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极光创新G5光固化3d打印机高精度大尺寸
深圳市极光尔沃科技股份有限公司 2021-08-23
基于故障多元信息的新型保护系统关键技术与应用
一、立项背景 继电保护是保障电网安全运行的第一道防线。自上世纪80年代微机保护应用以来,历经多次更新换代,我国继电保护技术一直处于世界先进水平,为保障电网安全做出了突出贡献。随着智能电网的发展、超/特高压远距离输电大通道的建设、区域电网的广泛互联和波动性新能源的规模化接入,我国已建成世界上规模最大、结构最复杂的电网。电网的快速发展给继电保护带来了严峻挑战: 1、后备保护方面,由于电网结构复杂,运行方式多变,造成后备保护定值更难整定,保护选择性和灵敏性的矛盾更加突出,保护拒动误动风险并存。国内已发生多起类似“6.18”西安南郊站,因后备保护灵敏性不足拒动,造成变压器烧毁的重大事故;国际上屡屡发生的因潮流转移过负荷,后备保护误动引发的如美加“8.14”、印度“7.30”等大停电事故,也不断地对我国电网敲响警钟。 2、主保护方面,超/特高压电气设备结构复杂、线路距离长,短路电流变化大,造成主保护对变压器匝间短路、线路高阻接地等轻微故障的反应灵敏性下降。“11.22”济南特高压泉城站变压器爆炸正是由于保护对起始发生的轻微故障未能灵敏切除,引起事故扩大,造成了重大人员伤亡和财产损失。 这些问题已成为我国电网安全运行的重大隐患!问题的症结在于传统保护仅利用设备自身的电气量信息,在复杂电网环境下,保护反应的电气量在故障和非故障间差异变小甚至混叠,依靠定值配合无法保证保护可靠正确动作。不改变传统保护工作模式,仅对保护判据进行修正或调整定值,只能在一定程度上单方面地解决保护拒动或误动的问题。 二、发明思路 突破保护仅利用设备自身信息的限制,综合利用站间保护关联逻辑量、站域故障全过程电气量等信息,对后备保护、主保护、系统构成模式进行全面创新,构建“站域集中-站间分布式”新型保护系统。   图1 技术发明总体思路 三、发明方案 技术发明点1:基于站间逻辑量信息一致性特征的后备保护技术 传统后备保护既存在对相邻元件故障反应能力不足,保护拒动的问题,又存在受过负荷和系统振荡影响,保护误动的问题。针对上述问题,该项目发明了保护关联关系在线快速跟踪和可靠性校核方法;创造性地将故障的空间分布特征映射为站间的保护关联逻辑量信息,首创了基于站间逻辑量信息一致性特征的后备保护技术,攻克了保护不误动和不拒动无法兼顾的难题。 发明点1.1:发明了保护关联关系在线快速跟踪和可靠性校核方法,为保护可靠利用站间信息奠定了基础。 快速跟踪和可靠识别电网拓扑的变化,确定保护的关联关系,是保护利用站间信息首先要解决的关键问题。发明了保护关联关系在线快速跟踪和可靠性校核方法,关键技术包括:1)提出了基于虚拟阻抗矩阵的保护关联关系分析方法,创造性地将开关状态虚拟为支路阻抗并构建节点虚拟阻抗矩阵,在线微调矩阵元素即可实现开关状态的快速跟踪,跟踪时间由秒级缩短至毫秒级,为后备保护快速动作提供了可靠保障;2)发明了电气量和开关量信息双重约束的关联关系可靠性校核方法,首次将电气量信息引入保护关联关系识别,通过开关量信息和电气量信息实时匹配校验,实现了保护关联关系的可靠在线校核。 发明点1.2:首创了基于站间逻辑量信息一致性特征的后备保护技术,攻克了保护不误动和不拒动无法兼顾的难题。 电流元件、方向元件、阻抗元件等保护逻辑量信息,蕴涵着故障方向、故障范围等故障直接特征,并且信息交互简单、可靠。