELECTRIC POWER

《浙江电力》2022年第12期目录及重点关注文章

•专栏特约主编寄语•

•新型配电网真型试验及实证技术•

1、面向智能配电网新技术实证的真型试验平台

………………………………………张弛，苏毅方，李鹏，孙翔，周金辉，汪科（3）

2、低压配电物联网台区拓扑识别技术测试研究

………………………………………刘家齐，刘浩军，童力，周金辉，任广振，马振宇（12）

3、基于实时物联网通信协议的智能配电终端即插即用与互操作测试

……………………………………赵连强，张烨华，江樱，王凌，杨小莲，许泰峰（21）

4、低压配电网拓扑识别技术的真型试验研究

………………………………陈尚，邵苠峰，李辉，尹晶，陈江波，杜砚，邱进（30）

•配电网•

1、配电网中储能系统的多维价值评估及应用

…………………………………………………………姚艳，吴红斌，林达，汪湘晋（36）

2、配电网台区环保型设备电气性能研究

…………………………朱金华，何毅帆，高久国，周金辉，陆洋，杨凯，李建英（46）

3、基于直觉模糊交叉熵的配电网平衡能力提升方法

……………………………………………………………………裘愉涛，黄志华，盛跃峰（54）

4、基于改进鲸鱼算法的配电网故障区段定位

……………………………………张莲，张尚德，贾浩，赵梦琪，赵娜，李多（63）

5、极端天气下基于RF-LSTM的配电网馈线薄弱环节识别方法

………………………………………………………………………………周丹阳，黄晓燕（71）

6、基于国密算法的配电网终端通信安全架构研究

………………………………………………李露，谢映宏，李蔚凡，丁凯，李峰（79）

•能源互联网•

1、考虑装置损耗及利用率的分布式潮流控制器协调出力控制策略

……………………………吴俊健，裘鹏，陈骞，丁超，唐爱红，陈佐耀，周伟（88）

2、柔性低频输电系统两相运行特性分析

…………………………陆翌，华文，金玉琪，董玮，倪晓军，邹强，吴小丹（98）

3、基于可移动中继线圈的无线充电系统抗偏移能力提升方法研究

…………………………洪潇，张伟峰，夏霖，金正军，龚成尧，王丰，王钰博（106）

4、基于KSP与Dueling DQN的电力通信光缆光路智能迂回方法

……………………………………陆怡菲，顾君佳，沈昊骢，吴媖，潘俊姚，邢旭亮（114）

封面文章一

面向智能配电网新技术实证的真型试验平台

张弛¹，苏毅方¹，李鹏²，孙翔²，周金辉²，汪科²

（1.国网浙江省电力有限公司，杭州 310007；

2.国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，杭州 310014）

摘要：随着配电网新设备、新技术应用不断向物理-信息融合方向发展，配电网形态也在发生快速变化，因此亟需开展新装备、新技术适应性测试和实证以提升配电网可靠性和资源调控能力。为此，开展了智能配电网真型试验建设和应用研究。首先分析平台设计目的和系统组成，然后对电源及中性点试验平台、中压交直流网架试验平台、配电电缆及通道试验平台等平台的具体实现方法进行介绍，最后设计了10 kV一二次融合断路器接地功能试验、全自动智能型FA功能考核试验和低压台区故障感知试验三大试验场景。智能配电网真型试验平台的应用可解决配电网新技术设备传统检测方法不够全面的难题。

关键词：配电网；真型试验；平台设计

基金项目：国家电网公司有限公司总部科技项目(202124146A)

封面文章二

配电网中储能系统的多维价值评估及应用

姚艳¹，吴红斌¹，林达²，汪湘晋²

（1.新能源利用与节能安徽省重点实验室(合肥工业大学)，合肥 230009；

2.国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，杭州 310014）

摘要：针对储能系统传统价值评估指标较为单一的问题，提出一种配电网储能系统多维价值评估方法。考虑到储能系统不同应用及复合价值，从经济性、可靠性和环保性三个维度出发，进行多维指标预选和计算；计及指标的变异特性和协同耦合度，对预选指标进行冗余筛选，精简指标体系；采用基于直觉模糊理论的变权层次分析法确定综合权重系数，定义储能系统的综合评价值。以Garver 6节点测试系统为例，采用所提评估方法对不同方案组进行排序并评选出最优配置方案，结果验证了该方法的合理性和有效性。

