科创中国

新能源及节能技术

项目围绕大型汽轮发电机组次同步谐振/振荡控制与保护的关键技术、核心装备与集成应用等内容开展研究攻关，实现了大型汽轮发电机组次同步谐振/振荡控制与保护系统的自主研发与工程实践，高效解决了现代复杂电网中多机、多模态和运行工况多变条件下的次同步谐振/振荡难题。项目取得的主要创新点包括： 1、大型汽轮发电机组次同步谐振的定－转子多模态优化阻尼控制技术 如何在机网运行工况多变的条件下，优化控制同步发电机的转子和/或定子电流，以产生能协调抑制多个振荡模态的阻尼转矩。为此，项目研发了同步发电机转子侧附加励磁阻尼控制（SEDC）技术，定子侧机端次同步阻尼控制（GTSDC）技术，及其参数的多模态－全工况优化设计方法，从而很好地解决了多机系统运行工况多变时的多模态次同步谐振/振荡抑制难题。 2、大型汽轮发电机组的多时间尺度－协调扭振保护技术 次同步谐振/振荡通过机－电耦合会在机组轴系激发危险的扭振，扭振保护是保障大型汽轮发电机组设备安全和电网次同步稳定性的最后一道“防线”。它在时间尺度上需要覆盖毫秒级的暂态扭矩冲击、秒级的模态发散和数十秒乃至数十年的疲劳损耗。

2、大型汽轮发电机组的多时间尺度－协调扭振保护技术 次同步谐振/振荡通过机－电耦合会在机组轴系激发危险的扭振，扭振保护是保障大型汽轮发电机组设备安全和电网次同步稳定性的最后一道“防线”。它在时间尺度上需要覆盖毫秒级的暂态扭矩冲击、秒级的模态发散和数十秒乃至数十年的疲劳损耗；同时需要综合考虑机组多轴段之间和多机组之间的扭振动态，实现选择性协调保护策略。为之，项目研发了大型汽轮发电机组的多时间尺度－协调扭振保护系统，内含多个不同时间尺度的保护判据，并可基于多机组的扭振信息进行协调决策，实现精准、快速和优化的扭振保护。 3、次同步谐振/振荡的控制保护成套装备及集成应用技术 高精度、高速度和高可靠地检测大型汽轮机组轴系扭振信息是实施控制与保护的前提，项目优选机组大轴转速作为主导反馈信号，在装备研发中提出并实现了一种独有的高精度扭振检测与高可靠防误动技术。为实现技术与装备的高效集成应用，形成机－网联合测试系列技术，在保证系统和装备安全的条件下实现对模型分析和控制保护的有效性测试，解决从模型、装备到现场的验证难题，真正解决实际系统的次同步谐振/振荡难题。

华北电力大学是教育部直属全国重点大学，国家“211工程”和“985工程优势学科创新平台”重点建设大学。2017年，学校入选国家“双一流”建设高校行列，重点建设能源电力科学与工程学科群，全面开启建设世界一流学科和高水平研究型大学的新征程。2022年，学校顺利通过首轮“双一流”建设评估并进入第二轮建设高校名单，电气工程学科入选第二轮“双一流”建设学科。 学校把人才培养作为中心工作，形成了“厚基础、重实践、强能力、求创新”的人才培养特色，入选国家创新人才培养示范基地，成为教育部首批“卓越工程师教育培养计划”实施高校，获批教育部首批“国家级创新创业教育实践基地”，发起成立“电力行业卓越工程师培养校企联盟”，是中国电力教育协会学生竞赛工作委员会办公室依托单位。学校现有21个国家级一流专业，11个国家级特色专业，4个国家战略性新兴产业相关专业，18门国家级一流课程，3门国家级课程思政示范课程，2个国家级教学团队，1名国家级教学名师，3个国家级实验教学示范中心，3个国家级工程实践教育中心，3个国家级虚拟仿真实验教学中心，1个国家级人才培养模式创新实验区。

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