勇闯技术“无人区”!硕果累累,真是了不起!

2020-09-19

到底哪些科技成果惊艳了你?

电网领域高科技

风驰电掣,快速发展。


人工智能、区块链、5G、北斗

等先进信息技术大展身手!



跨越迎峰上,创新逐浪高!

近年来,公司勇闯技术“无人区”

涌现了一系列科技成果。

你,get到了吗?


-01-

一种火电厂反渗透浓水与城市污水交互处理的利用方法


★第二十一届中国专利奖银奖


专利权人:国家电网有限公司、国网河北省电力有限公司电力科学研究院、国网河北能源技术服务有限公司

发明人:刘克成 龙潇 范辉


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本专利以水网重构为思路,首创了反渗透浓水与城市污水交互处理的利用方法,在原有系统的基础上仅需增加复合纳滤和结晶流化组合工艺,即可实现城市污水处理和反渗透浓水资源化利用的深度耦合,在不新增运行成本的情况下,同步实现了反渗透浓水中水资源深度提取、盐分资源化再利用和废水零排放三大功能。

主要技术创新点:1.首创了反渗透浓水和城市污水交互处理利用的新方法,首次实现了反渗透浓水零排放。2.首创了低投入及零运行成本渗透浓水零排放工艺。3.首次实现了反渗透浓水中水资源和盐水的同步利用。

效益与应用:专利已成功应用于火力发电厂水资源利用及节能减排领域内的工程设计、方案优化、技术改造、故障诊断等方面。从2014年至今,已完成17家火电厂各废水处理系统技术咨询、技术改造、运行优化、系统调试等6大类314项应用。



-02-

多能源发电微电网高可靠性控制技术


★2019年度河北省技术发明奖二等奖


获奖人:范辉 孟良 高志强 胡长斌 李建林 高骏


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项目组建成国内首套多能源微网实验系统,结合数字仿真与真实物理场景,发明了基于模型预测理论的微电网复杂系统非线性控制技术和交直流混合微电网新型结构,与国内外同类技术对比,项目提出的微网结构和控制技术,具有运行稳定、电能质量高等优点,动力负荷安装渗透率高达51.6%。


主要技术创新点:1.发明了一种多种能源发电的交直流混合微电网系统控制方法。首次提出兼顾底层母线电压和功率优化多智能体分层预测协调控制技术。2.发明了基于功率预测的多元复合储能系统控制技术。首次实现了克服非基波扰动的广义积分器重复控制技术,发明了针对大型动力负荷冲击等电能质量等问题的综合控制技术。3.发明了针对大型动力负荷启动冲击等电能质量问题的综合控制技术。首次提出利用微电网“分层接入和复合储能”启动大型负荷的方法,冲击负荷超调量降低30%,提高复杂电能质量影响下微电网的可靠性。


效益与应用:项目成果应用于202个综合能源项目,在海岛等微网工程、国防安全、人民民生等方面发挥重要作用。


-03-

大数据驱动的电力信息网安全态势感知、识别与预警关键技术及应用


★2019年度河北省科学技术进步奖二等奖


获奖单位:国网河北省电力有限公司信息通信分公司  华北电力大学(保定)  全球能源互联网研究院有限公司  北京邮电大学

获奖人:陈连栋 杨杨 辛锐 白涛 高会生 王占魁 王宇飞


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首创提出了适应电力信息网络的“两网耦合-跨域感知-双模存储-智能预警”全流程安全管控技术框架,构建两网融合的主动防御模型,提出双模存储、时空治理和行为识别等关键技术,研制电力网络与信息安全风险监控预警平台,打造国内接入设备种类最多最全的专网安全主动防御体系。


主要技术创新点:1.基于事前情景感知的主动防御模型,填补了电力信息安全主动防御的空白。2.基于均衡多源采集的物理/业务双模态存储方法,攻克了设备种类与数量多、分布广条件下点面覆盖有限的技术难题。3.基于元数据的异构海量网络安全数据时空治理方法,解决了多源异构跨区海量安全数据融合难的问题。4.基于行为模式的多元事件关联分析和风险预警机制,突破异域空间攻击行为识别和预警准确率低的问题。