关键词：储能系统；多维价值；指标体系；评估方法；综合权重系数

基金项目：国网浙江省电力有限公司科技项目（B311DS210006）

封面文章三

考虑装置损耗及利用率的分布式潮流控制器协调出力控制策略

吴俊健¹，裘鹏¹，陈骞¹，丁超¹，唐爱红²，陈佐耀²，周伟²

（1.国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，杭州 310014；

2.武汉理工大学自动化学院，武汉 430070）

摘要：目前针对DPFC（分布式潮流控制器）多个子单元的出力分配控制策略普遍采用均分法与容量比例法，这两种方法均无法有效规避被控线路调节量较小时装置整体利用率较低、损耗较大的问题。对此，基于DPFC拓扑结构，分析其装置出力以及子单元装置运行损耗；从装置输出电压和使用容量两个方面，考虑DPFC装置总损耗、子单元装置利用率及相关约束条件，提出一种DPFC多子单元协调出力控制策略；应用PSCAD/EMTDC构建含10组不同容量子单元的110 kV典型系统仿真模型，验证了所提协调出力控制策略的正确性与有效性。

关键词：分布式潮流控制器；单元输出电压；单元使用容量；装置损耗；协调出力

基金项目：国网浙江省电力有限公司科技项目（B311DS22100A）

封面文章四

柔性低频输电系统两相运行特性分析

陆翌¹，华文¹，金玉琪²，董玮¹，倪晓军¹，邹强³，吴小丹³

（1.国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，杭州 310014；

2.国网浙江省电力有限公司，杭州 310007；

3.南京南瑞继保电气有限公司，南京 310027）

摘要：针对基于M3C(模块化多电平矩阵式变换器)的柔性低频输电系统的两相运行方式，建立了低频系统复合序网，对常规控制策略下低频输电线路和M3C的稳态运行特性进行分析。分析表明，线路中将出现与正序电流等幅反相的零序电流，同时也会出现零序电压和负序电压；采用低频侧定功率控制和负序电流抑制策略的M3C子换流器间电容电压不均衡，M3C电容电压平均值存在2倍频振荡分量。在PSCAD/EMTDC中搭建双端型柔性低频输电系统仿真模型，验证了所得结论的正确性。

关键词：柔性低频输电；两相运行；复合序网

基金项目：国网浙江省电力有限公司科技项目(2021ZK06)

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◆ 期刊简介 ◆

《浙江电力》创刊于1975年，月刊，国网浙江公司主管，浙江省电力学会、国网浙江电科院主办。

《浙江电力》知网影响力排名处于Q1区，被国网公司列为重点培育期刊，在国网公司和国网浙江公司科技项目验收方面等同于核心期刊。

《浙江电力》设立“大电网运行”“直流输电与直流电网”“能源互联网”“发电技术”等栏目，兼顾电网与电源侧。

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南方电网超高压输电公司谷裕｜基于可变反应器的故障电流限制器研究

Thu, 08 Dec 2022 17:59:00 +0800

摘要随着电网用电负荷的增加，短路电流水平不断提高，过大的短路电流会造成电力设备严重损坏，威胁电力系统安全。为了有效控制短路电流，提出了一种基于可变反应器的故障电流限制器设计方法，该故障电流限制器具有堆芯及可变气隙，能够实现短路电流的快速阻断。在此基础上引入遗传算法对故障电流限制器进行优化设计。采用有限元分析对故障电流限制器进行仿真实验，分析结果表明该故障电流限制器具有较好的故障电流限制效果。

