发电

• 基于改进线性自抗扰控制的热工系统非最小相位系统设计

  沈小兵;杨超杰;

  在热工系统中，具有右半平面零点的非最小相位系统广泛存在，其负向调节与输出跟踪速度之间的矛盾，使其在实际工程中的控制难度增大。为此，提出了一种适用于非最小相位系统的改进线性自抗扰控制（improved linear active disturbance rejection control,ILADRC）：首先，采用拆分拟合法，将非最小相位系统标称模型近似分解为最小相位和非最小相位两部分；然后，再设计前馈补偿器将前馈信号串联最小相位时滞部分，在反馈信号中加入非最小相位史密斯预估补偿器，实现非最小相位补偿，同时解决线性扩张状态观测器双侧信号不同步问题；再次，提出适用于ILADRC的定量化参数整定规则，简化参数调节；最后，以汽轮机进汽阀调节主蒸汽压力为控制对象，与比例积分微分（proportional integral derivative,PID）控制、线性自抗扰控制（linear active disturbance rejection control,LADRC）进行仿真对比。结果表明：在定值跟踪试验中，ILADRC相比于PID和LADRC的时间乘误差绝对值积分（integral time absolute error,ITAE）指标分别减少了35.46%和5.99%；在定值干扰试验中，ILADRC相比于PID和LADRC的ITAE指标分别减少了92.52%和43.95%，证明了ILADRC具有时域性能优势。在蒙特卡洛随机试验中，ILADRC的误差绝对值积分（integral absolute error,IAE）指标和系统负向调节幅值均优于PID和LADRE，证明了ILADRC的鲁棒性能优势。此外，ILADRC可利用DCS现有模块搭建，具有良好的工程应用价值。

  2025年04期 v.40;No.187 231-239页 [查看摘要][在线阅读][下载 1290K]
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• 1000 MW超超临界机组掺烧低灰熔点烟煤燃烧系统的改造应用

  石川;陈伟;冉燊铭;陈斌斌;杨章宁;缪淼;刘一;

  为提升火电机组掺烧低灰熔点烟煤能力，实现机组大比例掺烧低灰熔点烟煤的安全经济运行，对某电厂1 000 MW超超临界机组进行燃烧系统优化改造。通过调整燃烧器层间距、更换新型燃烧器、调整燃尽风调风器的风率和布置、新增多维贴壁风系统及结焦监控系统等手段，在燃用改造设计煤种时，在满负荷工况下实现了机组大比例掺烧低灰熔点烟煤不结焦，锅炉飞灰可燃物含量低于0.50%，空预器出口烟气中CO体积浓度平均值为15μL/L，锅炉效率达到94.16%，炉膛出口烟气NO_x质量浓度平均值为240.31 mg/m~3（φ（O_2）=6%，标基干态），最低不投油稳燃负荷不大于30%BMCR，有效缓解炉膛高温腐蚀等问题；方案实施后，显著提高了机组掺烧低灰熔点烟煤的能力，且各项性能指标均优于预期。本次燃烧系统的成功改造对掺烧低灰熔点烟煤机组的系统优化具有很好的参考、推广和应用价值。

  2025年04期 v.40;No.187 240-247页 [查看摘要][在线阅读][下载 1211K]
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• 基于机器学习的燃煤电厂SO₂与NO_x排放预测研究进展

  王嘉雨;程芳琴;张圆圆;乔磊磊;贾阳杰;张帆;杨凤玲;

  燃煤电厂污染物排放控制是电力行业实现绿色发展的关键环节。本文旨在系统梳理机器学习技术在燃煤电厂SO_2和NO_x浓度预测领域的研究进展，分析现有技术路线及其应用效果，为该领域的后续研究提供参考。通过文献调研方法，收集整理国内、外近年来的相关研究成果，重点分析机器学习在污染物排放预测中的两类主要应用范式：模式识别模型（用于污染物分类与特征提取）和回归模型（用于排放浓度精确预测）。同时考察不同算法（如支持向量机、随机森林、深度学习等）在实际工程中的应用效果及适用条件。研究发现，模式识别模型在污染物类型识别方面表现出色（分类准确率普遍超过90%），而回归模型则更适用于动态工况下的浓度预测（误差可控制在5%以内）。集成学习和深度学习方法的引入显著提升了煤电污染物排放预测性能，但在数据质量、计算成本和模型可解释性等方面仍存在挑战。机器学习为燃煤电厂污染物排放预测提供了有效技术支持，但其在实际应用中仍需解决数据采集、模型泛化和工程适配性等问题。未来研究应关注多模态数据融合、小样本学习方法及数字孪生技术的结合，以推动该领域从理论研究向工程化应用的深化发展。

  2025年04期 v.40;No.187 248-259页 [查看摘要][在线阅读][下载 1130K]
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• 350 MW W型火焰锅炉全燃烟煤优化调整试验研究

  陈辉;赖金平;王睿;

