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2010年以来，中国发电装机容量实现了从9.6亿千瓦到36.5亿千瓦的跨越式发展，其中，新能源装机容量从0.3亿千瓦猛增到21.7亿千瓦，位居全球首位，新型电力系统构建是实现新能源大规模消纳的必由之路。电力开关与变压器作为电网的“安全卫士”与“能量枢纽”，分别肩负着控制与保护、能量转换的核心职责，二者是新型电力系统最核心的两大装备。高比例可再生能源大规模接入和电力电子设备高比例应用，电源侧和负荷侧呈现强随机性和波动性，导致电力开关投切频繁、变压器高频扰动(含高次谐波和高频振荡)加剧，因设备故障引发的电网安全事故时有发生。2020年11月，中国济南市泉城变电站由于变压器起火造成1死2伤，引起片区性停电；2025年2月，智利由于电力开关没有及时切除故障导致全国性大停电，影响超1900万人，占总人口数量的98%，国家进入“灾难紧急状态”。因此，新型电力系统背景下，开关设备和变压器两类电力核心装备的稳定运行和可靠操作尤为重要。 传统人工巡检和作业模式无法满足海量开关设备和变压器高可靠性运行和操作的迫切需求，亟需开展复杂工况下开关设备和变压器的状态精准感知和智慧作业，但是面临三大挑战：①单一状态量传感缺乏多场信息同步监测与关联分析能力，难以解析“机械-绝缘-温升”耦合故障，导致装备复合潜伏性故障难以及时发现；②多源多模态数据的维度壁垒和高算力需求，导致算不准、算不快，使复合潜伏性故障漏报误报严重；③高电压设备狭小空间约束下的传统人工作业风险高、效率低、停电范围大，与设备快速增长以及电网高可靠性供电的矛盾突出。 在国家863计划重大项目、国家自然科学基金、国家电网公司总部科技项目等资助下，历经10余年协同攻关，解决了上述3大挑战，取得的系统性创新和重大突破如下： 1.发明了“晶面取向调控+量子点表面修饰”的电力嗅觉增敏方法，研制的传感器在SF₆气体背景下痕量特征分解气体直接测量精度较行业领先企业提升1倍以上；提出了基于多尺度特征对齐的红外、可见光及紫外光谱动态配准方法，多光谱图像信息熵较单光谱图像提升15%以上；揭示了故障早期状态参量的时空演化规律，提出了多分辨率贝叶斯卷积神经网络的多参量数据关联分析方法，实现了绝缘、机械、温升复合潜伏性故障早期微弱特征信号的准确提取。 2.提出了基于模态自适应同构嵌入的特征对齐方法，攻克了多模态导致的数据融合精度低难题；构建了物理机理与数据混合驱动的动态优化自适应全生命周期状态推演模型，攻克了电力核心装备复杂状态精准推演难题，故障识别准确率达96.47%；提出了特征关系保留与梯度精度分析的模型轻量化方法，针对国际通用的CIFAR-100数据集，轻量化模型TOP-1准确率指标76.67%，超越谷歌、亚马逊等行业龙头企业，接近国际最高水平。 3.建立了带电作业电弧放电瞬态电磁分析与干扰耦合模型，提出了“能量泄放-反向抗扰-分层屏蔽”的干扰抑制方法，解决了机器人带电作业复杂电磁干扰问题；设计了加权均衡自动阈值图像分割与累计概率霍夫变换的轮廓识别方法，实现了机器人对作业目标的准确识别和精准定位；提出了改进A*算法和目标构型优化的带电作业路径动态规划方法，突破了电力核心装备狭小空间下带电作业局限性瓶颈。机器人作业目标识别准确率99.22%，定位精度2mm以内，作业效率提升80%以上。 基于以上创新，授权发明专利37项(美国专利4项)，形成国家标准3项，行业标准7项，发表期刊论文67篇(SCI收录25篇，计算机领域顶级会议收录4篇)，出版专著4部，授权实用新型专利12项，获得软件著作权4项。