工程技术研究

论文探讨了现代电力系统中直流供电技术的创新与应用介绍了直流供电技术的基本原理包括直流电与交流电的区别、优势与劣势以及直流供电系统的基本组成与工作原理。最后通过对未来电力系统的变革与创新研究进行了展望包括直流供电技术的发展趋势、对未来电力系统的影响与潜在变革以及可能的研究方向与创新点。论文系统地阐述了直流供电技术在现代电力系统中的重要性和前景为未来电力系统的可持续发展提供了新的思路和方向。Abstract: The paper explores the innovation and application of DC power supply technology in modern power systems, introduces the basic principles of DC power supply technology, including the differences, advantages and disadvantages between DC and AC, as well as the basic composition and working principle of DC power supply systems. Finally, the paper discusses the future reform and innovation of the power system, including the development trend of DC power supply technology, the impact and potential change of the future power system, as well as the possible research direction and innovation points. This paper systematically expounds the importance and prospect of DC power supply technology in modern power system, and provides new ideas and direction for the sustainable development of power system in the future.关键词直流供电技术现代电力系统创新与应用Keywords: DC power supply technology; modern power system; innovation and applicationDOI: 10.12346/peti.v6i1.90821 引言电力系统的演变和直流供电技术的兴起以及论文的研究目标和重要性都是需要深入探讨的主题。电力系统的发展历程长达一个多世纪从早期的交流电系统到现代的直流电系统其演变过程充满了技术的创新和突破。随着科技的其高效、稳定和环保的特点正在逐渐取代传统的交流电供电方式。直流供电技术的核心是直流电源和直流负载它们之间的能量转换过程更加直接和高效。此外直流供电技术还具有更好的兼容性和灵活性可以与各种能源和设备无缝对接为现代电力系统的发展提供了新的可能。电力系统的进步和社会需求的变化直流供电技术逐渐崭露头角成为演变和直流供电技术的兴起以及论文的研究目标和重要电力系统发展的新方向。论文的目的是探讨直流供电技术的发展趋势以及其在现代电力系统中的应用。论文深入研究直流供电技术的原理分析其优点和潜力以期提供对未来电力系统发展的新视角。这项研究的重要性不言而喻因为它不仅有助于电力系统的发展趋势也有助于预测和应对未性构成了论文研究的主要内容。通过这项研究能够为电力系统的发展提供新的思路和方向 [1]。2 直流供电技术2.1 直流电与交流电的基本区别来的挑战。直流供电技术是一种新兴的电力供应方式它以直流电和交流电是电力系统中两种主要的电流形式。直流【作者简介】晁三强1985-男中国陕西咸阳人工程师从事电力系统及其自动化研究。45Power Engineering Technology Innovation电的电压和电流在时间上保持恒定而交流电的电压和电流则随时间周期性变化这种基本的区别使得两者在电力系统中的应用有着显著的差异。直流电因其稳定的特性常用于需要稳定电源的设备如电脑、手机等。而交流电则广泛应用于电力传输和分配因为它可以通过变压器方便地改变电压。2.2 直流供电的优势与劣势直流供电技术具有许多优势。直流电能直接供给大多数电子设备无需进行能量转换从而提高了能源利用效率。直流电网的设计和运行相对简单易于实现精确的电力控制。直流供电也存在一些劣势。例如直流电不能像交流电那样通过变压器轻松改变电压这在电力传输中可能会带来问题。直流电的安全问题也需要更多的关注。2.3 直流供电系统的基本组成与工作原理直流供电系统主要由直流电源、负载和控制设备组成。直流电源可以是太阳能电池、燃料电池或其他类型的电池。负载则是需要电力的设备如电脑、电视等。控制设备则负责调节电源和负载之间的电力传输。在直流供电系统中电源直接向负载供电无需进行交直流转换从而提高了能源利用效率。同时通过精确的电力控制可以确保电力系统的稳定运行。3 现代电力系统中的挑战与需求3.1 现行交流供电系统的限制与问题尽管交流供电系统在电力系统的发展历程中起到了重要的作用但随着科技的进步和社会需求的变化它的一些限制和问题也日益显现。交流供电系统的能量转换效率相对较低因为在交流电和直流电之间转换时会有一部分能量损失。交流供电系统的运行和维护成本较高需要大量的人力和物力投入。交流供电系统的电压和频率控制较为复杂需要精密的设备和技术支持。交流供电系统在应对电力需求波动和电力故障时可能会出现稳定性和可靠性问题。3.2 现代电力系统对更高效、可靠、可控的电力供应的需求随着社会的发展和科技的进步现代电力系统对电力供应的需求也在不断提高。现代电力系统需要更高效的电力供应以满足日益增长的电力需求同时也要考虑到能源的可持续性和环保性。现代电力系统需要更可靠的电力供应以确保电力系统的稳定运行防止电力故障对社会生活和经济活动的影响。现代电力系统还需要更可控的电力供应以便根据电力需求的变化灵活调整电力的供应和分配。如何满足这些需求提供更高效、可靠、可控的电力供应是现代电力系统面临的重要挑战 [2]。4 直流供电技术的创新4.1 先进的直流输电技术——VSC-HVDC可变直流输电在现代电力系统中VSC-HVDC 技术作为直流输电的46一项关键创新引领着电力传输领域的变革。VSC-HVDC采用可变直流输电技术与传统的定常直流输电相比具有更高的灵活性和可控性。其主要特点是能够实现独立的有源功率控制使得系统在面对复杂的电力网络时能够更加灵活地调节电流和电压。这种灵活性使得 VSC-HVDC 在远距离电力输送、可再生能源的集成以及电力系统的互联互通方面表现出色。VSC-HVDC 的创新之处在于其采用了高频 PWM脉宽调制技术通过实时控制晶闸管的导通与关断精确地调节直流电压的大小和极性。这不仅提高了输电效率同时也降低了谐波水平减小了对电网的干扰。其可变的输电能力使得 VSC-HVDC 技术能够适应电力系统负荷和环境条件的变化从而更好地应对电力系统的动态需求。4.2 智能电力电子装置的应用智能电力电子装置的广泛应用标志着电力系统的智能化和自适应性的进步。这些装置以先进的控制算法和感知技术为基础能够实时监测、分析和响应电力系统的各种变化。在直流供电系统中智能电力电子装置的应用为系统提供了更高的可靠性和稳定性。通过采用先进的数字信号处理技术智能电力电子装置能够实现对电流、电压和频率等关键参数的高精度监测和调节。这种高度智能化的控制系统使得电力系统能够更加迅速地适应不同的工况提高了系统的响应速度。