电网计划（共12篇）
电网计划 篇1
在我国经济发展进入新常态的当下, 电网计划与系统运行管理工作将成为电网管理的核心技术。在保证电力系统安全稳定和有序供电的同时, 如何提升电网运行综合效益, 推动电力系统的运行控制管理工作健康发展, 是电力行业新常态下必须认真考虑的问题。
本文主要探讨在混联大电网发展趋势下, 新能源新技术接入电网后, 在综合考虑运行目标、风险控制、运行计划和应用计划的基础上, 电力系统如何实现分类演进层级的科学管理。
1 电网计划与系统运行管理要求
为了更好地适应电力行业新常态特点, 需要进一步加强电网系统运行管理, 提升系统运行综合效益。电网系统编制电网相关计划, 用于统筹协调各项指标, 指导电网全年系统运行工作。
在混联大电网发展下, 对电网计划与系统运行管理提出了新要求。
(1) 严标准是电力行业新常态的深入体现。能源新调整、供需新形态、安全新标准、节能新任务对系统运行目标提出了新的要求, 基于过往的安全稳定要求, 系统运行将无法满足社会需要, 还需要在此基础上有提升。
(2) 精细化是电力系统运行管控的必然要求。提升管理水平, 要求逐步实现科学管理的规范化、精细化、个性化, 而精细化管理过程的实现, 将带来管理责任具体化与明确化, 从而对过程管理提出了需求与目标。
(3) 全过程是计划管控成效的重要保障。新的目标与要求需要更为高效地执行, 闭环与反馈过程节点的控制, 具体明确的工作内容, 责任到人的具体执行, 工作成果的具体汇报, 形成了过程管控的新要求。
(4) 可评价是管理工作持续提升的主要激励。全过程闭环管控的始、终节点联系通过可评价实现, 有效的评价意见可促进目标工作质量的螺旋上升, 通过逐步提升始基准水平以达到目标节点水平的不断提高。
2 电网计划与系统运行管理体系
电网计划与系统运行管理要求对管理体系及其框架提出了方向与目标, 确立了体系内的管理特征。电网计划与系统运行管理具备目标层级管理、计划类别管理和途径闭环管理三大管理特征, 包括系统运行目标、系统运行风险控制措施、系统运行计划及新设备应用计划等。
2.1 管理目标
系统运行目标是为实现电网“安全、经济、优质、环保”运行, 最大限度满足电力供应需要, 系统运行应达到的目标和关键指标。
电网计划与系统运行实行层级管理, 按照“基础→提升→重要→最终”4个分类演进层级进行管理。
(1) 基础层级———确保系统安全稳定运行。不发生较大及以上电力安全事故, 避免一般电力安全事故, 不发生有人员责任的电力安全事件, 严守安全生产底线, 努力提高系统安全运行水平。
(2) 提升层级———提高系统经济运行水平。精心安排运行方式, 精心调度, 多发多供电量, 优化水火电购电结构, 完成送电年度计划, 控制系统网损, 提高输变电设备平均利用率。
(3) 重要层级———提高系统优质运行水平。加强系统运行调控, 避免频率越限, 减少电压越限时间, 提高电网频率及电压合格率;提高供电可靠率, 不发生因调度原因导致重要用户停电, 减少用户停电时间及停电次数, 保障重要用户用电安全。
(4) 最终层级———提高系统环保运行水平。深化节能发电调度, 不发生因调度原因导致弃水损失, 充分吸纳清洁能源;减少化石能源消耗和污染物排放, 严格按照节能排序发电, 提高化石能源使用效率。
2.2 管理内容
为实现系统运行目标, 根据管理要求将制定各项详细计划, 使电网计划与系统运行管理工作贴合电网运行形势, 让系统得到全方位管控。电网计划包括:安全风险防控重点措施计划、电力供应计划、设备运行计划及新技术应用计划。各项计划管理以系统运行指标所安排的工作节点与里程碑, 以及计划指标作为最终或阶段性目标。
2.3 管理途径
电网计划与系统运行管理通过全过程管控, 按环节理清各部门职责, 并明确各环节的工作内容和深度, 综合运用技术手段和管理措施, 实施对关键工作节点的管控, 全面、全程协调各环节、各参与方, 实现闭环管理。
管理计划的全过程分工作录入、工作下达、工作反馈、工作分解等4个过程, 如图1所示。
(1) 工作录入, 包含该项电网计划与系统运行工作的完整信息, 涵盖发起原因、工作目标、工作内容、节点要求、完成标志等。
(2) 工作下达, 电网计划与系统运行工作发起人将各项工作下达至承接相关部门, 由各部门负责人安排工作分解计划。
(3) 工作分解, 各承接部门将工作分解至具体执行单位, 层层落实, 建立逐级监督办理, 并按照工作节点定时上报工作情况。
(4) 工作反馈, 各计划执行部门工作完成后, 向管理部门逐级反馈完成节点交付物, 确保工作完成质量。
3 新问题探讨
考虑电力体制改革与能源互联网的发展新趋势, 电力系统运行对计划执行及运行指标实现将提出新的边界约束条件。
(1) 电力市场影响渐显。电力市场的逐步建立将在一定程度上影响系统物理运行特性, 电力交易执行、辅助服务实施使得原有基于计划要求的运行指标存在变化性运行指标由确定值调整为考核区间或调整指标体系都是潜在的改革方向。
(2) 能源互联逐步融合。能源互联网作为未来“源网荷储”协调模式, 将是能源效益最大化的优选方式, 作为能源互联网中核心平台的电力系统运行, 丰富并完善能源互联背景下的运行指标体系, 是电网更好服务能源优化的重要内容。
4 结束语
电力行业新常态下, 电网计划与系统运行管理体系需以“严标准、精细化、全过程、可评价”作为全方位发展方向, 构建“基础层级→提升层级→重要层级→最终层级”4个分类演进层级管理目标架构, 基于合理完善的管理内容分类, 通过全过程管控手段, 最终实现电网计划与系统运行管理工作的完整闭环。
针对供需新形态、安全新标准、能源新调整、节能新任务的要求, 电网系统运行管理部门需要建立并完善系统运行管理体系, 通过全过程闭环管控, 落实重点风险控制措施, 按计划投产新设备, 完成关键指标要求, 保证电网的运行能力满足电力用户的各项需求。
电网计划 篇2
电网的物资计划管理上，其根本的目的在于促进我国电网的合理建设，提高我国输电和配电的整体质量。
关键词：电网建设;计划管理;物资施工物资管理是电网改造工程的基本内容，其主要的内容包括控制成本、简化流程、数据分析、计划改造几个方面。
实现这样的管理有助于我们提高物资的管理能力，减少设备维护的次数。
电力工作中主要的目的就是为群众和企业提供生活和生产所需要的电力资源，设备的稳定性在这个系统中的地位是最上层的。
我国的电力资源是非常紧缺的，同时又有着区域分类不均匀的现象，所以每年来网络系统上消耗的电能非常恐怖，我国加紧推行城镇化建设，供电因素也是社会的一个重要的因素，实现城镇化之后就减少了有一些需要建设很长的供电网络，这样就能节约资金，电力网络的维护建设和维护费用大大的降低。
1 电力企业物质管理存在的问题
1.1 没有相同的采购计划
没有相同的采购技术导致的问题就是权限的不合理分配。
说白了就是权力的不透明，采购被掌握在一些特殊的人手中。
这就是企业结构复杂和国企改革制度不完善导致的，这使得物料管理出现一定程度的障碍和困惑。
在物资管理上存在很多不确定的信息，比如总的电力储量、设备的储备量、材料数量等。
在物资储备上经常出现重要物资储备不足，需要的物质储备不足的现象。
同时伴随着浪费人力和财政资源，导致物资资源难以控制，物资管理存在黑幕，助长了不正之风滋生。
1.2 供货商的行为的不规范
供货商的不规范导致得工作就是物质管理出现问题，供货是物资的一个重要环节，在供货商出现的问题一般都是企业和供货商存在内幕交易导致的。
我国的供电系统设备一般采用内定的方式，按照市场规则应该竞标的进行选择设备的供应上，但是很多供应商都是唯一的供应商，根据我国要求，应该保证至少有三个投标单位，但是我国很多企业都没有做到要求，所以最好的方式就是其企业自负盈亏，这样就是避免了很多的内部腐朽的问题，这就是低薪养廉的工作思路。
1.3 电力物资的利用率低
物资的运用率不高的就是欣慰闲置的物资没有得到的合理的启用，更进一步的原因就是在物资的储备和使用两者中存严重的脱节现象。
在电力企业中，有和其他企业以一样的毛病，就是哪个部门有资金哪个部门就是老大，这种现象导致在其他部门向物资管理部门示好，甚至阿谀奉承。
同时物资部门为了获得的更多的利益。
然后揣进自己腰包，所以频繁的更换设备，并从供应商吃回扣，同时在价格上做手脚，贪大量资金。
这样也造成和很多设备工作正常，但是被频繁更换。
2 加强电力物资管理的方法
2.1 加强物资的程序化管理
在物资的管理上应该按照程序化的管理模式。
根据生产年度计划和投资的分析，想要做好整体的物资管理工作，就要对物质的购、配送、消费、储备的全过程进行严肃性和有效性预算控制的。
这样做的要求就是，第一，对于所有参加招标的公司进行工作进行微调，改变数据对招标企业能力的测试。
第二。在管理计划开始的一段时间中，让企业对于招标项目的工程名称、施工类型、施工规模等要求提出一个验证，查看企业的技术服务标准是否达标。
第三，物资管理的程序化上，要对物资的流通时间，存储条件、工作条件、采购方式等信息有明确得信息记录，同时采用电子信息化的管理手段。
2.2 加强供应商管理
现代供应商管理的趋势是减少供应商，并建立互信、互利、互助的长期稳定合作伙伴关系。
其优点是：简化采购计划及调配;可以形成经济采购批量，争取优惠;减少供方的专用工艺装备费用;简化运输管理;减少库存，从而有利于控制质量，降低成本。
由于环节减少，降低了采购成本，增加了响应速度。
这就需要通过采集供应商的历史交易记录，建立实用、先进的模型，对供应商从质量、价格、交期、服务、可持续的改进等多个方面进行科学的评估。
同时，为供货商提供准确的交通情况，对制约工程进展和影响工程形象的设备及工程材料，每天24h现场接货并反馈该物资的进展情况，以最短时间安全运至施工现场。
2.3 加强电力企业的库存管理
企业的物资管理工作，要本着效益、效率的原则，在购置物资设备时，一定要以需求为前提，全面考虑资金的时间价值和随着技术进步带来的物资设备的贬值问题。
首先，对不同的备件要区别对待。
对三大主机战略性备品备件，如断路器、互感器、进口件、生产关键性物资必须重点保证，严格控制;对一般性、次要性物资如普通五金工器具、化验用品、小电器材料等，可根据往年的消耗量制定最低额定库存。
凡能在本地市场购买到的物资尽量少存或不存，用时才采购。
其次，要有大库存的思想。
对价值高又不常用必要备品配件，要采取由集团公司物资公司集中储备，或与周边路途较近的发电企业进行协商分开储备，或与生产厂家建立备用关系等途径来解决。
第三，企业内部的库存应该逐步向“零库存”方向努力，可以对仓库中的积压、闲置物资设备采取互相调剂、出售、报废等方式进行处理，并加强对生产环节闲置淘汰的物资的管理，收回的残值，应该交由物资部门集中处理，避免任意流失。
2.4 电网企业应急物资管理
首先，明确应急物资管理的定位。
电网企业应急管理体系在突发事件面前既是政府需求，也是电网企业应急物资管理保障体系的重要组成部分。
应急物资管理在整个电网企业物资管理体系中占有重要的地位和作用，包括组织体系、预案体系、预警工作、事件分级与应急处置程序、应急协调机制以及保障体系等组成部分。
以此为基础，要建立突发事件分类与分级及电力备品需求预测模型。
2.5 加强电力企业物资管理人员素质
加强物资管理人员素质建设是提高物资管理水平的关键，一方面，要提高物资管理人员业务理论水平、经营管理能力，使其适应信息时代物资管理需求，同时还要提高他们的政治素质和道德素质，做到公正平等、清正廉洁、克己奉公、精益求精。
3 总结
电力物资管理工作是供电设备的工作的正常保障，在工程建设中，因为成本的管理和安全生产的要求，所以电网上物资的管理就是要不得马虎，所以在物资管理上采用电子信息的系统管理方式，提高我国供电的效率，同时为我国的电力企业提供一条新的发展道路。
参考文献
[1]郭斌.我国电力资源的发展状况及展望[J].甘肃广播电视大学学报，(3).
[2]杨晓蕾，彭贤伟.贵州电力资源及市场状况分析[J].贵州工业大学学报(社会科学版)，(5).
电网计划 篇3
关键词：电网计划；多级检修模式；周期；不完全检修；影响因素
中图分类号： TM73 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）13-184-2
0 引言
随着社会科技化不断发展，要求逐步完善与提高电网计划中的相关设备与检修模式，相关部门人员逐渐优化多级检修模式下的电网计划检修周期协调方案。在检修的过程中，结合多级检修模式下的电网情况与影响因素，例如：设备运行情况、电网周围环境等，综合分析影响要素，最终确定检修的模式以及时间等。在检修电网过程中，以规范的检修制度为标准，科学管理检修中的每一个环节，面对突发情况，比如：停电等，需要制定合理应对方法，以保证电网的正常运行，保障用户的电力使用。在此过程中，仍需要维护电力正常运行，避免出现大面积长时间停电现象。健全的电网检修周期协调优化方案需要用户与检修单位的共同努力，从而高效处理电网计划中出现的问题。
1 电网计划检修模型
在电网计划检修过程中，采用多级检修模式，参考数据主要是有效役龄与故障函数，其中，电网计划中的故障率随着时间有所变化，对其数据进行整理发现，其变化在完整的寿命周期中呈现出浴盆式曲线趋势。根据相关的文献信息，从理论的角度来看，浴盆式曲线趋势下的电网相对比较稳定，其故障率比较恒定，但在实际应用中，电网受到零部件自身因素的影响，比如：老化、部件问题故障或者磨损等，因此导致故障率随着时间的推移而上升，使电网系统面临风险。面对这样的实际情况，进行电网检修成为了电网计划中的必要环节，它有助于保护电力设备、减少故障中的检修费用等。从某种意义上讲，它是维护电网系统的重要方法与措施[1]。设计电网计划检修模型时，考虑其检修方式，分为可完全检修和最小检修两种方式，这两种检修方式所对应的检修后效果分别为“恢复如新”与“恢复如旧”。电网应用的实际过程中，对于电网检修的强度与检修恢复的真正效果有很大关联，通常情况下在“恢复如新”与“恢复如旧”之间，而这个范围成为不完全检修。构建不完全检修模型，存在以下三种类型。首先，以有效役龄为基础的模型，此种模型的优点是可以快速得出检修电网后的瞬时故障率值；其次，以故障率为基础的模型，此种模型可以呈现出检修电网对故障率变化速率方面的影响；最后，混合模型，此种模型结合了以上两种模型的优势，在目前的检修中已被广泛应用。
在电力检修设备中分为四个等级，依次为A、B、C、D。A级检修是对设备进行整体性地检修，相对时间较长且彻底；B级检修是针对个别出现故障的设备进行检修；C级检修是对存在磨损或者老化问题的零部件进行检修，并且及时更换，其周期为每一年一次；D级检修是在正常健康的电网设备运行条件下，对附属系统进行消缺检修。电网中的四个检修等级具有较固定的检修周期，没有了解电网设备基本情况，比如：设备类型、设备自身变化与容量等，将会导致设备出现“检修过度”或者“检修缺乏”的现象。综合而言，A级检修较为全面且彻底，C级检修较为可靠具体，综合来看，A、C级别的检修都十分重要，因此，需要优化多级检修规模下电网计划检修周期协调方案。
2 多级检修模式的相关计算
在实际应用中，电网受到零部件自身因素的影响，比如：老化、部件问题故障或者磨损等，因此导致故障率随着时间的推移而上升，使电网系统面临风险。针对这种情况，采用相关计算，整理多级检修模式下的相关数据。
第一，多级检修故障率。在此模式下通过威布尔函数描述部件或设备老化对于故障率的影响，表明随时间变化电力设备的增长效应。C等级下的检修为不完全检修，A等级下的检修是完全检修[2]。如果电力设备A/C的检修周期比为N，即：C级检修次数为（N-1）次时A级检修次数为1次，并且C级检修先于A级检修，在检修过程中，有效役龄因子与C等级检修次数相关，随着检修次数的增多，设备的改善效果下降。
第二，电网系统指标。主要针对系统中可靠性与经济性指标进行计算。一方面，电网计划中的多级检修模式的系统可靠性指标，系统中存在着失荷率，它与电量不足期望存在着关系，通过获得相关的解析式，获得使系统恢复到静止状态下所对应的最小削弱负荷量；另一方面，电网计划中的多级检修模式的系统经济性指标，在电网计划的系统总成本计算中，包括检修与停电方面的成本，其中检修成本有检修材料与施工过程两方面的成本运算。
第三，多级检修模式下检修优化启发式迭代算法。从灵敏度的角度来看，启发式迭代算法可以连续地获得决策变量，此变量变化会直接影响到决策目标，即使是在给定值附近浮动。离散型决策变量对于决策目标有一定影响，所涉及的指标为差分指标。在电网规划中，将灵敏度公式与系统总体成本结合起来，比如：对C级检修中的元件进行周期调整，通过改变A/C等级检修周期比率N，得到其对于系统成本方面的影响数据，最后，得到协调优化方案。将灵敏度与差分的思想运用到计算中，以求实现系统停电损失与检修成本和最小化的目的。
3 多级检修模式下电网计划检修周期协调优化方案
研究在电网规划检修周期协调优化过程中的影响因素，比如：检修恢复因子等，通过系统对于A/C级计划进行检修协调优化研究。
首先，RETS系统。存在两种检修方法，第一种是A/C级检修模型，第二种是检修与停电成本最小化的A/C级协调优化模型。在RETS系统中，A、C等级的检修时间分别为故障发生后检修时间的1.2倍与1.0倍，而A/C级检修时间是故障发生后检修时间的1.5倍/1.2倍。第二种方法具有可靠性的指标参数，并且检修与停电成本也有所降低。
其次，IEEE-RTS79系统。在IEEE-RTS79系统中，A/C级检修时间是故障发生后检修时间的1.6倍/1.4倍，进行协调优化后的系统成本有所减少，可靠性指标参数有所提高[3]。在优化过程中，重点关注充裕度对于电网计划中检修成本的影响。
最后，检修恢复因子影响着多级检修协调优化规律。检修恢复因子影响着电网计划中的可靠性指标。检修恢复因子增大，说明电网计划中检修之后的元件可靠性的恢复效果越不好，在调整检修恢复因子的过程中，研究其对于电网计划的检修协调优化方面的规律影响。随着检修恢复因子的增大，优化C级检修的周期呈上升趋势，A等级检修周期减小，所以A/C检修周期比值呈下降趋势。原因在于检修恢复因子增加，说明C等级检修的效率下降，会使C等级检修过程时间过长，需要减少C等级过程中的检修次数，从而实现节约检修成本，将其使用到重要的A等级检修过程中，最终获得较高的经济效益。
4 结束语
综上所述，以检修停电成本和最小化为目的，进行非线性规划，提出与电网多级检修周期协调优化相关的计算方法，参考检修等级，针对故障率建立电力设备模型，分为A级与C级，分别代表完全检修与不完全检修的情况，获得随时间变化故障率的增长效应。由此建立系统中的其它数据，比如：可靠指标、检修和停电成本、C级检修周期等。研究在电网规划检修周期协调优化过程中的影响因素，比如：C级检修恢复因子等，通过系统进行有效验证，最终得出相关结论。第一，启发式迭代优化具有较高的搜索效率与计算速度；第二，电网受到很多方面的影响，比如：电网设备的类型、容量等；第三，研究电网规划检修周期协调优化过程中的影响因子，即：C级检修恢复因子，从而提高检修效益。
参 考 文 献
[1] 赵渊，张煦，王洁，等.多级检修模式下电网计划检修周期协调优化[J].电力自动化设备，2015，35（6）：71-81.
