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多项电力技术进展及发展趋势

11月24日，清华大学教授张伯明、南方电科学研究院董事长饶宏等多位专家学者在中国电机工程学会年会上的学术建设发布会上发表演讲，张伯明教授在《电力系统自动化专业技术进展及发展趋势》的演讲中指出，配用电自动化技术发展趋势是：支持海量泛在源荷设备的接入，并实现双向友好互动;大数据、云计算、物联等新兴IT技术将在配广泛应用;进一步提升配电与主的协同优化能力以及配用电终端的集成化、轻量化、智能化程度等。

本汇总了“学术建设发布会”上部分专家的演讲的核心内容：

大电机专业技术进展及发展趋势

陶星明，哈尔滨电机厂有限公司副总经理

截至2016年底，我国发电装机容量和发电量均居世界第一位。随着国民经济发展速度变缓及我国电力市场的趋于饱和，在这种发展背景下，大电机行业，在理论与工程方面出现了很多新的发展动向。

水轮发电机研究进展：在常规水电方面，混流与轴流式发电机组，中国的产品一直走在世界前列。应电力系统的调峰需要，抽水蓄能发电电动机得到了快速的发展。对于常规抽水蓄能发电电动机产品，我国已具备自主研发设计能力。另外，可调速发电电动机产品受到关注，这是一种基于双馈电机原理的变速恒频水轮发电机。

汽轮发电机研究进展：研究工作多集中在高压高导热绝缘材料的开发及应用上。有研究人员将纳米技术应用到绝缘材料的生产上，开发出电气和机械性能俱佳的绝缘材料产品。此外，通风系统的优化设计、发电机结构的标准化设计也受到关注。在火电厂，还有一种多相的发电机变频器系统产品得到了成功的应用。

交直流电机研究进展：研究工作较多地关注在变频调速产品在冶金矿山等等方面的应用上，同时超导电机产品得到了进一步的发展;随着节能减排要求的提高，高效电动机受到关注，而且政府给予了相当的补贴;市场对高端电动机的需求逐步增大，集中体现在大容量、高转速、高可靠性等方面;在交流异步电动机领域，普遍存在电动机GangaRao教授计划将在塔楼、格架结构和水上结构等真实工况条件下上进行现场测试的重量和尺寸均大于国际一流的电动机制造厂的情况，原因主要是国内绝缘技术和通风技术与国外相比存在差距。

新能源发电机研究进展：目前风力发电机主要为双馈异步发电机和低速直躯永磁同步发电机，并逐渐衍生出各种新型风力发电机，后续开发重点将为125m以上长叶片机组，超低风速风电场在后续两年将占据较大的市场份额;在潮汐发电技术方面，目前我国已经达到国际先进水平。

电机远程运维研究进展：国内远程智能运维技术的开发尚处于起步阶段，更多的停留在状态监测阶段。

大电机专业发展建议：完善标准体系;开拓国际市场;推行“标准化、系列化、通用化”设计;推广数字化制造。

热工自动化专业技术进展及发展趋势

刘 伟，西安热工研究院有限公司董事长

一、热工检测技术和设备

1、近期进展

检测设备的数字化、智能化和络化，非接触式检测技术快速发展和应用，软测量技术的研究与应用。

2、发展展望

智能化、络化和接口标准化，信息共享和数据数量，智能无线检测仪表，煤质检测设备的完善和应用。

二、分散控制系统（DCS）

1、近期进展

硬件设备标准化，应用范围进一步扩大，国产DCS快速发展，控制策略和应用软件不断完善。

2、发展展望

硬件设备，燃气轮机控制系统，控制系统信息安全防御技术的完善，DCS寿命预测和评估技术，采用智能控制技术进一步提高控制系统的调节品质，机组的调峰能力，进一步提高控制系统的功能安全。

三、现场总线控制系统（FCS）

1、近期进展

火电厂应用，控制系统设备，国产FCS设备，现场总线设备管理系统开发和应用，火电厂应用的行业标准。

2、发展展望

现场总线设备信息的高效应用，通信故障诊断的完善，总线设备的智能化（故障预警），标准的制定和完善。

四、控制技术

1、近期进展

传统“PID+前馈”控制方法的完善和优化，现代控制理论技术的推广，智能控制技术开始发挥作用。

2、发展展望

机组自启停（APS）技术完善和优化，传统控制技术的进一步优化，智能控制技术的完善和推广，数据挖掘分析技术的应用，节能、减排、调峰等多目标优化技术开发和应用，复杂计算平台的完善。