效益与应用:成果率先在公司系统应用,并推广至北京、河南等27个省级电网,在重大保电工作中,防御170余万次攻击,成功避免因网络安全事件引发的电网大面积停电事故,助推金融、电信、交通、媒体等行业的安全主动防御体系建设。


-04-

火电机组多污染物深度减排关键技术及应用


★2019年度河北省科学技术进步奖二等奖


专利权人:国网河北省电力有限公司电力科学研究院  国网河北能源技术服务有限公司   北京国电龙源环保工程有限公司  河北国华沧东发电有限责任公司

发明人:陈崇明 宋国升 李振海 郁金星 车凯 罗志刚 刘克成


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项目以京津冀区域大气环境持续改善为目标,结合总理基金”(大气重污染成因与治理攻关)针对氮、硫及细颗粒物等污染物,在非平衡吸附一催化、低浓度传质机理等方面取得重大突破,实现了规模化产业应用。


主要技术创新点:1.发明了前置式多元“场偏差”均匀性调控方法,创建了高氨氮比脉冲“反应池”式脱除技术。2.提出融合主动氧化的正-反旋式强化传质方法,形成了新型云雾式射流切圆脱硫技术,同时促进了细颗粒物凝并及SO₃脱除,解决了多相传质及化学反应平衡难题。3.创建涵盖建设、验收、运行阶段的系统化标准体系,形成“源头减量过程优控-协同脱除”的技术减排策略,达到优于燃机的洁净排放水平。


效益与应用:实现了省内首套脱硝工程示范和京津冀首台600兆瓦机组“绿色发电”改造应用,并推广至全省120余台机组,在超低排放基础上,每年减排污染物累计约21000吨;降低催化剂石灰石以及还原剂、厂用电等消耗性成本,节省检修费,累计为电厂实现增收节支约2.85亿元。


-05-

电网二次设备高可靠性运维关键技术及装备


★2019年度河北省科学技术进步奖二等奖 


专利权人::国网河北省电力有限公司电力科学研究院  华北电力大学(保定)国网河北省电力有限公司  武汉凯默电气有限公司  国网河北能源技术服务有限公司

发明人:赵宇皓 戴志辉 何磊 罗蓬 郝晓光 任江波 李铁成 焦彦军 常风然 耿少博

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建成公司智能二次设备测试评价实验室,持续立项攻关,研发了系列运维装备,在二次设备全面感知、事前预警和检修防护方面实现了高可靠性运维技术突破。


主要技术创新点:1.首次建立了基于“失效模式分析-故障树故障闭环累计”(3RF)的继电保护可靠性数据收集模型,实现了二次设备全环节数据收集及状态可视化,开发了站端和调度端监测系统实现二次设备统一监测 。2.建立了动态故障树与马尔可夫状态空间结合的动态可靠性评估模型,实现了一、二次设备故障风险转移预警。3.研发了兼具自动安全控制和智能诊断校核的二次设备分布式检测系统。实现二次作业安全预警与动态防护,解决了跨间隔二次设备的整组协同测试和智能诊断难题。


效益与应用:项目成果有效提高了二次设备运维效率和安全性,实现了二次设备被动运维向主动运维模式的转变,直接间接经济效益超5亿元,推动了电力自动化监测和检测装备的升级改造和技术进步。


-06-

源网荷多能互补条件下清洁能源消纳技术应用



★2019年度河北省科学技术进步奖三等奖


专利权人:国网河北省电力有限公司沧州供电分公司  华北电力大学  国网河北省电力有限公司电力科学研究院

发明人:刘英培 胡文平 胡雪凯 李春晓 苏嘉成


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并网协调控制策略为清洁能源高效并网及降低电压波动提供了理论支撑;全网消纳能力评估及运行优化方法为清洁能源全额消纳提供了新思路;并网检测装备为多能互补条件下源网荷的安全稳定运行提供了有力保障。