[2] 张煦.基于可靠性成本/效益分析的电网计划检修优化
研究[D].重庆大学，2014.
电网计划 篇4
关键词：电网物资
1 专业管理的目标描述
1.1 专业管理的理念或策略
重协同, 是指物资计划作为物资管理的源头和关键, 高度重视与项目部门之间的协同沟通, 主动掌握项目预算和物资需求情况, 需求预测要具有前瞻性, 跟踪项目实施进度, 确保物资申报及时、准确, 并确保物资供应与项目进度紧密结合。
严把关, 是指需求计划申报阶段建立严密的计划审核制度, 厘清职责, 严格把关, 所申报的物资需求既要以符合配网典型设计要求, 又要考虑现场施工便利, 力求申报计划质量达标。
促供应, 是指在计划报送阶段发生差错而影响工程进度, 计划前端通过取消协议库存分配、跨地区移库等多种方式, 全力保障配网物资供应。
2 专业管理的主要做法
2.1 加强信息互通, 确保所申报的需求计划有章可循
项目管理部门将中标信息及时反馈给设计单位及施工业主部门, 通知设计单位与已中标的供应商进行设计图纸确认。设计部门根据业主项目单位提交的中标物资反馈意见, 与中标物资供应商进行技术沟通, 完成图纸资料的确认工作, 确认后的图纸及资料存档、备查、并报送物资供应中心。中标物资确认后, 由物资供应中心通知业主项目部, 及时与中标物资供应商联系, 确定送货时间及地点。严禁施工业主单位私自与中标供应商确认中标物资图纸及资料。
2.2 两种差错补救, 全力保障配电网物资供应
当发现已中标的物资与施工实际需要不一致的情况时, 以发生差错的需求条目是否已上传电子商务平台生成供应计划为限。
若未上传, 由物资计划人员填写取消协议库存分配结果申请单, 报至省公司物资部计划合同处, 计划合同处批准后交省公司物资供应公司采购部与供应商办理取消订货通知手续, 并将采购申请退回至地市公司再行申报。
若已上传, 由物资计划人员填写调拨物资申请单, 报至省公司物资部质量供应处, 质量供应处批准后交省公司物资调配中心办理全省范围平衡利库, 地市物资供应中心将发生差错的需求退至省公司中心库, 如调配中心认为需调配的物料在全省范围均无法进行平衡利库, 则将需调配的需求交采购部, 采购部在下批次协议库存分配中进行平衡调整, 并将调整信息交调配中心, 最后由调配中心下发物资调拨通知单, 并告知相关地市公司物资供应中心。
2.3 保证流程正常运行的绩效考核与控制手段
2.3.1 同业对标评比机制。
以物资同业对标为抓手, 制定《物资同业对标实施分解表》及《物资同业对标两级体系分解表》, 将物资计划管理指标落实到各部门、各单位及各管理专责。加强指标过程监控和风险预警, 不断提升物资同业对标管理水平。
2.3.2 绩效考核机制。
公司物资计划管理采取考核与考评相结合的评价方式, 纳入公司机关部室和基层单位季 (年) 度绩效考核指标范围, 按照《公司绩效管理考核办法》执行。物资供应中心具体落实到物资计划专责、部门负责人, 同季 (年) 度绩效考核挂钩。物资供应中心为公司物资计划考核管理部门, 负责其职责范围内的物资计划相关指标的考核工作。
3 评估与改进
3.1 专业管理的评估与评价
黄石公司物资计划管理人员在配电网物资计划管理工作中重协同、严把关、促供应, 在前期需求预测阶段, 主动掌握项目预算和物资需求情况, 与项目管理部门协同管理, 确保了协议库存招标物资需求量满足工程建设要求;中期需求计划申报阶段, 与项目管理部门、施工业主单位、设计部门相关人员一同参与计划申报工作, 一同审核物资需求计划, 最大限度的保障物资需求计划的准确性;后期合同履约及配送阶段, 通过信息沟通, 多种手段弥补差错, 全力服务配电网物资供应, 着力打造配电网物资供应新局面。
3.2 今后的改进方向或对策
进一步明确各部门、各专业间的职责分工, 完善协同共管的协作机制, 加强考核机制, 提高各部门间的积极主动性。
863计划项目智能电网相关 篇5
发布时间：2010-11-02 11:43:46 校内各有关单位：
近日，国家高技术研究发展计划（863计划）先进能源技术领域办公室发布了国家高技术研究发展计划（863计划）先进能源技术领域智能电网关键技术研发（一期）重大项目课题申请指南，现将其转发给你们，请相关单位和老师按照申报指南的相关要求做好申报工作。具体要求如下:
一、指南内容（详见附件）
方向1：大规模集中接入间歇式能源并网技术
课题
1、风电场、光伏电站集群控制系统研究与开发
课题
2、间歇式能源发电多时空尺度调度系统研究与开发
课题
3、大型风电场柔性直流输电接入技术研究与开发
课题
4、间歇式电源并网规划与随机全过程分析技术研究与开发
方向2：高密度分布式电源并网技术
课题
5、高渗透率间歇性能源的区域电网关键技术研究和示范
课题
6、高密度多接入点建筑光伏系统并网与配电网协调关键技术
课题
7、含分布式电源的微电网关键技术研发
方向3：支撑电动汽车发展的电网技术
课题
8、电动汽车智能充放储一体化电站系统及工程示范
课题
9、电动汽车充电对电网的影响及有序充电研究
课题10：电动汽车与电网互动技术研究
方向4：大容量储能系统
课题
11、大容量储能系统设计及其监控管理与保护技术
课题
12、多类型储能系统协调控制技术及示范
课题
13、储能系统提高间歇式电源接入能力关键技术研究与开发
方向5：智能配电与用电技术
课题
14、智能配电网自愈控制技术研究与开发
课题
15、灵活互动的智能用电关键技术研究
课题
16、智能配用电信息及通信支撑技术研究与开发
课题
17、智能配用电园区技术集成研究
方向6：大电网智能调度与智能输变电技术
课题
18、大电网运行状态感知、风险评估、故障诊断与调度技术
课题
19、提升电网安全稳定和运行效率的柔性控制技术
课题20、高压开关设备智能化关键技术
课题
21、基于物联网技术的输变电设备智能监测与全寿命周期管理
二、申报办法：
863计划项目课题申请采取网上集中申报。申报通过“国家科技计划项目申报中心”进行，网址为
附件：1.国家高技术研究发展计划（863计划）先进能源技术领域
智能电网关键技术研发（一期）重大项目课题申请指南
2.单位基本信息
科技处
二零一零年十一月一日
863计划先进能源技术领域2008专题课题申请指南
前 言
“十一五”期间，863计划先进能源技术领域以《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》、《国家“十一五”科学技术发展规划》和《863计划“十一五”发展纲要》以及《“十一五”先进能源技术领域发展战略研究报告》为指导，立足当前，着眼未来，大力开发节能和能源清洁高效开发、转化和利用技术，积极发展新能源技术，促进能源多元化。攻克一批能源开发、利用和节能关键技术与装备，形成一批新兴能源产业生长点，掌握新能源、氢能和燃料电池等战略高技术，建立能源科技持续创新平台，为经济、社会可持续发展提供清洁高
效能源技术的支撑。
按照以上总体考虑，863计划先进能源技术领域在项目和专题两个层次进行部署，设置“氢能与燃料电池技术”、“高效节能与分布式供能技术”、“洁净煤技术”和“可再生能源技术”4个专题。氢能与燃料电池技术专题重点是研究开发制氢、储氢和输氢、氢能安全及燃料电池技术，为氢能发展奠定技术基础。高效节能与分布式供能技术专题重点是研究开发工业领域中主要耗能行业的系统与装备节能技术以及分布式供能系统技术，提高能源系统的综合利用效率。洁净煤技术专题重点是研究开发煤炭的燃烧、加工与转化、污染物控制、发电等清洁高效利用技术，提升我国煤炭综合利用技术水平。可再生能源技术专题重点是研究开发生物质能、风能、太阳能、海洋能和地热能等利用技术，为可再生能源低成本、规模化开发利用提供技术储备和技术支撑。专题将分公开发布专题课题申请指南。
本领域已于2006年8月发布了第一批课题申请指南，2007年3月发布了第二批课题申请指南。此次发布的是2008课题申请指南，本指南考虑了2006、2007的申请和立项情况，专题定位将进一步集中，加大了目标导向类课题经费投入。20084个专题在探索导向类课题和目标导向类课题两方面拟支持42个研究方向，计划安排支持经费16000万元左右。
课题申请采取网上集中申报。申报通过“国家科技计划项目申报中心”进行，网址为program.most.gov.cn，有关申请的程序要求和注意事项详见《“十一五”国家高技术研究发展计划（863计划）申请指南》。课题申请负责人出生日期要求为1952年5月20日（含）以后。课题申请受理的截止日期为2008年7月8日24时。
联 系 人：科技部高技术研究发展中心 史冬梅
电 话：010-68354140 68338933 68338997
通信地址：北京市三里河路一号九号楼（100044）
863计划先进能源技术领域办公室
二00五月二十日
专题
一、氢能与燃料电池技术
一、指南说明
本专题针对我国可持续发展的能源战略需求，结合氢能及燃料电池技术国际发展趋势和我国技术发展现状，重点支持氢能与燃料电池技术领域的前沿技术和关键核心技术，鼓励原始创新和集成创新。主要研究内容为：制氢技术、储氢及加氢站技术、燃料电池技术等。
通过专题的实施，旨在进一步提升我国在氢能及燃料电池技术领域的自主创新能力，获取一批具有自主知识产权的创新性成果，为我国氢能及燃料电池领域的发展提供技术储备；突破一批核心关键技术并进行系统集成，提高氢能及燃料电池系统的能量转换效率和可靠性，降低成本，推进氢能及燃料电池技术发展，为我国能源的多元化发展做出贡献。
2006本专题共发布9个研究方向，包括制氢技术、储氢和输氢技术、燃料电池技术和氢安全技术等4个探索导向类以及分布式小型天然气及液体燃料制氢技术、新型储氢技术、加氢站系统技术、电站用质子交换膜燃料电池技术、固体氧化物燃料电池技术等5个目标导向类，立项48个课题，支持经费7313万元。
2007本专题共发布12个研究方向，包括制氢技术、储氢技术、输氢和氢安全技术、质子交换膜燃料电池技术、高温燃料电池技术、新型燃料电池技术等6个探索导向类以及生物质超临界耦合太阳能制氢技术、与燃料电池集成的氢源系统技术、高能量密度的固态储氢技术、直接甲醇燃料电池技术、中温固体氧化物燃料电池技术、加氢站关键技术及加氢系统等6个目标导向类，立项59个课题，支持经费7739万元。
此次发布的是本专题2008课题申请指南，在探索导向类课题和目标导向类课题两方面支持9个研究方向，拟支持课题19个左右，计划安排经费3200万元左右。
在探索导向类课题方面，2008支持制氢技术、储氢及加氢站技术、燃料电池技术等3个研究方向，计划安排经费1050万元左右，课题支持强度参见相关研究方向的说明，课题支持年限不超过2年。
在目标导向类课题方面，2008支持直接太阳能光解水制氢催化剂及系统集成技术、70MPa高压氢气储存加注系统关键技术及装置、千瓦级安全氢源/燃料电池应急电源集成系统、薄型金属流场板质子交换膜燃料电池堆技术、一体化甲醇重整氢气燃料电池系统技术、固体氧化物燃料电池发电系统技术等6个研究方向，计划安排经费2150万元左右，课题支持强度参见相关研究方向的说明，课题支持年限不超过2年。
二、指南内容
（一）探索导向类课题
1、制氢技术
主要研究内容（申请者可从以下内容中选择其一申请课题）：（1）制氢和燃料电池系统匹配的关键技术；（2）新型光电化学制氢技术；（3）高效廉价制氢催化剂。
说明与要求：课题成果形式为专利、试验系统或原型样机，要求形成具有自主知识产权的技术。
本方向拟支持课题3-4个，每个课题支持强度不超过80万元。
2、储氢及加氢站技术
主要研究内容（申请者可从以下内容中选择其一申请课题）：(1)新型轻质储氢材料的低成本制备技术;(2)高容量、低成本和长寿命的储放氢技术。
说明与要求：课题成果形式为专利、试验系统或原型样机，要求形成具有自主知识产权的技术。
本方向拟支持课题3-4个,每个课题支持强度不超过80万元。
3、燃料电池技术
主要研究内容（申请者可从以下内容中选择其一申请课题）：（1）质子交换膜燃料电池低铂载量膜电极技术；（2）质子交换膜燃料电池水平衡气体扩散层技术；（3）阴极支撑型中温固体氧化物燃料电池技术；（4）熔融碳酸盐燃料电池关键技术；（5）其它新型燃料电池技术。
说明与要求：课题成果形式为专利、试验系统或原型样机，要求形成具有自主知识产权的技术。
本方向拟支持课题5-6个,每个课题支持强度不超过80万元。
（二）目标导向类课题
1．直接太阳能光解水制氢催化剂及系统集成技术
研究目标：研究开发出具有自主知识产权的高效光催化剂及制备工艺、太阳能光解水制氢反应器，并将光解水制氢与太阳能聚光相耦合，研制出一套高效稳定的连续流聚光太阳能光催化制氢示范装置。
主要研究内容：高活性高稳定性的光催化剂及其批量低成本制备工艺研究；光催化反应器的研制；太阳能聚光器及耦合系统的研制；聚光器和光催化反应器系统的集成与示范运行。
主要指标：催化剂的直接太阳能光解水制氢能量利用效率不小于4%；催化剂寿命不小于200小时；反应器总采光面积大于25m2，总容量大于200 L，聚光器聚光效率大于50%；连续流聚光太阳能光催化反应制氢示范装置系统稳定运行不少于200小时，单位体积反应液产氢达到400L/d?m3。
说明与要求：课题申请单位应具有太阳能化学转化方面的研究基础；具有制氢系统研究和工程化技术开发基础；拥有经验丰富的专业研究队伍。课题成果形式为具有自主知识产权的直接太阳能光解水制氢系统及装置。
本方向拟支持课题1个，课题支持强度不超过350万元。
2．70MPa高压氢气储存加注系统关键技术及装置
研究目标：开发70MPa车用轻质储氢瓶和加注装置，解决高压氢气快速加注、高效取气等关键技术，为燃料电池汽车试验运行提供技术支撑。
主要研究内容：70MPa车用轻质储氢瓶的结构优化与制造关键技术开发；70MPa高压氢气快速充装温升实验装置建设和测试方法研究；高取气率序列取气和快速加注控制策略研究；快速加注装置的研制;70MPa高压储氢瓶多功能组合阀的研制。
主要指标：储氢罐重量储氢密度≥5.5％；加注装置充气压力≥70MPa；充气速率≥1.5kgH2/min。
说明与要求：课题申请单位应在高压氢气储存加注等研究方面具有较好的研究工作积累，具有完成课题所必需的各种支撑设备及条件。课题成果形式为具有自主知识产权的高压氢气储存加注系统关键技术及装置。
本方向拟支持课题1个，课题支持强度不超过350万元。
3．千瓦级安全氢源/燃料电池应急电源集成系统
研究目标：研制与燃料电池系统高效集成的安全储氢系统，开发自增湿3千瓦级质子交换膜燃料电池应急发电系统样机，为燃料电池分布式应急电源应用奠定技术基础。
主要研究内容：高性能储氢材料规模制备技术；安全紧凑的固态储氢系统；系统热管理控制技术；燃料电池自增湿及保湿技术；高可靠容错电池结构设计；快速启动控制系统及远程监控安全系统研制；储氢系统与燃料电池系统高效集成。
主要指标：储氢系统重量储氢密度≥1.3wt％；体积储氢密度≥50kg H2/m3；最大供氢流量≥50升/分；能在环境温度下工作、可为3千瓦燃料电池系统连续供氢10小时；电源输出功率3千瓦；冷启动时间≤20ms、免维护时间间隔3个月；无故障工作时间≥1000小时。
说明与要求：课题申请单位需具有高性能储氢材料及储氢系统研究、规模制备和应用的基础；具有质子交换膜燃料电池系统研究和工程化技术开发基础；具有完成课题所必需的各种支撑设备及条件。课题成果形式为具有自主知识产权储氢系统、燃料电池应急电源及集成系统的制备技术和原型样机。
本方向拟支持课题1个，课题支持强度不超过400万元。
4．薄型金属流场板质子交换膜燃料电池堆技术
研究目标：开发具有自主知识产权低成本薄型金属流场板技术，研制高性能薄型金属流场板燃料电池堆模块，为质子交换膜燃料电池产业化提供技术支撑。
主要研究内容：耐腐蚀金属流场板材料研制；大面积薄型金属流场板快速成型技术和密封技术开发；模拟仿真和适应于快速成型的流场设计；组装电池堆并考核其耐久性试验。
主要指标：金属流场板材料：腐蚀电流≤1μA?cm-2(0.5M硫酸 + 5ppm HF，室温)；接触电阻≤20mΩ?cm2；电堆输出功率≥10kW；电堆质量比功率≥1000W/kg，体积比功率≥1100W/L；电堆运行时间≥2500小时。
说明与要求：课题申请单位应在质子交换膜燃料电池、金属腐蚀与成型等研究方面具有较好的研究工作积累，具有完成课题所必需的各种支撑设备及条件。课题成果形式为具有自主知识产权的薄型金属流场板质子交换膜燃料电池堆装置。
本方向拟支持课题1个，课题支持强度不超过350万元。