故障电流限制器作为输电线路的重要组成部分^［1］，因其机械结构简单^［2］，被广泛用于限制电网短路电流^［3-4］和高次谐波^［5］。

随着电力系统负荷加大，特高压输电系统^［6-8］的建设迫在眉睫，但传统电抗器的安全工作电压阈值低于电力系统工作电压，致使电抗器的寿命大幅降低。此外，较高的短路电流可能会损坏变压器和发电机等电网部件。因此，需要在电网中加入FCLs（故障电流限流装置），以保证电网设备的安全稳定运行。

而故障电流限制有多种方式，包括SFCLs（基于超导电阻的故障电流限制器）^［9-11］、电流短路限制器、FACTs（柔性交流输电系统）^［12-14］、正温度系数^［15］、ISFCLs（基于电感饱和的故障电流限制器）^［16］、PEFCLs（基于电力电子的故障电流限制器）^［17-20］和串联谐振限制器。

尽管这些设备实现了输电线路的有效保护，但其昂贵的造价和维护成本却给国家电力系统带来不小负担。例如，SFCLs不仅价格昂贵，而且在一定的温度条件才能进行正常的运转；FACTs价格昂贵且复杂，对于需要大规模应用故障电流限制器的输电线路而言，ISFCLs虽然无需在特定环境下运行，但每次短路后都要更换熔断器和连接器，给工作人员的运维工作造成严重负担，而且由于其电抗固定，在正常运行条件下，会导致显著的电压下降和无功功率消耗。

因此，针对传统故障电流限制器存在的电压下降和无功功率消耗的问题，本文采用正常情况下低阻抗运行，短路后立即产生高阻抗的方式进行故障电流限制。因此，可以达到限制短路后的故障电流而在正常情况下无压降的目的，较好地解决了传统故障电流限制器的不足。

同时，随着可变反应器研究的发展，文献［21］论述了基于堆芯饱和的故障电流限制器的设计和构造。在该故障电流限制器中，通过超导绕组的大直流电流，铁芯保持在饱和状态，致使在正常网络条件下，故障电流限制器的电抗非常低。短路后，故障电流产生的磁通克服了直流磁通，导致铁芯从饱和状态放电，从而使故障电流限制器的电抗增加。然而，这种结构也存在一定的缺点：超导绕组的成本高以及其特殊的温度条件^［22］。

为了实现输电线路过大短路电流的有效控制，解决传统故障电流限制造价和运维成本高的问题，本文提出了一种结构简单、价格低廉的VFCL（可变故障电流限制器）。该反应器不需要特殊的维护条件，就可以轻松回收，无需任何费用。该反应堆具有固定和移动的堆芯以及可变的气隙。当发生短路时，故障电流限制器气隙长度自动闭合，故障电流限制器电抗显著增大。同时通过遗传模块对反应器进行了优化设计和模拟。最后，采用有限元方法对VFCL模型进行分析模拟，结果表明所提设计具有较好的性能。

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国网浙江电科院华文｜计及直流互联与电-气-热耦合的输配协同优化调度

Wed, 07 Dec 2022 12:03:39 +0800

摘要为促进区域间资源互补互济，提升新能源消纳水平，提出一种计及直流联络线功率调整和电-气-热耦合的输配协同优化调度模型。首先，建立直流联络线的功率调整模型，利用联络线的调整能力提升系统运行灵活性；然后，针对受端电网建立考虑电-气-热耦合的主动配电网模型，在此基础上进行送受端直流联络线和受端输配协调多能互补系统的协同优化。采用线性化的交流潮流近似计算配电网网损，对天然气管道气流Weymouth方程的非凸性进行增量线性化处理，从而将模型转换为混合整数线性规划问题。最后，通过算例验证了所提模型和方法的有效性。

随着能源危机、环境恶化等一系列问题的出现，大力发展可再生能源、促进能源体系转型已成为全球共识。习总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上提出：中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。在构建以新能源为主体的新型电力系统过程中，由于新能源固有的随机性和波动性，系统面临的不确定性逐渐增强，应加强源-网-荷-储衔接，提高电力系统互补互济，促进清洁能源消纳。