智能电力电子装置的故障检测和自愈能力进一步增强了系统的可靠性降低了运行风险。4.3 先进的电池储能技术随着可再生能源的不断发展和电力系统对灵活性的需求增加先进的电池储能技术成为直流供电系统中的一项重要创新。这种技术通过将电能储存在高性能电池中实现了对电力系统的短时能量存储和释放。这不仅提高了系统的能源利用率同时也增加了系统的稳定性和可调性。先进的电池储能技术采用高能密度和长寿命的电池如锂离子电池以实现对电力系统的快速调节。这种储能技术能够在系统面临突发负荷波动或电力供应中断时提供迅速的应急支持。电池储能技术还可以平滑可再生能源的波动提高系统对可再生能源的接纳能力从而促进清洁能源的大规模应用。这使得先进的电池储能技术在构建可持续、智能的电力系统中发挥着关键作用。5 直流供电在不同领域的应用5.1 工业领域中的直流供电应用工业领域对于电力的需求一直以来都是多样而庞大的而直流供电技术在工业应用中展现了强大的优势。直流系统在电机驱动方面表现出色提供了更高的效率和精准的控制。这对于制造业中的生产线和机械设备至关重要可以实现更高的生产效率和能源利用效率。一些敏感的电子设备如半导体制造设备也更适合使用直流供电以避免交流电带来的电磁干扰和功率因数问题。在工业自动化领域直流电力工程技术创新·第06卷·第01期·2024年03月供电系统的应用在控制系统中发挥着关键作用。直流系统的快速响应和精确控制特性使其成为自动化生产线和机械系统的理想选择。工业生产过程中经常面临的能量回馈问题通过直流供电系统中的先进电池储能技术可以实现能量的存储和再利用提高整体能源效益。5.2 交通运输系统中的直流电力应用直流供电技术在交通运输领域的应用也呈现出日益增长的趋势。电动交通工具如电动汽车和高速列车通常使用直流电源。直流电提供了更高的效率和可控性使得电动交通工具能够更好地满足快速加速和高速行驶的需求。直流供电系统中的电池储能技术为交通工具提供了长途行驶和能量回收的便利推动了电动交通的可行性和可持续性。在城市轨道交通系统中如地铁和有轨电车直流供电系统同样占有重要地位。通过使用直流电源可以更灵活地调节列车的速度和控制车辆的动力系统。这种灵活性对于应对高峰期和不同运输需求至关重要有助于提高交通系统的效率和运行安全性。5.3 住宅与商业建筑中的直流电系统直流供电技术在住宅和商业建筑中的应用呈现出一系列潜在的优势特别是在可再生能源集成和能效提升方面。直流供电可以更好地与太阳能光伏系统等直流能源相结合减少能源转换损失提高系统整体效率。直流电系统能够更灵活地满足电子设备和照明系统等终端设备的供电需求减少能源浪费。在商业建筑中直流供电系统可以更好地适应现代办公设备对电能质量和稳定性的要求。通过在建筑内部采用直流配电可以避免电流谐波、电磁干扰等问题提高电力系统的可靠性和可控性。商业建筑中广泛使用的直流设备如计算机和 LED 照明与直流供电系统更为匹配减少了能源转换的损耗 [3]。直流供电技术在工业、交通和建筑领域的应用展示了其在提高效率、推动可再生能源利用和改善能源利用效率方面的巨大潜力。这种技术的不断发展将为未来可持续发展的城市和工业体系提供更多可能性。6 未来电力系统变革与创新研究6.1 直流供电技术的发展趋势直流供电技术在电力系统中的崭新发展表明其将在未来继续引领电力领域的变革。一项明显的趋势是对高效、可控和可再生能源的需求不断增加。随着可再生能源的大规模集成直流输电系统将成为优选方案因为它们能够更好地适应不稳定的电力输出并提高能源传输效率。此外随着能源存储技术的进步直流系统的应用领域将进一步扩大为系统提供更灵活的能量管理和应急支持。另一个明显的趋势是数字化技术与直流供电的深度融合。智能电力电子装置的广泛应用使得电力系统能够实现更精细的监控和智能化的控制。通过先进的数据分析和人工智能算法直流供电系统将能够更准确地预测电力需求、优化能源分配并实现系统的自动化运行。这种数字化趋势有望为电力系统提供更高的可靠性、安全性和可维护性。6.2 对未来电力系统的影响与潜在变革直流供电技术的广泛应用将对未来电力系统产生深远的影响并可能引起一系列系统性的变革。首先直流系统的高效能量传输特性将促使电力网络更加全球化。通过长距离高压直流输电能源可以更方便地在国家和洲际之间传输从而实现能源资源的最优配置减少能源浪费。直流系统的普及将推动能源储存技术的进一步发展。由于直流系统的灵活性结合先进的电池储能技术将有助于平衡电力网络中的负荷和提供备用电源从而解决可再生能源波动性的问题。这将为电力系统提供更大的可再生能源容纳度推动能源的清洁化和可持续发展。直流供电系统的数字化和智能化应用将使电力系统更加鲁棒、适应性更强。通过实时数据监测和智能控制系统能够更迅速地适应各种突发情况并在最短时间内实现恢复。这有望提高电力系统的稳定性减少停电时间增强对电力供应的可信赖性。6.3 研究方向与创新点关注数字化技术的创新研究可靠的实时监控系统、先进的数据分析方法和人工智能在电力系统中的应用。这将有助于建立更为智能、自适应的电力系统提高对电力需求的准确预测和对异常情况的快速响应能力。电力系统的可持续性和环保性也是一个重要的研究方向。通过深入研究先进的电池储能技术、更环保的材料和清洁能源集成方法可以推动直流供电系统向更加可持续的方向发展减少对环境的不良影响。随着直流供电技术的不断发展和创新未来电力系统将迎来更高效、智能和可持续的时代为全球能源转型和可持续发展作出积极贡献。7 结语直流供电技术的创新与应用为电力系统发展带来新机遇。其在高效输电、智能控制和可再生能源整合方面的优势将塑造未来电力格局。随着数字化技术的融入电力系统将更为灵活和可靠推动清洁能源与智能化的融合。未来研究应聚焦于提升系统效率、数字化创新以及可持续发展为电力行业迎接更绿色、智能的未来奠定基础。参考文献[1] 庄岭,李叶飞,杨斌,等.多电压等级直流供电在模块化数据中心的应用[J].电力需求侧管理,2021,23(2):6.[2] 王福林.国内外全直流供电建筑案例对比分析[J].现代建筑电气,2020,11(9):20-26.[3] 黄逊青.日本住宅直流供电技术进展[J].家电科技,2011(6):36.47Power Engineering Technology Innovation风电企业深化区域运检模式改革的实践与思考Practice and Reflection on Deepening the Reform of Regional Operation and Inspection Models in Wind Power Enterprises荣宇龙Yulong Rong内蒙古龙源新能源发展有限公司　中国·内蒙古 呼和浩特 010010Inner Mongolia Longyuan New Energy Development Co., Ltd., Hohehot, Inner Mongolia, 010010, China摘  要某风电企业现在已经施行区域化管理的新运检模式此运检模式打破了风电场界限不再以风电场为管理单位。随着运检模式改革的持续推进为了解决实施过程中遇到的相关问题同时更加有效地盘活人力资源、提高生产运营效率和设备运检质量、实现资源共享和管理提升需要进一步深化改革进一步推进“专业人做专业事”落实区域维保中心横向贯通、专业化管理着力构建“大运行、大检修”的安全生产管理体系。论文针对发现的问题进行了归纳分析并结合现场实践经验提出了解决办法。