主要技术创新点:1.提出了清洁能源间下垂协调控制策略,提高了系统抗干扰能力,降低了电压波动幅度40%,解决了多能互补条件下清洁能源灵活高效并网及电压波动问题。2.构建了清洁能源消纳分析模型,攻克了全网清洁能源消纳能力的综合评估难题;建立了多能互补系统优化配置和运行模型,解决了多能互补系统的运行优化问题。3.提出了配电网分布式电源的防孤岛方法,研发了低电压穿越试验装置分布式过电压防护系统,研制了国内外首套大功率防孤岛、低电压穿越检测装备,实现了对集中/分布式清洁能源并网检测的全面覆盖,提高了检测的自动化程度和效率,保障了多能互补条件下源网荷的安全稳定运行。


效益与应用:该项目研究成果应用覆盖新能源场站15座,其中扶贫光伏电站39座,惠及扶贫人口30980户。


-07-

低成本高导电率硬铝导线制备技术


★2019年度国家电网有限公司发明奖二等奖 


获奖人:冯砚厅 徐雪霞 范  辉 王  庆 刘东雨 徐静

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开发出了一套低成本生产63%ACS高导电率硬铝导线的制备技术进行了工业化生产和示范应用,效果良好。


主要技术创新点:1.发明了低成本高导电率硬铝导体材料制备技术。建立了微量元素存在状态与性能的关系模型,发明了99.7%工业纯铝生产63%ACS高导电率硬铝导体的成分配方,首次采用富铁相沿晶界析出法提高导电率突破了原料纯度要求高的技术瓶颈。2.发明了有效去除微缺陷的铝熔液净化系列技术。提出了A23纳米刺球吸附微气泡和微杂质,惰性气体、离心、真空复合除氢、聚合气孔抑制组合技术,系统解决了气孔、杂质降低导线强度和导电率的技术难题。3.发明了节能型铝丝制备技术。提出了导线制备新工艺,通过富铁相沿晶界析出、晶粒径向细化和轴向延长,攻克了低成本稳定生产63%aCS高导电率硬铝导线的技术难关。


效益与应用:研制的导线已实现批量生产,并在河北220千伏“束鹿—范庄”输电线路中得到应用,效果良好。


-08-

一种启动微电网内大型动力负荷的系统


★2019年度国家电网有限公司专利奖二等奖 


获奖单位:国家电网有限公司 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 国网河北能源技术服务有限公司

获奖人:高志强 孟良 胡文平 王文新 范辉 景皓 梁宾

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提出了一种新型的微电网结构,设计了一种全新的微网动力负荷启动和运行方式,充分利用微网内部储能装置等资源,从根本上解决了负荷启动造成的冲击和谐波问题,最大程度实现了微网运行经济性和安全性的统一。


主要技术创新点:1.首次研制了含主控制器、并网检测器、储能电源的动力负荷启动控制系统,实现了直流储能电源直接驱动动力负荷,解决了交流启动方式带来的谐波及冲击问题。2.开发了储能电池投切保护控制装置,设计了保护时序逻辑,同时提高了系统对负荷启动的快速电流响应能力。3.设计了负荷启动控制系统电源切换回路,解决了储能电池长期驱动动力负荷  影响循环寿命的问题。


效益与应用:成功研发国内首套兼具动力负荷运行管理功能的微电网混合储能管理平台,通过国家权威机构型式试验,应用于两百余座分布式能源站。同时,开展微电网及分布式能源站设计、煤改电工程评估等工作。


-09-

新能源并网控制与监测关键技术及应用


★2019年度国家电网有限公司科学技术进步奖三等奖 


获奖单位:国网河北省电力有限公司电力科学研究院 华北电力大学 石家庄科林电气股份有限公司 北京群菱能源科技有限公司 国网河北省电力有限公司沧州供电分公司

获奖人:胡文平 胡雪凯 刘英培 时珉 徐永海 常生强 姚承勇

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在统一发电控制策略、统一并网设备性能、统一调度运行监控方面取得了创新性突破。


