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科技创新推动高质量发展 国家电投发布16项科技成果

2020-12-28 16:49  来源:国家电力投资集团有限公司    核电  数字核电  国家电投

核电常规岛数字化设计平台(GHDD),是国核电力院基于独立自主开发的多专业集成设计和工程数据应用的一体化数字化平台,可实现二三维数字化设计集成、工程数据集成、三维可视化数据查询等功能,使用该平台可进行大型发电工程设计二三维数据集成、工程数据服务、数字化移交等业务。


临近岁末,国家电投再次发布16项科技成果!一起去看看吧!

01

核电常规岛数字化设计平台(GHDD)

自主创新 促进核电工程数字化

核电常规岛数字化设计平台(GHDD),是国核电力院基于独立自主开发的多专业集成设计和工程数据应用的一体化数字化平台,可实现二三维数字化设计集成、工程数据集成、三维可视化数据查询等功能,使用该平台可进行大型发电工程设计二三维数据集成、工程数据服务、数字化移交等业务。同时该平台的开发也为将来大型发电厂的全数字化、三维可视化施工模拟、在线监控与诊断可视化等扩展应用提供了技术支撑。

国内首次实现核电工程多专业数字化设计集成;实现工程大数据三维可视化一站式查询。

基于国产软件基础独立自主开发软件平台,实现多专业数字化设计成品与数据模型数据级关联,可实现数字化移交。

成功申报发明专利4项,软著8项。

该成果适用于核电工程常规岛、火电、燃机等大型发电工程设计、数字化移交及工程数据服务,已应用于“国和一号”等核电工程常规岛设计,提高了设计质量与技术水平,提供集成化的工程数据查询,具有重大的经济效益与发展前景。

项目联系人:贺清

手机:18910852599

座机:010-58342599

邮箱:heqing@snpdri.com

02

智慧光伏可视化管理云平台

技术融合创新 实现智慧管控

以GIS+BIM构建的数字化孪生空间为基础,通过无人机、智能清洗、地面摄像头等智能传感器设备实现对光伏电站空地一体化巡检和监测,结合“云大物移智”等信息新技术,构建智慧管控平台,与现有集控中心运营系统对接,助力打造数字化协同运营平台,全面支撑电站监管数字化智能化“1+N”应用。对智能设备、人员、车辆等进行一体化实时监管;在线监测电站运维信息,对故障精确定位、排除及预警、动态跟踪;实现电站全空间、全寿期的业务数据共享、管理及应用。

基于GIS+BIM设计合理、功能完善的光伏电站智慧管控平台,结合现有集控中心运营平台,实现多源异构数据融合、互联互通,业务的贯彻协同作业,为用户浏览、获取空间数据和应用服务提供“一站式门户”,全面支撑电站全生命周期数字化、智能化、可视化的运维与应用。

构建场站专题地图数据库,基于GIS+北斗的智能巡检导航定位应用,实现对发电侧故障信息的采集、精确定位及导航,解决光伏电站故障运维检修精确定位与导航最后一公里。

申请软著2项,专利5项。

该成果适用于各种类型新能源电站,可实现光伏电站数字化、智能化改造及应用,对运维工作提质增效,实现电站精细化运维和管控,达到提升电量、增加收益的目标。

项目联系人:赵瑞

手机:18910853678

座机:010-58343678

邮箱:zhaorui@snpdri.com

03

第三方能源交易服务平台

跨界电力与金融

探索电力市场交易新模式

第三方能源交易服务平台由汇能院与阿里云合作开发完成。基于阿里云公司云计算、大数据和人工智能技术,致力于电力交易撮合、辅助决策和模拟仿真业务。提供全流程交易服务,匹配最优交易对手,提供实景交易操作培训、复盘演练,预测市场电量电价趋势,结合用户产能(能耗)需求提供收益最大化竞价策略。

