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报奖公示-大型火电机组频发次同步振荡机理与抑制关键技术研究及应用

发表时间:2016-03-31 发布者:电气学院 浏览次数:2928

 

推荐北京市科学技术奖候选项目公示

 

我单位推荐下列项目申报2016年度北京市科学技术奖,特进行公示。公示期:2016331日至 201647日,公示期内如对公示内容有异议,请您向华中科技大学电气学院科研科反映。

联系电话: 027-87540946

 

附:公示内容(需包括如下方面)

项目名称:大型火电机组频发次同步振荡机理与抑制关键技术研究及应用

候选单位(含排序):华北电力大学,北京国华电力有限责任公司,内蒙古国华呼伦贝尔发电有限公司,华中科技大学,荣信电力电子股份有限公司,陕西电力科学研究院,神华国华(北京)电力研究院有限公司,中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司,上海交通大学

候选人(含排序):肖湘宁,宋畅,程时杰,卓华,陈寅彪,黄立,孙海顺,张剑,薛成勇,武云生,杨文超,张海涛,鲁录义,王绍德,姜建国

项目简介(600—1000字,与申报推荐书“项目简介”一致):

    内蒙古呼伦贝尔地区是我国东北电网的大型火电基地,该基地10600MW机组分别通过伊穆±500kV3000MW高压直流输电线路和伊冯500kV交流串联补偿线路送往黑龙江和辽宁。伊穆直流投运以来,在多个电厂出现了火电机组频发次同步振荡问题,其中神华内蒙古国华呼伦贝尔发电有限公司(以下简称呼贝电厂)#1#2机组较为严重,每天机组轴系扭振TSR保护装置启动上百次,最高达900余次,产生了严重的轴系疲劳累计,大幅缩短机组轴系的服役年限。由于电厂距离直流系统的整流侧较远,已经安装的直流输电系统附加阻尼控制无法有效和彻底的解决该问题,而在部分电厂中已经装设的附加励磁阻尼控制装置也并未100%消除TSR的报警值,因此彻底有效解决频发次同步振荡问题成为我国电力行业面临的前沿性科技难题。

    本项目以国华呼贝电厂2台机组作为研究对象,针对复杂交直流混联系统中直流输电(HVDC)功率快速调节引起的大型火电机组频发次同步振荡和由此造成的轴系扭振疲劳损伤问题,取得系列成果如下:(1)提出了次同步振荡阻尼特性与扭振响应综合分析方法,分析了阻尼对次同步振荡作用路径中相关参量的敏感度,揭示了在系统弱阻尼条件下常态强制激励与系统的自由响应共同作用引起发电机组频繁出现次同步振荡的机理,奠定了动态抑制频发次同步振荡的理论基础;(2)提出了基于录波数据和全尺寸有限元分析的大型发电机组轴系扭振疲劳损伤评估方法,确定了发电机组轴系易损伤部位的判定准则,形成了主动抑制发电机轴系频繁扭振必要性的理论依据;(3)提出了轴系扭振激励技术与多模态频率在线测量方法,确保了SSO-DS的现场抑制精度和抑制效果;(4)提出了多模态双频互补电压调制和最优控制域的动态抑制策略,构建了复杂系统实时数字-多物理环节的高精度闭环实验平台,研制了2×20MVA电压源型次同步振荡动态抑制器,提供了切实可行的抑制发电机组频发次同步振荡的技术手段。

    项目研究成果成功应用于国华呼伦贝尔电厂,首次解决了复杂交直流混联系统中HVDC送端火电机组频发次同步振荡问题,将国华宝电次同步振荡幅值在常态运行条件下压制在0.04rad/s(小于报警设定值0.1rad/s)以下;在直流大负荷运行时,可压制在0.08rad/s(远低于损伤累积阈值0.193rad/s)以下;在故障大扰动下,可在2s以内将模态振荡幅值衰减到其峰值的10%。充分保证了国华宝电在呼贝系统大负荷运行和孤岛运行方式下电力安全送出和系统的稳定运行。