控制措施

本项目在输电线路杆塔日常运维阶段实施杆塔边坡隐患排查预警机制，采用“天+空+地”的手段对输电线路重点塔位和区段开展运维检查，及时发现存在的隐患。采用异常杆塔边坡稳定性评估模型，从输电线路五个方面明确开展输电线路边坡稳定性评估，基于数据，科学化开展边坡稳定性多维度评估。构建边坡隐患应急抢险机制，明确输电线路杆塔边坡抢险工作的抢险目标、原则、核心，确定八个险情初期指引、三个方面抢修边界指引、十个方面运转机制指引。运行边坡隐患常规治理机制，明确输电线路杆塔边坡隐患治理工作的管控目标、核心，梳理杆塔边坡的主要风险，按照短中长控制措施进行杆塔边坡隐患治理消除。

在我国的能源构成中煤炭一直为主要能源之一，尽管清洁能源在快速发展，在能源结构中的占比增大，但由于我国丰富的煤炭储量和相对较低的开采成本，煤炭消费在未来发展中仍将长期占据主导地位，而接近一半的煤炭消费用于火力燃煤发电。新疆作为煤炭储量大省，在“西电东送”中处于输出端的重要地位。特别是准东地区目前是新疆最大的煤电基地。 由于新疆煤大部分为变质程度较低的烟煤，特别是准东煤具有高钠、高钙、高铁等强粘污性。煤中碱金属元素尤其是钠元素与受热面的积灰结渣、沉积腐蚀密切相关，极易造成锅炉过热器部位的沾污、结渣，严重影响着锅炉的安全运行甚至停炉，从而造成极大的经济损失。2006年11月在准东煤初次供应电厂使用时，由于煤中钠含量骑高，曾造成苇湖梁电厂2台锅炉（共2台）、玛纳斯电厂6台锅炉（共6台）严重结渣停炉。由于当时苇湖梁电厂承担乌鲁木齐冬季供热，致使大面积停暖，造成丁极其恶劣的社会影响，引起了中央电视台、国务院总理的关注。因此煤中碱金属元素的含量与电力安全生产息息相关，准确测定煤中钾、钠元素的含量，丁解煤质特性指标，采取有效的预防控制措施，对保证锅炉的安全正常运行具有重大意义。 目前在国家标准和行业标准体系中尚无直接测定煤中钾、钠元素的方法，煤中钾、钠元素的含量均通过测定煤灰中钾、钠含量推算而得，由于煤样在高温制灰过程中钠元素的挥发，导致测量结果偏低，无法得到准确结果。国家能源局在2014年的标准制定计划中决定制定新的电力行业标准“煤中钾、钠测定方法”，以建立测定标准方法。我院作为标准制定单位之一，承担标准中方法二“酸溶-原于吸收法”的研究。

通过对1000kV 变电站主要噪声源的分析，提出从噪声源、传播途径、拆迁或改变声敏感建筑的使用功能以及采取额外特殊的降噪控制措施，确保噪声控制范围外的环境达到控制的要求。