该项目技术推广至西安西电开关电气有限公司、平高集团有限公司、正泰电气股份有限公司、山东泰开高压开关有限公司等10余家电力装备制造企业，开发了2大系列15种智能监测装置，3大系列8种智慧巡检和作业机器人，产品应用于世界首条清洁能源特高压输电项目“±800kV 青豫直流”工程、中国最高海拔甘孜1000kV交流变电站、中国海上最大油田“渤海油田”、中国援建的巴基斯坦卡拉奇K-2/K-3核电站项目等一系列国内外重大工程，获得了CCTV1、陕西新闻联播和河南卫视等主流媒体报导。产品覆盖全国30余个省市自治区并出口意大利、韩国、西班牙等50余个国家和地区，为中国新能源场站重大、示范工程提供了关键装备和技术支撑，引领了国际电力核心装备状态感知和智慧作业发展，推动了中国智慧运维解决方案成为全球行业标杆，实现了由“传统人工”向“智慧运维”的跨越式发展。项目近三年新增销售额30.99亿元，新增利润5.61亿元。 该项目研究成果获得了行业领军人物的高度评价：①以雷清泉院士为主任的鉴定委员会认为“项目成果整体达到国际领先水平”。②美国发明家科学院院士ParasN.Prasad教授评价该项目研制的嗅觉传感器“具备气体传感器的所有理想性能”。③ACM/IEEE Fellow Philip S.Yu教授评价该项目构建的多模态模型“性能已接近国际最高水平”。

湿陷性黄土广泛分布于中国西北地区，其强烈的结构性、水敏性、溃散性使得湿陷性黄土基坑工程遇水极易引发灾变，主要表现为增湿导致的过度变形(如鼓胀、沉降、拉裂、坍塌、滑塌等)、渗流引发的黄土内部破坏(管涌、流土等)以及引起基坑周边建筑物变形过大等问题。水是引发基坑开挖工程问题的主要诱因，近年来，在全球气候变化背景下，黄土高原地区极端降水事件频发；另一方面，随着地下水开采的严格管制，黄土层地下水位大幅度抬升，例如西安市南二环地下水位埋深仅5～6米。在此背景下，湿陷性黄土基坑的灾变风险持续增大。随着西部大开发战略、“一带一路”倡议等的深入实施，城市化进程和地下空间开发的快速推进，如何保障基坑工程安全已成为基础设施建设的关键挑战。 由于黄土特殊的地质成因及力学特性，湿陷性黄土基坑工程及灾害防控面临理论与技术的双重瓶颈，亟待突破三大核心问题：在灾变机制方面，基坑开挖与增湿如何影响非饱和黄土的结构演化与力学响应?在开挖-降水耦合作用下，黄土的长时效变形发展规律与失稳机制是什么?在风险评估方面，参数准确获取及其不确定性表征是基坑灾变风险评估的基础，如何高效、精准地获取黄土力学与水文关键参数?如何量化灾变因子的不确定性以更加准确评估灾变风险，进一步指导支护设计?在支护技术方面，支护结构设计与变形控制是保障基坑安全的关键环节，如何合理选取湿陷性黄土的破坏准则，并基于土拱效应创新支护桩设计?如何利用非饱和状态下黄土的强结构性和高强度特性发展微变形控制技术，并结合饱和软黄土渗透影响范围与变形时间效应，创新降水支护与快速堵漏方法? 针对上述关键科学技术问题，该项目依托陕西建工集团-西安交通大学联合战略协议重大横向课题、陕西省重点研发计划以及多项重点工程项目，开展了系统研究与广泛工程实践，形成了湿陷性黄土基坑灾变理论与防治关键技术研究成果。基于该成果主编标准规范3部，授权发明专利16项、新型实用专利10项，形成省级工法6项，发表学术论文68篇，其中SCI期刊论文40余篇，出版专著1部，有效推动了湿陷性黄土基坑工程设计向科学化、智能化方向迈进。该项目成果以湿陷性黄土基坑“灾变机制-风险评估-支护技术”为研究主线，逻辑层次清晰、内容贯通，层层递进。主要创新点与成果简述如下： 创新点一：查明了开挖方式、水分场变化、水力路径对黄土强度的影响规律，阐明了基坑单侧卸荷和降水作用下黄土变形的时间效应，建立了基于应变功的结构性黄土本构模型，实现了复杂水力路径下基坑的变形预测，揭示了多因素耦合作用下湿陷性黄土基坑灾变机制。 创新点二：发明了黄土力学与渗透特性系列测试仪器，实现了基坑设计参数的准确获取，系统查明了基坑不同破坏模式下的主要灾变因子，提出了灾变因子不确定性的定量表征方法，研发了基坑服役期的智能监测预警一体化技术，建立了湿陷性黄土基坑灾害风险评估体系。 