依据大数据和云计算,搭建最优化匹配数据模型,构建行业负荷预测模型,采用证据理论、Vague集等信息融合技术来融合不同模型预测结果,提高模型预测精度。

采用分布式部署架构及最新AI审核技术,弹性扩展,支持千万级流量高并发。

该成果适用于电力市场、综合智慧能源领域,已在宁波地区进行推广。

项目联系人:杨晶

手机:13311202390

座机:010-58342359

邮箱:yangjing@snpdri.com

04

供热机组灵活性调峰系统及关键部件的研究和应用

解决热电解耦难题

实现机组深度调峰

通过在供热电厂中安装蓄热装置,进行热电解耦,从而实现供热机组在采暖季调峰运行。研究成果成功运用于国家能源局首批火电灵活性改造示范项目-通辽第二发电有限责任公司#5 号机组。项目采用体积 30000m3的蓄热水罐,是目前国内最大的同类蓄热水罐。

采用大型蓄热罐技术,创新性提出设置掺凉水系统、可自动控制蓄热罐水位、水温的蓄放热系统和失电防热网冲击保护系统。

针对《东北电力辅助服务市场运营规则》提出了运行逻辑控制策略,实现了供热机组热电解耦的自动控制。

对蓄热罐关键部件(布水器)进行了数值模拟,并通过实际运行验证,掌握了相关设计技术。

为了促进新能源的消纳,国家和地方出台了多项政策,鼓励火电机组进行灵活性改造,我国火电机组灵活性改造起步较晚,本项目成果具备较强的推广空间。该成果在2018年采暖季即获得调峰收入约3000万元,预计两个采暖季即可回收投资。成果有助于提高绿色能源比例,减少环境污染,增加城市供暖的可靠性。

项目联系人:白穜

手机:18910853026

座机:010-58343026

邮箱:baitong@snpdri.com

05

复杂环境轨道交通外电源一体化解决方案

统筹地上地下 连接系统内外

打造轨道动力源泉

轨道交通往往位于城市中心区和城市开发区,外电源建设障碍物多,选择电源点、主所位置和电缆通道都非常困难。此项成果是自主立项,分接入系统、主所设计和复杂条件电缆通道设计等三个子课题,进行解决方案及关键技术研究,相关成果已在30余个轨道主所外电源工程运用。

接入系统分析技术,通过引入理论线损、方案可靠性评估、全寿命周期理论,进行潮流、稳定、短路、谐波计算,实现电网与轨道交通网深度融合、主动匹配最优接入系统方案。

轨道主所关键技术研究,针对主所用地紧张、环境敏感特点,因地制宜提出全户内、地下变电站等解决方案,外立面设计与周边环境协调,避免“邻避”效应,减少建设阻力。

电缆线路关键技术研究提出了大跨度预应力桥、深竖井等复杂通道的解决方案,降低60%以上的路径否决因素。提出长电缆线路过电压及护套环流解决方案,提高线路可靠性并降低运行损耗。

此项成果现已在轨道工程中大规模采用,实现环境友好、视觉美观。

项目联系人:熊小芳

手机:13923057318

座机:023-88069173

邮箱:405544077@qq.com

06

海上风电建(构)筑物设计集成平台

推动关键技术创新 促进海上风电发展

海上风电建(构)筑物设计集成平台,消化吸收、采用国内外海上风电建(构)筑物设计的先进理念与方法,集成SACS、ANSYS、SOLIDWORKS、PDMS等专业软件,实现了海上风电风机基础、升压站等建(构)筑物全链条设计关键技术的融合贯通。

依托多个海上风电项目设计,结合国内外相关规程规范,优化了设计流程,形成了《海上风电建(构)筑物设计导则》。

海工建(构)筑物采用PDMS、SOLIDWORKS等三维软件设计,开展了不同软件之间模型转换,实现工程模型三维检碰及可视化校验,提高了设计质量和设计效率。

成功应用于国家电投神泉一400MW海上风电项目,其中风机基础为国内目前最大水深的超大直径单桩基础。

获国家知识产权局发明专利授权2项。

该成果适用于海上风电建(构)筑物设计,已应用于国家电投揭阳神泉一400MW海上风电场项目、神泉二期海上风电方案、徐闻海上风电方案、大丰海上风电扩建方案等,可实现数字化移交,在海上风电设计、建造、运维等方面具有广泛的推广价值。

