高精度光纤光栅解调仪的研制及应用

介绍了光纤光栅传感器对温度及应变物理量的感应原理、Bragg光栅波长的解调方法,重点介绍了可调法布里—珀罗滤波法解调原理。阐述了高精度光纤光栅解调仪的系统原理、内部结构、关键技术、应用情况及数据分析等。实验数据表明,该高精度光纤光栅解调仪具有很好的测量精度和精度重复性。高精度光纤光栅解调仪适合于大坝和水利工程的安全监测,还适合于电力、交通、石化等行业中关于温度、变形等物理量的监测。     

基于光纤光栅传感器的PEMFC温度监测技术研究

为实现实时原位监测PEMFC的内部温度,利用光纤光栅传感技术,将光纤光栅传感器密封埋入PEMFC阴极流场板,同步在线测量不同工况条件下电池内部温度的变化。结果表明,光纤光栅传感器能实现对PEMFC的多点内温度场实时原位监测,随着电流密度阶跃的增大,PEMFC内部温度也呈现阶跃变化,且阴极大流量供气时有利于降低PEMFC内部的温度。该方法可为PEMFC内部状态参数的原位监测提供技术参考和实施方案。     

可扩展式高压输电线路光纤点式传感网络技术研究

针对高压输电线路运行状态监控采用有源电信号传感器存在的问题,以高压输电线路准分布式全光监测网络的设计和架构为例,基于FBG光纤传感、波分复用光纤信号传输和光纤网络拓扑技术,架构了新一代可扩展式无源输电线路全光监测网络,实现了单根光纤通道监测一条输电线路上多基杆塔的导线温度、金具温度、导线微风振动、绝缘子状态、杆塔倾斜等状态量。对比传统光学检测技术,并通过现场挂网式运行结果表明,该技术可实现多基杆塔状态监测,可满足电力系统安全稳定运行需求。     

布拉格光纤光栅解调技术综述

基于抗干扰能力强且能实现准分布式传感的布拉格光纤光栅传感器,针对与其应用至关重要的解调技术,从高精度解调静态信号和实时高速解调高频信号两个方面进行解调特性综述。从测量领域和软硬件设计两个维度对现有解调技术进行分类,帮助相关人员更好地选择与被测对象匹配度较好的解调技术。     

基于面向对象设计的智能电网系统实现

为了实现光纤光栅智能电网系统,文章运用面向对象的设计思路,分别从用例图、结构图和顺序图上详细介绍了系统建模的过程。并且随着智能电网的覆盖面逐步增加,系统所监控的范围和目标日趋增多,因此需要利用现有多核CPU技术使得系统能够在多点监测方面实现稳定、高效运行。通过实际运行结果表明,系统运行效果良好,能够负担现有线路的监控负载。     

内燃机主轴承表面温度及应变测量试验研究

利用光纤传感原理和方法,研究了主轴承表面应变及温度测量系统的方案设计、光纤传感器的铺设及标定等关键问题,并以YC115四缸内燃机为例进行了测量试验。试验结果表明:采用光纤光栅传感测量方法能够在内燃机工作过程中实现主轴承表面应变及温度数据的同步采集,通过光纤传感器可以在内燃机工作过程中了解主轴承工作面上特定位置在不同时间点上的应变变化情况。     

无线传感器网络在智能配电网监测中的应用

智能电网发展对配电通信系统提出了更高要求:无线传感器网络在配电网监测系统中的应用策略。分析现有配电网通信方式的不足和无线传感器网络的结构特点,按照配电网监测系统的应用背景和环境要求,提出无线传感网配电监测系统的总体结构,从通信协议、拓扑控制、时间同步、节点定位等方面论述系统实现的关键技术。     

光纤光栅传感技术在水电站压力钢管应变监测中的应用研究

压力钢管是水电机组的关键部件。本文基于电阻应变法和光纤光栅传感技术,开展了针对压力钢管运行全过程的应变形变特点的两种方法比对试验研究。研究结果表明,光纤光栅应变法能够准确、及时地表征钢管运行过程中的形变行为,且基于光纤光栅应变传感技术所具有的抗干扰、抗腐蚀、高持久耐性等突出优点,非常适合水电站坝内压力钢管明管段等潮湿腐蚀环境下的长期健康性能监测,是今后建设压力钢管实时监测系统中应变监测的首选监测技术。     