根据不同位置保护逻辑量反应故障的差异化特征,发明了基于站间逻辑量信息一致性特征的后备保护技术。关键技术包括:1)首次将电网故障的空间分布特征映射为保护逻辑量信息,按近后备和远后备灵敏性要求设定保护范围,实现了逻辑量信息与故障分布特征的关联和匹配,解决了保护强依赖定值的问题;2)首创了基于站间逻辑量信息一致性特征的后备保护技术(如图2所示)。利用逻辑量对故障反应的交叉重叠特征,根据动作一致性原则,既实现了故障设备的快速准确识别,又从根本上攻克了系统振荡及过负荷造成保护误动的难题。 基于站间逻辑量信息的后备保护技术可实现近后备保护全范围速动,远后备保护延时由1.5s以上缩短至0.5s以内;在原理上保证了对相邻元件故障反应的灵敏性,避免了后备保护拒动导致的重大事故发生;不受系统振荡和过负荷影响,避免了保护误动引发的连锁跳闸和系统性事故发生。   图2 基于站间逻辑量信息一致性特征的后备保护技术 技术发明点2:基于故障模型参数异变特征的主保护技术 现有电气设备主保护仅反应故障外在表现特征,在变压器匝间短路及线路高阻接地等轻微故障情况下,外部故障与内部故障特征差异不明显,易造成保护拒动。为解决上述问题,该项目基于故障的物理本质特征,揭示了故障导致电气设备模型参数变化的机理,利用故障全过程电气量信息,构建了可灵敏反应设备参数变化的故障模型,发明了基于故障模型参数异变特征的主保护技术,显著提升了对轻微故障的反应能力。 发明点2.1:首创了可反应变电站电气设备参数变化的故障模型,从物理本质上消除了非故障因素对主保护灵敏性的影响。 突破主保护仅反应故障外在表现特征的局限,利用设备故障全过程全相电气量信息,建立了对故障高灵敏而对非故障不敏感的模型。关键技术包括:1)发明了基于线路压降-阻抗联合分布的故障网络模型,建立了线路阻抗、过渡电阻及分布电容压降之间的幅值、相位关联关系,创建了仅保留线路阻抗压降分布情况的故障网络模型(如图3所示);2)发明了基于电压磁链方程的变压器故障模型,建立了变压器高、中、低压各侧绕组电压与主磁链、漏磁链的等值平衡关系,消除主磁链的非线性成分,建立了仅反应漏磁链变化的变压器故障模型(如图4所示),从原理上摆脱了分布电容电流、负荷电流、励磁涌流等非故障因素的影响。 发明点2.2:发明了基于故障模型参数异变特征的主保护技术,实现了保护对轻微故障反应能力的大幅提升。 利用站域故障全过程电气量信息,反应故障前后模型参数的变化情况以及三相不一致程度,发明了基于故障模型参数异变特征的主保护技术。关键技术包括:1) 发明了基于阻抗压降变化特征的线路主保护技术,构建了线路压降-阻抗参数关联矩阵,通过实时追踪矩阵中各元素的变化量以及元素间的差异,准确识别故障线路及故障位置(如图5所示);2) 计及CT误差、变压器有载调压对保护的影响,实时计算各相等效漏感参数的突变量及不一致程度,发明了基于等效漏感参数变化特征的变压器主保护技术(如图6所示),显著提升了保护对变压器轻微匝间短路识别的灵敏性。 基于故障全过程电气量信息的主保护技术可以做到变压器匝间短路识别死区由5%降至2%,500kV线路接地故障过渡电阻反应能力由300Ω提升至1000Ω,故障定位误差由5%下降至1.3%。实现了对电气设备轻微故障的灵敏切除,可有效避免事故扩大造成的重大人员伤亡和财产损失。 技术发明点3:站域集中-站间分布式新型保护系统 构建基于故障全过程逻辑量、电气量信息的新型保护系统是对百年历史继电保护模式的重大变革,除满足复杂电网对继电保护的要求外,还需要考虑工程实现的可行性、应用场景的适用性和运行维护的便利性等重大工程应用问题。