5．一体化甲醇重整氢气燃料电池系统技术
研究目标：将甲醇重整制氢技术、燃料电池技术和微加工技术优势结合，开发高效微型便携式甲醇重整氢气燃料电池系统，为微小型移动或便携式燃料电池动力源的开发提供新一代适用技术。
主要研究内容:高效制氢过程催化剂及电极催化剂的研制；新型耐高温（≥150℃）聚合物电解质膜材料及膜电极(MEA)制备；抗CO多层复合阳极制备技术，微型燃料电池流场及双极板的设计；高效集成式微型甲醇重整器、微型燃料电池及RHFC的设计、加工及组装；微系统的起动技术和控制技术；系统不同体系之间的接口技术和协控技术；RHFC微型电源系统的稳定性考察及示范运行。
主要指标：研制一体化甲醇/乙醇重整制氢燃料电池原型样机，主要特征包含：电源功率10-100W；室温（5-15℃）无需外电源直接启动；工作时间≥500小时；重量功率密度250Wh/kg；全系统能量转换效率≥40％。
说明与要求：课题申请单位需具有燃料电池技术方面的研究积累；具有燃料电池系统研究、氢源系统研究以及工程化技术开发基础。课题成果形式为具有自主知识产权的一体化甲醇/乙醇重整制氢燃料电池系统。
本方向拟支持课题1个，课题支持强度不超过350万元。
6．固体氧化物燃料电池发电系统技术
研究目标：研制出以天然气为燃料的中高温固体氧化物燃料电池分布式电源系统，为固体氧化物燃料电池分布式热电联供的应用打下技术基础。
主要研究内容：高功率密度长寿命电池堆及其模块化设计与制备技术；天然气重整器与固体氧化物燃料电池堆及尾气回收利用系统集成中的接口和协调控制技术；固体氧化物燃料电池稳定运行控制技术和安全保障技术。
主要指标：系统功率≥2kW；电池堆功率密度≥0.4 W/cm2；电池堆耐受热循环次数≥5次；电池堆运行寿命≥2500小时；系统电转化效率≥45％；总能利用效率≥70％。
说明与要求：课题申请单位需具有中温固体氧化物燃料电池技术方面的研究积累；具有燃料电池系统研究和工程化技术开发基础。课题成果形式为具有自主知识产权的固体氧化物燃料电池系统。
本方向拟支持课题1个，课题支持强度不超过350万元。
专题
二、高效节能与分布式供能技术
一、指南说明
本专题针对我国高效节能和分布式能源技术发展的需求状况，重点研究开发工业领域主要高耗能行业的节能技术与装备、机电产品节能技术、能源梯级综合利用技术；突破基于化石能源的微小型燃气轮机及新型热力循环等终端的能源转换技术、储能技术、热电冷系统综合技术，形成基于可再生能源和化石能源互补、微小型燃气轮机与燃料电池混合的分布式终端能源供给系统。
通过专题的实施，旨在进一步提高我国在节能和分布式能源技术领域的原始创新和集成创新能力，形成一批原创性成果，获取一批自主知识产权的创新性成果，突破一批核心关键技术，利用系统集成进行工程应用，为节能和分布式技术发展和应用奠定基础。为有效推进国家节能战略实施、落实“十一五”节能指标、构建“资源节约型社会”和“环境友好型社会”提供技术支撑。
2006本专题共发布8个研究方向，包括高效节能技术、分布式供能单元技术、分布式供能电力系统技术等3个探索导向类课题研究方向，以及电气驱动系统节能技术、通用流体机械节能技术、分布式供能系统、余能高效利用新技术、储能技术等5个目标导向类课题研究方向，立项55个课题，支持经费7545万元。
2007本专题共发布10个研究方向，包括通用机械节能技术、工业余能利用技术、高效制冷（热）技术、电力电子节能技术、分布式供能技术、微型电网技术等6个探索导向类课题研究方向，以及整体煤气化联合循环的显热回收利用节能技术、分布式天然气－冷热电联供能源系统技术、分布式能源系统中微网及微网与主网联接关键技术、中低温余热高效回收及梯级利用工程技术等4个目标导向类课题研究方向，立项65个课题，支持经费8578万元。
此次发布的是本专题2008课题申请指南，在探索导向类课题和目标导向类课题两方面支持9个研究方向，拟支持课题17个左右，计划安排经费3200万元左右。
在探索导向类课题方面，2008支持通用机械节能技术、工业余能利用技术、电力电子节能技术和分布式供能技术等4个研究方向，计划安排经费800万元左右，课题支持强度参见相关研究方向的说明，课题支持年限不超过2年。
在目标导向类课题方面，2008支持大型工业企业电气综合节能技术与典型应用示范、生态循环型分布式供能系统研究与示范、钢铁烧结工艺显热高效回收及梯级利用示范、煤气化综合节能技术研究与示范、内燃机分布式冷热电联供技术与工程示范等5个研究方向，计划安排经费2400万元左右，课题支持强度参见相关研究方向的说明，课题支持年限不超过2年。
二、指南内容
（一）探索导向类课题
1、通用机械节能技术
主要研究内容（申请者可从以下内容中选择其一申请课题）：（1）高效旋转动力机械设备动力特性、运行控制技术；（2）腐蚀性含尘排放气高效换热器。
说明与要求：课题成果形式为专利、试验系统或原型样机，要求形成具有自主知识产权的技术。
本方向拟支持课题2-3个，每个课题支持强度不超过80万元。
2、工业余能利用技术
主要研究内容（申请者可从以下内容中选择其一申请课题）：（1）建材炉窑的节能型低污染技术；（2）车用发动机排气低品位余能的工质变换回收利用技术。
说明与要求：课题成果形式为专利、试验系统或原型样机，要求形成具有自主知识产权的技术。
本方向拟支持课题 2-4 项，每个课题支持强度不超过80万元。
3、电力电子节能技术
主要研究内容（申请者可从以下内容中选择其一申请课题）：（1）工业企业变配电节能技术；（2）可达到IE3（国际电工委员会）标准的节能型电机（超高效率电机）技术。
说明与要求：课题成果形式为专利、试验系统或原型样机，要求形成具有自主知识产权的技术。
本方向拟支持课题 2-4个，每个课题支持强度不超过80万元。
4、分布式供能技术
主要研究内容（申请者可从以下内容中选择其一申请课题）：（1）分布式供能系统能量匹配与控制技术；（2）基于微电网运行的间歇式电源和储能关键技术。
说明与要求：课题成果形式为专利、试验系统或原型样机，要求形成具有自主知识产权的技术。
本方向拟支持课题2-3个，每个课题支持强度不超过80万元。
（二）目标导向类：
1、大型工业企业电气综合节能技术与典型应用示范
研究目标：开发大型工业企业电气节能关键技术，研制成套装备，进行典型应用示范，实现大型工业企业配电网全方位节能。
主要研究内容：大型工业企业配电网高压系统无功和谐波同时动态补偿的节能关键技术；低压系统连续无功补偿的低成本动态节能关键技术；高、低压系统含负荷特性的全局无功优化调度关键技术；企业配电网能量监控与管理系统。
主要指标：在大型工业企业中进行电气综合节能系统应用示范。达到高、低压动态节能装备控制周期小于20ms、配电网功率因数≥0.94、配电节能装备工作电压不低于10kV，系统用能效率达90%，实现节能率不低于8％。
说明与要求: 鼓励产学研联合申报，课题申报单位应具有良好的前期工作基础，提供示范工程和1:1经费匹配落实证明。课题成果形式为具有自主知识产权技术和样机，并进行工业示范。
本方向拟支持课题1个，课题支持强度不超过400万元。
2、生态循环型分布式供能系统研究与示范
研究目标:利用太阳能、风能和生物质等可再生能源，实现生态循环型的多种燃料互补和多种能源互补的分布式电热冷联供技术及工程示范。
主要研究内容:采用太阳能、风能和生物质等多种可再生能源，研究多种能源的优化技术、低温余热和生物质余渣利用技术，建立适合于乡镇的分布式冷热电联供系统。开发生物质能、太阳能和风能等多种能源互补技术，以及生态循环的分布式供能技术；建立生态循环型的分布式供能系统示范。
主要指标:各种能源发电总功率不小于100kw，建筑制冷和供热面积不小于5000平方米, 生活热水不少于1000公斤/小时，系统能量利用率不小于80%。
说明与要求: 鼓励产学研联合申报，课题申报单位应具有良好的前期工作基础，提供示范工程和1：1经费匹配落实证明。课题成果形式为具有自主知识产权技术和样机，并进行工业示范。
本方向拟支持课题1个，支持强度不超过400万元。
3、钢铁烧结工艺显热高效回收及梯级利用示范
研究目标：开发出钢铁烧结工艺中低温余热的分级回收和梯级利用技术，采用余热回收利用或蒸汽发电等方式降低工业能耗，并进行工程示范。
主要研究内容：开发中低温余热蒸汽发电和中低温烟气高效换热利用技术，包括：系统集成技术，先进的控制技术和先进的换热技术，以企业的技改工程项目为依托，对工业余热实施分级回收和梯级利用，形成完整的中低温余热利用系统。
主要指标：工业余热的介质流量在40万标准立方米/小时以上，节能效率大于15%。
说明与要求：要求以企业牵头，鼓励产学研联合申报，课题申报单位应具有良好的前期工作基础，提供示范工程和1:1经费匹配落实证明。课题成果形式为具有自主知识产权技术和样机，并进行工业示范。
本方向拟支持课题1个，支持强度不超过400万元。
4．煤气化综合节能技术研究与示范
研究目标：进行节能型大规模气化系统技术研究，开展日处理量百吨级（折煤量）的新型气化装置的工业示范。
主要研究内容：气化系统能耗系统分析模型；气化系统的节能技术；气化特性研究；气化炉结构优化分析；气化原料适应性和制浆技术；建立日处理量百吨级（折煤量）的气流床非熔渣气化或分级给氧气化装置；进行工业示范装置运行。
主要指标：百吨级气化炉运行达到如下指标：系统节能≥5%；碳转化率≥96%；有效气体成分≥75%；冷煤气效率≥70%；满负荷性能考核连续稳定运行周期≥72h；提供千吨级气化装置工艺包。
说明与要求：鼓励产学研联合申报，课题申报单位应具有良好的前期工作基础，提供示范工程和1:1经费匹配落实证明。课题成果形式为具有自主知识产权技术和样机，并进行工业示范
本方向拟支持课题2个，每个课题支持强度不超过400万元。
5．内燃机分布式冷热电联供技术与工程示范
研究目标：建立内燃机冷热电联供系统,开发内燃机冷热电联供系统与电网并网运行技术，并进行工程示范。
主要研究内容：内燃机冷热电联供系统与电网并网运行技术；运行管理及远程控制技术；冷热电联供系统的综合梯级利用技术与全工况性能优化的系统集成技术；利用内燃机低品位余热的液体吸收式除湿技术和升温型吸收式热泵技术；内燃机冷热电联供技术示范验证。
主要指标：发电容量为MW级内燃机冷热电联供并网运行的工业示范系统；一次能源利用率在70％以上；吸收式除湿技术COP达到0.65以上；升温型吸收式热泵技术COP达到0.45；示范系统节能效率达到25％以上。
要求与说明：课题申报采用企业牵头，“产学研”相结合,提供示范工程和1：1经费匹配落实证明,并提供落实并网运行相关文件。课题成果形式为具有自主知识产权技术和样机，并进行工业示范
本方向拟支持课题1个，支持强度不超过400万元。
专题
三、洁净煤技术专题
一、指南说明
本专题根据我国洁净煤技术领域发展所存在的问题和技术需求，重点研究开发先进洁净煤发电技术，先进的煤燃烧技术，燃煤污染物控制新技术，先进的煤炭转化技术，CO2减排技术等。
通过本专题的实施，提高我国洁净煤技术的创新能力，获取一批自主知识产权的创新性成果，为洁净煤技术的发展提供技术储备，促进新技术、新装备的集成创新，为洁净煤技术发展奠定技术基础。
2006本专题共发布9个方向，包括高效洁净燃煤技术、燃煤污染物控制新技术、煤加工与转化技术、CO2的捕集与封存（CCS）技术等4个探索导向类课题研究方向，以及先进洁净煤发电相关技术、新型低NOx燃煤技术、煤加氢液化关键装备技术、燃煤污染物控制及资源化技术、煤基一步法合成二甲醚技术等5目标导向类课题研究方向，立项22个课题，支持经费3103万元。
2007本专题共发布10个方向，包括高效洁净燃煤新技术、燃煤污染物控制新技术、先进的煤转化技术、先进的煤加工技术4个探索导向类课题研究方向，以及燃煤锅炉超低NOx排放燃烧技术、低NOx燃烧与选择性非催化还原（SNCR）系统脱硝技术、燃煤污染物控制及资源化技术、煤和（或）油页岩高效清洁综合利用系统关键技术、煤加氢液化新工艺、高灰难选煤高效分选技术6个目标导向类课题研究方向，立项41个课题，支持经费5864万元。
此次发布的是本专题2008课题申请指南，在探索导向类课题和目标导向类课题两个方面支持10个研究方向，拟支持课题18个左右，计划安排经费3200万元。
在探索导向类课题，2008支持洁净燃煤发电技术和燃煤新技术、燃煤污染物控制新技术、先进的煤转化技术、CO2减排技术等4个研究方向，计划安排经费900万元左右，课题支持强度参见相关研究方向的说明，支持年限原则上不超过2年。
在目标导向类课题，2008支持新型选择性催化还原（SCR）脱硝催化剂技术、中温干法烟气同时脱硫脱硝技术、富集CO2的氧/烟气循环煤粉燃烧器及系统技术、褐煤提质制取高效气化原料新工艺开发及关键技术、燃煤烟气中CO2、SOx、NOx联合脱除及其产物资源化技术、煤直接液化残渣的利用技术等6个研究方向，国拨经费拟为2300万元左右，课题支持强度参见相关研究方向的说明，支持年限原则上不超过2年。
二、指南内容
（一）探索导向类课题
1．洁净燃煤发电技术和燃煤新技术
主要研究内容（申请者可从以下内容中选择其一申请课题）：（1）高效清洁的先进煤燃烧技术与设备研究；（2）煤转化利用过程中的固体废弃物的燃烧利用新技术与设备的研究。说明与要求：课题成果形式为专利、试验系统或原型样机，要求形成具有自主知识产权的技术。
本方向拟支持课题2-3个，每个课题支持强度不超过80万元。2．燃煤污染物控制新技术
主要研究内容（申请者可从以下内容中选择其一申请课题）：（1）燃煤电站脱硫废弃物（不含石膏）资源化技术；（2）同时脱硫脱硝新技术；（3）重金属燃前及燃后脱除新技术；（4）燃煤污染物一体化（联合）脱除技术。
说明与要求：本方向重点支持具有探索性、创新性的燃煤烟气中污染物控制和产物资源化技术。课题成果形式为专利、试验系统或原型样机，要求形成具有自主知识产权的技术。
本方向拟支持课题2-3个，每个课题支持强度不超过80万元。
3．先进的煤转化技术
主要研究内容（申请者可从以下内容中选择其一申请课题）：（1）煤基合成醇新技术，甲醇下游衍生物(包括醚、烯烃、液体燃料及添加剂等)合成新工艺和关键技术；（2）新型合成气净化与低成本气体分离技术；（3）煤转化过程中污水处理控制新技术；（4）煤焦油和沥青类物质高附加值产品的加工新技术；（5）其它煤或煤油共转化及综合利用新技术。
说明与要求：本方向重点支持具有探索性、创新性的煤转化新技术及煤转化过程中产物处理技术。课题成果形式为专利、试验系统或原型样机，要求形成具有自主知识产权的技术。
本方向拟支持课题3-4个，每个课题支持强度不超过80万元。
4．CO2减排技术
主要研究内容（申请者可从以下内容中选择其一申请课题）：（1）燃煤过程CO2吸收剂及其再生技术；（2）化学链(载体)燃烧技术；（3）燃煤烟气CO2分离、提纯与封存等新技术；（4）含CO2减排的一体化污染物脱除技术或近零排放洁净煤综合利用技术。
说明与要求：本方向重点支持具有探索性、创新性的CO2减排技术。课题成果形式为专利、试验系统或原型样机，要求形成具有自主知识产权的技术。
本方向拟支持课题2-3个，每个课题支持强度不超过80万元。
（二）目标导向类课题
1、新型选择性催化还原（SCR）脱硝催化剂技术
研究目标：开发出适应SCR技术的廉价、无毒、可弃性催化剂及其反应系统。
主要研究内容：SCR技术中新型催化剂的开发，催化剂制备工艺、新型催化剂催化反应机理、催化效果及其影响因素的研究。开发出一套采用廉价、无毒、可弃性催化剂的反应系统，建立采用该催化剂的SCR示范装置。
主要指标：在大于40000Nm3/h烟气处理量的示范装置上，脱硝效率>90%（氨氮摩尔比小于1.0，氨逃逸率小于5ppmv），催化剂成本和运行费用小于传统SCR技术的30%，催化剂寿命不小于10000小时。
说明与要求：课题申请鼓励产学研联合申报，要求企业牵头或企业参加，课题成果形式为具有自主知识产权的技术，并在燃煤锅炉上进行示范。
本方向拟支持课题1个，课题支持强度不超过400万元
2、中温干法烟气同时脱硫脱硝技术
研究目标：完成中温（700-900℃）干式烟气同时脱硫脱硝技术的工艺研究及其优化，建立示范工程。
主要研究内容：中温干式烟气脱硫脱硝反应器的设计开发；中温干式高效脱硫剂制备系统的设计开发；中温干式烟气脱硫脱硝过程中吸收剂及反应产物的成分对锅炉受热面的影响，脱硫脱硝效率及其影响因素的研究。
