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973项目智能电网计量技术通过科技成果检定

行业聚焦点中国仪表网2015年02月06日 17:03人气:6396

  【中国仪表网 行业聚焦点】2015年2月5日,由中国电机工程学会组织的973计划课题“智能电网构架下计量关键技术的研究”(原“智能电网的能效管理及计量基础问题研究”)成果鉴定会召开。

  
  该项目来源于973计划项目《先进发电技术与高效电网中的若干基础科学问题研究》子课题。项目于2012年1月立项启动,以国资委为依托单位,中国电科院为牵头单位,包含8个课题,分别由8个国家重点实验室承担。
  
  8个课题涉及火力发电、水力发电、风力发电、光伏发电、燃料电池发电、高效电网六个领域的应用基础研究。
  
  在火电发电领域,在国内率先对先进超超临界发电机组候选高温合金在高温蒸汽环境下的氧化行为进行研究。在水力发电领域,构建了大型水轮发电机综合实验模拟系统,建立了不对称运行工况下阻尼绕组电流仿真计算的长路耦合模型和大型同步发电机机-场-路-网耦合时步有限元仿真模型。
  
  在风力发电领域,建立了发电机各物理场单独的动态计算模型及相互之间的接口模型,提出了基于ADALINE自适应辨识的风电机组系统辨识方法和基于神经网络和L1的自适应风电机组控制器。在光伏发电领域,改进了多种类单晶的铸锭炉结构,实现了类单晶硅锭的规模化量产,提出了正表面加入选择性发射技术和先进的被表面钝化技术。
  
  在燃料电池发电领域,采用冲压与激光焊接组合工艺研制出燃料电池组合双极板,制备出的偏铝酸锂隔膜的各项参数指标均达到MCFC要求。在高效电网领域,提出了智能电网框架下用能系统效率测评理论和方法,提出了热泵、双蓄空调的能效仿真模型和数字化电能表及直流电能表计量特性的评估方法,解决了数字化电能、直流电能溯源问题;提出了终端可信接入方法,为智能电网架构下能效管理及计量信息的安全防护提供了技术手段。
  
  其中,由中国计量科学研究院联合云南省计量测试技术研究院完成的“国家直流大电流计量标准研究建立与应用”课题主要研究的“直流大电流”,在金属冶炼、智能电网建设、高铁、电动汽车、航天、国防军工以及核物理和高能物理等科学研究等领域有着广泛的应用和计量需求。受大电流磁场干扰和校准技术限制,国际上直流大电流计量标准一直难以突破10-6的水平;同时由于缺乏高准确度的直流大电流国家计量标准,我国国防军工、电力、铁路等行业最高计量机构使用的高准确度直流大电流测量仪器无法可靠溯源;受安装和使用现场强电流产生的磁场干扰等限制,金属电解企业使用的直流大电流传感器也无法校准。
  
  中国计量院电磁所课题组深入研究了直流电流比较仪(DCC)的磁屏蔽、母线结构、自校准方法等关键技术,研制了一套直流大电流比例自校准装置,建立了量程为1A~6kA直流大电流国家计量标准装置,测量不确定度为1×10-8~2.6×10-7,k=2形成的校准和测量能力(CMC)通过了由加拿大计量院(NRC)和美国计量院(NIST)专家的同行评审,并获得高度评价。不仅解决了高准确度DCC在额定磁势和实际工作条件下的自校准难题,其技术指标还达到国际领先水平。
  
  在此基础上还研制了2kA~60kA(0.01~0.05级)系列工业现场直流大电流标准传感器,开发了在线整流机组效率测量系统和交直流分时电量测量管理系统,成功应用于多家金属电解企业,为企业优化工艺提供了在线测量支持,帮助企业提高整流运行效率,降低直流电单耗,节约电能约1000万度/年,经济和社会效益显著;为国防、核动力、高铁、电机、电动汽车等行业大电流测量标准和传感器制造企业的研究、设计和检测提供了量值溯源和技术支持,为高准确度仪器仪表制造企业提供了技术咨询。
  
  截止目前,项目组已建首套直流大电流电能计量标准装置、首套数字量向模拟量溯源的数字化电能计量标准装置和数字化电能整体计量标准装置;开发了“多层密钥、逐级加密、分散保护”的密钥管理系统,构建了全程可控的立体安全防御体系;形成了拥有多项自主知识产权的创新性成果,申请专利6项(发明5项),发表论文6篇,出版专著1部,编制标准4项。
  
  以中国工程院张钟华院士为首的鉴定委员会,在认真全面听取汇报和审阅了课题报告后,认为该课题密切结合我国智能电网发展的需求,健全了智能电网构架下的电能计量体系,具有良好的社会效益和经济效益,项目成果总体达到国际领先水平,同意通过。
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