我国负荷和资源逆向分布的特点十分突出，西北地区风光等新能源资源丰富，但负荷中心集中在东部沿海地区。跨区电网互联是实现资源在全国范围内优化配置和提高利用效率的重要手段。以浙江省电网为例，为支撑国家“双碳”战略目标，促进能源低碳转型，清洁外来电源入浙比例持续升高。截止到2020年，浙江省最高用电负荷为9 268万kW，特高压直流换流容量和交流变电容量分别达到1 600万kW和1 800万kW^［1］，以最高负荷计算，外来受电比例达到36.7%。高受电比例导致省内机组开机受限，电网运行灵活性下降。为充分挖掘直流联络线在提升电网运行灵活性方面的作用，相关学者已经进行了大量研究。文献［2］指出目前省间直流联络线计划往往基于运行经验人工编制，未能充分发挥直流联络线的调节灵活性；并提出了含风电场的网省协调有功调度方法，对直流联络线的传输功率进行优化，但未能考虑直流输电系统在运行过程中需要满足的约束条件。文献［3］建立了较为详细的直流联络线计划调整约束模型，并通过直流联络线功率的调整来促进新能源消纳。文献［4］进一步考虑了直流联络线的阶梯化运行特性，使得模型更加贴合工程实际。文献［5］提出了基于ADMM（交替方向乘子法）的多区域互联系统分散协同调度方法。

为充分提升高比例新能源接入背景下电网运行的灵活性，源-网-荷-储一体化建设成为新型电力系统发展趋势。《浙江省电网发展“十四五”规划（征求意见稿）》中指出，要推进配电网由单一的电能分配网络向汇聚全类型源-荷-储资源的综合性平台升级^［1］。传统配电网逐步向ADN（主动配电网）转型，输、配电网之间的耦合也越发密切，其协同优化运行成为诸多学者研究的热点。文献［6］提出了输配一体化的综合能源系统风险评估方法。文献［7］建立了考虑输配协同的鲁棒备用优化模型。文献［8］提出了考虑新能源不确定性的输配协同优化模型。文献［9-10］考虑天然气网络和电力系统的耦合，提出了输-配-天然气系统的协同优化调度模型。文献［11］在输配协同优化模型中考虑了ADN中电-热系统的耦合。文献［12］将输配协同应用于负荷恢复。文献［13-14］在ADN中考虑了电-气-热多类能源的深度耦合，提升了系统运行的灵活性。

对于浙江省电网而言，其输电网对外承接高压联络线受电，对内连接汇集了分布式新能源和可调负荷等灵活性资源的ADN，形成了区域联络线-输电网-配电网一体化运行的架构。如何充分发挥联络线和ADN的协同效应，对于提升整体电网的灵活性、促进电力系统能源转型具有重要意义。

本文同时考虑送、受端电网之间的直流联络线功率交换与受端电网输、配电网之间的功率交换，建立一种计及直流互联与电-气-热耦合的输配协同调度优化模型。在ADN中，通过燃气轮机和CHP（热电联供）机组等多能耦合设备，实现电-气-热多能流统一建模。采用本文所提方法，可实现不同区域之间的互补互济，以及区域内部多能流之间的互补支撑。