主要指标：在大于80000Nm3/h烟气处理量的示范装置上，脱硝效率>60%，氨逃逸率小于5ppmv。钙硫摩尔比小于1.6；脱硫率达到90%；耗水量小于湿式石灰石膏法的15%；脱硫投资和运行成本分别小于湿式石灰石膏法的50%。
说明与要求：课题申请鼓励产学研联合申报，要求企业牵头或企业参加，课题成果形式为具有自主知识产权的技术，并在燃煤锅炉上进行示范。本方向拟支持课题1个，课题支持强度不超过400万元。
3、富集CO2的氧/烟气循环煤粉燃烧器及系统
研究目标：研制高性能的氧/烟气循环煤粉燃烧器并进行中试试验，优化循环燃烧运行工况。主要研究内容：高效稳燃的低NOx氧/烟气循环燃烧器的开发；煤焦的燃烧特性的研究；中试装置运行工况的优化。
主要指标：在大于0.3MW的中试装置上，烟气循环燃烧方式下总燃烧效率达到90%以上，烟气排放中CO2浓度达到90%以上，燃用不同煤种NOx含量达到500-800 mg/Nm3(6%氧浓度)――等效于常规空气燃烧的排放量低于250mg/Nm3。
说明与要求：课题申请鼓励产学研联合申报，要求企业牵头或企业参加，课题成果形式为形成具有自主知识产权的技术，并在中试装置上验证。本方向拟支持课题1个，课题支持强度不超过400万元。
4、褐煤提质制取高效气化原料新工艺开发及关键技术
研究目标：开发出适应高水、高含氧、低热值褐煤提质新工艺，该新工艺以获得优质气化原料为主导产品，最终形成褐煤提质－气化－合成化工产品及液体燃料耦合联产新工艺。建立和运行新工艺工业性试验装置，为大规模联产新工艺提供设计基础和工艺包。
主要研究内容：高水分、宽粒度褐煤分段提质、热能梯级利用工艺及关键装备开发，含焦油气体与粉尘的高效分段分离技术及装备开发，固体产物气化适应性研究及试验，工业化联产工艺包设计。
主要指标：建成年处理褐煤5kt以上提质新工艺工业性试验装置，完成连续72小时运行考核。褐煤提质固体产品品质：空气干燥基水分小于8％，热值大于22MJ/Kg（按灰份20％折算）。说明与要求：课题申请鼓励产学研联合申报，要求企业牵头或企业参加，申请单位具有褐煤加工利用研究基础、建设工业性试验装置必要的配套公用工程及工程建设资金。课题成果形式为形成自主知识产权的技术，并在工业性试验装置上验证。本方向拟支持课题1个，课题支持强度不超过400万元。
5、燃煤烟气中CO2、SOx、NOx联合脱除及其产物资源化技术
研究目标：研究开发燃煤烟气污染物一体化处理技术，实现NOx和SOx联合脱除及处理后产物资源化利用；实现燃煤烟气CO2减排与产物资源化利用，达到CO2等污染物的近零排放。建立中试装置。
主要研究内容：研究燃煤烟气中CO2、SOx和NOx联合脱除的工艺条件，烟气中CO2的吸收效率与操作时间、吸收剂浓度和流动条件变化的关系，在不同操作条件下NOx和SOx脱除速率和效率、副产物的质量和数量以及吸收剂的再生技术。
主要指标：在大于0.3MW中试装置上达到，CO2吸收效率为90%以上，SO2脱除率为98%以上，NOx脱除率为70%以上。
说明与要求：课题申请鼓励产学研联合申报，要求企业牵头或企业参加，课题成果形式为形成具有自主知识产权的技术，并在中试装置上验证。本方向拟支持课题1个，课题支持强度不超过500万元。
6、煤液化残渣的萃取利用技术
研究目标：开发出从煤直接液化残渣中提取沥青类物质的经济合理的工艺，形成这种沥青类物质的经济合理利用途径。
主要研究内容：研究开发合适的萃取溶剂，优化溶剂萃取的操作条件，研究适用的固液分离方法，开发沥青类物质加氢轻质化制油或制优质炭素材料的利用技术。
主要指标：建立1套规模不小于100kg/d的溶剂萃取中间试验装置，残渣中沥青类物质的回收率达85%，形成沥青类物质后加工的专利技术。
说明与要求：课题申请鼓励产学研联合申报，要求企业牵头或企业参加，课题成果形式为形成具有自主知识产权的技术，并在中试装置上验证。本方向拟支持课题1个，课题支持强度不超过350万元。
专题
四、可再生能源技术专题
一、指南说明
本专题针对国家能源战略需求、未来能源技术发展的主要方向和可再生能源技术发展趋势，结合我国可再生能源技术发展现状，重点支持可再生能源技术的原始创新、集成创新，探索新的技术途径或解决方案。主要研究内容为：生物质能技术、太阳能技术、风能技术、海洋能技术和地热能技术等。
通过专题的实施，旨在提高我国可再生能源技术领域的原始创新和集成创新能力，获取一批自主知识产权的创新性成果，突破一批核心关键技术并进行系统集成，为可再生能源低成本、规模化开发利用和产业化提供技术支撑。
2006本专题共发布5个研究方向，包括风能技术、太阳能技术、海洋能和地热能技术等3个探索导向类以及风电机组设计技术、聚光太阳电池及系统集成技术等2个目标导向类，立项30个课题，支持经费3500万元。
2007本专题共发布13个研究方向，包括纤维素、木质素制备液体燃料新技术、生物质燃油制备新技术、风电机组技术、风电场及离网风电技术、太阳能热利用技术、太阳能光伏发电技术、地热能技术和海洋能技术等8个探索导向，以及太阳能光电-光热综合利用技术、太阳能塔式电站用空气吸热器及系统、风电机组及风电场控制优化和运行保障技术、风力机组叶片先进翼型族技术、海洋潮流能发电技术示范系统等5个目标导向类，立项62个课题，支持经费6798万元。
此次发布的是本专题2008课题申请指南，在探索导向类课题和目标导向类课题两方面支持14个研究方向，拟支持课题40个左右，计划安排经费6400万元左右。
在探索导向类课题方面，2008支持生物质能转化与利用新技术、风能发电新技术、太阳能热利用技术、太阳能光伏发电技术、海洋能利用新技术和地热能利用新技术等6个研究方向，计划安排国拨经费2700万元左右，课题支持强度参见相关研究方向的说明，课题实施年限不超过2年。
在目标导向类课题方面，2008支持生物质制备醇醚燃料关键技术研究与中试、生物质直接脱氧催化液化制备燃油关键技术与中试、甜高粱茎秆生产燃料乙醇新工艺、连续固体酸碱催化酯化制备生物柴油新技术、低风速风力发电机组关键技术开发和整机研制、大型风电机组仿真及试验系统、非真空太阳能高温吸热管技术研究与系统示范、大型并网光伏电站现场性能检测技术等8个研究方向，计划安排国拨经费3700万元左右，课题支持强度参见相关研究方向的说明，课题实施年限不超过2年。
二、指南内容
（一）探索导向课题
1、生物质能转化与利用新技术
主要研究内容（申报者可从以下内容中选择其一申请课题）：（1）水生生物质能利用技术；（2）生物质气化脱焦脱碳技术；（3）生物质糖直接制备二元醇技术；（4）生物质裂解液化新技术；（5）生物油精制新技术；（6）生物柴油副产物甘油制氢新技术；（7）生物柴油抗氧化耐低温技术；（8）其它新型生物柴油技术。
说明与要求：本方向重点支持具有探索性和创新性的生物质能新工艺、新技术。课题成果形式为专利、实验验证系统，要求形成具有自主知识产权的技术。本方向拟支持课题8-10个，每个课题支持强度不超过80万元。
2、风能发电新技术
主要研究内容（申报者可从以下内容中选择其一申请课题）：（1）大型风电机组独立变桨技术；（2）风电机组轴承设计与制造技术；（3）风电机组及关键部件测试技术；（4）离网型风力发电技术。
说明与要求：本方向重点支持具有探索性、创新性的风能发电新技术。课题成果形式为专利、样机或实验验证系统，要求形成具有自主知识产权的技术。
本方向拟支持课题6-7个，每个课题支持强度不超过100万元。
3、太阳能热利用技术
主要支持内容（申报者可从以下内容中选择其一申请课题）：（1）新型承压式太阳能热水器；（2）先进被动式太阳能建筑设计技术；（3）大规模太阳能高温（>400°C）储热技术；（4）其它具有原创性的太阳能热利用新技术。
说明与要求：本方向重点支持具有探索性、创新性的太阳能热利用新技术。课题成果形式为专利、样机或实验验证系统，要求形成具有自主知识产权的技术。本方向拟支持课题3-4个，每个课题支持强度不超过100万元。
4、太阳能光伏发电技术
主要支持内容（申报者可以从以下内容中选择其一申请课题）：（1）新型高效、低成本太阳电池技术；（2）光伏发电微网技术；（3）新型聚光太阳电池技术；（4）其它具有原创性的光伏太阳电池技术。
说明与要求：本方向重点支持具有探索性和原创性的太阳能光伏新技术。课题成果形式为专利、样机或实验验证系统，要求形成具有自主知识产权的技术。
本方向拟支持课题3-4个，每个课题支持强度不超过100万元。
5、海洋能利用新技术
主要研究内容（可从以下内容中选择其一申请课题）：（1）兆瓦级潮汐发电机组的选型优化设计；（2）潮汐电站资源分析与选址关键技术；（3）潮汐电站多种运行模式仿真技术；（4）海洋能发电高效转换技术；（5）海洋能利用新技术。
说明与要求：本方向重点支持具有探索性、创新性的海洋能发电高效转换和利用的新技术、新装置。成果形式为专利、原型样机或验证系统，要求形成具有自主知识产权的技术。
本方向拟支持课题6-7项，每个课题支持强度不超过100万元。
6、地热能利用技术
主要研究内容（可从以下内容中选择其一申请课题）：
（1）地热水防腐防垢技术；（2）中低温地热发电与综合利用新技术。
说明与要求：本方向重点支持具有探索性、创新性的地热能高效转换和利用的新技术。成果形式为专利、原型样机或验证系统，要求形成具有自主知识产权的技术。
本方向拟支持课题2-3项，每个课题支持强度不超过100万元。
（二）目标导向课题
1、生物质制备醇醚燃料关键技术研究与中试
研究目标：开发利用秸秆、树枝等农林固体废弃生物质为原料的混合醇或二甲醚燃料生产关键技术，开展千吨级/年中试装置试验研究，提供工业示范装置工艺包。
主要研究内容：适合于农林固体废弃生物质原料的气化新工艺技术、关键设备和系统技术；合成气净化、变换新技术；合成气制取混合醇工艺技术和关键设备；合成气制取二甲醚工艺技术和关键设备；新型合成催化剂的研制；中试装置开发和试验运行；技术经济评价分析；工业示范装置工艺包的开发。
主要指标：生物质气化效率：≥78%；生物质中碳转化率：≥96%；低碳混合醇反应系统合成气CO单程转化率达到40%以上，选择性60%；二甲醚反应系统合成气CO单程转化率达到70%以上，选择性90%；中试装置规模：千吨级燃料/年；工业示范装置工艺包规模：万吨级燃料/年。
说明与要求：要求课题申请单位应具有前期研究基础及研发技术力量，以及配套经费支持，要求产学研联合申报。课题成果形式为专利和中试系统。
本方向拟支持课题2个（制备低碳混合醇和二甲醚各一个），每个课题支持强度不超过400万元。
2、生物质直接脱氧催化液化制备燃油关键技术与中试
研究目标：开发非加氢工艺条件下生物质直接转化为洁净燃油的直接脱氧液化技术；开展关键技术的中试研究，开发工业示范装置工艺包。
主要研究内容：脱氧催化剂的制备技术；适用于各种类型生物质的固体连续进料技术；适用于不同类型的生物质定向脱氧和产物分布控制技术；反应器内部结构优化放大设计；中试装置的研制；工艺和关键技术的中试研究；技术经济评价分析。
主要指标：生物质转化率大于80%；油收率达12－16%；热值大于45MJ/L；氧含量小于0.5%；硫含量小于0.001%；中试规模：1000吨级油品/年，工艺包规模：万吨级油品/年。
说明与要求：要求课题申请单位应具有前期研究基础及研发技术力量，以及配套经费支持，要求与企业联合申报。课题成果形式为专利和中试系统。
本方向拟支持课题1个，课题支持强度不超过400万元。
3、甜高粱茎秆生产燃料乙醇新工艺
研究目标：研究甜高粱茎秆转化制备燃料乙醇新工艺和关键技术，建立千吨级中试装置，为工业示范厂的建设提供设计基础数据。
主要研究内容：甜高粱纤维素渣超低酸－酶联合水解技术；甜高粱茎秆汁液与水解液固定化细胞连续发酵新工艺与设备；乙醇连续蒸馏工艺与设备；千吨级中试装置的建设；能耗及技术经济分析；工业装置工艺包开发。
主要指标：半纤维素和纤维素水解率达到90％；茎秆可发酵糖乙醇转换率：??90%；固定化细胞使用寿命大于45天以上；发酵液残糖：＜0.5%；发酵液乙醇浓度大于12％；中试规模：1000吨产品/年；工艺包规模：5万吨产品/年以上。
说明与要求：要求课题申请单位应具有前期研究基础及研发技术力量，以及配套经费支持，要求产学研联合申报。课题成果形式为专利和中试系统。
本方向拟支持课题1个，课题支持强度不超过400万元。
4、连续固体酸碱催化酯化制备生物柴油新技术
研究目标：研究开发适合不同种类高酸价油脂连续酯化反应制备生物柴油的新工艺，研究油脂连续酯化和酯交换反应过程耦合专用设备。完成中试研究，为工业示范奠定基础。
主要研究内容：不同酸价油脂原料的预处理；快速降低油脂酸价和混合酯交换剂；连续酯交换反应系统和关键设备；专用固体酸/碱催化剂工业制备和再生；连续生产过程的控制技术；中试装置研制和试验运行；工业装置工艺包开发。
主要指标：油脂转化率达到99%以上，油收率≥98%，催化剂使用寿命≥1500小时；生产成本比传统生产生物柴油下降15%；产品质量指标符合国家相关标准；建立适用于高酸价油脂的生物柴油连续化清洁生产中试装置规模：1000吨油品/年；工艺包规模：2万吨油品/年。
说明与要求：要求课题申请单位应具有前期研究基础及研发技术力量，以及配套经费支持，要求与企业联合申报。课题成果形式为专利和中试系统。
本方向拟支持课题1个，课题支持强度不超过400万元。
5、低风速风力发电机组关键技术开发和整机研制
研究目标：研究适合于我国低风速区风资源特点的风力发电机组总体设计技术，形成系统的低风速风力发电机组部件设计方法和指标体系，研制兆瓦级低风速风力发电机组，实现发电运行考核。
主要研究内容：低风速风力发电机组总体设计技术；低风速风力发电机组部件设计方法和指标体系；低风速风力发电机组总体结构、风轮与叶片、传动系统和整机控制系统等关键设计技术；低风速风力发电机组试制；现场安装和运行试验。
主要指标：完成一台兆瓦级低风速风力发电机组研制，现场运行考核时间不少于2000小时。额定风速小于10.5米/秒，风能利用系数Cp大于0.47。
说明与要求：要求课题申请单位应具有前期研究基础、研发技术力量和实验条件，以及经费配套支持，落实示范工程；要求产学研联合申报。课题成果形式为专利和样机。
本方向拟支持课题1个，每个课题支持强度不超过450万元。
6、大型风电机组仿真及试验系统
研究目标：研究大型风电机组的全工况动态性能建模、测试及评估技术，开发相应的集成仿真实验平台，满足对我国主流风电机组进行全工况试验和验证评估的需求。
主要研究内容：大型风电机组风力机关键部件静动态特性模型集，相关的试验、评估技术；典型故障集的生成及仿真技术；符合国情的典型风况特性集及仿真技术；机组各种工况机械和电气动态特性建模、仿真、试验、测试及评估技术；全工况仿真试验平台。
主要指标：静动态特性模型集、典型故障集各1套，应覆盖我国MW级以上的主流机型；典型风况特性集1套；全工况仿真试验平台应满足双馈电机、异步电机、永磁电机的测试要求，可对电机、齿轮箱、变流器等关键部件以及整机性能进行测试。模拟风速范围应满足2m/s-30m/s。转矩测量精度高于1%，可测量49次以下谐波，电气特性含电流、电压、功率因数测试精度高于5‰，温度测量精度±0.5℃。
说明与要求：要求课题申请单位应具有前期研究基础、研发技术力量和实验装备配置条件，以及经费配套支持。课题成果形式为专利及具有自主知识产权的大型风电机组仿真、实验、测试及评估技术和试验平台样机系统。
本方向拟支持课题1个，课题支持强度不超过450万元。
7、非真空太阳能高温吸热管技术研究与系统示范
研究目标：研制涂层性能稳定的非真空太阳能吸热管，可用于改型的太阳能槽式、菲涅尔式或塔式系统中，并进行系统示范。
主要研究内容：高太阳能吸收比、低热发射比吸热管表面涂层体系设计及其相关技术；吸热管内强化换热技术；吸热管机械性能实验；吸热管研制；聚光吸热全系统构建与运行。
主要指标：吸热管表面温度500°C时，辐射吸收比＞0.88，热发射比<0.30。可耐受100°C/分的3000次热冲击试验、酸碱试验和连续1000小时常温中性盐雾试验；500°C连续加热1000小时，涂层吸收比、发射比衰变＜5%；聚光集热系统（如槽式、塔式或菲涅尔式）热功率不小于50kW，出口工质温度不低于400°C，自动控制连续运行72h以上。
说明与要求：要求课题申请单位应具有前期研究基础、研发技术力量和实验装备配置条件，以及经费配套支持。课题成果形式为专利和样机。
本方向拟支持课题1个，课题支持强度不超过400万元。
8、大型并网光伏电站现场性能检测技术
研究目标：开发对大型并网光伏系统性能、相关部件及电站现场的检测技术，形成相关的测试标准，建立电站现场测试系统。