Abstract: A wind power enterprise has implemented a new operation and inspection mode of regional management, which breaks the boundaries of wind farms and no longer takes wind farms as management units. With the continuous advancement of the reform of the operation and inspection mode, in order to solve the relevant problems encountered in the implementation process, and at the same time more effectively revitalize human resources, improve the efficiency of production and operation and the quality of equipment operation and inspection, and realize the improvement of resource sharing and management, it is necessary to further deepen the reform, further promote the “professional people do professional things”, implement the horizontal integration and professional management of the regional maintenance center, and strive to build a safety production management system of “large operation and overhaul”. This paper summarizes and analyzes the problems found, and proposes solutions based on field practical experience.关键词风电企业运检模式实践Keywords: wind power enterprises; operation and inspection mode; practiceDOI: 10.12346/peti.v6i1.90831 引言某公司从 2021 年开始施行区域维保中心的运检模式之前是以风电场为单位的管理模式。简单来讲区域维保中检组织处理各类故障和缺陷制定技改、大修计划并组织实施负责输变电设备日常、定期和专项巡检组织处理各类故障和缺陷制定技改、大修和预试维护方案并组织实施心运检模式是将相邻的数个风电场合并成一个部门由一套负责两票许可、倒闸操作工作负责现场突发事件应急处置领导班子管理经理、书记、副经理而不再以风场为单位工作负责对外协调工作负责现场其他日常工作备件、风电场改名叫做现场从而有效地进行了资源整合。并且由班子管理而不再是场长一个人管理也更民主。如图 1 所示。区域维保中心运检模式是与之前以风电场为单位的管理后勤管理、站内辅助设施管理、迎检等工作。此运检模式打破了风电场界限不再以风电场为管理单位有效地盘活了人力资源、提高了生产运营效率、实现了资源共模式的创新。区域维保中心负责统一调度所管理区域内的风机检修班和电气检修班负责风电机组日常、定期和专项巡享和管理提升。但随着运检模式改革的持续推进也逐渐暴露出了一些管理问题需要进一步深化改革提升管理效果 [1]。【作者简介】荣宇龙1985-男蒙古族中国内蒙古呼和浩特人硕士工程师从事新能源现场运维研究。48电力工程技术创新·第06卷·第01期·2024年03月图 1 风电企业施行区域维保中心模式的前后组织架构对比图2 深化改革的目标①继续挖掘人力资源潜力集中力量干大事。②提高生产运营效率和设备运检质量。③全面实现现场“无人值班、少人值守”。④推进“专业人做专业事”。⑤着力构建“大运行、大检修”的安全生产管理体系。⑥着力提升员工幸福感。3 深化改革的实践与思考经过深入的归纳分析现阶段还存在的问题如图 2 所示。图 2 现阶段存在的问题3.1 公司层面缺少上下联动。公司本部个别部门对改革不关心认为改革只是相关部门的工作思想没有转变没有形成上下一盘棋的思维。片面地认为区域运检模式改革就是相当于减少了管理单元风电场之前要面对 10 个场长现在只需要面对 4 个经理就行工作量减少了。3.2 支部建设未能统一思想。支部在发挥作用方面还有所欠缺没能统一和坚定员工对改革的思想。员工还没有充分认识到改革的好处思想还停留在过去觉得变化后还得适应新模式走出了舒适区不是很情愿。党员带动不够。党员未能带头把思想统一到公司改革发展上面未能用自己的言行去带动和感染其他员工党员的先进性未能体现。3.3 区域管理没能彻底打破风场壁垒。区域维保中心人员还没有彻底打破固有的运检思维定式没有彻底打破风电场间的壁垒没有发挥出运检模式改革的深层优势。虽然区域资源方面已经实现了统筹调配合理流动高效利用但是区域维保中心人员的工作安排还是没能走出固有模式人员对流动有抵触更愿意待在自己原先的风电场工作。3.4 激励机制缺乏全面合理的考核指标体系。绩效考核体系还未充分发挥出“多劳多得、优绩优酬、激发内生动力”的效果。考核指标仍存在无法准确衡量员工实际工作的情况。激励机制较单一。仅仅依靠薪酬激励不足以刺激员工的长期发展和创新能力。4 结合现场实践经验经过深入的思考形成以下解决对策。4.1 公司层面转变思想上下联动。公司要学习和借鉴先进央企建设“三强五优六型”新时代现代央企本部的先进做法和成功经验统一思想、凝心聚力推动公司各部门人员以思想之变引领行动之变、作风之变以“马上就办”、紧抓快办的紧迫感和高效率以奋发有为的精神状态和“时时放心不下”的责任意识更好地给区域维保中心以支持和服务确保上下一盘棋、全员一条心、拧成一股绳共同推动运检模式改革往深里走往实里走。4.2 支部建设4.2.1 宣贯谈心统一思想支部在推动改革的过程中要加大在宣传和培训方面的力度。要积极主动地与员工进行沟通向员工普及改革的意义、目标和好处了解他们的想法和需求帮助他们认识到改革对个人和组织的重要性。此外针对员工存在的疑虑和困惑支部要通过组织培训和讲座明确解答疑惑提升员工对改革的理解和认同。同时支部要架起员工参与改革的桥梁鼓励员工积极参与改革规划使员工能够真正参与到改革中产生归属感和责任感。支委要以身作则引领员工践行改革成为改革的引领者和践行者树立良好的榜样坚定地推进改革措施。4.2.2 优化结构发挥作用支部要借鉴毛主席三湾改编的经验在每个现场设立党小组每个班里至少配置一个党员。党小组能够将公司党委的改革方针和决策要求第一时间面对面地传达至一线员工推动改革在具体工作中的贯彻执行。通过党小组在工作现场实施党的教育引导使党员能够积极履行党员职责发挥先锋模范作用引领其他员工在工作中践行党的要求。党员作为班组中的先进分子能够更好地带动班级工作能够以身作则、带头认可改革执行各项任务和工作计划为其他员工树立榜样和标杆。党员的存在能够更好地了解和掌握班组的情况随时随地与班组其他成员沟通交流有助49Power Engineering Technology Innovation于消除班组内部对改革的分歧促进班组的团结。能够更好地发挥党员的监督作用。在具体工作中党员可以及时发现和反映改革在具体实践中存在的问题和不足提供更多切合实际的建议和意见 [2]。4.3 区域层面集中力量集中作业。区域维保中心的管理人员要树立大局观要彻底打破固有运检思维定式、彻底打破风电场壁垒对整个区域维保中心的各项工作要全面统筹、合理安排。集中优势人员攻坚克难干成大事。利用集中攻坚模式可以避免把一项工作形成“拉锯战”让员工感到疲累工作起来也更安全更有保障。通过成立专项小组让人员全身心投入到一项工作中不断认真地去细化作业流程关注作业的细节从而将工作做得更优质高效真正做到“专业人做专业事”并且自身的技能也在同种工作的不断循环中进行锤炼工作从以往只局限于完成逐步向完成好迈进工作质量和工作效率有了非常大的提升。