创新点三：提出了基于土体-结构耦合作用的基坑“主动协同”支护创新设计方法，研发了“中挖外留+快速支撑”的基坑微变形控制技术，创新了“悬挂式止水帷幕+锚索孔快速封堵”的基坑降水支护技术，形成了基于“时空序控”的饱和软黄土地层旋挖硬切割咬合桩施工关键技术。 该项目围绕湿陷性黄土基坑工程与灾害防控需求，形成了“灾变机制-风险评估-支护技术”系统体系，部分相关成果获得中国交通运输协会科技进步一等奖、陕西高等学校科学技术研究优秀成果一等奖、陕西省土木建筑学会科学技术一等奖、茅以升岩土工程技术创新奖等。陕西省土木建筑学会组织权威专家组成鉴定委员会，一致认为“复杂水力路径作用下黄土基坑灾变理论和基于土拱效应的支护技术达到国际领先水平”。陕西建工集团股份有限公司作为第一完成单位，自1950年成立以来承建了大量黄土基坑工程，在基坑支护设计与施工方面具有显著优势；西安交通大学在黄土灾变理论研究方面具有深厚积累；中铁第一勘察设计院集团有限公司与中联西北工程设计研究院有限公司等则在工程设计领域各具专长。各完成单位优势互补，整合优势资源，共同推动了湿陷性黄土基坑灾变理论与防治关键技术的形成。 项目成果已经在50余项重大工程进行了成功应用，其中包括“西安市第九医院改扩建项目”、“空港幸福里住宅工程”及“国家电网西安城南330kV地下变电站”等典型案例。其中第九医院项目位于饱和软黄土区，邻近既有医院建筑与市政管线，极易诱发不均匀沉降，对基坑变形控制与渗流半径约束要求严苛；空港幸福里项目处于居住密集区，周边道路、管线与在用建筑高度重叠，需在夜间噪声与振动双限值下实施低扰动施工；城南330kV地下变电站作为国内首座深埋型超高压电站且位于核心城区，项目红线约束严、地下水控制要求高。成果应用在上述条件极其复杂、施工约束严苛的工程中，有效保障了基坑开挖安全，显著缩短了施工工期，并大幅降低了湿陷性黄土基坑对周边环境的不利影响，对湿陷性黄土地区城市基坑工程的安全管控与绿色高效建造起到了重要示范作用，取得显著的经济、社会与环境效益，具有重要的推广与应用价值。

智慧变电站是当今世界公认的最为先进的变电站，是人工智能、物联网时代提出的新概念。它采用先进传感技术对变电站环境量、物理量、状态量、电气量进行全面采集，充分应用现代信息技术进行自我检测、诊断、分析和学习，实现电力系统各环节万物互联、人机交互，具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统。 由于智慧变电站控制及服务系统已经完全进入数字化时代，对其建造精度要求极高，国内外与之配套的建造技术尚不完善，为此，研发出一种精准建造技术。所谓“精准建造”，就是以数字建造技术为基础，以先进的施工工艺、施工方法对变电站核心设备进行高精度、高可靠性的安装。 该项目属于电站工程领域，针对智慧变电站大吨位变压器的安装、高压组合电气GIS的安装，以及变压器差动保护试验、电缆带电识别试验等关键工序的行业建造缺陷进行数字化攻关，研制了大吨位变压器数字液压推进安装技术及装备、GIS精准导向定位安装技术及装备、变压器差动保护“短接”放大试验技术、多重电缆遥感识别技术及装备等，有效解决了国内外智慧变电站核心设备安装精度制约智慧服务系统发展的“卡脖子”难题，以及建造过程存在较高安全风险、稳定性和可靠性差，对设备产生永久伤害等诸多行业难题，从根本上解决了智慧变电站建造时存在的技术缺陷和安全隐患，消除了建造原因对智慧变电站的技术牵制。该项目经历了长期的、大量的实践和数据采集分析，逐项研究攻破，使建造技术更加精细化，程序化、系统化，应用效果十分理想，提高了建造质量，技术安全可靠，降低了建造成本，经济效益和社会效益显著，尤其在建造质量和安全方面社会效益十分显著，深受用户的认可，提高了市场竞争力，前景广阔。项目经国内外技术查新未见相同报道，关键技术经中国冶金科工集团成果评价，技术达到国际先进水平。 该成果技术优于国际标准IEC61936-1 2021，核心技术已授权国家发明专利8项，授权实用新型专利8项，获批省部级工法2项，项目获中国三冶集团科技进步奖一等奖，辽宁省科技创新成果转化赛项第四名，核心技术被企业确认为无形资产，技术在中冶新技术应用示范工程项目、全国冶金行业优质工程奖项目、中国安装工程优质奖(中国安装之星)项目、国家优质工程金奖项目、鲁班奖项目中均得到较好的应用。