  本文以某350 MW亚临界W型火焰锅炉为研究对象，针对该锅炉在系统性设备改造实现全燃烟煤后，在260 MW负荷下存在锅炉热效率偏低、飞灰可燃物含量偏高和省煤器出口NO_x浓度偏高等问题，开展了燃烧调整试验研究。研究表明：锅炉运行氧量、燃尽风开度、乏气风开度和F风开度对锅炉热效率、省煤器出口NO_x浓度及飞灰大渣可燃物含量等影响较大。经过燃烧调整，在运行氧量为3.76%、燃尽风开度为60%、乏气风开度为40%和F风开度为30%的工况下，锅炉热效率为93.66%（较调整前提高0.34百分点），飞灰可燃物含量为1.98%（较调整前降低0.63百分点），省煤器出口NO_x质量浓度（标态）为353.6 mg/m~3（较调整前降低126.0 mg/m~3），各项指标均达到设计值。研究成果为W型火焰锅炉全燃烟煤的经济环保运行提供了有效的技术方案和实践参考。

  2025年04期 v.40;No.187 260-266页 [查看摘要][在线阅读][下载 1064K]
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电力系统

• 谐波作用下油浸式变压器电磁场-结构力场的仿真计算及振动特性分析

  罗智荣;黄丰;郭淳;魏梓帆;刘思洋;

  针对谐波作用下油浸式变压器振动特性加剧问题，研究其电磁场-结构力场耦合的作用机理，分析谐波对变压器振动位移与机械应力的影响规律，为提升变压器运行的可靠性提供理论依据。基于有限元仿真软件建立变压器三维电磁场-结构力场耦合模型，结合某变电站实际变压器参数，模拟不同谐波电流注入时的磁场分布、结构应力及振动位移；通过试验验证仿真模型的准确性，并对比分析了无谐波与含谐波工况下的温升、振动数据。仿真与试验结果表明：(1)谐波会导致变压器振动加速度显著增大，5次谐波时绕组热点振动位移增加36.9%，油箱表面应力峰值达1.36×10~5 N/m~2；(2)横向漏磁引起的涡流损耗是振动加剧主因，优化拉板开槽与绕组导线选型后，低压绕组热点温升降低5.5℃；(3)油箱表面振动位移分布与谐波含量呈正相关，3次谐波注入时局部位移增幅达31.5%。所提电磁场-结构力场耦合分析方法能有效预测谐波对变压器的振动影响，优化措施可抑制变压器的涡流损耗并降低温升。研究结果对油浸式变压器的谐波治理与减振设计有工程指导意义。

  2025年04期 v.40;No.187 267-274页 [查看摘要][在线阅读][下载 1670K]
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• 基于命名实体识别模型的配网客户诉求知识图谱构建方法

  范李平;杜丰夷;黄宇;刘云飞;漆曾;陈国芳;马辉;

  针对电网积累的海量工单数据未被深度挖掘、人工分析效率低等问题，本文提出一种基于命名实体识别模型的配网客户诉求知识图谱构建方法。该方法通过融合基于Transformer的双向编码器表征（bidirectional encoder representation from transformers,BERT）预训练语言模型、双向长短期记忆（bidirectional long short-term memory,BiLSTM）语义提取层和条件随机场（conditional random field,CRF）解码层构建实体识别模型，显著提升了配网工单文本中“客户”“故障设备”“反馈类型”等关键实体的识别准确率（F_1值达84.21%）；利用Neo4j图数据库对抽取的实体关系进行知识融合与存储，实现了客户诉求、设备信息、处理状态等多维度数据的可视化关联分析。经某供电公司8 764份工单数据验证，该方法能有效推动配网供电服务指挥系统转型升级，提升诉求处理效率和业务管控能力，为供电服务质量优化提供数字化决策支持。

  2025年04期 v.40;No.187 275-282页 [查看摘要][在线阅读][下载 1174K]
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• 基于保供视角的风光发电特性实证分析

  张莹;汪瑞;刘禹彤;胡旌伟;张娜;吕泉;

  为揭示风光发电对电力系统保供能力的影响规律，本文基于中国北方某区域近5年风电、光伏发电及负荷标幺值历史数据，采用辨识新能源连续极端低出力场景方法结合滑动平均法，提取了连续极端低出力场景信息。采用统计分析与奇异谱分解方法，从新能源保证出力、多日持续低出力特性和气象解释、发电波动的周期性等3个角度进行了实证分析。主要结论如下：(1)寒潮与静稳天气是风电和光伏低出力的主要诱因，风电年均发生14.6次持续低出力事件（最长9天，夏季占比43.8%），光伏年均14.4次（最长8天）；风电和光伏发电在日高峰期的保证出力低于3%，光伏晚高峰保证出力为零，这表明风电和光伏的长期容量可信度较低，难以提供可靠容量支撑。(2)风电和光伏的连续极端低出力事件多持续2～4天，最长均超过1周且集中于夏季。从发生概率来看，风电呈显著季节性（夏季最高而春季最低，差10倍），光伏无显著季节性。(3)冬季寒潮过境后或夏季静稳天气时，风电持续低出力与负荷增长呈现反调峰特征，均易增加电力电量不平衡风险。(4)冬、夏季负荷高峰期与新能源出力低谷期重叠、春季负荷低谷期与新能源出力高峰期重叠，呈现季节性反调峰特征；秋、冬季风电次峰与光伏低谷叠加，呈现一定互补特征；风电出力呈现月尺度（4次/月）和周尺度（2次/周）的周期性波动。建议配置多时间尺度储能，利用新能源提供电量、日储能提供容量、多日储能保障可靠性，缓解源荷时空错配，提升新能源容量可信度。