主要技术创新点:1.提出了风机自抗扰直接转矩控制方法及其控制参数优化算法,攻克了扰动实时估计和前馈补偿技术。2.建立了适应多工况的光伏输出特性模型,提出了改进的电流参考值算法,实现了输出电流正负序分量的分离控制。3.提出了不平衡分相独立控制方法,研制了国内外首套兼容400伏/10千伏/35千伏的移动式防孤岛、兼容10千伏/35千伏的低电压穿越成套检测装备,实现了多电压等级新能源并网的高效检测。4.提出了异构多源数据融合方法,研发了互联网+分布式光伏在线监测平台,攻克了分布式光伏的可观、可测、可控难题。


效益与应用:完成了河北南网153座场站的升级改造及并网检测,连续6年实现了网内新能源全额消纳。研制的检测装备达国际一流水平,已批量供应广东等国内15省以及德国等海外国家的权威计量、质检机构,市场占有率达90%。开发的互联网+分布式光伏在线监测系统,覆盖分布式站点16115个,惠及扶贫人口30980户。


-10-

DL/T795-2016电力系统数字调度交换机等5项标准


★2019年度国家电网有限公司技术标准创新贡献奖三等奖 


获奖单位:国网河北省电力有限公司 国家电网有限公司信息通信分公司 国网电力科学研究院有限公司 国网安徽省电力有限公司 广州广哈通信股份有限公司

获奖人:许俊现 张合明 魏勇 张朝霞 汤效军 黄鑫 卓文合

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依托科技项目研究和专家技术人才资源,会同国网信通公司等单位,按照国家标委会国网公司标准制定计划,完成4项行标、1项企标的标准编制,形成了电力交换技术的标准系列。


主要技术创新点:1.首次提出了电力专用DTMF信令的格式编码、发码控制、功能透传等规则。2.首次建立了电力调度交换网“分层分级星型双归”和行政交换网“四级汇接五级交换”架构模型。3.首次提出视频协商、电路通信和P通信融合方法,首次提出调度台双模兼容、异机同组模式。


效益与应用:广泛应用于电力系统所有企业和电力调度交换机产业领域。国内发供电系统建设了覆盖全国的电力调度交换网络和行政交换网络。


-11-

超特高压绝缘子不停电状态诊断及维护关键技术及应用


★2019年度国家电网有限公司科学技术进步奖三等奖


获奖单位:国网河北省电力有限公司检修分公司 华北电力大学 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 国网通用航空有限公司 国网河北省电力有限公司经济技术研究院

获奖人:康淑丰 王胜辉 尹子会 赵振兵 刘朝辉 周文博 李遵守

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突破了超特高压绝缘子非接触式的缺陷检测、分析及维护三大关键技术。


主要技术创新点:1.获得了绝缘电阻-位置-温升关系曲线,利用曲线判断低零值绝缘子提高了诊断效率。2.提出了基于红外紫外图谱联合的盘式瓷绝缘子运行状态诊断方法。3.构建了图谱专家库并研制了红外、紫外、可见光一体的手持检测仪器。4.研删制了带电作业工具库房车,牵头编制了国网公司输电带电作业工具库房车技术规范;提出了“坐二短四”进出强电场的改进型方法。


效益与应用:项目成果由国网河北电力、国网冀北电力在河北省11个地市的110千伏、220千伏、500千伏及1000千伏电网开展应用,并由国网通航在山东、福建等网省公司开展直升机航检,进行输电线路瓷绝缘子的状态巡检。目前,检测线路总里程达50余万公里,已成功诊断15处低零值缺陷。


-12-

主动查防式防窃电系统的研发与应用


★2019年度国家电网有限公司工人技术创新奖二等奖 


获奖单位:国家电网有限公司 国网河北省电力有限公司邯郸供电分公司

获奖人:朱劲雷

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项目研发对反窃电领域技术发展具有重要意义。在反窃电技术及应用方面开展了一系列技术创新。