该项目首创了站域集中-站间分布式的新型保护系统构成模式,实现了与传统保护的有机衔接,可灵活组态适用各种电网应用场景;发明了基于时间序列特征和电气量物理约束的数据校核技术、基于保护关联关系的数据自适应替代技术,为新型保护系统信息交互提供了可靠保障。 发明点3.1:首创了站域集中-站间分布式的新型保护系统构成模式,奠定了新型保护系统在不同电压等级电网推广应用的基础。 该项目创建了“站域集中-站间分布式”的新型保护系统(如图7所示),实现了发明点1和2技术的工程推广应用。关键技术包括:1)发明了以间隔为基本单元的站域集中-站间分布式保护构成模式。间隔单元做到“即插即用”,扩展性强,可灵活组态适用各种电网应用场景;站域主机实现对站内信息的融合与优化利用;相邻站域主机虚拟为变电站间隔单元,实现站间分布对等交互信息。该模式通信链路清晰简捷,易于工程实现;2)发明了新型保护系统与传统保护的集成与自适应转化技术。新型保护系统在传统保护基础上集成故障全过程信息进化形成,在故障信息缺失的极端情况下仍具备传统保护功能。新型保护系统可充分传承传统保护成熟的运维经验,实现了与传统保护之间的有机衔接。   发明点3.2:发明了基于时间序列特征和电气量物理约束的数据校核技术、基于保护关联关系的数据自适应替代技术,保证了新型保护系统的可靠性。 基于新型保护系统构成模式,发明了站域、站间信息交互可靠性保障技术,实现了异常数据的实时校核与缺失数据的自适应替代。关键技术包括:1)发明了基于时间序列特征和电气量物理约束的数据校核技术,在线修正异常采样数据,解决了电气量在采样或传输中出现畸变而影响保护动作性能的难题;2)发明了基于保护关联关系的数据自适应替代技术,在间隔单元CT断线、PT断线等信息源丢失情况下,通过数据互补重构实现缺失数据的自适应替代,保证了保护功能的完整性,有效提升了保护的可靠 四、创新性成果 该项目攻克了传统保护不误动、不拒动无法兼顾的难题,取得了以下关键技术突破: 1、基于站间逻辑量信息一致性特征的后备保护技术,保护最长动作时间缩短至500ms以内,彻底解决了远后备保护拒动,以及受系统振荡和过负荷影响误动的问题; 2、基于故障模型参数异变特征的主保护技术,显著提升了保护对轻微故障的反应能力; 3、站域集中-站间分布式新型保护系统,实现了保护技术在不同电网场景下的广泛应用。
华北电力大学 2021-05-10
一种数字能量交换系统的关键技术
1. 痛点问题 由于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)具有驱动功率小而且驱动电路简单、开关速度快并且损耗小、饱和压降低、耐压高、电流大等优点,在柔性直流电网中得到了广泛的应用,现有的MMC换流阀装备均是采用IGBT开关器件进行设计。事实上,IGBT于二十世纪八十年代初诞生,在九十年代得到飞速发展。然而传统的焊接式IGBT容量较小、可靠性较低且失效后呈断路特性,因此早期的IGBT主要应用于中低压领域,直至压接式IGBT诞生之后才开始在高压、大功率电力电子换流器当中得到应用。IGBT器件的容量从最早的600V/6A级别逐渐提升,迄今为止已经达到了4.5kV/3kA的水平。IGCT诞生于1996年,由于其核心GCT芯片是由晶闸管改进而来,因此天然具备晶闸管大容量、高可靠性的特点。IGCT器件在2000年便已经达到了4.5kV/4kA的水平,相比之下压接式IGBT直至2012年才达到相同的功率等级,随着六英寸IGCT器件在未来投入使用,IGCT在容量上仍将对IGBT保持较大优势。 