《特高压交直流主设备运行状态评估关键技术研究》

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国家电网公司在运在建特高压变电(换流)容量超过1.5亿千伏安(千瓦),未来将形成中国跨区域大电网的主干网架,特高压主设备的运行状态直接关系到大电网的安全与稳定,但世界范围内尚无特高压交直流主设备的运行实践经验和检修策略,亟待解决特高压交直流主设备运行中的信息集成、状态评估、缺陷诊断、风险评估等技术难题。主要技术创新如下:通过对特高压主设备的监造、出厂、交接、调试、运行、检修等全过程数据,以及在线监测和带电检测等实时状态信息的全面集成,建立了世界上首个特高压主设备的基础数据、运行工况和在线监测一体化实时数据库,首次实现了对特高压主设备关键特征参量远程统一监测及实时专家会诊,在已投运的三个特高压交直流工程中获得应用。基于对设备缺陷统计和设备失效机理研究,提出了特高压主设备典型故障模式的因果关联模型和状态时序模型,建立了以故障树为基础的特高压主设备专家系统知识库,完善了特高压主设备状态检修策略,实现了对设备故障原因的准确诊断和检修策略的智能生成,提高了对特高压主设备运行潜在风险的判断水平。针对特高压主设备所处状态及潜在风险,提出了特高压主设备层次化风险模型,应用蒙特卡罗、风险矩阵、灰色关联等技术,首次提出了基于风险类型辨识的特高压主设备风险预警策略,实现了综合安全性、可靠性及经济性等多维指标的特高压主设备风险量化,提高了对特高压主设备运行决策的支撑。建立了特高压主设备实时状态信息数据集成应用的体系架构,开发了集监测预警、故障诊断、风险评估于一体的高级应用系统。结合特高压主设备运行状态评估的需要,增加了气体纯度、SF<,6>气体成分等GIS检测项目,修正了特高压主设备运行状态评估限值,这些重要结论已纳入国家电网公司企业标准。应用该系统评估特高压主设备的运行状态,及时发现了HGIS气室泄漏、高抗色谱数据异常等缺陷,并提出有效的检修策略。项目成果为特高压设备的设计、制造和运维提供了依据。近年累计获得直接经济效益4374.5万元,软件著作权5项,论文10篇,行业标准4项。其成果在长治、南阳、荆门特高压变电站应用后,累计缩短检修时间168小时,减少停电损失11340万,仅南阳站节约检修成本逾860万。中国电力科学研究院对该项目成果具有完全的自主知识产权。设备运行状态评估和故障诊断等核心功能已应用于北京市电力公司,对APEC、两会等重要政治、经济活动的安全供电作出了重要贡献。

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