输变电工程工频电场实时智能监测系统设计

针对目前输变电工程工频电场监测工作的实际需求,提出了一种输变电工程工频电场智能实时监测系统,从工频电场参数、信号处理电路、非磁性支架三方面进行设计,采用拉格朗日插值法对传感器进行线性度校正,设计的工频电场传感器的灵敏度和线性度均能满足工频电场的测量要求,并通过现场数据与工频电场限值运行对照。结果表明,该监测系统能够实现无气象条件制约的工频电场实时监测,且数据远低于限制值,为输变电工程环评、竣工验收等提供有力的数据支撑。     

稠油水平井热力开采监测工艺技术研究

针对现有热采测试工艺和技术不适应水平井热采测试需要的问题,研究开发了光纤光栅监测技术,并开发了测试光缆水平井施工工艺设备,解决了测试光缆的水平段推入问题。经室内实验和现场试验,各项技术指标均达到设计要求。光纤光栅监测技术对测量信息采用光谱频率和波长编码,测量距离和测量信息不受光源功率、光纤弯曲等因素影响,可在一支特制的光纤上准确定位测量多组光栅传感器,实现了温度与压力的同步连续测量。采用耐温400℃的高分子材料屏蔽铠装成井下测试光缆,光纤和传感器封装后可抗5t的拉力,传感器安装在一个复杂的结构内。通过井下热动态变化监测,可确认合理的注汽量和焖井时间。当井下注汽温度与压力的动态变化稳定,井下温场与注汽参数达到热平衡时为最佳注汽量;当油藏汽腔消失,温场降速平稳,压力下降幅度平稳时,即为合理的焖井时间。     

气象传感监测技术在电网中的应用研究

随着全球气候变暖的加剧,极端天气气候事件发生频率不断攀升,多种极端气象事件直接影响了电网的安全稳定运行,有必要在电力气象及气象传感监测技术方面开展更多的研究与应用。文章针对高可靠性电力气象数据获取中的传感与监测技术进行了分析,回顾了公共气象传感监测技术的发展情况,介绍了电力气象传感监测技术应用的总体架构,对几类电力气象传感技术的发展及应用情况进行了详细分析说明,并指出了未来电网对气象传感技术新的需求及电力气象传感技术的发展趋势。     

降低发电煤耗 增加燃煤发电量

我国在今后相当一段时间内燃煤发电仍将占有主力地位,为了达到降低发电煤耗,实现用现有的煤多发电的目标,需要对现有燃煤电厂进行改造。首先,利用已掌握的技术改造现有电厂和建设新电厂,如缩短主蒸汽管道长度、提高二次过热温度、加强管道和阀门保温、用冷凝水冷却发电机、采用可调节气封、取较深处的海水作为电厂冷却水、降低锅炉排烟温度等;其次,利用最新技术就地改造20×104kW、10×104kW及12.5×104kW机组,就地改造投资少,不用再征地,生产辅助设备基本可用原有设施,节约的煤炭费用6年就能收回投资;第三,发展更高效的发电机组,提高蒸汽参数,特别是将蒸汽温度提高到700℃,可以把电厂的净效率提高到56%,煤耗可降至210g标煤/(kW.h),关键是研究开发一种新的耐高温的钢材,如果此项技术难题被解决,火电厂可减少1/3的燃煤量,大大降低二氧化碳排放量;第四,国家应大力改造工业锅炉,发展热电联产,利用供热来降低发电能耗。     

与景观结合的奥运森林公园并网光伏发电系统

并网光伏发电系统与奥运森林公园景观相结合,体现了"绿色奥运、科技奥运、人文奥运"三大理念,是清洁能源技术在奥运会中的应用。并网光伏发电系统设计中采用了MPPT技术、防孤岛效应技术、逆功率反送保护技术和完善的并网光伏发电系统监控技术,提高了并网光伏发电系统运行的可靠性和电网的安全性。奥运期间奥运区域供电等级提升为特级,为满足供电可靠性,示范电站采用带功率流向检测的并网模式,当并网光伏发电系统的有功功率超过指定负载的有功功率时,切断并网光伏发电系统,防止电能馈入电网。     