另外,尽管IGBT优势突出,但是相比电流型器件,仍然存在通态压降大、可靠性低、制造成本高等问题,具有很多改进的空间。尤其是在海上风电柔性高压直流输电系统中,所使用的开关器件数量非常大,若能改进IGBT器件的特性,进一步提高效率和可靠性、减小成本,将会具有巨大的吸引力和应用前景。 2. 解决方案 模块化多电平变换器(MMC)的多电平调制大幅降低了功率器件开关频率,为集成门极换流晶闸管(IGCT)的应用带来了契机。相比IGBT,IGCT的通态压降和成本可降低达到1/3以上,并且IGCT具有非常强大的浪涌电流、短路失效和防爆能力,无需增加辅助电路便可实现冗余和防爆,确保柔直输电系统免维护的高可靠需求。该技术实现更高电压、更大功率、更高效率和可靠性的柔性直流输电系统具有重要意义和广阔的应用前景。
清华大学 2021-10-22
污泥MVR节能干燥系统共性关键技术研究
在我国的非特指环境下,污泥来源一般包括给水厂污泥、污水厂污泥、城市水体疏浚污泥以及工业污水处理产生的污泥,其中污水厂的污泥是其中数量最大的一类污泥。因此,为加快污泥资源商业回收利用进程,迫切需要开发一种低能耗的污泥干燥技术。 新型污泥MVR干燥系统示意图
南京航空航天大学 2021-04-14
微生物转化生产洛伐他汀中间体 R-J6 的关键技术
他汀类药物(statins)是一类羟甲基戊二酰辅酶 A (HMG-CoA)还原酶选择性抑制剂,能够降低血浆胆固醇和脂蛋白水平,是防治冠心病、脑中风、高血脂、动脉粥样硬化的首选用药。目前,工业化生产他汀类药物侧链关键中间体主要途径为化学合成法,此法反应步聚复杂,条件不易控制,所需手性试剂价格昂贵, 污染严重,收率低。而酶法催化生产他汀类药物侧链关键中间体具有工艺简单、周期短、耗能低、专一性强、收率高、提取方便等优点,因而受到越来越多的关注。采用酶法合成瑞舒伐他汀钙侧链关键中间体,体现降耗环保的时代需求;采用非水相体系进行酶催化反应,解决了底物难溶的瓶颈问题。 
江南大学 2021-04-11
基于无线移动终端的快速应急救援系统(卫星通信与 定位技术)
项目简介: 快速应急救援关键:第一时间获得灾区的实时信息。利用现有移 动互联网技术,系统可在灾后获得授权情况下迅速激活客户端获取其 位置信息,并将信息上传至后台服务器。根据人员分布配合 GIS 地理 信息系统统筹调度,做出合理救援策略。 该系统可以有效弥补应急救援系统的不足,为消防、公安、地震、 水利等部门提供广泛的地震、洪灾应急救援支持、日常紧急求助、失 踪人员定位等服务。该系统可以满足目前社会和市场上对应急救援系 统的强烈需求,应用前景十分广阔。该项目是一项极具应用前景和良 好的产业化前景的研究课题,将会产生明显的经济效益和社会效益。
南开大学 2021-04-11
2.4G无线教学音箱有源音箱强抗干扰三合一
手持终端集激光教鞭、无线话筒、PPT翻页于一身; 新一代2.4G技术,O-QPSK调制方式,超强抗WIFI干扰; 绿色安全节能,超低辐射,超低功耗; 智能化设计,即插即用,随开随用; 接收机整合在有源音箱内,接上电源就可使用,简便,节约。 发射端内置咪头,可手持使用,也可配头戴使用。  