该项目属于冶金企业电力设备技术应用领域。 高压断路器和电力线路是供配电系统的核心电力设备，工作稳定可靠对保证供配电系统稳定运行至关重要。针对高压断路器和电力线路故障高发，故障检修效率低，故障检测、检修方法落后，严重影响公司电力系统安全稳定的现状，该项目研发了断路器、电力线路设备故障监测、检修关键技术，取得以下重大技术创新： (1)发明了断路器分合闸控制电路、保护跳闸电路等多项故障监测新技术，开发了高压断路器合闸控制回路断线监视系统和SF6断路器压力异常监测系统，提高了断路器故障监测的时效性，降低了故障发生频次和故障停机时间。 (2)阐明了断路器合闸线圈烧坏的机理，发明了合闸线圈实时通断新技术，解决了合闸线圈频烧的疑难问题；研制了高压断路器分合闸电气控制故障点查找装置，提高了故障查找效率；揭示了高压断路器放电机理，开发了绝缘拉杆处接地等电位和防凝露绝缘层喷涂断路器放电治理新技术，提升了断路器绝缘能力。 (3)研发了35kV单芯电缆金属屏蔽层环流监测新技术，实现了单芯电缆金属屏蔽层环流的在线监测，发明了35kV单芯电力电缆外护套缺陷检测装置及测试方法，解决了金属屏蔽层异常接地致电缆接地、短路事故频发的技术难题；35kV单芯电缆线路上应用红外热成像在线监测技术，通过在不同角度安装红外热成像探头，后台监控机能实时获悉电缆温度异常隐患，提高了电缆发热、接地故障排查处理的时效性。 (4)发明了变电站单相接地电容电流测定新方法，35kV馈出线柜零序电流互感器变比选择精准，提高了接地选线准确率；发明了单相接地故障查找新技术，解决了中小型变电站接地电容电流值偏小、接地选线准确率低的疑难问题；研制了可调电缆接线角度的电缆线路接线板，电缆线路发热放电整治技术瓶颈获得突破。 项目应用后，高压断路器跳闸次数由年均9起降低到2起，断路器故障处理时间由年均98小时降为14.7小时；电力线路接地、短路跳闸事故由年均9起降为2起，同期相比年均减少非计划停电80小时。电力系统稳定运行可靠和高效。 项目授权发明专利12项，实用新型专利6项，在审发明专利8项，发表论文29篇。山东省钢铁行业协会成果评价该项目技术达到“国际先进水平”。 项目技术在山钢股份供配电系统成熟应用，解决了电力行业共性疑难技术问题，确保了电力设备运行稳定，推广应用前景广阔。产生了显著的经济和社会效益，2022～2024年累计创效12077.02万元。

项目属于输变电工程领域，历时5年，6家单位产学研用联合攻关完成。 国内减震措施相对较多，大多数减震装置适用于常规基础隔震，对于电力设备断路器、避雷器等高柔型设备的减震效果有限。此外，相关规范未对改扩建工程施工机械工作范围给出明确说明，一般根据经验架设施工设备，经常无法避免对运行设备造成影响。同时随着模块化、集约化的要求，系统站常采用330千伏C型HGIS配电装置，侧向出线带电作业间距不足，存在安全隐患。仍面临着三大技术难题：①国内减震装置常见于基础隔震，对于断路器、避雷器等高柔型设备的减震效果有限。②改扩建工程施工过程中，施工机械振动会对在临近在运电气设备产生较多扰动，设备安全运行受外界影响；③330千伏C型HGIS配电装置架构侧向导线与中间端撑带电距离较小，影响设备的安装与维护空间。