五、厂级监控信息系统（SIS）

1、近期进展

机组能耗监测与负荷优化分配，主要设备故障预测，运行参数自动寻优，性能计算与耗差分析，寿命管理，自动绩效考核，智能巡检。

2、发展展望

负荷优化分配技术的完善，设备状态智能诊断和检修优化，运行优化指导，生产环境安全监控，远程管控系统，应用功能模块的标准化，信息安全防御。

六、发展建议

工控系统信息安全防护，智能发电站建设，发电企业大数据平台建设。

金属材料专业技术进展及发展趋势

范长信，西安热工研究院有限公司副院长

本报告主要介绍了超（超）临界机组材料、电站金属检验检测、电站金属材料服役行为、金属材料表面防护的最新研究进展及未来发展趋势分析与展望。

超（超）临界机组材料：火电实现了从亚临界到超临界、超超临界、高效超超临界、二次再热技术的应用和先进超超临界的研究开发;研究机组等级从538℃/545℃提升至700℃等。

电站金属检验检：现场布氏硬度检测准确性问题得到重视和解决，并实现标准化;TOFD检测技术在工程中逐步得到应用并实现标准化;相控阵超声检测在重要部件上的检测中得到应用等。

电站金属材料服役行为：对600℃等级、700℃等级机组材料的性能、组织结构变化进行了系统研究;完善了火电厂用低合金耐热钢球化评级标准;制订了18Cr-8Ni类奥氏体不锈钢锅炉管老化评级标准等。

金属材料表面防护：传统的材料表面工程技术火电、水电生产设备的防护中得到推广应用;燃机叶片和热通道的涂层和修复成为新的研究热点破等。

创新发展机制建议：围绕700℃、650℃超超临界机组、超临界CO2循环发电机组的设计和工程示范需要开展材料和检测技术研究;围绕燃机叶片修复和防护技术示范应用开展试点工作，实现E、F级燃气轮机的热通流部件和涂层修复技术的工程应用;针对马氏体耐热钢和新型奥氏体耐热钢老化损伤和寿命评估需求，开展各种材料和部件老化评估新技术研究;开展电站关键部件材料检测与监测新技术研究，奥氏体耐热钢、镍基合金大型铸锻件的无损检测技术开发，SPICA图像分析、高精度高温位移传感器等高温应变测试技术等。

电力系统自动化专业技术进展及发展趋势

张伯明，清华大学教授

电力系统自动化是指应用各种具有自动检测、决策和控制功能的装置系统，通过信号系统和数据传输系统对电力系统各元件、局部系统或全系统进行就地或远方的自动监视、调节和控制，保证电力系统安全、可靠、经济运行和向电力用户提供合格的电能。

电力系统自动化含四个研究分支：电调度自动化技术、厂站自动化技术、配用电自动化技术、电力监控系统安全防护技术，且在理论研究、技术攻关、产品研发和系统建设方面都取得了较为丰硕的成果。

电调度自动化技术发展趋势：“云、大、物、移”等新技术将在调控系统中大量应用;逐步建成“物理分布、逻辑集中”的新一代调度控制系统支撑体系、“统一、开放、有序”的电力市场运营技术支撑体系以及“源--荷”深度友好互动、覆盖全的系统保护机制等。

厂站自动化技术发展趋势：全面推进厂站自动化设备“四统一、四规范”工作;进一步优化变电站自动化系统架构;进一步提高设备智能化、集成化程度等。

配用电自动化技术发展趋势：支持海量泛在源荷设备的接入，并实现双向友好互动;大数据、云计算、物联等新兴IT技术将在配广泛应用;进一步提升配电与主的协同优化能力以及配用电终端的集成化、轻量化、智能化程度等。

电力监控系统安全防护技术发展趋势：安全防护范围将由传统的络边界安全向络边界安全与本体安全相融合的方向发展;安全防御方式将由传统的被动防御向被动防御与主动防御相结合的方向发展;进一步提升电力监控系统的安全监控预警功能。

直流输电与电力电子专业技术进展及发展趋势

饶 宏，南方电科学研究院董事长

直流输电技术近年来在全球范围、尤其在中国，取得了跨越式的发展，电压等级由最初的100kV提升到了1100kV，容量提升了5个数量级，演变出了柔性直流输电与混合直流输电，从点对点变成了络，这段历程是电工学科里的重要里程碑。