主要研究内容：大型并网光伏电站的交直流电气、发电容量、安全性及气象监测等关键技术的现场测试技术研究；聚光和跟踪式并网光伏组件现场测试设备的研制；大型并网光伏电站现场施工规范和测试标准研究。
主要指标：完成10MW以下并网光伏电站现场测试系统的研制，应满足对高压并网、低压并网、聚光发电3种不同形式的电站进行检测。气象辐射量监测准确度5％，温度准确度1％；完成聚光和跟踪式并网光伏组件现场测试设备的研制，直流电压和电流的测试准确度1.5％；完成不同形式的并网光伏电站施工规范和检测标准建议。
说明与要求：要求课题申请单位为光伏领域具有检测技术基础和检测经验的测试机构或研究单位，具备国家级检测认证资质的测试机构优先支持。课题成果形式为专利和样机。
本方向拟支持课题1个，课题支持强度不超过400万元。
国家电网:加快向绿色电网转型 篇6
建设坚强电网
全面服务经济社会发展
回顾国家电网公司的发展史,短短八年间,国家电网经受了无数考验:历史上最大的煤电运紧张、冰雪和地震灾害、世界上最高电压等级电网安全稳定运行、电网超常规发展和经营压力加大、复杂外部环境和利益关系。但国家电网人却克服重阻,朝着“世界一流电网,国际一流企业”的奋斗方向迈进。
2004年国家电网公司依据国家经济发展状况和资源禀赋状况,提出特高压工程建设。作为一个创新之举,发展特高压问题曾引起国内专家、学者和电力界人士的广泛关注。国家电网公司党组书记、总经理刘振亚在接受《经济日报》采访时表示:“实现电网技术升级是电网企业职责所在。面对压力,放弃是一个轻松的决定。但作为一家对党和人民的事业负责任的企业,我们无法选择轻松。”
近年来,面对以清洁能源蓬勃发展和智能电网建设为显著标志的新一轮能源变革的重大机遇和挑战,国家电网公司以科学发展观为指导,作出了建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展,具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网的发展战略新部署。
发展智能电网
全力打造绿色能源配置平台
国家电网公司积极主动地推行节能减排,顺应低碳经济发展大势,大力推动电网发展方式的转变。国家电网公司在电网建设中,通过推行“两型一化”(资源节约型、环境友好型和标准化)变电站和“两型三新”(资源节约型、环境友好型和新材料、新技术、新工艺)输电线路建设,大大减少了输变电工程占用耕地面积,降低了工程对环境的影响,节约了输变电工程材料损耗,提高了工程输变电容量和技术水平,使我国电网加快向绿色电网转型。
2010年1月,国家电网公司正式发布《关于加快推进坚强智能电网建设的意见》(国家电网公司2010年1号文件),提出三个阶段的“坚强智能电网”建设的规划:2009～2010年为规划试点阶段,重点开展规划工作;2011～2015年为全面建设阶段,加快建设华北、华东、华中“三华”特高压同步电网,初步形成智能电网运行控制和互动服务体系;2016～2020年为引领提升阶段,全面建成统一的“坚强智能电网”。
推动低碳经济
生动展示未来美妙生活
发展低碳经济,给经济、技术、环境和社会带来全面深刻的变革。智能电网具有安全水平高、适应能力强、配置效率高、互动性能强、综合效益好等优势,能够适应风能、太阳能发电等各类间歇性、随机性能源接入和消纳的需要,能够适应我国各类大型能源基地大规模、集约化开发和电力高效送出的需要,能够显著提升能源综合利用效率,提高电能占终端能源消费的比重,带动电动汽车、智能交通、智能家电、智能社区、智能城市开发和建设,推动低碳经济发展。
中国工程院副院长邬贺铨介绍了智能电网有三大功效:
节约。智能电网最重要的功能,是节约能耗,提高电网利用率。在美国,由于发电侧和用电侧难以匹配,所以发电侧需要留足充裕的电量,自然形成浪费。据美国测算,由于这种不匹配性,美国一年浪费高达780亿美元。智能电网的重要运用是智能电表区分不同时段的电价,然后将信息反馈到发电方和输电方,形成互动。这样,一方面电力公司可依据用电量,来调节分配情况;另一方面,用电方也可以根据电价之不同,将较为费电的电器选择在电费低时开启。
绿色。新能源产业特别是风能和太阳能在全世界崛起,由于风能、太阳能的不稳定性、间歇性,导致功率波动进而影响电网稳定。通过智能电网,大规模利用清洁能源更为可能。在我国广袤的西部地区,太阳能丰富,如果在那里建大规模的光伏电站,既可以通过制度设计使农民增收,也能为遥远的负荷中心提供清洁电力,可谓双方得利。
安全。为了避免冰冻、雪灾等自然灾害带来的电网瘫痪,也需要在电线上安装传感器等,并且有相应的监控方案。国家电网公司之所以提出建设“坚强电网”,就是因为我国电网对于突发事故的应对能力还不是很强。2008年的南方冰灾使电网受损,正是一个例证。智能电网构建成功后,对于电力公司来讲,运行的可靠性将大为提高。
北京市电力公司总经理朱长林透露,按照国家电网公司总体部署,北京公司正在按照“统筹规划、统一标准、试点先行、整体推进”的工作方针,着力打造具有首都特大型城市特色的高可靠、智能化电网。
朱长林说,北京公司在智能配网建设方面,启动了建设智能调度、智能变电站、智能配电网、输变电状态监测平台等试点项目,旨在通过智能配电网的建设,使北京城市中心配电网设备更加稳定可靠,网架结构更加合理灵活,自愈功能更加完善,配电网运行风险管控更加规范,全面提升城区中心区的供电可靠性。在电动汽车充电站建设方面,北京公司正在与北京市相关部门一起推进。在智能小区试点方面,通过智能小区用电技术展示项目,集中展示电动汽车充电、智能家居控制等智能用电前沿技术,并将在试点基础上及时总结经验,提高应用能力,方便群众。
电网计划 篇7
关键词：高压直流输电,跨区互联电网,发输电计划,协调优化,可再生能源消纳
0 引言
风电等新能源出力的波动性和反调峰特性给电网调度运行带来新的挑战。随着风电等新能源机组持续大规模接入和火电机组供热改造规模的不断扩大, 电网调峰、调频压力逐年增大, 由电网调峰困难造成的弃风、弃水现象频繁发生。如何基于现有电网资源, 深挖电网运行潜力, 全面提高清洁能源的消纳水平已经成为调度运行部门当前亟待解决的问题。随着中国大型水电、煤电、风电外送基地的逐步建设开发[1], 不同区域之间负荷特性、风能分布和电源特性的巨大差异蕴藏着可观的清洁能源消纳潜力。水电、风电、火电在不同区域、不同季节、不同时段的出力特征差异明显, 各区域间电源结构存在着极大的互补效益;各地区的负荷特性、负荷结构迥异, 如负荷高峰/低谷出现时刻、大工业用户占比等, 蕴藏着可观的错峰效益。构建跨省、跨区互联电网, 能够充分发挥大电网余缺调剂、水火互济、备用共享、事故支援等多方面效益, 并大幅提高清洁能源的消纳水平。
随着复奉、锦苏、宾金、天中等特高压跨区直流工程相继投运, 以直流大规模跨区送电为特征的交直流互联大电网已初步形成, 为实现中国能源资源大范围优化配置和清洁能源跨区消纳提供了高效的物理平台[2], 同时也给电网调度计划制定带来了极大的挑战。如何充分利用跨区直流送电通道, 挖掘送、受端电网之间电源结构的互补效益, 发挥网间负荷特性的错峰效益, 是当前调度计划编制亟需解决的新问题。国内外学者针对跨区互联电网的调度计划制定问题开展了大量研究工作。文献[3]协调优化含水电、火电、抽水蓄能机组的多区域电网经济调度问题, 挖掘水电、抽水蓄能机组对受端电网的移峰填谷效益。文献[4]借助特高压跨区直流通道, 利用送端水电出力特性及受端电网负荷特性, 解决了大规模水电外送消纳和受端电网调峰问题。文献[5]基于不同区域负荷特性, 风功率波动特征, 电源结构的错峰性、互补性, 分析了风火电系统中跨区风电消纳能力。文献[6]在考虑风电不确定性及设备故障率的基础上, 灵活优化各区域火电机组开机计划、备用计划及跨区联络线计划。文献[7]则进一步构建了考虑风电不确定性的多区域机组组合及备用优化模型。但上述研究工作均未解决直流互联电网联络线特性建模及联络线、机组协调优化问题。文献[8]建立了考虑直流运行约束的机组组合模型, 但其本质是同一控制区内的发电计划问题。
文献[9]提出了一种通过优化跨区直流联络线运行方式促进风电消纳的新模式, 对直流联络线日交换电量、功率曲线阶梯化等运行特性进行了详细建模。然而, 该建模方法采用N台机组叠加的方式模拟直流联络线运行方式, 造成仅可按“N挡”离散控制直流传输功率的工作位置, 难以充分发挥直流系统调节精度高的特性;且各区域内部的机组均采用等值方式描述, 亦未能充分发掘区域内机组组合与跨区直流运行方式的协调优化效益。
为了实现电网内部开停机计划、备用计划与直流联络线运行方式的协调优化, 最大限度地挖掘直流互联电网的清洁能源消纳潜力, 本文在现有研究成果的基础上, 提出了直流跨区互联电网发输电计划模式、模型, 精细化地考虑了直流系统运行特性约束及各区域机组及系统运行约束条件, 确保优化效益。
1 直流跨区互联电网发输电计划模式
在传统的直流互联电网发电计划编制过程中, 上级调度机构根据直流联络线两端电网的发用电需求, 人工制定直流系统各时段输电计划, 作为联络线计划下发至下级调度;下级调度以直流联络线计划为边界条件, 优化制定本区域内机组的启停运行方式。此时直流系统相当于恒定功率的负荷或电源, 如图1所示。
显然, 这种计划制定模式 (模式1) 并未实现两侧系统和直流输电的协调优化, 未能充分发挥跨区电网协调优化的效益。为了深入挖掘各区域间电源结构、负荷特性中所蕴藏的互济效益和错峰效益, 本文提出了直流跨区互联电网的发输电计划模式 (模式2) , 如图2所示, 该模式在考虑直流联络线运行约束的基础上, 对直流联络线功率, 各区域大型火电、水电、风电电源的启停, 运行方式开展联合协调优化, 从而在更大的优化空间内消纳清洁能源。
相比于文献[9]所提出的功率受限优化模式, 本文兼顾现有的国—省两级调度运行模式、跨区直流联络线运行方式约束、交易计划电量限制以及直流线路运行可靠性等各方面要求, 充分考虑不同区域电源结构的差异性, 实现了电力资源的跨区互济、优势互补。同时, 本文所提模式将实现直流联络线功率的自由优化, 直流功率仅受电量、阶梯化等实际运行约束限制, 避免了文献[9]中多台固定出力机组拟合建模方式带来的直流功率调整精确性受限问题。
2 直流跨区互联电网发输电计划模型
为了便于描述问题的物理本质, 本节以两区域风火电系统为研究对象, 假设区域A为直流送端电网、区域B为直流受端电网。基于上述模式2, 构建直流跨区互联电网发输电计划模型如下所示。
2.1 目标函数
式中:Cg, i为火电机组i的发电成本函数;CU, i为火电机组i的启停成本函数, PiG, t为火电机组i在时段t的出力;αi, t, βi, t, γi, t分别为火电机组i在时段t的启停状态标识变量、开机变量、停机变量, 均为0/1整数变量;为全网弃风电量, εj, t为风电机组j在时段t的弃风功率, Nw为风电机组总台数;K为罚因子;Ng为火电机组总台数;T为发输电计划编制的总时段数。
2.2 直流联络线运行约束条件
根据调度运行日前计划制定要求以及文献[9]中的研究结论, 直流跨区互联发输电计划模型中需要考虑的直流联络线运行约束条件如下。
1) 直流功率阶梯化约束。在实际调度运行中, 日前计划的作用是跨区、跨省大范围的资源优化配置, 无需过多考虑两侧电网调频需求和功率波动, 直流联络线日前传输功率计划应相对平稳, 不应频繁往复调整;同时, 考虑到直流运行可靠性、控制可行性和设备运行寿命等因素的限制, 正常运行方式下直流联络线应滤除毛刺、锯齿、频繁往复波动等因素, 即传输功率应呈现阶梯状。
2) 跨区交易电量约束。跨区交易电量合同要求刚性完成, 直流联络线日交易电量应为定值。
3) 功率变化速率受限约束。考虑到直流两侧控制区的调频速率限制以及直流系统本身的功率调整能力限制, 直流功率变化应满足功率调整速率要求。
4) 功率反转受限约束。送电方向通常根据电力电量平衡结果确定, 直流联络线日内的送电方向一般不会发生反转。
上述约束条件为离散、非线性复杂约束, 必须通过多整数变量协调控制实现。文献[9]借鉴机组组合的思路, 利用机组最小启停时间等约束模拟直流阶梯化运行等离散运行特性, 但其假定直流联络线功率离散的分为N挡, 未充分发挥直流功率调节精度高的优势, 可能损失直流跨区互联电网协调优化的最优性。为此, 本文提出了直流联络线功率的多单元协调建模方法, 与文献[9]中各台模拟机组仅能运行于固定挡位功率不同, 本文建模各单元在满足最短持续稳定运行时间的基础上, 功率可以在各自上、下限间灵活调节, 叠加后即可灵活满足直流联络线功率阶梯化约束, 建模原理如图3所示。图中:Pz, t, Pzmax, Pzmin分别为直流联络线传输功率以及上、下限;Δδ为直流传输功率单位时段变化率的限值要求。
直流联络线输电功率可等效为U个输电单元功率之和。其中, 为向上取整符号, 即各单元的最大功率调整范围为Δδ, 保证了直流联络线功率在满足调整幅度约束的前提下, 可在规定时段内由Pzmin升至Pzmax。各输电单元及直流总传输功率应满足如下约束。
1) 各输电单元功率上、下限约束
式中:Pkz, t, Pzm, kax, Pzm, kin分别为输电单元k的传输功率以及上、下限, 如图3所示, 输电单元1取值范围为[Pzmin, Pzmin+Δδ], 最后一个输电单元U取值范围为[0, Pzmax-Pzmin- (U-1) Δδ], 其余中间各输电单元取值范围为[0, Δδ]。
2) 各输电单元功率协调约束
式 (3) 中, 通过限制输电单元k的功率增量不高于单元 (k-1) 的功率增量, 使得直流联络线逐单元升功率叠加, 以确保直流功率不发生反转;式 (4) 表明各单元功率总加应等于实际直流传输功率Pz, t。
3) 跨区交易电量约束
式中:Qz为直流联络线的跨区日交易电量。
4) 直流功率变化阶梯化约束
式中:utk和vtk为0/1整数变量, 分别用于识别输电单元k的直流功率调整阶跃的上升沿、下降沿;Ikz, t和Ikz, t-1分别为输电单元k的传输功率在时段t和时段t-1的状态变量, 为0/1整数变量。
式 (6) —式 (8) 确保了直流功率仅在直流输电单元状态控制变量Ikz, t发生跳变时 (即上升沿utk或者下降沿vtk为1时) , 才可发生功率变动, 其余时段需维持前一时段的功率, 从而实现了直流功率的阶梯化约束。
5) 各输电单元功率最短持续时间约束
式中:Tzmin为直流传输功率在某一功率水平上的最短持续稳定运行时间, 用于控制直流单元状态变量Ikz, t的最短0/1持续时间。
通过约束式 (6) —式 (10) 的协调配合, 可以确保直流功率仅在满足最短持续时间时才发生变化, 从而满足日前计划制定中直流联络线功率各类阶梯化运行要求。
6) 功率调整次数约束
式中:ψk为输电单元k的直流传输功率在日内调整次数限值, 用于防止直流联络线传输功率调整过于频繁。
上述直流联络线功率的多单元协调建模方法利用多单元功率叠加的方式控制直流联络线传输功率计划, 在确保直流功率满足日前计划制定上限、日前计划制定下限、阶梯化、变化速率等约束条件的前提下, 充分发挥了直流控制方式灵活、调节精度高 (可达兆瓦级) 的特性, 更大限度地发掘了直流联络线的跨区清洁能源消纳、跨区资源优化配置潜力。
2.3 其他约束条件
1) 系统负荷平衡约束 (以区域A为例)
式中:为区域A火电机组i在时段t的有功出力;为区域A用户d在时段t的有功负荷;Ng, A和Nd, A分别为区域A火电机组总数和负荷总数。
2) 系统备用约束 (以区域A为例)
式中:PiA, max和PiA, min分别为区域A火电机组i的出力上限、下限;rA+, t和rA-, t分别为区域A在时段t的系统正、负备用容量, 按照各区域电网实际情况, 根据区域内最大一台机组或联络线的容量整定。
3) 火电机组运行特性约束
本模型中火电机组的特性约束与传统机组组合[10]相同, 此处不再赘述。
上述直流跨区互联电网发输电计划模型本质上等价于直流联络线运行方式与机组运行特性协调优化的多区域机组组合 (DC-MAUC) 问题, 实现了对直流联络线运行方式的精细化建模, 扩大了直流有功传输功率优化空间, 将其从“N挡”离散控制转变为在最大、最小传输功率间的连续阶梯化控制。
3 直流跨区互联电网发输电计划求解方法