针对上述难题，在国网陕西公司的大力支持下，项目组提出“结构防灾韧性提升-设备运行可靠保障-设计优化关键技术”的研究思路，发明了自复位多维耗能减震支座装置，明确了施工机械振动对临近在运电气设备安全距离，掌握了330千伏C型HGIS配电装置架构侧向中间构造柱取消关键技术，突破了国内变电站存在的基础技术瓶颈。 项目原创性研究成果如下： 1)开展了单柱式断路器及特高压避雷器结构模型的动力特性分析，明确了高压电气设备的震害易损部位及损伤参数，研制了一种适用于高压电气设备的自复位耗能减隔震装置，研发了一套适用于高压电气设备的状态监测系统，实现高压电气设备的实时监测。 2)开展了变电构架及避雷针在地震和强风单独及同时作用下的灾害危险性分析，建立了构架及避雷针结构有限元模型，分析了地震和强风单独及同时作用下的结构动力反应，研究了多灾耦合作用下构架及避雷针结构的失效概率模型与风险评估。 3)开展了钢筋混凝土柱与H型钢柱明火试验与有限元模型温度场分析，研究了截面尺寸、轴压比、配筋率、荷载偏心率等参数对耐火极限的影响，模拟了户内式变电站配电楼结构受火行为，研究了高温下变电站配电楼结构构件的变形发展规律，提出了户内式变电站配电楼火灾危险度的风险评价方法。 4)开展了预应力高强混凝土管桩与钢板桩在锤击与高频振动沉桩方式下的有限元模拟与振动范围影响因素分析，提出了场地质点峰值振动速度衰减计算方法，研究了施工机械振动对在运变电站内三种典型电气设备(变压器、避雷器、GIS)振动特性的影响。 5)开展了多工况下导线的变形和位移计算研究，建立了多向出线联合构架有限元模型，分析了联合构架一导线耦合体系的风振响应并经电气校验，优化了取消端部中间构造柱的联合构架选型方案，实现了节地节材、低碳环保的建设目标。 6)研究了陕西典型气象条件下110kV变电站内气流速度场、温、湿度场的分布状况，设计了适宜配电柜的通风气流组织方式、设备配置方案与运行策略，提出了靶向驱潮除湿技术，实现了配电柜通风驱潮效率的显著提升，从而保障设备与电网的的安全运行。 项目研究成果已申请专利15项，授权发明专利5项，授权实用新型专利5项；发表论文11篇，其中SCI检索1篇，EI检索2篇，中文核心检索9篇。获得国网陕西省电力有限公司科技进步奖1项，国网经研院科技进步1项。项目研究成果已应用于陕西宝鸡千河330千伏输变电工程中变电站新建工程、陕西榆林郝家330kV主变扩建工程等工程，取得直接经济效益数百万元，社会效益显著，应用前景广阔，得到了建设单位和运营单位的高度评价。

1.项目研究的目的意义：该项目属于新能源与节能领域，主要应用于电力行业中。风能发电是清洁能源，是环境效益较好的电源之一，也是中国鼓励和支持开发的可持续发展的新能源。风电场建设包括工程地质与水文的勘测、风能资源的评价、风电机组选型和布置及发电量计算、电力和电气系统设计、集电线路设计、站区总布置及交通运输、土建、消防、水暖、环境保护和水土保持、节能减排设计等内容。该项目以提高风力发电场的发电效率、经济性、安全性等为目的，针对特高压外送67.5万千瓦风电机组选型和布置、集电线路设计等风电关键技术进行研究。 2.主要技术创新点： (1)解决了风电机组输电线路安装的如下技术难题：①发明了变电站架构柱脚地脚螺栓及其安装方法，解决了架构柱地脚螺栓连接时，架构加工和基础施工误差累加时，导致架构柱无法顺利安装的问题；②发明了变电站构架避雷针防振动结构，解决了管类避雷针由于微风共振导致避雷针抖动，影响避雷针的正常使用的问题；③发明了一种配电网施工用拉线绑线器，解决现有电线拉线绑线器不能够适应多种规格电线的拉线绑线问题。 (2)解决了钢管塔杆件微风振动的扰流耗能的问题：发明了一种抑制钢管塔杆件微风振动的扰流耗能装置，避免钢管塔杆件的微风振动现象，以保证钢管塔在长期微风作用下的安全运行。 (3)解决了输电线路耗能防风偏的问题：发明了一种输电线路耗能防风偏装置，解决了在风荷载激励下输电线路的导线与塔体、导线与树木之间的空气间隙减小，产生的放电现象，降低供电可靠性的问题。 