输电线路电磁环境是社会公众高度关注的问题，经常发生邻近居民阻止项目建设、投诉电磁环境伤害的纠纷事件。电磁环境已经成为电网建设及运营、电力供应的重大外部制约因素。电晕放电和电磁环境控制措施是在输电线路设计与建设阶段实施的，然而，输电线路投运后导线表面持续积污，表面状态粗糙度持续改变，引发电晕特性持续改变，电晕放电恶化，电磁环境劣化甚至超标，但目前不掌握定量性的变化规律，亟待解决；电磁环境预测是线路设计中极为重要的关键环节，目前工程上通用的平面镜像法缺乏对复杂状况的预测能力，需要补充提高；电磁环境纠纷往往起源于对电磁环境的过度忧虑，消除疑虑的人体电磁感应评估技术有待发展提高。 针对上述技术需求开展攻关，本项目提出了电网长期运行实际导线表面状态的定量测试方法，建立了长期运行导线表面特征图谱库，取得了以往未知的长期运行导线表面状态的变化规律和量化数据，发现了导线表面粗糙度随运行年限和污区等级变化的规律，提出了表面粗糙度 Ra 计算公式。实现了对运行中导线表面状态的量化评估，为电晕放电控制提供科学依据和指导。发现了长期运行输电导线电晕特性、电磁环境的变化规律及量化数据，提出了导线粗糙系数定量计算方法，指导输电线路设计实现电晕放电和电磁环境精准控制，避免长期运行后电晕放电恶化，确保输电线路全运行寿命期内电磁环境始终达标。建立了复杂地面情况下的输电线路工频电场模型，对斜坡地面首次采用几何变换处理方法，对一般复杂地面采用表面电荷模拟，实现了复杂情况下工频电场强度的预测评估，计算简化，效率提高，提高了复杂状况电磁环境预测能力。结合有限元法和模拟电荷法的各自优势，提出并建立了基于有限元法和模拟电荷法及表面电荷法的工频电场混合模型。建立了工频电磁场人体电磁感应模型，实现了人体电磁场分布计算，实现了人体电磁感应评估，提高了计算效率。 项目获授权发明专利 3 项，实用新型专利 1 项，软件著作权 2 项。发表论文 17 篇，SCI/EI收录 10 篇。项目成果自2015 年 1 月开始应用，目前已经在 170 条 110kV-500kV 输电线路设计中应用，在数百个环保技术服务、环评和安全卫生评价等项目中应用，效果良好。项目成果使输电线路全运行寿命期内电磁环境达标，避免超标影响电网建设运营、电力供应和人体健康，同时防止过度控制造成建设成本浪费，具有重大环境效益、经济效益和社会效益。具有很大的推广应用前景。项目通过科技成果鉴定，整体达到国际先进水平。

随着新能源占比的提升，系统惯性降低、调频资源减少，系统频率稳定问题严峻。因此在新型电力系统运行方式多变的背景下，如何快速精准评估大功率扰动下系统频率安全指标显得尤为重要。其中频率最低值指标由于与多种参数存在高度非线性且无法显式表达的量化关系而难以实现快速准确预测，是频率稳定安全指标评估的研究重点。然而，目前频率最低值快速预测方法难以考虑调频备用的影响。为此，基于系统频差曲线抛物线近似的假设，对平均系统频率(average system frequency, ASF)模型进行开环解耦，进一步得出系统频率最低值时间与调速器输出功率之间的量化关系，最终实现考虑调频备用容量的频率最低值快速预测方法。该方法在小系统和ACTIVSg2000算例上的预测精度分别为99.28%和97.71%，算例结果证明了算法的有效性。该方法对频率安全约束下机组组合、频率稳定控制措施的有效性评估以及频率稳定约束下系统新能源运行承载能力评估等问题具有重要意义。

本项目研究工作，紧紧围绕已建电站大坝开展白蚁预防这个中心问题，通过蚁情调查，分析大坝潜在的风险，针对白蚁危害，研究筛选适宜的防治技术；将引诱措施、灭杀措施和控制措施科学组合，因地制宜运用，从而达到消除白蚁隐患，确保大坝安全的目的。

项目聚焦特高压直流故障快速恢复、供电能力优化以及调控系统处理能力提升，坚持理论研究、技术创新与工程应用相结合，致力于突破：降低大功率缺失停电风险的特高压故障恢复决策与控制技术、挖掘供电潜力的分区负荷优化和输电线路动态增容技术，提升系统支撑能力的实时数据并行处理和模型中心技术（图 1）。研究中面临 4 大技术难题：① ① 特高压直流故障恢复。大功率失去后频率跌落、断面过载问题相互交织，控制措施存在冲突、受控对象面广量多、控制时间紧迫，多目标策略协调和快速精准控制极其复杂； ② 供电潜力挖掘。高负荷下供电能力接近饱和，分区间负荷供电路径动态优化存在“组合爆炸”、线路输送容量提升受限于温度、风速以及电网安全等多种约束，在线挖掘难度很大。 ③ 大规模实时数据处理。高负荷、大规模电网运行分析需要更详细的电网模型，实时采集信息量是传统建模方式的十几倍，现有实时数据处理技术已不能满足电网实时监控要求，大规模并行处理对象建模与任务分解协同难度极大。 ④ 省地协同共享。特高压直流故障处置需省地之间协同运作，运行优化需站在全局角度统筹，对电网模型和实时数据的高效共享提出了更高的要求，目前尚缺乏区域间模型实时同步与广域协同共享技术手段，兼顾低耦合度、高灵活性和高可靠性难度很大。