近年国内且应优先选择烟气生成速率指数和实验600s总烟气生成量低的材料外所关注的直流输电技术热点包括：特高压1100kV直流输电、高压大容量柔性直流输电、多端直流输电/直流电、混合直流输电、新能源并与消纳、先进电力电子器件、直流输电核心装备研制、直流输电工程设计、直流输电试验与仿真、交直流混合大电运行、直流输电工程改造、升级及延寿等。

电力电子器件方面：目前碳化硅在新能源并、电动汽车、电力电子变压器等领域已研制出小容量样机，正在逐步提高成熟度与经济性，在高压应用领域单个碳化硅IGBT芯片已突破15KV/20A。国内外正在研制6500V压接式IGBT 。

直流输电核心装备研制方面：换流阀、换流变、直流断路器、直流穿墙套管、控制保护系统、直流GIS、直流电缆等方向都取得了不同程度的进展。

直流输电重大工程方面：特高压LCC-HVDC、高压大容量VSC-HVDC、张北直流电工程、±800kV 印度Agra特高压多端LCC-HVDC、欧洲基于VSC-HVDC的新能源并、交直流混合大电的运行、直流输电系统的运行都有投运进展。

直流输电支持性技术方面：建成了实验室及试验平台，建成了直流输电用仿真技术系统。

对于未来的趋势展望：

1）电力电子器件：宽禁带器件在中低压等级实现商业化应用，向高压等级发展。电力电子装置大规模接入电，电源负荷多元化，电由“点对点”发展成“对”。

2）传统直流输电：特高压LCC-HVDC电压及容量等级提升速度减缓，探寻跨国、跨洲联输电工程的可行性。直流输电系统与已有交流系统耦合，多国面临区域电多直流馈入挑战。背靠背系统建设增多，实现大区域同步电的异步互联。

3）柔性直流输电：VSC-HVDC将在全世界范围内出现“爆发式”发展，其中欧洲为VSC-HVDC规划建设最密集的区域、或将来选择不再发展LCC-HVDC。混合直流输电成为多直流馈入系统中建设直流输电工程的首选。

测试技术及仪表专业技术进展及发展趋势

高克利，中国电力科学研究院副院长

测试技术及仪表专委会专业主要涉及电能计量和电气测量、高压设备现场测试和状态检测与诊断等技术领域，近年来相关技术和装置取得了重大发展。在如下五个方面做详细阐述：

1、电能计量及其智能化

研究进展：准确度等级越来越高、功能日趋丰富、应用范围向多层面拓展、通信新技术

应用、谐波等复杂工况准确计量等。

发展趋势预测：1）络化用电信息采集系统。2）电工仪表检验与测试技术。

2、高电压计量技术

研究进展：新型电子式互感器、零磁通直流电流互感器、有源光电式直流电流互感器、一二次融合式新型高压电能计量设备等互感器技术取得突破。

发展趋势预测：智能型电压、电流互感器;现场自动化、整体校验、带电校验技术等。

3、高压设备现场测试技术

研究进展：适用于交直特高压设备高电压、大容量的现场测试技术取得了很大发展。

发展趋势预测：现场雷电冲击试验成套设备、地下变电站GIS紧凑型试验装备、GIS同频同相交流耐压试验技术等。

4、高压设备状态检测技术及智能化

研究进展：高压设备带电/监测技术得到了推广和应用，新型光学传感、化学检测、无人机、机器人、设备智能化等技术和装置取得突破并应用。

发展趋势预测：1）设备状态检测技术;2）智能巡检技术与设备智能化。

5、高压设备故障诊断与状态评估技术

研究进展：高压设备故障诊断和状态评估的智能信息处理等相关技术取得了新进展，初步形成了设备故障诊断、状态评估、状态预测、风险评估方法与体系。

发展趋势预测：1）故障诊断技术;2）状态评估技术。展望未来，新一代电力系统给计量、现场测试及状态感知专业方向提出了新的挑战。

抽水蓄能电站运行稳定性研究

徐洪泉，中国水利水电科学研究院机电所原总工程师

抽水蓄能电站发展很迅速，前景壮美。到2016年底装机容量已达2669万kW;“十三五”期间，新开工6000万kW;到2020年，装机总量达到4000万kW;到2025年，装机总量达到9000万kW;我国起步晚，起点高，性能比较先进（国际招标），ηTopt≥93.7%， ηPopt ≥ 93.5%。

