根據江蘇省科學技術廳《省科技廳關于 2020年度江蘇省科學技術獎提名工作的通知》(蘇科成發〔2020〕99 號)要求,擬提名“高壓輸電線路強風致災機理與防御關鍵技術及應用”、“無人值守變電站自動化系統遠程運維關鍵技術及應用”為候選項目?,F公示如下:
項目名稱:高壓輸電線路強風致災機理與防御關鍵技術及應用
主要完成人:劉建軍、楊風利、盧明、王嘯華、劉洋、張錄軍、郭小明、張子明、張宏杰、張廼龍
完成單位:國網江蘇省電力有限公司、中國電力科學研究院有限公司、江蘇省氣象臺、南京大學、東南大學、國網河南省電力公司電力科學研究院、河海大學
項目簡介:
高壓輸電線路是電能傳輸的重要載體,對電網安全穩定運行至關重要。江蘇省社會用電量一直位居全國前列,區域內輸電線路分布密集,供電可靠性要求極高。同時,江蘇地處東南沿海,區域內平原、水網、丘陵交錯,微地形復雜,局地強風多發。據統計,2000~2016年期間,江蘇省共發生以局地強風為主的強風事件達360余次,造成的電網直接災損達40余億元,占全部架空輸電線路故障損失的95%以上。高壓輸電線路傳統抗強風模式下,局地強風強度與落區預測、局地強風荷載計算精度低,桿塔加固方法精確度及效率低,無法滿足突發性局地強風及時防御需求。
項目組針對上述問題,歷時8年多,開展高壓輸電線路桿塔的強風風場精細化預測、風載荷精確計算、結構受力安全精準評估和補強研究,構建了精細化高壓輸電線路強風場預報系統,提出了局地強風環境下高壓輸電線路風載荷計算方法,首創了鐵塔負載下原位栓接定向加固技術,實現了不停電狀態下鐵塔的無損、精準加固抗風補強,并開展工程推廣應用,主要技術創新如下:
(1)提出了基于區域精細化地形地貌的風場動力降尺度技術,將強風預報場分辨率從9km細化到500m,構建了精細化強風預報系統,首次實現了高壓輸電線路檔距尺度的未來72h強風落區和強度的精細化預報。
(2)首次提出了局地強風環境下高壓輸電線路風壓高度變化系數計算方法,解決了采用傳統常規風剖面計算方法不能準確計算局地強風下輸電線路風荷載的問題,填補了局地強風作用下架空輸電線路風載荷計算方法的空白。
(3)建立了兼顧整體結構響應與關鍵局部損傷演化的鐵塔結構受力分析模型,首創了鐵塔負載下原位栓接定向加固技術,實現了不停電狀態下鐵塔的無損、精準加固補強。
授權20項發明專利,其中PCT 國際專利1項;發表論文36篇,其中SCI 1篇,EI 16篇,中文核心19篇,撰寫專著1本,形成國標、電力行標、國家電網公司等標準6項。以王會軍院士為組長的中國電機工程學會鑒定委員會認為,“項目在高壓輸電線路不停電狀態下鐵塔提前應對局地強風的災害預警和防御方面取得系統性創新成果,整體達到國際領先水平”。
成果已在江蘇全面應用,并推廣至福建、河南等地區,為電網企業減少非計劃停電14760小時,挽回經濟損失5.8812億元,節約運維成本1.02億元;相關風載荷計算方法與防御技術已被福建電力設計院等公司引進并應用,為企業增收約28420萬元,新增利潤約5600余萬元。成果開創了高壓輸電線路主動抗風模式,從基礎理論、軟硬件開發、工程應用方面填補了局地強風作用下架空輸電線路風載荷計算方法的空白,對保障高壓輸電線路安全運行具有重要意義。
主要知識產權目錄:
序號
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知識產權類別
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知識產權具體名稱
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國家
(地區)
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授權號
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授權日期
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證書編號
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權利人
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發明人
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1
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發明專利
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一種基于實測數據的風壓不均勻系數計算方法
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中國
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2014102
08348.X
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2017-03-08
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2405351
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國家電網公司、中國電力科學研究院、江蘇省電力公司電力科學研究院、國網安徽省電力公司
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張宏杰、楊風利、楊靖波
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2
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發明專利
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一種確定導線風壓不均勻系數的方法
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中國
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2014101
74319.6
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2018-03-30
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2863874
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國家電網公司、中國電力科學研究院、江蘇省電力公司電力科學研究院
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張宏杰、楊風利、楊靖波
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3
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發明專利
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一種確定水平運動下擊暴流
風剖面的方法
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中國
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2013102
46575.7
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2016-04-20
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2037720
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國家電網公司、中國電力科學研究院、湖南省電力公司、江蘇省電力公司電力科學研究院
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黨會學、楊風利、楊靖波
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4
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發明專利
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一種下擊暴流橫向風剖面的
確定方法
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中國
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2014101
20613.9
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2016-09-21
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2244507
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國家電網公司、中國電力科學研究院、江蘇省電力公司電力科學研究院、國網安徽省電力公司
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黨會學、楊風利、楊靖波、張宏杰
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5
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發明專利
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運動雷暴風作用下輸電線路風偏瞬態分析方法
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中國
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2013101
08022.5
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2017-05-10
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1954004
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國家電網公司、國網河南省電力公司電力科學研究院
