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电网输变电设备输送能力动态调控关键技术研究及应用

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完成单位:上海海能信息科技股份有限公司,国网江苏省电力有限公司,华东电力试验研究院有限公司,国网上海市电力公司,国网江苏省电力有限公司电力科学研究院,西安交通大学

登记编号:CAPE-CXCG-2025-J-1-***

登记年份:2025

发布时间:2025-07-22

成果主要完成人

蔚 超、钱之银、李建生、司文荣、张 锐、傅晨钊、张乔根、徐 贤、赵莹莹、甘 强

项目概况

输送能力是电网输变电设备(变压器、架空线路、电力电缆)的核心指标。长期以来,由于安全目标的约束,输送能力只能进行刚性调节,设备利用率低。随着新能源发电的集中送出及“尖峰化”负荷的频繁出现,不仅变压器重过载、输送断面阻塞等问题突出,而且重要区域负荷需求保障、系统平衡等更难协同。因此,亟需开展电网输变电输送能力动态评估与灵活调控研究,充分利用电网输送潜力,并支撑双碳目标下的新型电力系统建设以及我国《电力系统安全稳定导则》的科学实施。 但是,设备输送能力的调控受允许最高温度-负荷-时间三者互相约束,面临四方面难题:①设备工况复杂、电-磁-热-流等多物理场强耦合,热特性实时准确计算难;②现场环境复杂多变,热滞效应与热场非稳态特征显著,输送能力动态评估难;③安全-经济双目标兼顾下调度策略面临新挑战,电网动态灵活调控难;④全网设备分布管控与协同决策缺乏有效手段,系统规模化应用难。项目组坚持产学研用协同攻关,历时十余年,围绕电网输变电设备输送能力动态评估与灵活调控,构建了热稳定性快速准确计算、输送能力安全动态评估、区域电网灵活经济调度、成套装置系统自主研发的技术体系,取得了系列突出创新。项目原创了输变电设备热特性秒级响应计算模型、发明了安全目标下输送能力动态评估方法、首创了基于动态运行限额的灵活调控技术、首次研发了高可靠性成套装置及系统。 项目成果获授权专利36项(发明30项)、软件著作权10项,发表论文49篇(SCI/EI 35篇),出版专著5部,制定标准7项。由中国电力企业联合会组织、陈维江院士、邱爱慈院士及张启平教高领衔的鉴定委员会认为“项目成果提高了电网输变电设备输送能力,取得了显著的社会和经济效益,整体技术达到国际领先水平”。项目成果自2013年1月起广泛应用于各大电网企业,累积使得539台变压器、1200余条架空线和50余条电缆的输送能力提升10%(迎峰度夏季)和30%(其余时季)以上,避免了重大停电损失和不良社会影响。近三年产生直接经济效益超4.5亿元。项目成果有效缓解了输变电设备热稳定受限和断面阻塞难题,有力支撑了双碳目标及新型电力系统建设实践,具有重大经济社会效益。