抽水蓄能电站（国内外）普遍存在问题如下：水淹厂房问题;机组及厂房振动问题;发电机故障;轴承故障;水泵水轮机“S”特性问题;甩负荷故障;水泵水轮机水柱分离及水力振荡等。

抽水基于大量实验的基础上蓄能电站存在问题的原因很复杂，如：厂房和机组振动;水泵水轮机“S”特性;水泵水轮机水泵驼峰区。

关于抽水蓄能电站存在问题研究待深入，有望突破。主要在如下方面：厂房和机组振动;水泵水轮机“S”特性;水泵水轮机水泵驼峰区。

我国抽水蓄能电站稳定性总体比较好。稳定性主要问题：机组振动摆度大，噪声大，厂房振动严重。研究重点：厂房振动，所谓的“动静干涉”问题，“S”特性等。水力不稳定是主要矛盾。发电机和轴承都存在对双向运行、频繁启动、工况复杂不适应问题等。

电力通信超长距光传输关键技术研究

李树辰，电力规划设计总院智能电部通信自动化处处长

超长距光传输技术，可以实现大于常规传输距离200km（特别是400km或更长距离的）的光纤通信传输技术;可以解决特高压电的超长站距传输技术难题，减少通信中继站，解决中继站选址、施工困难等问题。

2016年以来大容量超长距传输取得突破进展，其中：2017年冀北信通首次在电力专传输干线上实现双向遥泵40×10G/100G混传（冀北沽源—太平286km线路，极限跨距可达325km ）的大容量单跨长距传输;2018年 2×100G实验系统将在藏中联线路上实施。

《电力通信超长距光传输关键技术》专题技术报告共分为6个章常见故障：做拉伸实验时节：

1 概述，概要阐述了超长距技术的发展、应用及成效;

2 超长距传输关键技术，介绍了掺铒光纤放大器、拉曼放大器、遥泵放大器、色散补偿技术、非线性抑制、相干光通信、前向纠错、低损耗及大有效面积光纤等技术的技术原理、参数指标、应用情况、技术发展等内容;

3 超长距光通信系统设计，从实际设计应用角度介绍超长距系统分类、系统参数及光器件技术要求、再生段计算方法、光路子系统配置原则等内容;

4 大功率关键器件及系统运维，针对目前超长距光通信系统在运维中出现的问题，详细介绍大功率器件及光纤光缆的运维要点、典型问题处理及主要运维工具使用等内容;

5 超长距光通信现应用案例，介绍了6个典型超长距传输案例，涵盖2.5G SDH不容忽视应用拉曼放大器、2.5G SDH应用遥泵放大器、10×10G OTN超长距传输、39×10G +1×100G OTN超长距传输等不同的应用场景，为读者提供了直观、可信的应用借鉴。

6 总结与展望，提出了下一步超长距光通信技术的发展方向。

电力专用语音交换技术演进与安全应用分析

徐键，中国南方电电力调度控制中心通信处副处长

目前公司交换设备存在窄带业务局限、设备老化等问题。5.变频串连谐振耐压实验装置使用时

基于IP分组技术的软交换与IMS是下一代交换发展进程中深受瞩目的两项技术。软交换技术优点：元设备简单，部署灵活，核心层设备投资成本较低，运行维护难度相对较低，结合统一通信技术能较好满足企业办公需求。IMS 技术优点：络架构更先进、业务开发环境更开放、标准协议更统一、屏蔽了接入层的差异，固定移动业务融合，性能容量更大，很好满足大型运营商业务需求;但对企业级业务而言优势不明显。

电力行政交换技术必然向IP化、智能化、宽带化和多业务化方向演进，办公通信业务从简单的音频业务向音频、视频和数据多种媒体的业务应用扩展，发展集成统一通信业务的融合通信技术是未来必然选择。演进策略主要包括：业务演进策略、核心演进策略、接入演进策略、承载演进策略、络迁移演进策略。

目前已取得成果：开通用户账号7.2万个;建立群组7000余个，月均信息217万条;月均召开络会议近千次，参会4千余人次;月均IP通话22万余次。

未来将采用络功能虚拟化（NFV）1、电动直线作动器在垂直于踏板表面、过踏板几何中心处施加纵向力0～2000N技术，该技术打破专有硬件对络的限制，将络功能从专用硬件设备中剥离出来，实现软件和硬件独立发展，络功能根据需要可以动态、灵活的部署，降低络部署及运维成本。