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智能水力发电设计与运维调控关键技术及应用

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成果主要完成人

晏国顺、董 伟、曹 威、许颜贺、方仲超、杨 昌、江 政、龚 科

项目概况

国家“十四五”规划明确要求加快水电基地建设,推动能源清洁化。现有水电装备普遍采用实地监测、计划检修、单一调控的运行方式,难以满足新型电力系统对水电承担灵活调节能力的要求。为实现智能、可信、高效的水电装备监测与调控,急需解决水电机组运行状态智能感知与监测、运行状态可信预测、多机组高效调控等技术瓶颈。在国家自然科学基金、华电集团重点科技项目支持下,通过产学研用一体的联合攻关,提出智能水力发电设计与运维调控关键技术及产业化应用,取得如下创新成果: (1)提出了覆盖集控和电站侧的智能化建设与改造设计方法,建立了智能水力发电设计、建造和应用的标准体系,解决了智能水力发电无设计应用标准遵循的技术难题。 (2)研制了水电设备设施监测智能化装备,创新了多源信息故障诊断与状态趋势混合预测技术,突破了设备设施全生命周期预知性维护的技术瓶颈。 (3)研发了基于机组健康和能效多状态融合的水电机组实时优化调控技术,改进了逐步优化、逐密离散微分和逐次逼近动态规划算法,突破了水电机组发电计划优化及负荷快速跟踪难题。 (4)研发了自主知识产权的智能水力发电运维平台,开发了水力发电装备超视距故障智能诊断、数字大坝、数字技术监督、经济运行等9个系统,在西藏DG等水电站实现产业化应用。 项目授权发明专利23件,实用新型专利10件,软件著作权4件;发表SCI/EI论文23篇;主编企业标准9项。项目成果通过中国水力发电工程学会鉴定,由张勇传院士和谭建荣院士等行业专家组成的鉴定委员会一致认为,项目成果有效提升了智能水电站设计、建设和运行水平,总体达到国际领先水平。 创新成果成功应用于西藏DG、东风、光照、古田溪、周宁抽蓄等68座水电站199台机组,取得重大的经济、社会和环境效益,近四年直接经济效益78722.6万元,间接经济效益190903.3万元,为我国智能水力发电的设计、建设和运营提供技术支撑,具有重要科学意义和工程应用价值,应用前景广阔。