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《浙江电力》2022年第11期目录及重点关注文章

Wed, 07 Dec 2022 12:00:48 +0800

ZHEJIANG ELECTRIC POWER

《浙江电力》2022年第11期目录及重点关注文章

•新能源•

1、基于层次分析法的储能综合评估及类型选择

………………………………………汪湘晋，黄滢，蒋金琦，林达，谢培坤，李振坤（1）

2、高比例光伏发电对浙江电网电力平衡的影响及应对策略

…………………………………………………张思，杨晓雷，阙凌燕，梁梓杨，郭超（9）

3、基于改进粒子群算法的电力系统储能容量配置方法

…………………………赵扉，薛龙江，朱晶亮，陈鼎，方景辉，吴军，朱悦人（17）

4、考虑风电消纳的区域综合能源系统多能互补优化方案对比分析

………………………………………………姜涛，张启蒙，蒋振国，李贵浩，许真（23）

•大电网运行•

1、计及直流互联与电-气-热耦合的输配协同优化调度

…………………………………华文，董炜，阙凌燕，申屠磊璇，陈哲，郭创新（31）

2、大型数据中心备自投装置的设计

………………………………………………………………………………沈政，金震（39）

3、多边形阻抗距离I段保护误动分析与逻辑优化

……………………………………钱政旭，戚宣威，曹文斌，王松，潘武略，方愉冬（45）

4、交直流配电网保护配置分析

………………………………………………………………………童斌，赵志杨，郑书婷（51）

•输变电•

1、基于可变反应器的故障电流限制器研究

……………………………………………………………谷裕，程冠錤，卢松，李冬冬（60）

2、电力变压器负载能力深度挖掘技术研究

………………………………………………………………………………何文林，邵先军（67）

3、T形电缆隧道中电缆火灾蔓延及温度分布分析

…………………………任广振，姜文东，余斌，吕洪坤，张晓龙，陈斌，刘安文（73）

•发电技术•

1、基于碰撞信号的锅炉局部结渣诊断研究

……………………………………袁生明，李培，陶振涛，施子福，董瑀非，周永刚（80）

2、ECS-700控制系统在超超临界机组中的应用

…………………………………………………………季德亨，郑秋，宫志强，黄维（87）

3、基于补汽阀的一次调频优化技术研究

………………………………………………金宏伟，宋佳辉，张新胜，谢昊旻，丁宁（92）

封面文章一

基于层次分析法的储能综合评估及类型选择

汪湘晋¹，黄滢²，蒋金琦²，林达¹，谢培坤²，李振坤²

（1.国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，杭州 310014；

2.上海电力大学电气工程学院，上海 200090）

摘要：储能技术因其良好的可控性和能量的时间转移特性，在新型电力系统中具有重要应用价值。合理评判各场景下储能的价值及针对性选型具有重要现实意义。首先，针对电力系统的各类需求场景，提出了储能的10类技术经济性指标，构建了储能的综合评估指标体系。然后，利用层次分析法对上述指标进行了综合评估计算，计算过程中通过专家调查法对判断矩阵进行了相对重要性赋值，并进行一致性检验和修正，求出方案层相对于目标层的组合权重；接着，对多种类型储能进行综合评估计算，找到最优储能选型方案。最后，以某区域电网为对象进行仿真，得出了多种场景下各类储能的排序结果，验证了所提方法的有效性。

关键词：新型电力系统；储能；层次分析法；价值评估；判断矩阵

基金项目：国网浙江省电力有限公司科技项目（B311DS210006）

封面文章二

高比例光伏发电对浙江电网电力平衡的影响及应对策略

张思¹，杨晓雷²，阙凌燕¹，梁梓杨³，郭超³

（1.国网浙江省电力有限公司，杭州 310007；

2.国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司，浙江嘉兴 314033；

3.浙江大学电气工程学院，杭州 310007）

摘要：为支撑“双碳”目标的实现,以化石能源为主体的传统电力系统将向以新能源为主体的新型电力系统转变。在此背景下，近年来浙江省光伏发电装机容量快速增长。由于光伏发电具有随机性和波动性的特点，高比例光伏的接入对电力系统的调度运行产生了新的影响及挑战。为此在已有针对光伏发电接入对电力系统影响研究的基础上，总结分析了高比例光伏发电对浙江电网发用电平衡的影响及应对策略。首先，基于浙江电网的特点，从典型负荷曲线、电力供应及光伏发电支撑三方面分析了高比例光伏接入对浙江电网的影响。然后，在已知影响的基础上，从短期和中长期两个时间尺度上阐述了浙江电网面临的相关挑战。最后，给出可适应未来高比例光伏接入环境下光伏有效消纳及保证电力平衡的应对策略。

关键词：光伏；浙江电网；电力平衡；高弹性电网

基金项目：国网浙江省电力有限公司科技项目(5211JX1900CX)