我国发展智能电网初探

智能电网对推动社会经济发展具有战略意义。我国发展的是坚强智能电网,具有坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的特点。建设智能电网具有良好的社会效益和经济效益,可以调整我国区域能源不平衡的问题,为我国能源结构调整提供支持,促进各种电网相关技术全面升级,加速产业结构调整,实现对化石能源的替代。同时可以降低电网企业的运营及建设成本,减少发电装机投资和发电环节运营成本。坚强智能电网所使用的特高压输电具有远距离、大容量和低损耗的优势。预计到2020年,建设运行智能电网实现的节能量相当于减少社会能源投入约1392亿元,并可实现减排二氧化碳约13.8×108t。我国已在与智能电网发展相关的清洁能源技术、电网储能技术、输配电技术、用电技术、信息通信技术及标准与规范等方面取得了一定的技术成果,但仍面临许多问题。需要政府在重大科技项目立项、电网项目核准、电价、资金政策和标准制定方面给予支持;并应尽快启动智能电网框架设计,建立完善标准规范体系;政府应根据电力市场的垄断状况,制定出适合我国智能电网发展的投资及控股制度。     

HIES: Cases for hydrogen energy and I-Energy

With the increasing demand for electricity, more and more fossil fuels are used to generate electricity which leads to energy shortage and environmental pollution. Therefore, using Renewable Energy Sources (RESs) and developing sustainable smart grid have become a common global priority: Since RESs, like solar and wind energy, are inherently unstable, hydrogen energy, as a completely clean new energy, has received widespread attention: I-Energy, which combines information and energy, is a new research direction in smart grid. Furthermore, the household electricity usage accounts for 41% of the total power consumption. Therefore, Household Intelligent Electricity System (HIES), combining hydrogen energy and i-Energy, becomes smart solutions. In this paper, we review the scientific literature for hydrogen energy and i-Energy on HIES, including recognition of electricity appliances, establishment of power consumption model, human activity analysis, smart interactive terminal, home energy management system, distributed power supply and district coordinated power utilization. Finally, we summarize the challenges and give the solutions concerning HIES, and this work can give a useful reference to new energy used model and environment protection.     

智能变电站不停电电力系统继电保护校验技术

针对杭州电力局220 kV云会全智能变电站继电保护系统,采用传统的二次设备伴随一次设备停电的传统方法进行电力系统继电保护校验,增加了一次设备计划停电次数、降低了供电可靠性等。为使智能变电站继电保护不停电校验,充分利用智能变电站采样值光纤网络技术、GOOSE光纤网络技术、GOOSE心跳报文技术、双重化的保测一体化线路保护装置、双套保护实现完全双重化设计等整合出云会全智能化变电站的GOOSE出口安措技术,提出了在线校验GOOSE出口安措的基本原则,探索了智能变电站不停电保护校验的安措,并进行了智能变电站不停电保护校验的工程实践,实现了我国智能变电站继电保护不停电校验,进而验证了智能化变电站继电保护不停电在线校验安措技术的可靠性。     

Grid of the future

Many believe the electric power system is undergoing a profound change driven by a number of needs. There's the need for environmental compliance and energy conservation. We need better grid reliability while dealing with an aging infrastructure. And we need improved operational effi ciencies and customer service. The changes that are happening are particularly signifi cant for the electricity distribution grid, where "blind" and manual operations, along with the electromechanical components, will need to be transformed into a "smart grid." This transformation will be necessary to meet environmental targets, to accommodate a greater emphasis on demand response (DR), and to support plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs) as well as distributed generation and storage capabilities. It is safe to say that these needs and changes present the power industry with the biggest challenge it has ever faced. On one hand, the transition to a smart grid has to be evolutionary to keep the lights on; on the other hand, the issues surrounding the smart grid are signifi cant enough to demand major changes in power systems operating philosophy.     

风电高渗透率下中长期时间尺度系统频率波动仿真研究

随着风电渗透率地不断提高,风电并网对电力系统频率稳定的影响越来越大。鉴于已有的电力系统仿真软件对仿真互联电网短期和中长期频率控制不能很好地满足要求,且各种类型发电机组的数学模型也是根据需要建立,因此提出了建立基于准稳态法利用MATLAB编程实现的中长期时间尺度频率波动仿真系统。该系统能够提供风电场、水电机组和火电机组参与系统频率控制数学模型,区域电网联合频率控制数学模型,并且能够进行系统备用调整容量分析和AGC性能监视。     

光纤测温技术现状研究及发展趋势

温度参数是电力系统运行状态中需要监控的重要物理量之一,光纤温度传感相较于其他温度传感技术,具有耐腐蚀、抗电磁干扰、低能耗、无源、易部署等诸多优势.文章分析了基于光纤的多种温度测量和传感技术原理、发展及其各自适用的应用场景,讨论了光纤测温技术在电力系统的工程使用情况,得出不同光纤测温技术的应用优势,并展望了光纤测温技术在...