本成果属于合建式变电站振动控制技术领域。 随着中国城市化进程的发展，在深圳、广州等大中型城市，有限的土地资源供给，推动了变电站特殊布置形式的产生--合建式变电站。本成果针对三种合建式变电站-合建式变电站（无其它振源影响）、合建式变电站（位于地铁隧道上方）、合建式变电站（位于地铁车站上方）所面临的振动问题及振源特性、结构动力反应进行分析，并提出振动控制措施， 深圳110kV投控变电站，变电站完全嵌入在民用建筑投影正下方，变电站与所合建建筑为一整体建筑。该站于2016年投产，目前运行状况良好，所合建民用建筑不受设备振动影响。深圳220kV桂湾三变电站（位于地铁隧道上方）为220kV/20kV变电站，变电站与地铁区间结构脱开，地铁隧道从变电站正下方穿过。以深圳110kV投控站为例，变电站上盖物业新增约2万平米，新增经济效益约12亿元。合建式变电站最为密集的深圳市前海片区预计可节省约4.5万平方米的土地。合建式变电站（无其它振源影响）、合建式变电站（位于地铁隧道上方）、合建式变电站（位于地铁车站上方）主变及无功补偿均采用无油化设备，其带来新的市场需求。

本项目针对多直流馈入山东电网短路电流控制系统进行研究与应用，提出了适用于多直流馈入受端电网的短路电流限制措施优化方法，研发了山东电网短路电流控制措施决策系统。通过本项目的应用，在2016年已经完成了500千伏川淄线和淄滨线短接工程；建议在2017年实施500千伏陵滨线和滨油一线短接工程、500千伏济韶线和龙济I线短接工程、500千伏益川线和昌乐益都线路短接工程，控制特高压多直流馈入山东电网后500千伏系统短路电流超标问题。项目成果有利于提高山东电网供电可靠性、安全性和经济性，提高山东电网抵御严重故障的能力，避免停电给用户带来的损失，减少其它行业因停电而产生的安全事故，提高用户对电力企业的信赖度，能够产生显著的社会效益。

该项目属于电力系统及其自动化学科。按照国家战略，华东电网（覆盖上海、江苏、浙江、安徽和福建省）大规模消纳长江上游水电，网内火力发电机组大量停备，对电网安全稳定运行带来了很多隐患。华东电网作为特大型区域受端电网，若大的受电通道失去，频率稳定将受到重大冲击，电网被道切除大量负荷，电网将发生大面积停电。根据国际大电网会议（CIGRE）权威报告数据，21世纪发生的13次负荷损失超过300万千瓦的大停电事故，影响人口超过10亿，经济损失超过1000亿美元。 为最大程度消纳区外清洁能源，华东电网成为国际上首个因区外大受电通道失去就可能发生频率稳定问题的区域电网，国内外无现成运行控制措施和经验可借鉴。华东电网大面积停电风险防控问题垂待解决，而省级电网本身用于频率稳定控制的资源和手段有限，自身无法彻底解决电网频率崩溃引起的大面积停电风险问题，需要华东整个区域电网同舟共济，协同作战，综合全网各种频率控制资源和手段。项目团队历时10年，建立了特大型电网时间、空间、风险多维度频率稳定防控体系。在技术上，提出了省级电网间直流大功率缺额时的备用共享机制，提出了针对直流大功率闭锁的电网频率防控预警算法和安全校核技术，提出了源网荷（电源-电网-负荷）控制资源的策略、时序、轮次协调原则；在应用上，研制出世界首套频率稳定多级（毫秒级-秒级-分钟级）智能防控系统，并成功应用于华东电网，频率的毫秒级紧急控制能力已经达到约1500万千瓦，可以确保在受电通道（两条直流同时）失去时，华东电网不会发生停电事故，真正为华东电网的安全稳定运行保驾护航。