上述模型是一个包含多区域机组组合和直流运行方式协调优化的大规模混合整数规划问题, 不仅难以直接求解, 而且求解过程必须考虑中国国 (分) 、省两级调度实际运行现状。整数变量数量众多、问题规模过大, 是影响DC-MAUC模型求解效率的主要因素。如何在确保优化精度的前提下减少统一优化的整数变量规模, 是提高模型求解效率的关键。为此, 本文结合DC-MAUC模型直流协调、跨区优化的特点, 提出以直流功率为引导变量的跨区边际机组识别方法 (marginal-units-identification method guided by DC power, MUIM-GDP) 。
该方法将DC-MAUC分为主、子问题两级。主问题负责跨区 (省) 直流及机组组合计划协调;子问题负责省内机组组合优化, 分别对应国 (分) 调度控制中心和省级调度控制中心的计划工作职责。具体计算方法如下所述, 计算流程如图4所示。
1) 省级机组组合优化子问题:通过省级机组组合优化, 识别省内对直流功率变化敏感的边际机组集合, 降低跨省协调优化的计算规模。省A分别根据直流功率上限、下限计算2次机组组合, 得到2组机组组合结果分别为直流上、下限组合结果RAU和RAL。对比RAU和RAL, 定义组合状态不一致的机组集合为ΩA。ΩA代表了对直流功率变化敏感的边际机组, 直流功率变化时, 启停状态可能发生变化, 需要在主问题直流跨省协调优化时集中优化。省B同理。
2) 跨省协调优化主问题:全局协调优化直流联络线运行方式及两端电网机组组合状态。优化对象为省A和省B边际机组ΩA和ΩB的启停状态, 以及直流系统的运行状态ΩDC, 省A和省B内的非边际机组已确定组合状态, 其出力作为连续变量参与优化。
该方法既满足了直流跨区互联电网跨省全局优化的最优性需求, 又通过国 (分) 、省两级主子问题分解, 解决了跨省协调优化的计算规模问题;在高效解决直流跨区互联电网发电计划优化求解问题的同时, 兼顾了当前实际调度运行模式, 为提高实际直流跨区互联电网的发输电计划计算效率奠定了坚实基础。本文所提模式、模型、方法的核心思路是识别直流互联各区域边际机组后, 统一优化互联区域的机组组合。由于各区域边际机组的选择相互独立, 仅与注入直流功率的最大、最小场景有关, 与其他直流接入区域的计算信息无关, 因此, 本文所提模式、模型、方法同样适用于多区域系统计算。
4 算例分析
本节基于直流联络线互联的两区域电网, 对比分析了模式1和模式2 (如图1和图2所示) 的发输电计划计算结果, 以验证直流跨区互联电网发输电计划模式、模型和求解方法的合理性、有效性及优越性。其中, 混合整数规划模型采用CPLEX12.3软件包求解。
4.1 算例构造基本假设
算例选取新英格兰39节点系统[11]分别模拟A和B这2个区域电网, 网间采用直流联络线互联, 其中区域A为送端电网, 区域B为受端电网;直流换流站分别位于区域A电网的节点7和区域B电网的节点27, 直流传输容量为500 MW, 区域间日计划交换电量8 400MW·h。区域A和B分别采用中国西部某省和东部某省的典型日负荷曲线形状, 如附录A图A1和图A2所示。区域A和B电网均为风火电系统, 各机组的装机容量数据及电源类型如附录A表A1和表A2所示, 其中, 区域A和B供热机组装机容量占比分别为41%和36%;风电装机容量占比分别为30%和15%, 区域A和B的日前风功率预测曲线分别如附录A图A3和图A4所示。
4.2 发输电计划对比分析
4.2.1 直流联络线输电计划
两种模式下, 直流联络线的输电计划对比如图5所示。模式1采用传统的负荷低谷时段少送、高峰时段多送的定功率曲线;模式2根据送端电网区域A负荷特性及风电富余的特点, 结合受端电网区域B负荷水平高、调峰能力充足的优势, 统一优化得到直流输电计划。模式2直流计划曲线在低谷时段有所抬升, 同时减少了低谷送电时间以增加区域A低谷风电消纳电量;并适当降低了75至96时段的外送功率, 实现了直流联络线输电曲线的精细化最优调整, 充分释放出直流联络线与送、受端电网机组的协调优化潜力。
4.2.2 各区域发电计划
在2种模式下, 区域A和B机组组合计算得到的发电计划如附录A图A5至图A8所示。从计算得到的发电计划可见, 对于区域A, 模式2相比模式1消纳了更多的低谷时段风电电量, 同时, 避免了非供热机组8的日内启停;且对于区域B, 两种模式计算得到的发电计划结果差别不大, 仅在负荷低谷时段由于直流联络线送电曲线的差异使得发电计划随之有所调整。
4.2.3 风电弃风情况
在模式1下, 区域A风电机组弃风情况如附录A图A9所示, 风电机组在负荷谷时段存在弃风, 全天总弃风电量为1 805 MW·h;而在模式2下, 区域A全天不存在弃风, 说明本文提出的发输电计划模式具备促进风电跨区消纳的作用。而区域B, 由于负荷水平较高、风电装机比例较低, 在模式1和2下均不存在弃风电量。
4.3 发电成本对比分析
在2种模式下, 各区域及全网发电成本对比如表1所示。计算结果表明, 模式2有效降低了区域A、区域B及全网发电成本, 经济效益显著。
综上所述, 相比于传统的联络线定功率曲线模式, 本文所提出的发输电计划优化模式在保证跨区送电量不变的前提下, 能够更好地协调送、受端电网电源结构、机组特性及负荷需求, 充分挖掘直流联络线运行方式的优化空间, 实现发电资源与输电资源的协调统一优化。
4.4 计算效率和最优性分析
对比本文所提MUIM-GDP方法和模型直接求解的计算效率和优化结果, 如表2所示。
经分析, 区域A的边际机组为机组7, 而区域B的边际机组为机组3和机组4。对比最优组合结果可知, 所识别边际机组即为最优结果中的日内启停机组, 其余机组均为全天都开 (承担基荷) 或全天都关 (停备) 的机组, 识别结果合理。因此, 本文所提方法大幅减少了计算时间, 而所得结果基本与最优解相同。多方案测试结果表明, 本文所提方法具有鲁棒性。除个别极端案例下, 由于边际机组对基础参数设置敏感性过高, 可能造成最优性损失超过1%, 大部分情况下本文方法可保证不损失最优性。
5 结语
本文针对直流跨区互联电网提供的跨区资源优化配置平台, 设计了直流联络线运行方式与多区域机组启停方式协调优化的发输电计划模式;在此基础上, 构建了对直流联络线运行方式精细化建模的直流跨区互联电网发输电计划模型;并提出了以直流功率为引导变量的跨区边际机组识别方法, 实现了该大规模混合整数规划问题的高效求解。算例计算结果表明, 本文提出的直流跨区互联电网发输电计划模型能够挖掘直流联络线与各区域发电机组的协调优化空间, 有效提高了直流跨区互联电网的风电消纳能力、降低了电网运行成本;MUIM-GDP方法在不损失最优性的前提下, 显著提高了发输电计划模型求解效率, 为该模型在实际电网调度运行中的应用奠定了基础。
附录见本刊网络版 (http://www.aeps-info.com/aeps/ch/index.aspx) 。
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电网计划 篇8
2008年11月23日, 华东电网公司围绕“科技创新和信息化建设再上新台阶”的目标, 认真落实公司“3年行动计划编制工作启动会”会议精神, 研究讨论和编制完善科技信息2008-2010年3年行动计划。
2008-2010年, 华东电网公司将以高级调度中心和一流信息化企业建设为工作重点, 完善“十一五”后3年规划, 将规划目标分解落实到具体年度行动计划中, 明确公司科技信息工作的年度任务和重点工作安排:围绕公司高级调度中心发展目标, 建设一流信息化企业, 继续深化和提升EIS系统的应用和创新, 建设覆盖企业生产、安全和管理的信息支撑平台;率先在国内开展大电网安全关键技术研究, 加强产学研合作, 进一步完善创新体系建设, 力争获得国家电网公司首批创新性企业命名, 继续保持在国家电网公司系统的领先优势。
电网计划 篇9
为了建设统一坚强的智能电网,作为智能输电网神经中枢的智能调度,也加快向着信息化、自动化、互动化的方向发展。智能调度面向调度中心运行方式、继保、调度、计划、自动化等全业务专业,将提供智能化的业务支撑手段和技术支持[1]。目前,与能量管理系统(EMS)一体化的图形辅助分析、决策支持系统[2,3,4]在运行方式分析、安全预警、操作票生成等部分智能调度领域的应用已经逐渐成熟。本文将这种交互式图形操作技术有效地应用到电网检修计划编制过程中,完善了智能调度全业务专业的规范性、可视性和互动性,并弥补了目前检修计划编制方法[5,6,7]的两点不足。
1)无法有效获取统一、规范的电网检修基础数据。由于目前电网的检修基础数据大多来源于不同部门上报或下发的报表,数据文件格式、内容均不统一。在编制计划前需要对这些数据进行繁琐的标准化处理[8],额外增加了检修计划专责人员的工作量,使得提出的编制方法一直不能得到实际应用。
2)图形显示与检修数据分析、调整缺乏关联性、互动性。使用拓扑着色技术将停电设备、停电范围在图形界面上进行有效识别[8,9],虽然可以直观、高效地辅助专责人员及时掌握检修对系统运行造成的影响,但这只停留在对分析结果的显示层面,缺少互动。
针对上述问题,本文通过图形操作辅助检修计划专责人员编制电网检修计划。一方面,图形操作的设备图元与设备映射库相互映射,在规范的数据库中搜索生成检修基础数据;另一方面,图形操作触发结线分析,关联电网检修知识库中的检修规则,从而判断检修基础数据的合理性,并用“变色”、“闪烁”等方式进行图形显示,三者混为一体,在互动中完成相应调整,最终生成规范、科学的电网检修计划。
1 图形操作下规范检修基础数据的生成
检修基础数据的规范程度直接决定之后检修计划编制的可靠性和准确性。从各部门汇总而来的检修基础数据存在设备命名不统一、手工书写误差大等不可避免的缺陷。本文提出,在可视的图形操作界面上,检修计划专责人员通过对设备图元的点击,触发数据搜索,直接生成规范的检修基础数据。
1.1 图库映射的建立
本文基于对设备图元的点击操作,这些图元与电网检修数据库之间的关系如图1所示。相互之间保持了图库映射关系,一体化地将可视的图元与规范的数据联系起来。
在地区电网中,设备众多,为了提高图形操作的针对性,在图元层的设计中实现了分层显示和管理。将厂站间的线路、线路开关以及厂站同级电压母线连接起来,形成线路层(又称网络层);而厂站内各设备的连接关系则在厂站层中体现。分层后的设备图元都与设备映射库中的具体数据形成映射,为图形操作之后的搜索提供数据支持。这些数据的命名严格遵循调度管理规程,规范、准确,包含了所有电网设备的各项基本信息(如,设备名称、设备编号、设备参数等)。此外,电网检修数据库还包括检修设备库和检修计划库,它们分别用于存储图形操作后生成的检修基础数据和最终的检修计划表。
1.2 检修基础数据的生成
对某个供电公司来说,电网检修计划在编制的过程中,所关心的数据类型是固定的,且在制定之前就已明确。本文用检修数据类型集表示,例如T={t1,t2,…,tn}(其中,t1,t2,…,tn为检修数据的数据类型,总计n个),这些数据类型分别所对应的具体数据,则是根据实际检修设备的不同而不同,可以用一组x×n阶的矩阵来表示(x表示共有x个设备需要检修,n对应n个数据类型)。
本文在图形操作某个预检修的设备图元前,为了提高图形编制的有序性,先确定该设备的检修起始时间。之后,对该设备图元进行点击操作,进而在设备映射库中获取该检修设备的关键数据ai1(i表示第i个预检修的设备,假设该关键数据在数据序列中的排列位置在第1列)。由于每个检修设备关心的其他基础数据都与关键数据ai1有直接或间接的关系,如图2中的有向图[10]所示。因此文中采用当ai1一旦形成,立即使用启发式搜索法对设备映射库进行搜索,进而获取该设备检修数据序列中的剩余数据。
这里提到的启发式搜索是指使用启发信息来控制搜索方向和路径的智能搜索方法[11]。本文引入的检修数据类型集T(以下简称,类型集T)包含了电网检修数据的特性信息,可以作为启发信息应用到启发式搜索中。
设备映射库搜索的基本步骤如下:
步骤1:每当用户图形操作某个预检修的设备图元时(如,设备i),一方面通过该设备图元“变色”说明操作成功,另一方面平台从设备映射库中自动获取关键数据ai1。
步骤2:根据关键数据ai1,以类型集T作为启发信息,完成第一轮的启发式搜索,搜索得到的数据中,ai2和ai3是规范的检修基础数据,b、c等是与基础数据可能有间接关系的其他映射库数据。
步骤3:根据步骤2得到的检修基础数据,对类型集T进行更新,剔除T中已经获取基础数据的数据类型,即对T降维。
步骤4:将步骤2中获得的新数据作为关键数据,并根据降维后的类型集T重新控制搜索方向进行下一轮的启发式搜索。
步骤5:重复步骤3和步骤4,直到类型集T降维至0,则完成对预检修设备i检修基础数据的生成,并恢复T到原先维度n。
2 图形操作下检修基础数据的关联性分析和调整
通过图形操作生成的电网检修基础数据,避免了报表数据的偏差对检修计划编制造成的影响,有效提高了基础数据的规范性。但是,这些数据可行性不高。本文将结合电网检修知识库的特点,通过图形操作触发基于图形数据库的电网结线分析[12],自动关联检修规则,完成对检修基础数据的必要调整,并生成科学的检修计划。
2.1 电网检修知识库的建立
电网检修知识库融入了各种电气设备和线路的检修规则。图形操作编制计划时,需要根据这些规则对检修基础数据进行关联性分析。按对检修时间的处理方式,将检修知识库分成两类:
1)检修时间的融合规则:为了避免设备的重复停电,将相同间隔中的设备安排在相同时间区间内检修。该规则的相关公式描述如下:
公式:ti=tj
特例:ti⊃t j,或ti⊂tj
其中,ti和tj分别表示第i和第j个预检修设备的检修时间(区间);
2)检修时间的互斥规则:为了满足电网安全运行的需要和电网检修的标准[13],不能同时检修的设备要分别安排到不同的时间区间中检修。为了增强方法的实用性,互斥规则还考虑了人力、资源、季节等因素的限制。该规则用以下公式描述:
其中:ti和tj的概念与1)中相同,iD为第i个预检修设备检修需要的天数或小时数;公式2描述了考虑季节因素的互斥规则,[t1,t2]时间区间内水电大发,不宜检修;公式3描述了考虑工作量限制的互斥规则,uit为第i个设备在时间区间t内的检修状态变量,若该设备被检修,记为1,否则记为0;M为表征检修能力的一个常数,一般设为2。
2.2 检修基础数据的关联性分析和调整
电网检修知识库的建立便于此后与检修基础数据的关联。根据节点融合的拓扑方法[12],图形操作自动完成结线分析,准确找出操作设备和存储在检修设备库中的其它设备之间的拓扑关系,并将这些设备的基础数据与检修知识库相关联。其中,主要包括的关联性可以分成2类:(1)相同结点内的网络元件适用检修时间的融合规则;(2)对于双端(多端)元件(如线路、主变等),当彼此两端(多端)的结点相同,检修时间的安排应遵循互斥规则。当上述关联性不被满足时,将对检修基础数据提出针对性的调整策略。这种图形操作的触发模式,自然地形成两两比较判断的输入方式,层次性强,快速、有效。
关联性分析后,检修基础数据需要调整的设备图元变灰并立即闪烁,调整方案自动生成,检修计划专责人员在互动的过程中完成数据修正和该检修计划条目的编制工作。
3 基于图形操作的电网检修计划编制流程
图3是基于图形操作的电网检修计划编制流程图,可以分成以下3个阶段:
1)确定检修时间。核心是对本次检修计划按最小时间单位(如,1天)进行任务分解,并选择当次预检修设备的起始时间。
2)规范检修基础数据的生成。对预检修的设备图元图形操作,自动生成规范的检修基础数据,并存储至检修设备库中,同时在图形界面上将相应的设备图元“变色”处理。
3)检修基础数据的分析和调整。图形操作触发结线分析,对阶段2中生成的检修基础数据自动完成关联判断,专责人员通过变灰图元的闪烁和调整方案的提示,自动或人工对其修正,进而生成科学、可行的检修计划条目,并存储至检修计划库中。
图形操作新的预检修设备图元,重复上述过程,直至整个检修计划编制完毕为止。
4 应用实例
按上述方法对兰州地区电网进行某月电网检修计划编制,并以其中“5日”的部分检修计划条目为例,说明电网检修计划编制的图形操作方法。
4.1 兰州电网简介
截至2009年底,兰州供电公司所属110 k V及以下变电站58座,变压器115台,容量3 741.4MVA;开关站3座。其中110 k V变电站48座,110k V线路88条,长1 340.642 km;35 k V变电站10座,35 k V线路129条,长1 207.738 4 km。2009年兰州电网社会用电量为213.88亿k W·h,全年最大用电负荷为2 992 MW。该地区电网调度中心配置了智能型的能量管理系统,可以通过SCADA向本文设计的图形操作界面提供实时的电网信息。