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閻東、呂中賓、盧明、張少鋒、謝凱、蒲兵艦、楊曉輝、王吉
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6
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發明專利
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一種高壓輸電線路防風偏剛性絕緣拉索及安裝方法
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中國
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2013101
06507.0
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2017-06-06
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2081236
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國家電網公司、國網河南省電力公司電力科學研究院
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盧明、任歡、閻東、張少峰、呂中賓、楊威、郭星、史亞鋒、陳瑞、龐鍇、楊曉輝、魏建林、張博、張宇鵬
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7
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發明專利
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一種高壓輸電線路防風偏柔性絕緣拉索及安裝方法
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中國
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2013105
27500.6
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2016-06-29
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2126795
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國家電網公司、國網河南省電力公司電力科學研究院
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呂中賓、盧明、任歡、閻東、張少峰、史亞鋒、王吉、謝凱、蒲兵艦、郭曉峰、景冬冬、魏建林、張博、張宇鵬
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8
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發明專利
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四分裂聲子晶體防舞間隔棒
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中國
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2016105
66144.2
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2017-09-15
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2607315
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國網江蘇省電力公司電力科學研究院、國家電網公司、河海大學
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陳大兵、劉建軍、張建國、張廼龍、李成鋼、胡鵬、朱洪斌、張曉琴、黃一鳳
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9
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發明專利
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一種電力鋼結構焊縫裂紋缺陷預制材料及其制備方法
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中國
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2015102
30483.9
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2017-06-16
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2520643
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國家電網公司、江蘇省電力公司、江蘇省電力公司電力科學研究院
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劉建軍、陳大兵、張建國、朱洪斌、李成鋼、張廼龍
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10
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發明專利
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一種輸電線路鐵塔安全性評估系統及其評估方法
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中國
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2013105
56557.9
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2018-08-14
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3034212
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國家電網公司、中國電力科學研究院、國網浙江省電力公司
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劉思遠、夏開全
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項目名稱:無人值守變電站自動化系統遠程運維關鍵技術及應用
主要完成人:彭志強、王海峰、張琦兵、周航、周斌、鄭明忠、李博涵、徐春雷、夏杰、萬書鵬、弓新月
完成單位:江蘇省電力試驗研究院有限公司、國電南瑞科技股份有限公司、國網江蘇省電力有限公司、南京航空航天大學、國網江蘇省電力有限公司南京供電分公司
項目簡介:
隨著變電站建設規模不斷擴大及無人值守變電站全面推廣,變電站運維具有點多面廣的特點,傳統的以現場作業為主的運維模式已不適應當前智能電網的發展,主要表現于運維效率低、缺陷定位困難、人員承載力不足等問題,亟需研究新的運維技術改變當前運維模式。本項目以解決當前無人值守變電站自動化系統運維存在的問題及技術難點為切入點,在體系架構、安全管控、智能運維及試驗驗證等方面實現了重大技術創新與突破,研制了變電站自動化設備廣域運維系統及成套裝備,并完成規?;こ虘?,關鍵技術創新如下:
(1)在體系架構方面,提出數據流動態加權時序分配策略和多元異構信息標準化接入的通用服務框架,構建涵蓋廣域運維中心、服務管理中心、運維變電站“三位一體”的廣域運維體系框架,研制了廣域運維成套系統,解決了多廠商異構系統統一運維難題,實現變電站自動化設備安全高效的遠程運維。
(2)在安全管控方面,在滿足電力監控系統安全防護規定基礎上提出邊界安全監測、痕跡追溯和多維服務定制相結合的廣域運維縱深安全管控技術,設計涵蓋通信層、協議層及應用層的縱深安全管控系統架構,采用運維服務審批、安全態勢感知、工作票校核、責任區管理、雙因子認證等安全訪問策略,實現廣域運維服務全生命周期管理安全可控。
(3)在智能運維方面,提出廣域運維多元信息隱性故障辨識預警和層次化全息透視技術,通過虛擬設備可視化重構、關鍵數據智能巡視、二次設備狀態診斷、多元數據一致性校核的分層立體診斷和預警,實現了運維人員對變電站二次設備“全方位、立體式”遠程監管。
(4)在試驗驗證方面,搭建真型設備與半實物仿真相結合的驗證平臺,在國內首次開展變電站自動化廣域運維交互協議一致性測試和互操作聯調試驗,保障廣域運維應用的可靠性。
項目的應用情況如下:
(1)項目研制的廣域運維系統已在江蘇電網蘇州與南京地區全面應用,并推廣至浙江、四川、天津、廣東等省份,其中在江蘇電網已建設投運3個服務管理中心和5個運維中心,接入200多座變電站,涉及南瑞科技、許繼電氣、南瑞繼保等8個主流監控廠商共計18個型號的變電站自動化系統,廣域運維系統極大地提升了變電運維效率,特別在此次新冠肺炎疫情防控期間遠程運維功能發揮了巨大的作用。
(2)依托項目成果,江蘇智能電網產業聯盟單位開發了變電站自動化設備廣域運維系統及成套裝備,提升了江蘇智能電網裝備水平,相關裝備對外進行了銷售,近兩年銷售額為8871.53萬元。
(3)項目成果推廣應用于新能源發電廠集控中心,促進了遠程運維技術在電力行業的應用,起了示范作用,取得良好的社會效益。
項目取得成果如下:研制了變電站自動化廣域運維系統及成套裝備,并在江蘇電網完成規?;瘧?,項目成果受到行業廣泛認可,形成國標、行標、企標等6項標準。經中國電機工程學會組織的專家鑒定,項目研制的變電站自動化設備廣域運維系統,創新了變電站運維機制,實現了廣域范圍變電站安全、高效遠程集中運維,項目成果整體達到了國際領先水平。
公示期為 2020 年 5 月6日至 5月12 日。在公示期內,如對候選項目有異議,請實名向江蘇省安全生產科學技術學會秘書處反映。聯系人:王寧嬌,地址:南京市北京西路15-1號,郵編:210024;電話:025-83332396;電子信箱:781167019@qq.com。公示期后,不再受理。
江蘇省安全生產科學技術學會
2020 年5月6 日
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