主要技术创新点:1.首次研发了10千伏配网高损分支窃电分析定位系统。设计研制了可带电无线传输互感器,提出了高损线路监测节点布控方法,开发了远程反窃电管控平台,实现对多点高压窃电用户实时监测和快速定位。2.提出了低压小电量用户“远程+现场”批量筛查、遥控窃电装置的快速精准侦查方法。发明了低压台区巡检装置,提高反窃电稽查效率。发明了掌上查窃仪,使用方便,应用瓦秒法10秒内实现精准查窃。发明了315兆赫、433兆赫双频无线遥控窃电检测仪, 实现了对计量回路非法安装各种遥控窃电装置的精准侦测。3.研发了一套高压反窃电主动防御系统。首次将坡合莫金材料用于计量表箱,实现静磁真空、零高斯腔,主动阻断、强磁信号干扰。设计了全封闭式结构,主动屏蔽高频干扰信号;设计了表箱环境监测和开门密钥身份验证系统,实现红外摄像、语音警示及短信报警,达到主动防御和取证的目的。提出了一种五点定位监测方法,通过对采集点实时电流数据进行监测和多点比对,实现了窃电行为的即时发现。


效益与应用:成果已在15个省市地区获得推广应用。近3年来,已在河北南网查获各种窃电行为200余户,综合线损率下降0.12%,经济社会效益显著。


-13-

隔离开关综合测试仪


★2019年度国家电网有限公司专利奖二等奖 


专利权人:国家电网公司  国网河北省电力公司沧州供电分公司 国网河北省电力公司

发明人:李扬  刘 勇  王光辉  罗衍岭  程春芳

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综合利用了超声波测距、位移传感和无线通信等电力物联网技术,研发了一种隔离开关综合测试仪,兼具插入深度、分合闸同期和开距三重测试功能,攻克了多个隔离开关测试关键技术,填补了国内空白。


主要技术创新点:1.首次发明了基于超声波传感和位移传感技术的隔离开关开距与同期自动测试方法,成功解决了隔离开关测试项目分散的问题,实现了隔离开关测试由人工向智能的跨越。2.实现了对隔离开关分合闸同期的精准测试。通过科学分布三组探头,消除了测试过程的盲区,可实现隔离开关分合闸全过程的精准测量,经检测精度达到±0.1毫米。3.开发了隔离开关智能分析终端,提高了隔离开关的检修工艺质量。


效益与应用:本发明显著提高了现场作业效率和安全性,保障了电网稳定运行,并为以后相关产品的设计提供了崭新的思路,社会效益巨大。除电力行业外,本专利还可适用于能源、电气化铁路、机械距离及位置测量等领域。目前,专利产品在河北、广西等9省得到推广应用。


-14-

燃煤电厂烟气多种污染物深度治理关键技术及应用


★2019年度中国电力科学技术奖二等奖 


获奖单位:国网河北省电力有限公司电力科学研究院 国网河北能源技术服务有限公司 北京国电龙源环保工程有限公司 河北国华沧东发电有限责任公司 河北华电石家庄热电有限公司

获奖人:李振海 陈崇明 宋国升 夏彦卫 唐坚 刘克成 罗志刚 杨杰 魏明磊 张玉青

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建立了国内领先的脱硫-脱硝-脱汞联合实验室,掌握了污染物迁移转化核心机理,探索了环保设施耦合脱除潜力,形成了多污染物协同深度脱除技术,并实现规模化产业应用。


主要技术创新点:1.首创了融合N₂O、NH₃、NO等交互影响的含氮污染物深度治理技术,实现氨逃逸达标条件下全类型氮氧化合物排放降至25mg/ Nm³。2.研制了耦合深度脱硫、除尘技术,进一步压降细颗粒物排放超过40%。3.提出了兼顾机组运行经济性的非常规污染物高效协同治理技术,促进环保指标与机组经济、安全协调兼顾。


效益与应用:成果在京津冀首套600兆瓦燃煤“绿色发电”机组示范应用,且核心技术列入河北省大气污染防治技术重点推广目录,并已推广至全国20余省份、300多台机组,年均实现深度减排污染物达5.4万吨。项目推动了火电行业污染治理技术进步,有力促进了大气质量持续提升。



策划丨融媒体中心

信息来源丨公司科技部

编辑丨张亦冰 刘岩 曹亚伟



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