  2025年04期 v.40;No.187 283-290页 [查看摘要][在线阅读][下载 1317K]
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• 35 kV融冰装置双分裂变压器的涡流发热及解决措施

  仲海波;张科乾;陶佳;黄小成;

  本文基于某变电站35 kV直流融冰装置双分裂变压器的故障解剖分析，针对变压器运行中出现的漏磁、涡流、发热等问题进行深入研究。通过故障检查发现，横向漏磁导致铁心拉板局部过热，温度高达108.5℃，且低压绕组垫块出现碳化现象。研究提出了三重优化方案：首先，改进拉板结构，将开槽数量从1道增加至3道，通过有限元仿真验证，该改进可使拉板热点温度降低45.5%，在谐波工况下涡流损耗减少62%；其次，优化绑扎方式，调整油道方向至90°，以改善散热效果；最后，采用网包自粘换位导线并增大油道宽度，从而使低压绕组涡流损耗降低60%以上。温升试验结果显示，改进后变压器绕组热点温升降低5.5℃，油面温度下降4℃，符合国家标准要求。研究表明，通过变压器的结构优化能够有效抑制其在运行中的涡流效应，可显著提升融冰装置的运行可靠性，为同类设备设计提供了重要参考。

  2025年04期 v.40;No.187 291-298页 [查看摘要][在线阅读][下载 1271K]
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循环流化床发电

• 350 MW超临界循环流化床锅炉机组变负荷下给水流量波动的成因及解决措施

  吕建;

  为适应电网日益增长的调峰需求，火电机组需频繁参与变负荷运行，其参数稳定性面临严峻挑战。某350MW超临界循环流化床锅炉机组在240 MW～280 MW区间变负荷运行时，出现了给水流量剧烈波动的现象，波动幅度达70 t/h左右。该波动可能导致机组主要运行参数偏离正常范围，甚至引发机组停机，严重威胁电厂和电网的安全稳定运行。对此，分析了引起给水流量波动的原因，并逐一排查出造成该机组给水流量和给水泵汽轮机转速波动的主要原因。根据排查结果，提出了一种基于给水流量和转速偏差的变参数调节的汽泵串级自动控制策略，以被调量主给水流量、汽泵转速测量值、转速加速度值为依据，并在控制过程中加强监视，通过优化控制逻辑与参数设置，优化给水变参控制回路。该机组采用此优化控制策略后，升负荷和降负荷期间的给水流量曲线和实际转速曲线均未出现明显振荡，给水流量波动幅度控制在3 t/h～6 t/h。机组变负荷过程中的给水流量和给水泵汽轮机转速波动得到了有效抑制，系统的控制效果与鲁棒性得到显著提升。该研究成果为机组的安全稳定运行提供了技术保障，也为同类型机组解决共性问题提供了参考。

  2025年04期 v.40;No.187 299-307页 [查看摘要][在线阅读][下载 1330K]
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• 基于虾米曲线结构的火电厂原煤斗防堵系统设计与应用研究

  李萌;赵东楼;王啸宇;成玥祯;丁鑫;

  本文针对火电厂原煤斗频繁发生堵煤、棚煤等问题，为提高燃煤输送的连续性和稳定性、提升电厂运行效率并降低维护成本，通过对比分析传统锥形和双曲线形煤斗的结构缺陷，创新性地提出了虾米曲线形防堵、清堵煤斗的设计方案。该方案采用独特的非线性收缩结构，结合智能振打系统和断煤监测装置，优化了煤流运动轨迹。研究以某电厂330 MW机组为例，详细阐述了技术改造的具体实施步骤和关键技术参数。实际运行数据表明，改造后煤斗堵煤率降低80%以上，振打装置启停次数减少90%，延长了输煤系统设备使用寿命，降低了系统维护成本。同时，新设计的煤斗显著提升了对高水分、高黏性煤种的适应性，解决了传统煤斗的局限性，特别适用于燃烧劣质煤和参与调峰运行的机组。该技术具有广泛的推广应用价值。

  2025年04期 v.40;No.187 308-314页 [查看摘要][在线阅读][下载 975K]
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