封面文章三

计及直流互联与电-气-热耦合的输配协同优化调度

华文¹，董炜¹，阙凌燕²，申屠磊璇¹，陈哲¹，郭创新³

（1.国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，杭州 310014；

2.国网浙江省电力有限公司，杭州 310007；

3.浙江大学电气工程学院，杭州 310027）

摘要：为促进区域间资源互补互济，提升新能源消纳水平，提出一种计及直流联络线功率调整和电-气-热耦合的输配协同优化调度模型。首先，建立直流联络线的功率调整模型，利用联络线的调整能力提升系统运行灵活性；然后，针对受端电网建立考虑电-气-热耦合的主动配电网模型，在此基础上进行送受端直流联络线和受端输配协调多能互补系统的协同优化。采用线性化的交流潮流近似计算配电网网损，对天然气管道气流Weymouth方程的非凸性进行增量线性化处理，从而将模型转换为混合整数线性规划问题。最后，通过算例验证了所提模型和方法的有效性。

关键词：直流互联；输配协同；电-气-热综合能源系统；新能源消纳

基金项目：国网浙江省电力有限公司科技项目（B311DS21000B）

封面文章四

基于可变反应器的故障电流限制器研究

谷裕¹，程冠錤¹，卢松²，李冬冬¹

（1.中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局，广州 510663；

2.中国南方电网有限责任公司超高压输电公司，广州 510663）

摘要：随着电网用电负荷的增加，短路电流水平不断提高，过大的短路电流会造成电力设备严重损坏，威胁电力系统安全。为了有效控制短路电流，提出了一种基于可变反应器的故障电流限制器设计方法，该故障电流限制器具有堆芯及可变气隙，能够实现短路电流的快速阻断。在此基础上引入遗传算法对故障电流限制器进行优化设计。采用有限元分析对故障电流限制器进行仿真实验，分析结果表明该故障电流限制器具有较好的故障电流限制效果。

关键词：可变反应器；故障电流限制器；遗传算法；堆芯；气隙

基金项目：中国南方电网有限责任公司科技项目（CGYKJXM20200349）

封面文章五

基于碰撞信号的锅炉局部结渣诊断研究

袁生明¹，李培²，陶振涛³，施子福³，董瑀非³，周永刚³

（1. 华电湖北发电有限公司黄石热电分公司，湖北黄石 435002；

2. 浙江大学热工与动力系统研究所，杭州 310027；

3. 浙江大学能源清洁利用国家重点实验室，杭州 310027）

摘要：对于发电厂锅炉普遍存在的受热面结渣现象，提出了一种以压电式加速度传感器测量落渣撞击信号，从而判断冷灰斗水冷壁所受落渣冲击的大小和位置的方法。为验证该方法的准确性，在实验室搭建了模拟的锅炉水冷壁落渣场景，通过在冷灰斗4个位置对称布置加速度传感器，测得4个振动起始时间和最大振幅，以此来判断落渣大致区域，同时通过计算拟合得到渣块与冷灰斗间的碰撞系数。在某发电厂锅炉安装传感器进行现场试验，结果表明该方法具有较好的定位和测量落渣质量的效果。

关键词：锅炉；结渣；振动信号；定位；渣块质量

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国网浙江公司张思｜高比例光伏发电对浙江电网电力平衡的影响及应对策略

Tue, 06 Dec 2022 18:56:42 +0800

摘要为支撑“双碳”目标的实现，以化石能源为主体的传统电力系统将向以新能源为主体的新型电力系统转变。在此背景下，近年来浙江省光伏发电装机容量快速增长。由于光伏发电具有随机性和波动性的特点，高比例光伏的接入对电力系统的调度运行产生了新的影响及挑战。为此在已有针对光伏发电接入对电力系统影响研究的基础上，总结分析了高比例光伏发电对浙江电网发用电平衡的影响及应对策略。首先，基于浙江电网的特点，从典型负荷曲线、电力供应及光伏发电支撑三方面分析了高比例光伏接入对浙江电网的影响。然后，在已知影响的基础上，从短期和中长期两个时间尺度上阐述了浙江电网面临的相关挑战。最后，给出可适应未来高比例光伏接入环境下光伏有效消纳及保证电力平衡的应对策略。