例如针对风电机组发电机轴对中这项工作我区域维保中心通过集中区域运维人员成立专项攻坚队伍在一段集中的时间内顺序在几个现场进行作业。同时与以往的模式在故障处理、定期维护之中穿插地对中工作进行了对比经实践检验集中攻坚模式在该工作的各个环节都发挥出了优势效率与质量同步增长。①资源高效整合。集中攻坚小组筛选和集中了区域维保中心多个现场好用的工具一次性进行领用定制存放于专用库房避免了随用随取频繁准备工具的过程极大地节省了时间同时减少了库房管理员的工作量。②流程清晰规范。由于每日进行的是同一项工作对应的风险预控和安全措施都是相同的人员对流程非常熟悉执行起来更规范安全更有保障。③效率、质量并进。集中攻坚小组从进行第一台发电机对中工作开始就严格按照标准作业指导书的流程和要求一步步按照工序进行操作虽然刚开始的时候手法不娴熟工作进度较慢但在熟练掌握工序以后效率明显提升。完成一台发电机轴对中工作从刚开始的 6 小时逐步下降到了 3 小时。规范、标准的作业操作带来了更高质量的作业效果。同时相同的人员、按照相同的工艺流程、形成的统一的轴对中结果对机组发电机后期的运行分析具有更高的参考价值。4.4 激励机制4.4.1 激励先进晋升职级公司每年按照各区域维保中心年度综合绩效排名、获得荣誉等综合情况分配各区域维保中心晋岗晋薪名额。区域维保中心根据员工年度考核情况结合综合表现提出晋岗晋薪人选同时对于区域维保中心考核不称职的人员提出降岗人员建议名单经公司决定后调整岗位岗级或薪酬 [3]。4.4.2 完善体系多劳多得达到人努力挣工资的目标。建立可量化、操作性强的绩效评价体系避免干得多错得多考核多。区域维保中心通过工作时长、工作质量、技术含量等维度对定期维护、专项检修等工作成效进行绩效评价。设备关键运行指标无故障连续运行、非停指标等与设备主人绩效挂钩。各班组长绩效考核直接与班组工作整体指标挂钩班组其他人员绩效考核由班组长组织评价。4.4.3 假日调休员工幸福遇节假日指五一、国庆、春节等小长假除留下保证现场安全生产工作正常开展的必要值班人员外原则上由区域维保中心统筹安排大多数人员轮休提高员工的幸福感。5 结论风电企业的区域维保中心运检模式对于提高企业生产运营效率和设备运检质量、实现资源共享和管理提升等方面都有非常好的成效随着近几年风电企业的大规模发展相信该模式会迅速得到推广和持续进行演化如将维保中心进一步整合成立检修公司的模式就是这种模式的一种更深层次演化。未来我们共同期盼风电企业运检模式的创新不断涌现以助力风电企业向世界一流能源企业迈进助力国家能源加速绿色转型早日达到双碳目标。参考文献[1] 荣宇龙,武东.联合动力UP82-1500风电机组发电机集中开展轴对中工作的效益提升[J].新视线建筑与电力,2022(13):284.[2] 陈霄.风电企业提升人力资源管理水平的实践与思考[J].企业改革与管理,2017(18):92.[3] 张帅.智能变电站运检一体化模式探讨分析[J].电力设备管理, 2022(14):21-23.50电力工程技术创新·第06卷·第01期·2024年03月高压输电线路生态措施巡视方法、系统及可读存储介质研究Research on Inspection Methods, System and Readable Storage Media of Ecological Measures of High Voltage Transmission Lines胡涛 朱蓓 石碟Tao Hu Bei Zhu Die Shi湖北天泰环保工程有限公司　中国·湖北 武汉 430079Hubei Tiantai Environmental Protection Engineering Co., Ltd., Wuhan, Hubei, 430079, China摘  要针对高压输电线路生态措施巡视工作的特点和要求设计一种基于 GIS 技术的高压输电线路生态措施巡视方法能够实现对输电线路沿线生态措施巡视的全覆盖可以对高压输电线路沿线的各种生态措施进行全面、实时、有效的巡视和监管。高压输电线路生态措施巡视方法、系统包括 GIS 地理信息系统、遥感技术和巡线机器人等特点是通过在高压输电线路上安装 GIS 地理信息系统和巡线机器人等装置可对高压输电线路沿线的各种生态措施进行全方位、实时、有效的巡视和监管能够及时发现并制止危害生态环境的行为对确保输电线路安全运行具有重要意义。Abstract: According to the characteristics and requirements of the ecological measures, a method of ecological measures of high voltage transmission lines based on GIS technology is designed to realize the full coverage of the ecological measures along the transmission line, and to conduct comprehensive, real-time and effective inspection and supervision of various ecological measures along the high voltage transmission lines. High voltage transmission line ecological measures patrol method, system, including the GIS geographic information system, remote sensing technology and patrol robot, characterized by the high voltage transmission line installed GIS geographic information system and patrol robot device, for high voltage transmission line along all ecological measures, real-time, effective patrol and regulation, can timely discover and stop the behavior of the ecological environment, is of great significance to ensure the safe operation of transmission lines.关键词高压输电线路生态措施巡视方法系统Keywords: high voltage; transmission lines; ecological measures; inspection methods; systemDOI: 10.12346/peti.v6i1.90841 引言近年来随着高压输电线路的建设生态措施的应用日益增多。为了有效监控输电线路运行状况在输电线路中安装了各种电子设备如摄像设备、视频监控系统等。但由于监控视频文件较大需要占用较多的存储空间。传统的数据存储介质体积大不利于安装在输电线路中。因此需要一种新型的数据存储介质来满足实时监控的需要。2 高压输电线路生态措施巡视方法、系统简述2.1 系统设计GIS 地理信息模块、数据管理模块和巡线机器人管理模块。2.1.1 数据采集模块获取高压输电线路沿线生态措施巡视相关的地理位置信息和状态信息包括生态措施类型、距离、高度和位置等并将其上传至 GIS 地理信息系统中。