4.2 图形操作生成规范检修基础数据
根据绘制的兰州电网,建立起规范完整的设备映射库以及电网检修知识库。据此,在图形操作界面上选择“5日”进行检修计划编制。之后,对预检修设备“西福变110 k VⅠ段母线”图元进行图形操作,被点击图元自动由红色变成青色,如图4中虚线圈勾部分所示。
同时,格式统一、内容规范的检修基础数据自动生成。表1是图形操作前2个不同工区分别上报的2条基础数据,表2是图形操作后自动生成的检修基础数据。
由表1和表2框出的内容可以看出,表1的两个报表格式互不统一,具体的数据内容与表2相比规范性差。
4.3 图形操作后电网检修计划的生成
图形操作获取了规范化的检修基础数据,并进一步对这些数据进行关联性分析和必要调整,最终生成电网检修计划。
图5是对西福变110 k VⅠ段母线进行图形操作后的画面。图形操作触发的结线分析发现,西福变110 k VⅠ段母线与此前“2日”安排的1111西福一线有紧密的拓扑关系,如果两设备在不同的时间安排检修,会造成设备重复停电。图中圈勾该母线和线路图元闪烁并有警告对话框弹出,点击“确定”后,平台自动给出了图6所示的调整方案,即将1111西福一线调整到5日进行检修,防止了两设备一事一停现象。编制完该计划条目后,相应图元变灰,与此出线相连的1111开关由实心变为空心。
继续编制1114西福二线的检修计划,该设备与1111西福一线共为西福变的双回联络线,从供电可靠性考虑,不能安排二者在同一天进行检修;而1114西福二线接在110 k VⅡ段母线上,可考虑安排它在其它时间检修。
故图7圈勾的两条线路图元闪烁并有警告对话框弹出,图8为调整方案。平台自动调整了1114西福二线的检修时间,同时该线图元变灰,两端开关从实心变为空心,说明该条检修计划编制完成。
当完成该月所有预检修设备的图形操作后,该月检修计划表将自动生成。表3为该月电网检修计划表的部分数据。
5 结语
电网计划 篇10
关键词：黑龙江省电网,三年计划,滚动计算,补强方案
随着中俄联网工程的投产, 目前黑龙江省电网分为东部电网、中部电网、西部电网和北部电网。东部电网是黑龙江省电网重要的电源中心, 目前主要通过四回500 k V线路和四回220 k V线路向中部电网和吉林电网输送电力。西部电网通过两回500 k V线路和伊穆直流构成呼伦贝尔外送联络线。北部电网中黑河电网部分负荷由俄网供电, 黑河俄网供电区与黑龙江省电网解列运行。对此, 为掌控未来几年黑龙江省电网运行状况, 本文对黑龙江省电网目标网架进行了详细分析, 包括潮流、电压、稳定、短路电流水平以及专题分析, 以提前发现电网的薄弱环节, 及时调节优化新设备投产计划, 保障电网安全稳定运行[1]。
1 滚动计算分析
1.1 计算条件
采用PSASP6.282版本。暂态稳定按照系统受到大扰动后, 各同步电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳态运行方式, 发电机间功角一般在第一或第二个摇摆周期不失步。计算分析中, 计算时间不小于所观察发电机间功角摇摆两个周期, 第二摆及后续摆应有明显的收敛趋势[2]。
动态稳定是指电力系统受到干扰后, 在自动调节和控制装置的作用下, 能保持长时间运行稳定性的能力[3]。计算分析中, 计算时间不小于所观察发电机间功角摇摆3个周期以后, 后续摆应有明显的收敛趋势[4]。
1.2 系统元件模型和参数应用具体情况
1) 发电机模型。计算过程中100 MW及以上发电机数学模型全部采用Eq″、Ed″、Eq'电势变化的5阶模型;对于装机容量在100 MW以下的机组采用Eq'电势恒定的2阶模型[5]。
2) 励磁系统模型[6]。根据黑龙江省电网发电机励磁系统的实际状况, 按照计算程序提供的1、3、7、8、11、12型励磁模型进行归类, 并对有关参数进行适当调整, 对于省网14台励磁实测的机组, 按实测参数调整励磁参数, 数据来源于东北网调。
3) 调速系统模型。按照计算程序中提供的调速器模型, 适当调整参数, 数据来源于东北网调。
4) 负荷模型。计算过程中, 黑龙江省电网负荷模型采用感应电动机模型, 定子电抗为0.18标幺值, 其中50%为恒定阻抗模型。
1.3 滚动计算分析
根据黑龙江省电网“十二五”主网架滚动规划报告, 预计黑龙江省电网2014年—2016年网架变化较大, 其中, 2014年新投输变电工程较多, 2015年新投机组容量较大, 2016年500 k V主网架结构变化大。截至2016年, 黑龙江省电网统调装机容量预计达到36 974 MW, 其中预计风电装机容量达到7020 MW, 最大负荷预计19 000 MW, 预计全网电力盈余为4547 MW。
2014年黑龙江省电网没有电源建设项目。随着哈尔滨地区永源2号变的投产, 哈尔滨地区具备分区供电条件, 因此可进行分区供电方案研究, 以降低哈南变220 k V系统短路电流。鹤岗地区长安变输变电工程的投产, 增加了鹤岗地区220 k V落点, 摘转了佳A厂的负荷, 使佳A厂可以完全退出电网运行。改变了佳B厂的入网点, 减轻了群升甲乙线上的潮流压力。
2015年伊春热电两台350 MW机组投产, 为伊春地区提供了有力的电源支撑, 解决了伊鹤联络线故障和伊春地区负荷长距离单回线带送问题。500 k V鹤岗变输变电工程建设, 增强了鹤岗电网与主网之间的联系, 使得鹤岗地区网架有所增强, 同时为伊春热电的潮流送出提供了有力的通道。大庆龙凤电厂出口改接工程, 将电厂出口由红旗变改接到火红开关站, 分散了红旗变出口线路潮流压力, 使电网潮流更加合理。加格达奇热电两台160 MW机组的投运, 为黑河、大兴安岭环网提供了有力电源支撑, 兴、黑地区长久以来备受关注的长距离大环网问题将得到有效的改善。
2016年500 k V鸡西变及其配套的输变电工程投产之后, 对鸡西地区电网起到了很大的支撑作用, 东部网形成了500 k V群林变-庆云变-鸡西变-林海变的环网。500 k V鸡西变-庆云变线、鸡西变-林海变线的建设投产增强了鸡西地区和七台河、牡丹江地区之间的电气联系。杏密线π入500 k V鸡西变后, 宝清-和平-虎林环网中增加500 k V变电站, 增强了环网运行的稳定性。
2 电网中期补强方案
2.1 东部电网中期补强方案
2.1.1 500 k V单主变和单线运行问题
截至2016年底, 黑龙江省电网500 k V集贤变、庆云变、鸡西变、林海变、鹤岗变和前进变为单主变运行, 主变跳闸后会降低供电可靠性, 给电网稳定运行带来安全隐患。500 k V集前甲线为单线运行, 一旦出现线路跳闸故障, 建前环网内的电压将大幅降低。为防止出现电压崩溃事故, 尤其是在部分220 k V线路检修停电情况下, 500 k V线路或主变跳闸后, 需要采取大量切除建三江变、富锦变负荷或解列个别220 k V变电所应对措施。
补强方案:对单主变运行的变电站, 加快安装2号主变进程, 考虑进行500 k V集贤-前进第二回线路的建设。
2.1.2 伊鹤地区电网电源建设超前电网建设
伊春热电厂1号、2号机组投运后, 伊春地区的装机容量达到700 MW。伊春地区伊春变、白林变和鹤岗地区的金山变形成一个三角形网架结构, 其中只有金伊甲线是线路型号为LJG-400的单回输电线路, 当伊春热电满发, 白林甲乙线发生同塔双回跨线故障时, 会导致金伊甲线过载。
鹤岗地区220 k V长安变输变电工程投产后, 佳B厂入网点发生改变, 经长安变与鹤岗地区存在电气联系, 群升甲乙线为同塔双回线路, 当出现跨线故障时, 苏家店风电、宝山风电及佳B厂的出力全都经鹤安线向鹤岗地区送出, 导致鹤岗地区的潮流会由鹤南变向鹤岗A厂输送, 鹤木甲乙线上的潮流会激增。在这种情况下如果佳B厂、苏家店风电、宝山风电出力之和大于490 MW, 鹤安线就过载。
补强方案:在500 k V鹤岗-群林线路投运之前, 根据地区负荷情况, 合理制定伊春热电厂的开机方式。进行伊春变-金山变第二回线路的建设, 使伊春地区至鹤岗地区的外送通道更加完善、网架更加坚强。
长安变输变电工程投产后, 考虑到佳B厂、苏家店风场、宝山风场的并网地点发生变化, 建议重新制定佳B厂、苏家店风场、宝山风场安控装置策略。增加佳木斯地区220 k V落点, 以形成220 k V东升-长安-群林环网结构, 分担鹤安线上的潮流, 增强地区内负荷互带能力。
2.1.3 500 k V鹤岗变投产运行分析
当500 k V鹤岗B厂-鹤岗变线路或鹤岗变故障时, 500 k V鹤岗变将失去联络变作用。当鹤群线故障时, 鹤岗B厂的出力主要通过鹤岗变送出, 伊春地区的电力盈余主要通过鹤安线向佳木斯地区送出, 安升甲乙线、群升甲乙线上的潮流将显著增大。当鹤群线故障时, 鹤岗B厂的出力将全经500 k V鹤岗B厂-鹤岗变线向鹤岗地区送出, 导致鹤岗A厂-红丰开关站双回线、群升甲乙线、安升甲乙线上的潮流都将显著增大。双回线中一回故障时, 另外一回将重载或过载。
补强方案:加快500 k V鹤岗变-群林变线路的建设, 增强网架结构。
2.1.4 500 k V鸡西变投产运行分析
500 k V鸡西-林海线路作为鸡牡地区唯一的一条500 k V联络线, 当线路检修时, 滴古线上的潮流将增大, 需要鸡西二热、鸡西厂、牡二A厂和牡二B厂的开机方式相互配合, 以防止滴古线过载。
鸡西地区500 k V鸡西变与附近220 k V变电站实现双回线路连接, 新建两回220 k V滴道变-城子河变输电线路, 提高了鸡西地区电力输送能力。但是鸡西地区电网仍较薄弱, 网内电源送出线路及七台河地区的联络线鸡勃线导线线径较细, 送、受电能力均不足, 在鸡西地区发电与负荷比例偏差较大时, 易过载。
补强方案:加强鸡西、七台河地区220 k V联络线的建设, 建设七台河-城子河第二回输电线路, 分散联络线上的潮流压力。
2.2 中部电网中期补强方案
2.2.1 500 k V兴福变单主变运行问题
500 k V变电站作为黑龙江省电网的主网架结构, 对电网潮流及电压都会产生极大影响。目前中部电网中500 k V兴福变为单主变运行, 兴福变下网电力最多可达到600 MW, 当主变发生故障时, 会导致三康甲乙线、康立甲乙线、兴立甲乙线过载, 绥海线被迫解环。同时三康甲乙线、康立甲乙线、兴立甲乙线之一检修时, 兴福主变也不满足检修方式下N-1运行原则。
康立乙线、兴立乙线有较短一部分线路型号为LJG-240, 导致双回线路潮流分布不均, 康立甲线、兴立甲线故障后, 线路易过载。建议对线路承载能力低的部分线路进行更换, 加快500 k V兴福变2号主变的建设。
2.2.2 哈尔滨地区短路电流超标
哈平南电厂两台350 MW机组投产后, 使哈南变220 k V系统出现短路电流超标问题, 2014年最大短路电流预计能达到52.3 k A。目前采取哈南变220 k V母线分裂运行的方式来降低短路电流, 但在这种运行方式下, 电网检修时机组开机方式限制更加严格, 哈尔滨地区机组运行灵活性下降。同时为防止个别检修方式下500 k V主变跳闸后, 地区潮流大规模转移引起220 k V联络线过载, 需要配置过载切机的安控装置。哈尔滨地区2014年—2016年短路电流如表1所示。
补强方案:永源2号变投产后, 开展哈尔滨地区分区供电方案的研究, 合理实现分区供电, 降低系统短路电流和网络损耗。
2.2.3 哈尔滨电网220 k V主变单线运行问题
利民变出线三利甲线、松立线均为单回线路, 当其中一回检修, 另一回故障时, 将导致利民变全停。肇东变、丰乐变、双城变也存在同样的问题。而肇东、双城作为县级市, 在地理位置上和经济效益上都起着重要的作用, 变电站全停会给该地区造成巨大的影响和损失。
补强方案:对哈尔滨地区单线、单主变的线路和变电所进行改造, 加强网架结构;对负荷较大的变电所主变进行增容或做好紧急情况负荷转移措施, 提高电网供电可靠性。
2.3 西部电网中期补强方案
2.3.1 大庆南部地区双回线路N-1过载问题
大庆南部地区火红开关站-火炬双回线、火中乙线部分线路型号为LGJ-400, 锋繁甲线、让繁甲线部分线路型号为LGJ-240导线, 导线截面较小, 当双回线中乙线路跳闸时, 甲线严重过载。
2.3.2 部分区域间联络线有待加强
西部电网和北部电网的联络线冯拉甲线、冯富线和富拉线构成一个单回线三角形网架结构, 这3条线路均为LGJ-400型号的线路, 当其中一回故障时, 会导致潮流与其相关联的另外一回线路重载或过载。
补强方案:根据电网实际运行情况, 对薄弱线路进行线路改造, 或考虑增加第二回输电线路的建设, 加强220 k V区域间联络线的建设。
2.4 北部电网中期补强方案
2.4.1 加格达奇热电厂投产后带来的问题
由于北部大环网结构的影响, 克山变、北安变的负荷主要都需经过拉克线带送, 加格达奇热电投产后, 由西部电网向北部电网送出的潮流大部分将通过拉克线送出, 使拉克线上潮流增大, 当黑锦线、孙锦线故障时, 会导致线路过载。
2.4.2 环网中存在N-1后部分变电所电压偏低问题
北部电网加格达奇热电厂、多宝山-黑换流站线路投运后, 黑河、大兴安岭长距离环网供电能力弱、网内电压水平偏低, N-1时电压降低较大的问题得到缓解。但是, 依然存在500 k V兴黑线、黑河换流站主变跳闸后黑河地区部分变电所电压水平大幅降低的问题。
补强方案:对黑河地区部分枢纽变电站, 如锦江变、孙吴变投建无功补偿装置, 保证兴黑线故障后黑河地区电压稳定水平。
3 结语
根据规划中新设备投产情况, 对电网进行未来2~3 a的滚动计算, 提前发现电网薄弱环节并提出电网中期补强方案, 对指导新设备投产具有重要的意义。同时也为黑龙江省电网规划、建设、生产、运行等工作提供了有价值的数据支撑及决策依据。
参考文献
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电网计划 篇11
关键词：电网规划 安全运行 质量管理
随着经济的发展，科学技术的进步，我国工业化、城市化进程逐渐加快，无论是输送距离、输送容量，还是供电覆盖面积，我国的超高压以及高压输电线路都呈现出扩大的趋势。在我国，受地理位置、能源分布的影响和制约，在一定程度上造成新老输电线路自成体系，相互交错，同时运行。目前，供电网络纵横交错的现象在城市周边、新老工业区等普遍存在，进而浪费了土地资源和空间资源，同时加重了高电压对大气的污染，导致城市的发展和人民群众的日常生活受到严重的影响。本文从电力输送、规划布局、运行管理等角度进行分析和阐述，并且提出相应的政策建议，为电网的安全运行提供参考依据。
1 合理规划电网
1.1 输电线路的容量和布局 在确定地区负荷中心变电站的过程中，需要结合该地区的实际情况，同时对该地区的预期负荷及负荷特点等进行综合考虑，进而在一定程度确定是改造原有的供电线路，还是对其进行淘汰。在该地区，借助负荷中心变向供电，根据地区的实际情况，可以适当增加负荷中心变电站的数量，对于中心变电站，既可以独立运行，又能够实现环网运行，进而在一定程度上对电网供电的可靠性进行强化。在现实阶段，输电线路的容量和布局与地区的实际用电需求相比，存在明显滞后的现象，地区城市化、工业化的进程受电力供给滞后的严重影响和制约，进而急剧增加了该地区的供电负荷，并且随着该地区城市化、工业化的快速发展，导致供电工程被迫改造或新建增容，进而引发电力工程刚刚投入运营，就要实施改造升级或扩建，如果改扩建后，依然难以满足该地区的负荷需求，在这种情况下，就要重新建设新的供电设施，增加了供电系统的复杂性，最重要的是浪费了社会资源，并且污染了环境。
1.2 电力系统安全稳定性的前提条件 电力规划作为一项复杂的工程，其特点主要表现为：面积广、规模庞大、负荷需求不确定，并且涉及多个部门等。在开展电力规划工作的过程中，通常情况下，一方面需要大量的历史数据，另一方面需要深入分析电网，进而对社会的发展趋势进行全面的了解。随着电子技术的不断发展，在电力规划中，人的主导作用依然格外重要，这一点需要给予高度的关注。在对电力系统进行规划时，人的作用表现为：分析处理由非技术因素、不确定因素引发的各种问题，同时处理分析电网结构中存在的问题，并且在一定程度上解决电网计算的复杂性问题等。