项目联系人:黄友强

手机:18910853551

座机:010-58343551

邮箱:u1297@snpdri.com

07

交直流混合智能微电网集成技术

多源融合 供需互补

提升能源优化配置整合

国核电力规划设计研究院有限公司开发研究交直流混合智能微电网集成技术,综合考虑能源结构调整趋势和多元化用电需求,以技术经济性综合最优为目标,构建综合效益评估模型,提出满足多源融合、供需互补的交直流混合微电网规划方案,并从电压等级、网架结构、接线及接地方式、源荷接入容量、一二次设备配置等方面为交直流混合微电网建设提供设计指导,该技术在海南岸电项目的新型港口储能型岸电系统中提供技术支持。

国内首次提出采用模块化的理念抽象提取基本模块,将较大规模的工程分解为基本模块的组合以满足用户的设计目标。

申请新型的港口储能型岸电系统的专利。

参编行业规范1项《直流配电线路设计规范》。

交直流混合智能微电网已经成为未来智能电网的发展方向之一,将大规模的应用于多能互补、智能协同的分布式能源、储能系统、港口岸电、数据中心等负荷场景,具有重大的电能效益和经济效益。该成果研发团队参与国家层面文件《微电网管理办法》的起草,该技术在雄安新区等新型配电网规划设计领域中应用。已在海南港口岸电项目中提供技术支持。

项目联系人:邵国帅

手机:15011530974

座机:010-58343921

邮箱:

shaoguoshuai@snpdri.com

08

铝电解烟气石灰石-石膏法脱硫脱氟除尘技术运行供工艺开发及应用

实现污染物超低排放

引领铝行业绿色发展

2017年内蒙古霍煤鸿骏铝电有限责任公司坚持践行习近平总书记生态文明思想,贯彻内蒙古自治区污染防治攻坚战要求,在各项污染物达标排放的基础上,经充分研究,最终采用石灰石-石膏法技术,率先建成国内首例电解铝烟气污染物超低排放示范项目,整体装备及主要技术指标达到国际领先水平。

首次将该技术运用于铝电解烟气净化,针对烟气低硫、碳酸钙反应活性低问题,研究增加壁环、均流增效板等装置,解决了技术难题,为我国铝行业烟气超低排放提供了技术示范。实际运行氟化物排放小于0.03mg/Nm3、二氧化硫小于10mg/Nm3、颗粒物小于3mg/Nm3。2019年该成果荣获中国有色金属工业科学技术一等奖和国家电投集团公司科技进步一等奖。2020年荣获第四届全国设备管理与技术创新成果特等奖。

目前,该技术已先后在山东、河南、青海和宁夏等地区多家电解铝企业推广应用。

项目联系人:王银河

手机:13848653102

座机:0475-7959701

邮箱:wangyinhe123@163.com

09

600MW机组脱硝压线运行与均衡优化技术

自动调节 防腐降阻

提高效益 节能降耗

霍林河坑口发电公司600MW机组脱硝压线运行与均衡优化改造意在通过 SCR 脱硝系统的智慧喷氨优化,改善 NOx 不均匀性带来的影响,从而采用适当的喷氨量,起到减轻设备腐蚀的目的。该项目实施后,使得在相同 NOx 排放标准下,氨逃逸最小,提高催化剂的使用寿命,同时减少空预器检修成本。

结合SCR入口NOx预测模型和超弛模型的智能前馈控制方法;

基于SCR出口氨逃逸闭环校正的喷氨控制方法;

脱硝SCR催化剂精细化分区管控系统;

精准的NOx分区和氨逃逸测量,为控制系统优化提供基础。

通过实施本项目,能减少喷氨成本14万元/年,催化剂使用寿命延长而节省催化剂费用为60万元/年,减少空预器检修成本11万元/年,减少引风机电耗84万元/年,合计年经济效益169万元。

由于超低排放后,脱硝SCR后的氨逃逸偏高广泛存在,对下游设备的安全经济运行造成了现实的困难。本项目的实施能够很好的解决机组运行的这一现实问题,可应用于同类机组,乃至在电力行业的火电机组上推广应用,具有很大的市场应用前景。