2.1.2 GIS 地理信息模块通过 GIS 地理信息模块获取高压输电线路沿线各类生态措施的具体位置、类型、高度和数量等信息并将其上传至 GIS 地理信息系统中。其中GIS 地理信息系统主要由图形平台和数据库平台构成其中图形平台包括了地图数据系统总体由 4 个功能模块组成分别为数据采集模块、处理模块和数据可视化模块等数据库平台主要由生态措施【作者简介】胡涛1987-男中国湖北监利人本科工程师从事环境保护研究。51Power Engineering Technology Innovation属性数据库、生态措施空间数据库和生态措施监测数据库组2.3 GIS 地理信息系统成其中生态措施属性数据库用于存储高压输电线路沿线各类生态措施的属性信息生态措施空间数据库用于存储高压输电线路沿线各类生态措施的位置信息并将其上传至 GIS地理信息系统中生态措施监测数据库用于存储高压输电线路沿线各类生态措施的状态信息。2.1.3 数据管理模块如图 1 所示该模块主要包括数据管理和数据处理两个部分。其中数据管理部分包括生态措施属性数据库、生态措施空间数据库和生态措施监测数据库的管理其中生态措施属性数据库用于存储高压输电线路沿线各类生态措施的属性信息生态措施空间数据库用于存储高压输电线路沿线各类生态措施的空间信息包括高压输电线路沿线各类生态措施的具体位置信息生态措施监测数据库用于存储高压输电线路沿线各类生态措施的状态信息包括高压输电线路沿线各类生态措施的类型、位置和状态等其中监测数据通过将 GIS 地理信息系统中获取的数据导入该数据库中 实现 [1]。图 1 数据管理模块2.1.4 巡线机器人管理模块根据工作人员的指令利用巡线机器人完成高压输电线路沿线各类生态措施的巡视和监管工作并将巡视结果上传至 GIS 地理信息系统中。2.2 生态措施巡视数据采集高压输电线路生态措施巡视数据采集包括巡视数据采集和巡检数据采集。巡视数据采集在输电线路上安装 GIS 地理信息系统利用 GPS 定位技术将所要监测的输电线路位置实时上传到 GIS 地理信息系统中以供监控人员使用。巡检数据采集采用巡线机器人在输电线路上进行巡检收集并传输所要监测的输电线路的相关信息。可以对所要监测的输电线路进行巡线机器人巡视记录其巡视轨迹和巡视时间。52高压输电线路生态措施巡视方法、系统利用 GIS 技术将各种数据信息录入 GIS 地理信息系统将 GPS 定位信息与 GIS 地理信息系统相结合实现对输电线路沿线的各种生态措施进行全方位、实时、有效的巡视和监管。GIS 地理信息系统能够提供数据管理、地图操作、专题图制作等功能将大量的数据信息录入 GIS 地理信息系统中在电脑屏幕上可以直观地看到所有数据的分布和显示情况。在 GPS 定位功能的基础上利用 GIS 地理信息系统提供的专题图制作功能将巡视人员所巡视线路上各种生态措施的分布图制作出来。采用 GIS 技术将高压输电线路沿线生态措施进行全面、实时、有效的巡视和监管可以对高压输电线路沿线的各种生态措施进行全方位监管能够及时发现并制止危害生态环境的行为确保高压输电线路安全运行具有重要意义。2.4 巡线机器人巡线机器人是一种具备自主导航、自主避障、智能监控等功能的机器人可代替人工巡视和监护输电线路。目前应用于高压输电线路的巡线机器人主要是履带式行走的轮式巡线机器人其基本工作原理是通过移动机器人自身携带的激光测距传感器、红外传感器等对输电线路进行自动定位和识别并通过远程控制软件实现对输电线路的远程监控和故障预警 [2]。针对高压输电线路巡检工作中存在的人工成本高、巡视效率低、故障处置慢等问题研制了一种基于巡检机器人的巡线系统。该系统通过安装在高压输电线路上的智能巡检机器人对高压输电线路进行智能监控和巡视。可实现对输电线路沿线生态措施进行全方位、实时、有效的巡视和监管及时发现并制止危害生态环境的行为并将巡视信息和数据传输至后台监控中心以便及时处置。2.5 遥感监测平台高压输电线路生态措施巡视方法、系统包括了遥感监测平台该平台通过遥感技术获取高压输电线路沿线的地理信息数据包括地形、植被、土壤和地貌等并将获取的数据传输到 GIS 地理信息系统由 GIS 地理信息系统进行分析处理后生成高压输电线路沿线生态措施巡视的各种专题数据。其中遥感监测平台包括了图像采集装置和数据处理装置两部分。图像采集装置是由监控摄像头组成的它能够将高压输电线路沿线的各种生态措施拍摄成照片并传输到数据处理装置中由数据处理装置对照片进行分析处理。数据处理装置则是由计算机和一些软件组成的它能够对遥感监测平台所收集到的各种图像信息进行分析处理。2.6 数据传输由于高压输电线路的巡视工作需要长期、连续地进行因此需要设置相关的数据传输通道实时、可靠地传输巡视数据。根据相关研究和实践经验传输通道一般采用光纤和电力工程技术创新·第06卷·第01期·2024年03月微波两种方式。光纤传输具有带宽高、速率高、抗干扰性强等优点但在高压输电线路巡视工作中无法进行长距离实时数据传输。为了解决上述问题论文设计了一种基于 GPRS的数据传输方法利用 GPRS 网络作为数据传输通道。该方法通过在高压输电线路上安装 GPRS 无线网络模块采用GPRS 网络来传送数据。该方法可以解决高压输电线路巡视工作中的长距离实时数据传输问题同时利用 GPRS 网络的无线接入特性可以实现数据的无线接入。3 可读存储介质的设计与开发3.1 技术要求可读存储介质是一种可以存储视频文件的设备它由数据存储单元、控制单元和读写单元三部分组成。其中数据存储单元是整个设备的核心采用大容量的闪存颗粒64-bit作为存储介质一般采用 USB 接口连接设备。控制单元用于控制读写单元它由存储器芯片、控制器、USB 接口以及驱动芯片组成。驱动芯片是一种高速的串行外设接口能为数据存储单元提供高速的数据传输通道。数据读写单元是整个设备的控制中心它与存储器芯片之间通过 USB 接口连接具有较强的兼容性。采用可读存储介质可以大大减少视频文件的体积有利于在输电线路中安装同时可以通过程序对数据进行压缩处理使其体积更小、占用空间更少。3.2 结构设计在实际的输电线路中摄像头是最常见的设备之一通过摄像头来拍摄现场图像并将图像通过网络传输到地面监控中心。由于输电线路周围环境复杂很难保证视频图像质量需要通过各种方法对输电线路附近的环境进行实时监控 [3]。基于此背景提出一种基于可读存储介质的高压输电线路生态措施巡视方案。该方案是将高压输电线路监控视频存储在一种新型的可读存储介质中然后通过连接在输电线路上的摄像头来实时观察周围环境。由于可读存储介质的体积小、质量轻、安装方便、使用寿命长等优点可以实现对输电线路生态措施的实时监控。3.3 机械强度计算 在模型中对可读存储介质和电池施加重力加速度g=2m/s2并考虑空气阻力。在不考虑空气阻力的情况下对可读存储介质施加压力 p=3.5N/cm并考虑摩擦阻力。可读存储介质受到的最大压力为 3.58N电池受到的最大压力为 4.64N。通过计算得到的数据可以看出当电池受到的最大压力为 3.58N 时电池产生了 1.33kg 的变形即电池已经达到了其承载能力。此时可以通过机械强度校核公式计算出电池的机械强度是否满足要求即当电池受到的最大压力为 3.58N 时电池的机械强度可以满足要求。3.4 其他性能指标要求 为满足监控系统的需要存储介质的物理尺寸应尽可能小以利于安装和运行。一般来说可读存储介质的体积不超过 1cm3存储容量在 2~10MB 之间。这些尺寸指标主要考虑到系统的安装和运行。为满足上述要求可读存储介质的体积不超过 4cm3存储容量不超过 8MB并能以100Mbps 以上的速率传输视频文件。此外还应具有高可靠性、抗电磁干扰、防静电等特性。对可靠性和电磁兼容性能的要求可参考 GB/T25678—2010《可读存储介质测试方法》中关于存储介质的相关要求。