与计划经济体制相比，在市场经济条件下组织开展电力规划工作，其工作难度会更大，同时对规划者提出更高的要求。对于规划工作者来说，为了做好本职工作，通常情况下，需要对电力市场加强调查研究，对经济结构趋势进行深入的分析，同时对电力体制改革、电力市场开拓等进行不断的优化，收集不同行业的发展信息，为研究本地区用电量和负荷，提供参考依据，进而在一定程度上做到以市场需求为导向，以经济效益为中心，以优化资源配置为重点，制定科学合理的电力发展目标。
1.3 划分电网电压 随着经济的发展，科学技术的进步，超高压和特高压技术广泛应用于电网中，进而在一定程度上增加了用电负荷和配网范围，输送电力的主网络已经由原来110kV升高到330kV，甚至更高等级的电压。在整个的电力网络中，地区配电网络选择等级低于330kV的电压。通过对电压的范围进行不断的调整，建立110kV的配电网络，进一步提高配电网络的可靠性，并且在一定程度上能够增加电能容量，同时增加输送的半径。
2 电网运行的安全
在全国范围内，近年来时常发生大面积停电的事故，进而直接影响人民群众的生产、生活，影响电网安全运行的因素比较多，但是，归纳起来主要表现为：
2.1 从业人员素质有待进一步提升 在专业技术水平方面，部分电网运行人员不高，缺乏责任心，对于自身所从事的具体工作都搞不清楚，根本没有意识到工作的危险性，在现场工作的过程中，抱着侥幸心理，缺乏标准化意识，在自我保护方面比较薄弱，这些因素在不同程度上影响着电网的安全运行。
2.2 工程设计不完善 随着电网的不断发展，进一步增加了上下级电网运行配合的复杂程度。设计人员在现场经验比较缺乏，同时对细节缺乏必要的把握，进而在一定程度上埋下了电网的安全运行的隐患，电网的安全运行受到威胁。
2.3 继电保护设备 对于继电保护设备，由于部分微机保护厂家难以保证质量，导致继电保护设备缺乏抗干扰能力，并且硬件结构设计不合理，软件编程存在缺陷，长时间运行后，机电设备装置的元器件容易出现老化，进一步降低了故障自诊断能力，对于出现的故障不能及时进行报警，在保护误动或拒动方面存在安全隐患，进而在一定程度直接威胁到电力系统的安全运行。
2.4 施工及验收 在施工过程中，由于监督缺乏有效性，监管部门没有真正履行自己的职责，导致工程细节存在缺陷。作为确保设备质量的最后环节，交接验收和系统调试对于设备的安全运行起着重要的作用。近年来，随着科学技术的进步，电力工程的建设周期明显缩短，进而在一定程度上压缩了运行方交接验收的时间，经常出现交接验收管理不到位，验收的标准化程度降低等现象。设备投入运行后，设备的故障逐渐严重，直至引发事故。
2.5 生产运行管理和技术监督不到位 电网在运行过程中，由于管理手段比较落后，并且监管不到位。进行检查时，流于形式，走过场，对于安全隐患没有及时的发现。为了政绩和职位，基层主管普遍存在缓报、瞒报的现象。
按周期开展一般性预防性试验工作，在目前情况下，依然是多数运行单位技术监督的重点，对于特殊方式、重点设备以及重点时段等，缺少新技术、新设备开展针对性的检测试验。
3 提高电网安全稳定性的措施
①在安全、制度、技术等方面，对现有的作业人员进行定期的教育和培训，进而在一定程度上帮助其熟练掌握安全措施，同时明确安全职责，进一步提高防护能力和水平。通过脱岗培训的方式，对不能胜任岗位需求的技术人员进行强制性培训，直到其能够满足岗位需要为止。对于部分工作人员，通过强化其责任心，帮助其发现隐患，最终排除隐患，做到隐患不除决不放手。②建立和完善审图机制，对设计方提供的图纸进行审核。对于设计中存在的疑点、盲点等，根据工程设计的实际情况以及电网运行经验等可以有效地解决，进而在萌芽状态消除所有的安全隐患。③把好继电产品的质量关。根据保护规范的相关要求，确保保护配置的齐全性。在条件允许的情况下，进行双重化配置，进而在一定程度上避免一套保护因检修或退出运行弱化保护功能，进一步恶化故障危及系统的稳定性。④按照招标流程对施工单位进行把关，杜绝人情工程、裙带工程等，在施工过程中，实施全过程监理，按照设计要求进行施工。在施工过程中，如果设计不合理，需要组织各方进行协调，避免出现遗留隐患，进而发生返工等现象。如果条件允许，在施工过程中可以派运行人员进行全过程跟踪。⑤提高标准化程度、注重精细化管理，在电网运行过程中，推广实施现场作业流程指导书，为每项操作、维护等设置相应的标准化指标，制定标准，进而使现场作业逐渐转向科学化、精细化、制度化。
根据实际情况，电力企业需要制定不同的措施，组织开展安全管理工作。当前，系统思维方式和安全生产软管理方式融入到电力企业的安全管理中，借助科技的手段，为电网安全运行奠定基础、提供保证，防止发生大面积停电事故。
综上所述，对于电网来说，无论是前期规划，还是后期的安全运行，其最终目的是为经济发展提供服务，确保人民生产生活的顺利进行。事實证明，只要科学规划，合理布局，就能实现电网的安全运行，同时能够取得良好的经济效益。
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电网计划 篇12
电网发、输、变电设备检修计划编排是调度机构日常重要工作之一,对电力系统的安全、经济、可靠运行有着直接的影响。检修计划从时间跨度上可分为年计划、月计划、周计划和日计划等,都是由下级调度单位按照检修规程规定的检修周期和项目上报申请,电网调度机构汇总统一编制检修计划,并经过审核审批流程后发布。然而,近年来随着电网的快速发展,电网结构日益复杂、设备不断增多,同时主网与各地区电网交错互联,任何一个设备停电检修都会对其他设备造成影响,这都给检修计划编制工作带来困难。对于年计划和月计划的编排大都依据检修优化模型[1,2,3,4,5]确定初始检修方案,对于周计划和日计划是以电网安全稳定运行为基础,然后再结合人工经验调整形成最终发布的检修计划。但是,面对规模庞大、结构复杂的省级电网,光靠方式计划人员的经验已经远远不够,缺乏高效的、直观的技术手段展现复杂的电网结构和大量的检修计划信息,不能为电网调度人员对检修计划安排合理性判断提供智能辅助决策支持。
本文从降低在制定电网检修计划上的复杂度和减少检修中错误率的角度出发,运用Flash、Ajax等可视化技术,设计开发了省级电网检修计划编制可视化智能辅助决策系统。该系统采用统一设备库绘制电网结构简图和检修网络模型,与已建检修计划申报系统、检修优化系统、一体化检修票管理系统等无缝连接,形成时间轴上不同时段的检修网络图,并建立相应的检修知识库,为电网方式计划人员确认检修计划合理性提供可视化、智能化辅助决策手段。
1 系统总体结构
1.1 总体结构
系统采用可视化技术绘制检修网络图,以知识库和检修策略为手段提供省级电网检修计划编排智能辅助决策功能,主要包括:实时动态跟踪及分析、月检修计划、周检修计划和日检修计划等功能模块。系统总体结构见图1所示。
1.2 与已有系统关系
省级电网检修计划编排可视化智能辅助决策系统与电网已建其他系统的交互关系如图2所示。
本系统以电网统一的设备数据库、建立的检修图形数据库和知识数据库为基础,与检修申报系统(MAS)、检修优化系统(MOS)和一体化检修票管理系统(IMTMS)之间进行数据交互。其中MAS负责全网所有电厂和各地调申报年、月、周度设备检修计划工作,并将编制完成的检修计划对外发布;MOS负责依据检修申请计划考虑不同目标及约束条件优化形成初始检修方案,返回给本系统;而IMTMS则负责检修实际操作流程,将申请检修票提交给本系统分析,形成保障电网安全、切实可行的检修票。
2 可视化检修网络模型构建
可视化主要的优点在于它将数字信息直观地作用于人的视觉系统,使技术人员能迅速地从采集的数据或复杂的数字计算结果中获得信息,而省去了繁杂的数据分析工作,减轻了人员的工作量和思维负载,又使人能够把精力集中在问题的本质上而不是耗费在了解问题的现象上[6]。
2.1 图形元件定义
绘制和编辑不同类型的电力图形元件是检修网络模型最基础、也是最重要的功能。电力系统的图形元件都是由点、线、矩形、圆、文字等几种基本图形组成的,利用这些基本图形可以“组装”任何一种电力系统。采用以下几种方式来表示图形元件及其检修状态:
1)形状和颜色。根据形状的不同来区分不同类型的图形元件,采用矩形表示电站,红色代表火电站,蓝色代表水电站;采用双同心圆表示变电站;采用圆形加双斜线表示开关站;采用直线表示线路,蓝色代表500 kV线路,红色代表220 kV线路,黑色代表110 kV线路。
2)大小。根据元件大小来区分同一类型不同电压等级的图形元件,分别以大、中、小号表示500kV、220 kV、110 kV变电站和开关站。
3)动画。运用图形闪烁或渐变来表示当前设备元件的检修状态,如当500 kV线路处于检修状态时相应图形元件将以蓝黄交替闪烁;当变电站处于检修状态时则以由大到小、由浅入深渐变闪烁,从而给工作人员很醒目的提示作用。
各种图形元件都具有自己的属性和数据,如:名称、坐标等,在检修图形绘制的过程中,首先创建所需图形元件对象并赋值,然后根据元件坐标信息确定元件位置,最终产生实时检修网络拓扑图。
2.2 无向图描述网络拓扑结构
建立实用网络模型,实现图模一体化,是网络拓扑分析功能的关键。图是一种较线性表和树更为复杂的数据结构,被广泛应用于电力系统[7,8,9]。电网拓扑结构中包含大量的电源点、变电所和开关站,它们通过不同等级的电压线关联,组成一个巨大的网络,适合应用图进行描述,用节点表示各元件,边表示元件之间的连接线。则网络拓扑可描述为
其中:节点集合T是包括发电机、主变、开关、断路器等其他设备在内的非空集;边集合L表示设备之间的连接线路。图3(a)表示一个电源、多个变电站和数条线路组成的网络结构,根据各种设备和线路之间的关联关系,可以抽象为如图3(b)所示的无向图。
2.3 时间维度模型建立
借助于时间维度,描述模型的生命周期,并依靠模型时间维度表述过去、现在和未来的模型[10]。具体而言,对每个设备对象增加设备状态、投运时间和退役时间等描述信息以及网络拓扑结构关系。采用时间轴的模型机制,实现不同时间维度的电网检修网络模型,包括月检修模型、周检修模型和日检修模型,并在此基础上对模型的过去、现在和未来进行管理。
以月检修网络模型为例,假设某月第a天计划投产设备i,第b天计划退役设备j,这样1~a-1天检修网络模型相同,a~b-1天检修网络模型相同,b~30天检修网络模型相同,示意图如图4所示。
3 检修计划编制中的智能化管理
3.1 检修知识库
电网检修知识库融入了各种电气设备和线路的检修规则。在为编制检修计划提供辅助分析时,需要根据这些规则对检修基础数据进行关联性分析。随着标准、规程及导则中有关内容的变化,以及调度机构技术人员运行经验不断积累和增加,知识库要随时扩充、修改、更新,增强系统的诊断、辅助决策能力。按对检修时间的处理方式,相关公式可以描述如下[11,12]:
互斥检修约束:xj>xi+di++
同时检修约束:xj=xi
顺序检修约束:xj=xi+di++
不可变更的检修约束:xi=FTi
检修开始时间约束:xi∈Xi⊆{1,2,…,T
式中:xi和xj分别为第i个和第j个设备的开始检修时间;di为第i个设备检修持续的天数。FTi表示第i个设备不可变更的开始检修时间。Xi为第i个设备允许开始检修时间集合。T为检修时段总数;uit为第t时段第i个设备的状况,取0时,表示设备正常运行,取1时,表示设备停机检修。
3.2 检修计划合理性辨别
电网检修网络模型不仅可以将检修计划信息进行可视化动态显示,同时也可以通过检修知识库对检修计划进行合理性辨别,采用BFS算法遍历检修网络模型,检测出可能存在的不合理的检修计划安排。具体步骤如下:
1)获取检修网络模型结构R和检修知识库集合N,定义遍历节点队列Q,检修冲突集合L。
2)从R中选定起始节点r,存入队列Q。
3)从队列Q中取出第一节点q,然后获取q的所有邻接点,并依次存入队列Q中。
4)判断节点q在当前时间点上是否处于检修状态,若为否则说明节点q在当前时间点上没有检修安排,不可能与其他设备检修存在不合理的情况,直接跳转到6)执行;若为是则说明节点q在当前时间点有检修计划安排,有可能存在于其他设备冲突的情况,执行下一步操作。
5)从N中找出与节点q关联的其他设备,依次判断各关联设备在当前时间点上是否有检修计划,并检测是否存在冲突,若存在则将节点q记录到集合L中。
6)判断队列Q是否为空,若不为空,则直接跳转到3)执行;若为空,则进行下一步操作。
7)判断集合L是否为空,若为空则说明检修计划安排合理;若不为空则需检查设备检修计划冲突的原因,并依次给出调整建议。
8)搜索完成,退出程序。
3.3 动态可视化交互分析
电网检修计划是根据设备运行状况、存在缺陷以及用户用电需求,凭借经验对需要检修设备的停电时间做出预先安排[13]。由于电网运行方式的多变性,仅依靠经验编制的检修计划很难完全避免错误的产生。
因此,系统在设计研发时,就将人无可比拟的逻辑对比分析能力和计算机比人快千倍万倍的处理速度有机地结合起来,可以从多维度检修网络模型中发掘其变化的趋势以及深层次的原因,将人的作用加入到这个闭环控制系统中。通过本系统,方式人员可以对上报检修计划或编制检修计划进行预显示,分析检修计划的合理性,并及时做出调整。
以日计划检修为例,系统将以15 min为一个间隔提取全网设备检修网络模型数据,刷新电网检修拓扑图,将当前时刻全网检修情况动态地呈现出来,同时工作人员还可以对即将进行的检修安排进行可视化查看。当发现有检修安排不合理或出现错误时,可对检修计划进行临时调整,也可以通过添加临时检修计划来调整。当电网运行过程中出现紧急情况或是比较严重的故障时,调度人员可以通过该系统直接添加紧急故障检修计划,从而维护全网的稳定性。交互示意图如图5所示。
4 检修计划编制流程
检修计划编制包括申报、优化、调整、发布四个阶段,本文所提智能可视化分析方法及设计开发系统主要用于调整阶段,流程如图6所示。
下级调度机构申报年度、月度、周度设备检修计划,汇总形成初始的检修方案提交给检修优化系统,将优化结果转至可视化辅助决策系统。方式人员通过检修网络模型和智能可视化分析判断检修方案合理性,并进行相应修改形成最终发布的检修计划,同时发布的年度和月度检修计划自动分到月和周,形成初始月度检修计划和周度检修计划。
5 应用实例
本文介绍的设备检修可视化辅助决策系统是云南电网调度计划生成系统的重要组成部分,是电网检修计划安排使用最为频繁的模块之一,主要用于电网月、周、日计划检修滚动安排,合理优化检修计划方案及辅助检修计划实施。
目前云南电网纳入系统管理的水电站86座,火电站10座,500 kV及220 kV线路分别为48条和248条,分属多个下级调度单位管理,检修计划安排极其困难。目前检修计划通过下级管理部门申请,省级调度机构统一调整、审批并发布执行。
5.1 检修网络模型管理
图7为月检修网络模型管理页面,选择日期可以查看任意一天的网络模型,通过增加、修改、删除等按钮可以对当天及以后的模型进行管理。
5.2 智能可视化交互分析
下面以云南电网2011年4月份检修计划为例,连接漫湾电厂和500 kV草铺变电站的漫昆I回线和漫昆II回线在检修知识库中被定义为不能同时停电的设备。表1列出了由昆明供电局和漫湾电厂申报的检修计划,从表中数据可以看出,漫昆I回线和漫昆II回线在2011-04-10日均处于停电检修状态,违背了检修知识库中的检修策略;同时,与漫湾电厂相关联的输电线路均在同一天停电检修,这样漫湾电厂就成了孤岛,不符合实际运行要求。因此需将各条线路检修时间错开。
对于上述情况,系统提供了图形化动态展示的功能,如图8所示,用双红线将两条线路隔开,同时不停闪烁以提醒方式人员,使其能从大量检修信息中快速地获取检修计划可能存在的不合理的地方,并加以分析处理。
系统不仅提供了动态可视化分析,还具有智能处理的功能,对检修计划存在不合理的地方,根据检修知识库中的检修策略进行调整。表2列出了上述情况调整的结果,将昆明供电局申报的漫昆II回线的停电检修时间往后顺延一天,调整到2011-04-11,避免出现与漫昆I回线同时停电的情况;将漫湾电厂申报的漫新I回线调整到2011-4-18开始,避免漫湾电厂形成孤岛。
如图9所示,方式人员也可直接调整检修计划,调整结果会快速反应到检修网络当中,以便分析调整计划是否符合要求。
6 结语
本文在分析电网拓扑结构和多时空任务的基础上,设计并实现了省级电网检修计划编制的可视化智能辅助决策系统。该系统建立了基于时间轴的检修网络模型,实现了检修过程的动态可视化展示,并结合人工经验构建了检修知识库,对可能存在的不合理检修安排进行自动提示和调整,为方式人员在编制检修计划过程中提供智能化、可视化的服务,极大地方便了检修计划的制定和提高了计划编制的合理性和可执行性。