项目联系人:王宏光

手机:13904755590

座机:0475-7953399

邮箱:tlwhg@126.com

10

基于热管的乏燃料池非能动冷却技术

开辟崭新道路 拓展安全理念

该成果来源于国家重大专项,旨在研究开发一种乏燃料池非能动长期冷却技术,增强乏燃料贮存安全性。科研团队持续攻关,针对乏燃料水池非能动自然循环冷却的难题,进行了大量研究和不断地试验,首次实现了无需能动设备和池水蒸发,就能以空气作为最终热阱对乏燃料水池进行有效冷却,形成了乏燃料池非能动自然循环冷却技术,拓展了非能动安全理念,提升了非能动技术水平。

该成果先后获得中国发明专利20项,美国、英国等国家国际专利9项,软件著作权1项,核能行业协会技术发明二等奖,发表SCI/EI论文16篇。

成果不仅可用于核能安全,乏燃料、高放废物和高放源的非能动冷却,也适用于其他工业中的非能动冷却和余热回收,具有较好的社会效益和经济性。

项目联系人:叶成

手机:18601728652

邮箱:yecheng@snerdi.com

11

国产关键核级设备与核级材料

引领设备技术 铸就国之重器

核电装备代表国家的装备制造能力,核电主设备就是大国重器。国产关键核级设备及材料是重大专项重要成果之一。该成果实现了全部关键设备、部件和材料的国产化,包括成功研发均流板、蒸汽发生器汽水分离装置和U形传热管,反应堆压力容器O形密封环等核心产品,提升了设备安全性,打破了国际垄断。

首次采用带堆测接管的一体化顶盖和底封头锻件技术,该项技术国际领先。成功研发8大类、19种焊接材料,形成26个牌号焊材产品,填补国内空白。在AG728高强度安全壳钢板、金属无痕构筑成形锻件、辐照监督铌片、重水堆压力管等先进材料技术领域取得重大突破。

本成果形成了完整的设备设计分析和试验验证体系,建立了设备力学分析软件平台,实现了数字化设备设计,建立了完善的材料应用评价体系。本成果形成专利和标准120余项,撰写论文60余篇,获得省部级科技成果奖30余项。

该成果使我国在三代核电领域不再受制于国外专利壁垒,在设备采购上摆脱了进口产品垄断的局面,为国和一号走出去提供了保障。本成果推动了下一代核电及核能关键设备国产化进程,尤其在供热堆和海洋核动力堆关键设备设计方面已取得重大突破,为供热堆等系列化型号落地奠定基础。

本成果的设备设计技术、通用力学分析和试验技术、力学软件平台、材料应用评价体系等可应用于火电、风电、化工、新能源等行业关键设备的设计和研发。

项目联系人:矫明

手机:18601728301

座机:021-61863801

邮箱:

jiaoming@snerdi.com.cn

12

一体化环境影响评价平台

自主研发提升效率 一站式管理做优服务

该平台实现了核电厂和核技术利用项目环评全方位计算分析,涵盖了核电厂正常运行公众剂量评估、事故环境影响分析、源项反演计算、大气和水动力三维仿真分析、冷却塔环境影响分析、核技术利用评价工具集等。平台融合的辐射环保管家还能为重点客户提供全流程一站式管理服务。

关键计算分析程序具有完全自主知识产权,已获得国家审管部门认可;

自主开发的大气扩散和水动力弥散三维仿真分析技术,计算效率至少提升10倍;

知识产权及获奖情况:

该平台部分功能可推广至化工风险评估领域。平台不但可用于工程项目设计,涉核项目业主也可利用本平台实施核应急管理和辐射安全管理。

项目联系人:王炫

手机:18601728134

座机:021-61863237

邮箱:wangxuan@snerdi.com.cn

13

相变储热供热系统

新型储能技术 助力清洁供暖

在推广煤改电的过程中,相变储热技术将廉价谷电以热的形式储存起来并在用热高峰期间将热能稳定输出,可从根本上解决电采暖成本过高的问题。中央研究院通过对相变储热技术中的材料、装置、系统等关键问题进行深入研究,自主研发了相变储热供热系统。