3.5 系统开发的基本思路①输电线路中的视频监控系统。监控系统采用高清数字摄像头通过无线通信网络将现场的图像信号实时传送到监控中心以便对现场进行远程监控。②可读存储介质。输电线路生态措施巡视可读存储介质是一种新型的数据存储介质其容量大存储周期长支持长时间保存适合长期存放在输电线路中。同时利用无线网络将数据传输到后台的计算机服务器中供后台进行远程监控。③终端用户。终端用户可以通过无线网络访问后台服务器并对现场进行远程监控。终端用户可以通过浏览器登录后台的计算机服务器查询现场的图像信息和报警信息并对现场进行远程控制包括发送控制指令和现场图像监控等。4 结语随着电力系统的发展电力系统中的监控设备也越来越多传统的数据存储介质已经不能满足需求。具体内容如下①根据视频监控系统的要求研究了一种适用于高压输电线路生态措施巡视的数据存储介质。②根据理论分析研究了不同容量下存储介质对视频文件读取时间、数据传输速率、能耗等性能指标的影响。③通过仿真计算和实验研究验证了该存储介质的可行性和有效性。④为了提高视频监控系统的可靠性还需要在现有视频监控系统基础上增加对存储介质读写错误、视频文件传输失败等情况的监测和处理功能。⑤本方案适用于对数据存储介质容量要求不高的情况可为输电线路生态措施巡视提供一种新的数据存储方法。参考文献[1] 郑宝生.高压输电线路的视觉巡检方法研究[J].电子乐园,2020(9):1.[2] 张军.特高压输电线路经自然保护区的生态保护措施体系研究[J].电力科技与环保,2015(3):1-3.[3] 广州视源电子科技股份有限公司.电视机系统更新方法、装置、可读存储介质及电视机[Z].53Power Engineering Technology Innovation高压输电线路水土流失监测系统Soil Erosion Monitoring System for High-voltage Transmission Lines王鹏 石碟 朱蓓Peng Wang Die Shi Bei Zhu湖北天泰环保工程有限公司　中国·湖北 武汉 430079Hubei Tiantai Environmental Protection Engineering Co., Ltd., Wuhan, Hubei, 430079, China摘  要输电线路对水土保持的影响主要体现在两个方面一是造成的水土流失量大二是产生的水土流失危害严重。造成的水土流失量大主要体现在对生态环境的破坏和对土壤肥力的影响这种破坏和影响主要表现在植被、地形地貌、土壤结构以及地下水位等方面产生的水土流失危害严重主要体现在对生态环境和水资源的污染以及对自然景观、生态环境和地质环境的影响。Abstract: The influence of transmission lines on soil and water conservation is mainly reflected in two aspects: the large soil and water loss; and the other is the serious soil and water loss. The amount of soil and water loss is mainly caused in the ecological environment and the influence on soil fertility, mainly in vegetation, topography, soil structure and groundwater level; soil erosion causes serious harm, mainly reflected in the pollution of ecological environment and water resources and the impact on natural landscape, ecological environment and geological environment.关键词高压输电线路水土流失监测系统Keywords: high voltage; transmission line; soil and water loss; monitoring systemDOI: 10.12346/peti.v6i1.90851 引言在高压输电线路施工过程中水土流失会对沿线的植被、生态环境造成不同程度的破坏。传统监测方法多采用人工巡测无法满足现有工程对水土流失监测的需要。利用自动监测技术对水土流失进行动态监测有利于及时掌握施工区域的水土流失情况并提出防治措施以减少水土流失造成的危害。2 水土流失监测的目标水土流失监测的目标是通过对输电线路建设区水土流失情况进行监测掌握水土流失规律预测建设项目对当地生态环境的影响为防治项目建设区水土流失、改善生态环境、防治工程建设中的水土流失提供科学依据 [1]。主要包括掌握输电线路建设区的土壤侵蚀情况分析其造成的水土流失类型和强度、土壤侵蚀模数、土壤侵蚀变化规律掌握输电线路建设区的地形地貌分析其对地表径流、土壤侵蚀以及水土保持设施的影响掌握输电线路建设区地表植被覆盖情况分析其对植被生长、生物量积累和恢复等的影响了解输电线路建设区周边环境状况分析其对河流、地下水、地表水等造成的影响了解输电线路建设区周边地质环境状况分析其对滑坡、泥石流等地质灾害以及土壤侵蚀和地下水污染的影响掌握输电线路建设区附近农村土地利用情况分析其对农村土地利用现状和水土保持措施等的影响。3 系统建设原则①科学性原则系统应具备一定的先进性能反映当前水土保持工作的新水平满足当前水土保持工作需要。②系统性原则系统应与已有的水土保持监测网络及管理信息系统相结合并能够方便地实现各种监测功能。③实用性原则系统应具有较强的实用性并能够满足【作者简介】王鹏1990-男中国湖北武汉人本科工程师从事环境保护研究。54电力工程技术创新·第06卷·第01期·2024年03月不同地区、不同层次、不同管理部门对水土保持监测信息的需求。④易维护性原则系统应具有良好的扩展性并能通过软件升级和硬件升级保持其先进性和可用性。⑤可扩充性原则系统应具有较强的可扩充性能够适应今后水土保持工作和技术发展的需要。⑥经济性原则系统建设应力求简单、经济、实用避免浪费资金降低运行成本。⑦安全性原则系统应具备较强的安全性和较高的保密性保证数据不会被非法窃取和篡改。⑧易操作性原则系统应具有较强的操作性包括使用简单、操作方便等。⑨标准化原则系统应符合标准规范并有统一的技术标准和数据格式。采取有效措施防止造成更大的影响五是在实现对水土流失监测的同时能够实现对土壤侵蚀数据和地表覆盖数据的采集、存储、传输和处理。在系统设计中应充分考虑系统功能的完整性、实用性和扩展性以满足未来水土流失监测工作的需求。4.4 监测设备的可靠性问题监测设备的可靠性是系统正常运行的保证也是系统发挥功能的前提。监测设备在满足监测要求的同时还应做到运行可靠、操作简便。设备本身应具有抗干扰能力防止因设备损坏而影响监测数据的准确性。目前许多监测设备存在可靠性差、功耗大、反应慢等问题因此在实际应用中要根据具体情况选择可靠稳定的监测设备。4.5 终端设备的扩展性根据水土保持监测系统建设的要求终端设备的扩展性4 高压输电线路水土流失监测系统建设重点问题4.1 数据传输问题 无线传输方式是指利用现有的电力部门的网络及设备采用 GPRS 等无线通信技术将监测数据直接上传到管理中心或监测站点。与传统的数据传输方式相比无线传输方式具有数据量小、运行稳定可靠、组网灵活方便等优点。然而在输电线路建设区进行水土保持监测时因受到输电线路运行条件、设备性能、地形地貌和气象等因素的限制若采用无线传输方式进行数据传输时将会对数据的采集与处理带来不便 [2]。