为应对气候变化，推进全球生态文明建设，中国将提高国家自主共享力度，提出碳排放“3060”目标，力争碳排放2030年前达到峰值，并努力争取2060年前实现碳中和^［1］。碳达峰、碳中和是一项系统工程，电力行业肩负着重要的历史使命。相比于其他能源行业，电力行业碳排放占全国总量的39%，处于较高水平^［2］。因此，为支撑“双碳”目标的实现，减碳将成为电力系统未来发展的主要方向。而具体在能源结构方面，以化石能源为主体的传统电力系统将向以新能源为主体的新型电力系统转变，如到2030年，非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右，风电、光伏发电总装机容量将达到12亿kW以上^［3］。

光伏发电作为最早被开发利用的清洁能源，装机容量在近20年出现爆炸性增长，截至2019年，中国太阳能光伏发电装机容量已达204 GW，全国光伏发电量达到2 243亿kWh^［4］，位居世界第一。且根据估算，在新型电力系统中，光伏装机占比将达到50%，成为第一大电源^［5］。然而随着光伏装机容量的增加，电力系统的运行特征也将发生变化，这对电力系统的运行提出了更高要求。文献［6］针对光伏等可再生能源接入后的电网特征进行了总结。文献［7］分析了高比例光伏接入后对电力系统调峰的影响，认为光伏对午间负荷高峰具有一定的电力支撑作用，而对晚间负荷高峰则贡献极低，但高比例的光伏发电则导致午间负荷过低，增大系统峰谷差，给常规机组调峰运行造成巨大的压力，增加系统调峰难度。文献［8］则对高比例光伏接入后的爬坡灵活性进行了评估，得出光伏的接入极大地增加了系统对向上爬坡的灵活性需求。除了上述对平衡调节及灵活性提出了全新的要求外，光伏的大规模接入也使得系统的可靠运行面临巨大挑战。相比于传统的化石能源机组，光伏发电具有不确定性，其有效容量约为10%~20%，即存在电力负荷高峰时无法提供有效电力支撑的可能，因此在一定程度上也可能导致电力缺额的危机，影响到电力系统的可靠性^［9-10］。

针对上述高比例光伏接入带来的问题，学者对其解决方法也进行了研究。文献［11］建立了考虑灵活性相关约束的优化模型，结果表明相关处理方法可有效提高新能源的消纳能力。考虑源网荷储资源的协调运行，文献［12］建立了利用源网荷侧综合灵活性的优化调度模型。基于综合能源系统的框架，文献［13-14］通过对多类能源进行协同优化，挖掘了电力系统更多的灵活运行空间。文献［15-16］则从市场角度出发，通过市场机制引导提升电力系统的灵活性。而针对光伏的可用问题，文献［10］对其置信区间进行了相关分析。以上文献为高比例光伏接入下的电力系统运行问题提供了十分宝贵的参考，但是现阶段对高比例光伏接入下的电网实际影响分析相对缺乏，未能从实际出发总结面临的挑战及应对方法。

围绕国家清洁能源示范省建设的要求，浙江省光伏发电发展迅猛，装机容量不断提升，截至2020年末，浙江全省光伏装机1 497.5万kW，其中分布式光伏装机总容量已经超过1 000万kW^［17］。高比例光伏接入持续提高了电力平衡的不确定性，对浙江电力系统调度运行产生了巨大影响。探讨光伏发电带来的影响，分析电网在近期和未来将面临的挑战，总结相应的解决办法，是浙江电网建设新型电力系统过程中亟待研究解决的重大问题。

为此，本文在已有针对光伏发电接入对电力系统影响研究的基础上，对高比例光伏发电对浙江电网发用电平衡的影响及应对策略进行总结及分析，为浙江省新型电力系统发展提供参考。首先，基于浙江电网的特点，从典型负荷曲线、电力平衡及光伏发电支撑三方面分析高比例光伏接入对浙江电网的影响。然后，在已知影响的基础上，从短期和中长期两个时间尺度阐述了浙江电网面临的相关挑战。最后，结合相关挑战，提出可适应未来高比例光伏接入环境下光伏有效消纳及保证电力平衡的应对策略。