储热材料储热密度高、导热性能高、环境友好、成本低、循环寿命大于10年;储热装置采用模块化设计,适合不同条件的采暖需求,单台装置储热量1GJ,可满足600m2供暖需求;储热系统储放热效率大于99%;控制系统简单且灵活。实用新型专利1项,软著1项。

可实现谷电蓄热供暖、太阳能蓄热供暖、工业余废热回收利用。可有效实现清洁供暖,最大程度节省系统运行费用。

项目联系人:王彩霞

手机:13466339628

座机:010-56681690

邮箱:

wangcaixia@spic.com.cn

14

22KW永磁变速机试验样机

落地永磁变速技术

践行高效节能理念

中央研究院研制的22kW永磁变速机采用同轴式拓扑结构及磁场调制机理,利用磁场耦合传递运动和动力,具有磁悬浮非接触、安全高效、免维护等优点,可以有效解决机械齿轮箱无法避免的振动、噪音、磨损、漏油及疲劳点蚀等问题。对于能源、工程、交通运输等行业的降低损耗、节约资源具有重要意义。

采用永磁变速机整体设计,调制环设计及其材料成型工艺。产品已申请专利9项其中5项已授权。

永磁变速机是一种革命性的动力和能量传递方式,可替代机械齿轮箱实现高效高可靠传动,是永磁技术替代传统机械传动的关键节点,是一种支持工业发展走向“绿色环保、节能高效”的先进装备,可广泛应用于风电、航海、航空及车辆等领域。当前,基于22kW产品放大研制的132kW变速机将在燕山湖电厂开展应用示范。

项目联系人:罗帅

手机:15210984179

座机:01056681674

邮箱:luoshuai@spic.com.cn

15

IWind风机智慧监护平台

现地守护 云端看护

助力风电场数字化转型

IWind风机智慧监护平台,由国核信息科技有限公司自主研发完成,拥有完全自主知识产权。

获得14项专利,其中2项发明专利;

拥有物联网核心组网技术;

被山东省软件协会评定为“技术国内领先”。

为风电场数字化转型及无人化管理提供技术支撑;

基于泛在感知物联网技术,实现风电现场守护;

基于云远程诊断技术,实现风机云远程看护;

以工单方式实现风场、云端联动,推动风电场日常运维工作,实现预测性管理;

已应用于青海省海南州千万千瓦特高压外送电源基地、枣强风电场、霍煤鸿骏铝电风电场,庆云风电场等多个项目。

项目联系人:赵世柏

手机:13969008038

座机:0531-59621851

邮箱:zhaoshibai@spic.com.c

16

200MW电池PERC工艺升级关键技术研究

光伏产品技术升级

促进光伏发电平价上网

该项目对PERC电池关键技术进行了深入研究与开发,在业内较早掌握了PERC电池生产工艺,较常规单晶电池提效1%以上。

打破了太阳能电池PERC工艺的技术壁垒,填补了技术空白;

研究掌握了Al2O3+SiN叠层的钝化、激光刻槽、局部铝背场浆料的印刷和烧结工艺技术;

掌握了常规单晶电池升级PERC电池生产线的全套技术方案。

该项目荣获中国电力企业联合会2018年全国电力职工技术成果一等奖、青海黄河水电上游开发有限责任公司科技进步二等奖。

该技术应用于黄河水电西宁太阳能电力有限公司PERC电池升级改造项目,形成年产400MW高效 PERC电池生产线,保持了产品的先进性与竞争力。

项目联系人:陈璐

手机:13630211250

邮箱:chenlu@spic.com.cn

创新是引领发展的第一动力。回望过去,“十三五”期间国家电投建立科技成果常态化发布机制,累计发布77项各产业领域重大成果。面向未来,国家电投将从全局和战略角度,进一步优化创新生态环境,持续打造创新迸发涌现局面,回应各方面期待!



图为技术

深圳核博会

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