4.2 数据可靠性问题① 数 据 采 集 和 传 输 监 测 系 统 需 按 照 GB/T 50347—2014《水土保持监测规范》规定的方法、技术和设备通过自动化或半自动化方式采集监测数据并按照规定的时间、频率进行传输。②数据存储系统数据的存储方式应满足 GB/T 50347—2014《水土保持监测规范》规定的要求同时满足 SL330—2012《生产建设项目水土保持监测规范》规定的要求。③数据处理在数据采集、传输和存储完成后应及时处理采集到的数据并按照 GB/T 50347—2014《生产建设项目水土保持监测规范》规定的方法通过各种统计分析方法进行处理生成各类报表。4.3 设备的智能性问题一是建立数据库对所监测的水土流失数据进行分类存储以备查询和分析二是监测系统对采集的数据进行存储分析从而能实时地判断监测区域的水土流失程度及时对监测数据进行分类处理和综合评价三是对水土保持相关数据进行分类存储便于水土保持工作人员查找、统计和分析提高工作效率四是及时发现问题在水土流失监测中如果发生了环境污染等问题可以通过数据分析及时发现并体现在①为了充分利用已有的水土保持监测设施系统终端设备应采用模块化即能安装在已有的水土保持设施上也能安装在新建设的水土保持设施上。②由于终端设备的供电电源一般是太阳能电池板需要在现有设施上进行加装同时终端设备还需要和监测设备配套使用。③系统终端设备的扩展应符合两个原则一是采用先进可靠的技术二是便于安装、使用、维护和管理。④由于系统终端设备一般都采用模块化所以其安装和维护、管理相对简单但由于各系统终端设备应用的环境、条件不同要求系统终端设备有较高的可靠性和稳定性。⑤系统终端设备除了在已有监测设施上加装外还可采用“以旧换新”的方式进行更换。即将原有系统终端设备拆除而安装新系统终端设备当需要更换时可以将已安装的旧系统终端设备拆除后再更换新系统终端设备。⑥为保证监测数据质量和监测精度建议系统终端设备要与已有监测设施配套使用。具体实施时应根据实际情况考虑合理搭配。5 高压输电线路水土流失监测系统建设举措5.1 优化监测网络实现水土流失的全面监测水土流失的全面监测要保证水土流失监测系统的实时性和准确性以此为基础对水土流失监测网络进行优化。根据水土流失的特点和要求将土壤侵蚀监测节点设为土壤侵蚀监测点和降雨侵蚀监测点。基于这些监测点建立水土流失动态监测系统。基于无线传感器网络结合 5G 通信技术、GPRS 网络和 GPS 定位技术建立一种水土流失监测系统。该系统由无线传感器网络、GPRS 网络和 5G 通信网络组成在每个监测点设置了 4 个传感器节点用于采集土壤侵蚀和降雨侵蚀的数据并通过 5G 无线网络上传至监控中心。为了满足55Power Engineering Technology Innovation监测系统对监测数据的实时性要求采用 GPS 定位技术进行定位。在监测现场设置 GPS 接收机将 GPS 定位数据上传至监控中心实现了对水土流失的全面监测。同时利用GPRS 技术实现了对监测点的实时监测数据传输并将采集到的水土流失数据上传至监控中心。5.2 建立完善的信息收集系统为了保证监测结果的准确性需要建立完善的信息采集系统对收集到的数据进行处理并将其实时传输到信息管理系统中。在采集土壤侵蚀和降雨侵蚀数据时可以利用 GPS 定位技术确定采样点的位置利用 GPS 技术对采样点进行定位后将其坐标发送到无线传感器网络中从而实现对输电线路沿线土壤侵蚀和降雨侵蚀情况的实时监测。同时为了保证监测数据的准确性可以利用 GIS 软件对数据进行处理生成监测区域的土壤侵蚀、降雨侵蚀等相关信息。在建立完善的信息采集系统后可以实现对输电线路沿线土壤侵蚀和降雨侵蚀的实时监测。此外还可以利用数据处理软件对采集到的数据进行分析并形成详细的监测报告。5.3 完善管理体系保证水土流失监测的有效性 目前中国部分地区已经开展了相关研究工作并取得一定成果。但是由于水土流失监测涉及多个部门和单位导致各部门之间协调困难、信息交流不畅等问题比较突出。因此需要建立一套完善的管理体系来保障水土流失监测工作能够顺利进行。首先针对水土流失监测工作需要的数据收集、分析、处理等环节需要制定统一的标准规范和管理办法将不同部门的数据进行整合。其次由于水土流失监测工作具有一定的专业性和技术性需要对工作人员进行专业培训和技术指导。最后要明确水土流失监测工作中各个部门之间的职责与权限建立完善的管理制度。5.4 建立水土流失监测数据库为信息应用提供支撑 针对监测区域建立水土流失监测数据库。对区域内的土壤侵蚀和降雨侵蚀量进行分类并建立相应的监测数据库将其存储在相应的数据库服务器中。其中土壤侵蚀数据主要包括土壤类型、土壤深度、植被类型和坡度等降雨侵蚀数据主要包括降雨量、降雨强度等。水土流失监测数据库将工程项目区域划分为不同的功能区域在每个功能区域中设置对应的监测点并根据功能区域内土壤侵蚀和降雨侵蚀量的变化情况定期更新水土流失监测数据库中的内容。根据工程建设需要将水土流失监测数据库划分为若干个子数据库分别存储不同监测内容所需的数据。对每个子数据库中的数据进行查询、筛选和统计分析。在水土流失监测数据库中存储监测数据便于在系统平台上进行信息应用。例如可通过水土流失监测数据库中的数据实时获取输电线路沿线土壤侵蚀和降雨侵蚀的动态变化情况。5.5 加大资金投入强化信息安全意识在整个监测系统中无线传感器网络是核心它是实现远程水土流失监测的基础。无线传感器网络所用到的传感器、数据采集模块等都是基于无线通信技术开发而成的而这些模块都是基于嵌入式操作系统开发设计的。由于开发环境、硬件平台等存在差异导致这些模块具有不同的性能但这些模块在使用过程中需要不同程度的电源管理所以在使用过程中必须加大资金投入以保证其能够正常工作。同时监测系统使用的相关设备还包括监测软件、管理软件等这些都是以嵌入式操作系统为基础开发设计的也需要加大资金投入 [3]。除此之外水土流失监测系统不仅要满足水土流失动态监测的需要还应具备视频监控功能并且水土流失监测系统还具有较高的安全要求因此必须强化信息安全意识并加大资金投入。在系统建设过程中应建立健全管理制度对施工人员、技术人员进行培训。在此基础上通过不断强化信息安全意识和完善管理制度以确保水土流失监测系统能够正常运行。6 结语目前中国已建成的 500 kV 及以上输电线路里程数占全国总里程数的 80% 以上在全国电网中起着重要作用。但是在实际工程施工过程中由于缺乏有效的监测手段使得工程水土流失情况得不到及时了解工程建设与生态环境保护之间的矛盾日益突出。论文设计的水土流失监测系统可以实现对输电线路沿线土壤侵蚀和降雨侵蚀的实时监测有助于及时掌握水土流失情况并提出防治措施可为相关部门对输电线路工程水土流失情况进行实时监管提供参考依据。参考文献[1] 雷磊,郑树海,王劲,等.考虑水土流失评价指标的特高压输电线路环境监测系统[J].技术与市场,2022:5.[2] 勾占锋,王青三.高压输电线路泄漏电流在线监测系统的设计[J].郑州大学学报(工学版),2011(6):128-131.[3] 潘庆明,申学德,牛明凯,等.高压输电线路紫外在线监测系统分析[J].商情,2018(3):144.56电力工程技术创新·第06卷·第01期·2024年03月火电厂电气综合自动化系统的设计Design of Electrical Integrated Automation System for Thermal Power Plants史沈明Shenming Shi上海电力股份有限公司罗泾燃机发电厂　中国·上海 200949Shanghai Electric Power Co., Ltd. Luojing Gas Turbine Power Plant, Shanghai, 200949, China摘  要本次设计的电气主接线方式根据每个电压等级的负荷、出线回路数以及进线回路数来确定并根据可靠性、灵活性、经济性三个方面的经济技术条件分析与实际相结合来确定最终的接线方式。