服务教育行业,紧跟电教发展新潮流 保护教师金嗓子,彻底告别讲课拼嗓门的日子 解放三尺讲台束缚,倡导移动教学新理念 出彩教学 多彩选择 技术参数  接收机: 频率范围:2.4~2.483MHz 频率响应:50Hz~12KHz 调制方式:O-QPSK,BT=0.5Gaussian 连接方式:ID对码,自动连接锁定 接收方式:双向2.4G短波跳频 灵敏度:-82dBm(1%BER) 信噪比:≥110dB 谐波失真:≤0.5% 输出功率:2x20W 最大消耗功率:≥100W 电源:AC 220V~50Hz   发射机: 频率范围:2.4~2.483MHz 频率n向应:50Hz~12KHz 调制方式:O-QPSK,BT=0.5Gaussian 发射功率:2.5mW 链接方式:ID对码,自动连接锁定 传输方式:双向2.4G短波跳频 连接时间:20小时 供电方式:3.7V聚合物锂电池 电池容量:1200mAH 电池充电时间:大约4小时 工作范围:≥50米 温度范围:-30~50℃ 重量:70g 尺寸:108mmx33mmx21mm
恩平市雅克音响器材厂 2021-08-23
基于北斗系统的灾害监控预警平台关键技术及应用系统研究
该项目为2015年四川省科技进步一等奖获奖项目,围绕自然灾害监控预警、生态环境监测的国家重大需求,提出了基于北斗系统实时监测的系列关键技术,并研发了相关应用系统及产品。总体技术达到国际先进,部分技术国际领先。成果已获授权专利27项,发表论文30篇。并已在四川、西藏、云南、广东等八省区的五十余家单位推广应用。
电子科技大学 2021-04-14
智能化油膜轴承关键技术研发
基于具有完全自主知识产权的机电液气一体化的大型油膜轴承综合试验台,油膜轴承研究实现了从“基础理论研究-试验研究-产品中试-推广应用”的完成产品研发链条,为我国各类油膜轴承新技术、新产品的开发提供有效的试验保障和技术支持,为发展智能化油膜轴承产品、多层合金新型结合技术提供了系统的理论指导。该技术成果授权国家发明专利10项,实用新型专利5项,软件著作权5项。为企业产品研发提供了重要的理论与技术支撑,实施研究成果在企业中验证和应用,推进了核心基础件的高端化进程。
太原科技大学 2021-05-04
污泥原位碳源开发关键技术及应用
针对低碳城市污水和生物难降解有机废水除磷脱氮过程中存在碳源竞争、除磷脱氮效率不高、需要外加碳源问题,开发酸碱联合调节、微波组合技术,从污水处理厂内部副产物--污泥(主要有初沉污泥和剩余污泥)中提取生物易利用碳源(特别是乙酸等VFAs(挥发性脂肪酸)),用于增强污水生物除磷脱氮过程,实现污泥原位碳源开发和应用。主要内容:1、揭示先酸后碱、先碱后酸等酸碱联合调节污泥氮磷释放、VFAs形成及脱水性能变化规律,阐明氮磷释放和VFAs形成机理,优化酸碱调节技术,在同一装置中利于污泥中VFAs形成、氮磷释放及污泥脱水性能改善,并应用于实际工程中;2、研究酸碱调节污泥释放的氮磷回收过程;3、研究微波碱解、酸解及联合过氧化氢氧化过程中,剩余污泥中不溶有机物破解、VFAs等形成规律,优化微波组合工艺促进VFAs形成过程。特点:与其他污泥处理的化学、物理和生物法相比,酸碱联合调节方法简单易行,解决了单独调酸或调碱只利于氮、磷释放或VFAs形成而无法实现综合利用的问题,其中先酸(pH 3.0)后碱(pH 10.0)顺次调节方式在调酸时利于氮磷释放,在调碱时利于VFAs形成(每吨污泥有机质可生成VFAs约200公斤),同时污泥脱水性能得到改善;微波与碱解、酸解及过氧化氢相联合,可实现剩余污泥高效快速破解,其中微波/过氧化氢和微波/硫酸依次串联技术,在30min内剩余污泥破解率达80%,乙酸占VFAs含量大于80%。本工艺简单,VFAs产率高,实现了污泥的原位碳源开发、节省了外加碳源和污泥处理处置费用,具有很高的环境和社会效益,具有推广价值。
天津城建大学 2021-04-11
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