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国网浙江电科院汪湘晋｜基于层次分析法的储能综合评估及类型选择

Tue, 06 Dec 2022 18:42:09 +0800

摘要储能技术因其良好的可控性和能量的时间转移特性，在新型电力系统中具有重要应用价值。合理评判各场景下储能的价值并针对性选型具有重要现实意义。首先，针对电力系统的各类需求场景，提出了储能的10类技术经济性指标，构建了储能的综合评估指标体系。然后，利用层次分析法对上述指标进行了综合评估计算，计算过程中通过专家调查法对判断矩阵进行了相对重要性赋值，并进行一致性检验和修正，求出方案层相对于目标层的组合权重。接着，对多种类型储能进行综合评估计算，找到最优储能选型方案。最后，以某区域电网为对象进行仿真，得出了多种场景下各类储能的排序结果，验证了所提方法的有效性。

在能源革命的驱动下，对新能源开发利用的力度持续加大，新能源接入电网的比例不断提高，在此过程中其不利影响也逐渐凸显。新能源出力具有波动性、间歇性的特点，调节控制困难。给新能源消纳、电网调压、调频调峰带来挑战，电网运行愈加复杂，不利于电网的稳定运行^［1］。储能技术可快速、灵活调节系统功率，将储能应用到新型电力系统中，是解决上述问题的有效途径之一^［2］。储能在新型电力系统中具有重大价值，而储能类型众多，不同的储能具有不同的技术经济特性，因此结合实际场景需求，选择合适的储能类型具有重要的现实意义。

近几年来，储能的研究和发展受到广泛关注。文献［3］归纳了常见储能技术的关键特征及储能在新型电力系统中的应用潜力，梳理了储能应用功能的研究现状及未来趋势。文献［4］对储能进行分类并对其在智能电网中的作用进行了分析，然后对储能的应用现状进行了总结，从市场规模、应用分布、技术分布和地域分布4个方面进行了详细介绍。随着储能技术的不断发展，其在新型电力系统中的应用研究也受到了广泛关注。文献［5］总结了超导储能系统在可再生能源领域的研究现状。文献［6］从新型电力系统的特征出发，归纳分析储能在其中的重要作用及开展创新方向的探索。文献［7］分析了储能技术在电力系统发展中的地位和作用，以及不同储能技术的发展和应用前景。

目前针对储能容量配置和控制策略的研究已有较多成果^［8-15］，而对储能选型的研究相对偏少。文献［16］对比和分析了各种电池类型的优缺点，从技术、经济、安全和环境等角度对比分析，选择出不同场景的最佳储能类型。文献［17］提出了基于区间层次分析法的储能选型方法，根据专家经验确定一层决策指标权重，利用熵值法确定二层决策指标权重，确保最终选型方案具备较好的工程适用性。文献［18］提出基于模糊逻辑的储能选型方法，通过建立多个决策准则得出各储能排序，确定最终选型方案。文献［19］利用模糊逻辑从技术成熟度、成本和生命周期等角度确定最佳的储能类型。

综上所述，在储能的经济性评估及类型选择方面已有了一定的研究成果，但针对新型电力系统中的诸多应用场景，各类储能的技术与经济适用性如何评估计算，目前尚没有形成系统性的方法。本文首先提出储能的10类技术经济性指标，构建适用于新型电力系统中各运行场景的综合评估指标体系；然后，利用层次分析法，对上述指标进行了综合评估计算，求出方案层相对于目标层的组合权重；接着，对多种类型储能进行了综合评估计算，找到最优储能选型方案；最后，以某区域电网为对象进行仿真，得出了多种场景下各类储能的排序结果，验证了所提方法的有效性。

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【新手必读】期刊简介◆投稿须知◆关注公众号

Fri, 02 Dec 2022 21:05:52 +0800

期刊简介

《浙江电力》创刊于1975年，月刊，国网浙江公司主管，浙江省电力学会、国网浙江电科院主办。
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