电气设备选择分为导体选择与电气设备的选择导体根据使用场所选择材料根据线路所能通过的最大持续工作电流来选择截面积并且同时需要符合各种校验条件。对电气设备进行选择和校验最后根据各个电压等级所要求的功率因数装设并联电容器根据火电厂选择的建造地址选择合适且经济的配电装置。Abstract: The main electrical wiring mode of the design is determined according to the load of each voltage level, the number of outgoing circuits and the number of incoming circuits, and the final wiring mode is determined according to the combination of economic and technical conditions analysis and reality in three aspects of reliability, flexibility and economy. The selection of electrical equipment is divided into the selection of conductors and the selection of electrical equipment. The conductors choose materials according to the use of sites, and choose the cross-sectional area according to the maximum continuous working current that the line can pass, and at the same time meet various check conditions. The selection and check of electrical equipment are carried out, and finally the parallel capacitor is installed according to the power factor required by each voltage level, and the appropriate and economical distribution device is selected according to the construction address of the thermal power plant.关键词火力发电厂电气系统发电机配电装置Keywords: thermal power plant; electrical system; generator; power distribution deviceDOI: 10.12346/peti.v6i1.90861 引言火力发电系统是当下较为常用的发电方式同时也是目前电力供应中的一种主要方式。随着社会的不断向前推进发展对火力发电也提出越来越高的要求在保证供电可靠性同时也需要有较高的供电质量。为满足对清洁能源需求火力发电厂也引进了越来越多的清洁能源设备其中电气部分设计对整个火力发电厂的运行效率和工作模型有着重要影响。因此对火力发电厂的电力系统进行合理的设计对促进工业生产的发展实现工业现代化有着非常重要的 作用。2 火力发电厂电气主接线设计2.1 电气主接线分析电力主接线是火力发电厂电气部分的主要组成部分它体现着每个设备的功能、线路的连接方式以及线路之间的相互关系。其设计不仅涉及整个工厂的电气设备选型、配电设备布局、继电保护、自动装置及控制模式的选择还影响到整个工厂的安全经济运行。①当线路的断路器或母线发生故障时或者在母线维护期间应该尽可能地减少停电线路数目缩短停电时间以确保向用户提供连续可靠的电力。【作者简介】史沈明2000-男中国浙江象山人本科技术员从事电气工程及自动化研究。57Power Engineering Technology Innovation②变电站的供电可靠性较高即应尽可能减少变电站停2.4.1 方案一止运行的可能性。③当任何断路器出现故障或拒绝操作时任何电路的电路都不应被切断。2.2 电气主接线的形式2.2.1 单母线接线优点配线简便、经济性好、操作比较简单、母线容易扩展。缺点当母线或者母线开关在检修或者出现故障的时 候必须立马停止工作调度不便电力系统仅能并行工作且线路一侧短路时短路电流大。因此这种连接方式通常仅用于小功率发电机、低回路、无大负载的发电厂和变电所 [1]。2.2.2 单母线分段接线优点采用了分段式断路器实现单个母线的分段增加了电力系统的可靠性和灵活性。缺点当这种线路进、出线较多或对主负荷有双回出线时出线数目会增加并且往往会引起架空线的交叉影响整体的可靠性。总 体 要 求6~10 kV 的 输 电 线 6 次 及 以 上110kV 配网 4~8 条输电线的出线110~220kV 配电网络的 3~4 个输 电线。2.2.3 双母线接线双母线是由母线联接开关相连。与单母线相比具有供电可靠调度灵活易于扩充等特点。母线故障或维修时要用绝缘开关进行倒闸极易造成误动作在绝缘开关与断路器间安装可靠的连锁对操作人员的要求也较高。① 6~10kV 配电网② 110kV 配电网络当线路数超过 8 条或电力负荷较大的情况下③ 110~220kV 配网在线路 5 次 或 110~220 kV 配网中4 次以上的出线。2.3 主接线方案拟定自此设计的火力发电厂有 2 台 50MW 的汽轮发电机它的额定电压是 10.5kV10kV 机压母线通过 2 台三绕组升压变压器高压侧是接入 220kV 的母线中压侧是接入 110kV的母线。并且有 2 台 300MW 的汽轮发电机它的额定电压是 10.5kV在经过单元接线方式直接升压到 220kV。2.4 主接线方案确定按照以上的分析现对这两个方案进行综合比较。①可靠性220kV 侧采用单母线接线方式可靠性较差。②灵活性220kV 侧接两个变压器操作简单。③经济性采用两台变压器花费低。2.4.2 方案二①可靠性220kV 侧采用单母分段接线可靠性较高。②灵活性220kV 侧接三个变压器调度方便但接线稍显复杂。③经济性采用三台变压器及更多的其他辅助设备花费高。经过对比得知从可靠性、灵活性、经济性等方面进行了全面的分析综合以上在方案 1 和方案 2 中选择方案2 更佳。220kV 采用双母线接线110kV 采用双母线接线10kV 采用单母线分段接线2 台 50MW 发电机连接 10kV母线2 台 300MW 发电机采用单元接线连接 220kV 母线。2.5 发电机的选择火力发电厂的装机容量是火力发电厂的大小、地位与功能的重要指标。发电站的装机容量是根据国家经济发展规划用电负荷增长速率系统规模网架结构备用容量等因素来决定的。本次设计中火力发电厂有 2 台容量为300MW 发电机和 2 台容量为 50MW 发电机。3 主变压器台数与容量选择在此设计中该火电厂有 2 台 50MW 汽轮发电机通过两个三绕组变压器高压侧一端接入 220kV 母线中压侧一端接入 110kV 母线。2 台 300MW 的汽轮发电机分别通过单元

直流供电技术；现代电力系统；创新与应用

GB 50016—2014 建筑设计防火规范[S].

GB 50010—2010 混凝土结构设计规范（2015 版）[S].

GB 5009—2012 建筑结构荷载规范[S].

GB 50011—2010 建筑抗震设计规范（2016 版）[S].