3.成果产生的价值：特高压外送67.5万千瓦风电关键技术与应用成果，已在正镶白旗特高压外送20万千瓦风电场建设项目、新园正镶白旗特高压外送20万千瓦风电场建设项目、正镶白旗风盛发电有限公司275MW风电场建设项目进行了应用。装机容量为675MW，全年总供电量(上网)达2099.4559GW·h。与同容量燃煤发电厂相比，每年可为国家节约标煤640124.10t，减少污染物排放量：二氧化硫335.91t、氮氧化物375.80t、烟尘67.18t；减少排放二氧化碳(温室效应性气体)1746747.31t。该项目采用高精度风资源图谱技术和单机技术经济性最优方法进行定制化风机选型，实现了综合年等效满负荷利用小时数3110小时。该项目获发明专利2件，实用新型专利3件；2021年实现年新增利润481.77万元，2022年实现年新增利润481.77万元，2023年实现年新增利润481.77万元。

宜宾电网属国家电网特高压直流工程近区电网，为了保证向家坝、溪洛渡两大清洁水电基地的稳定送出，需抬高送端电压，导致电网220千伏母线电压长期偏上限运行。而部分220千伏变电站所在地域随着经济发展逐步成为负荷中心，10千伏侧负荷越来越重，导致10千伏电压长期偏下限运行。造成了“又高又低”的电压冲突，极大影响用户的电能质量。而传统的调压方式已经无法适应，电压统筹控制与调节面临极大挑战。同时，配网低电压情况普遍存在，且缺乏有效调控手段。配网信息通信手段有限，自动化覆盖率低，配网可观可测度较低，无法通过主、配网调度控制的协同优化，利用主网冗余的电压调节能力缓解配网低电压问题。 该项目依托营配调数据贯通，研究主配协同技术，基于配网三相建模、最优估计匹配电流潮流算法和主从分裂法，实现主配协同全局电网计算和优化。创新探索精准调压技术，统筹提升地区电网电压质量。通过主配协同电压控制策略优化，缓解配网台区低电压问题。提高了用户用电满意度，优化了电力营商环境，取得了良好的社会、经济效益。项目关键技术创新如下： 1、提出基于台区大数据融合分析配网电压调节需求综合评估方法，采用多源融合的配网量测数据，提高了台区电压的可观测性。 2、提出基于双向互动的主配协同自动电压控制优化方法，通过主网AVC接收配网电压调节需求并优化10kV母线电压限值，解决了5%-10%低电压台区问题。 3、提出基于主配网一体化潮流计算构建线性方程求解的变压器分接头灵敏度快速求解方法，对区域各级母线电压开展在线定量评估，可实现多级变电站电压协调控制。 成果授权发明专利1项，参与编制国网公司标准1项，发表论文1篇。专家评价该成果认为“项目成果整体处于国际先进水平”。项目成果为新型能源电力系统数字化、智能化转型提供了技术支撑，在四川省电力公司获得推广应用，有关技术在南方电网昆明供电局和普洱供电局获得应用，优化了主配协同电压控制策略，缓解配网台区的低电压问题；提高配网可观测度，有效缓解配网“盲调”问题；基本解决了电网调压冲突，降低调压次数，提升设备健康水平。整体经济和社会效益显著。

一、项目研究的目的意义：鄂尔多斯市君正能源化工有限公司热电分公司协调控制系统存在的诸多问题，优化机组效率，降低能耗，特提出协调控制技术在机炉降汽耗、提效上的研究与应用的科研课题。该课题的指导思想在于通过优化协调控制系统控制策略，提高发电负荷控制精度，从而减少负荷不满发情况下上网与购网电量，直接降低发电成本。提高协调控制系统控制品质，提高燃烧效率，提高脱硫脱硝系统运行稳定性；提高机组高压缸效率，提升再热汽温，显著降低机组煤耗；最终达到节能降耗，降本增效的目的。 二、主要技术创新点：1)从闭环调整的角度：重新整定锅炉主控的PID参数，适当降低其比例和积分作用，适当提高微分作用；2)从前馈控制的角度：因为CFB锅炉燃料在炉内和炉外(外置床)通过多次循环才能燃尽释放出所有热量，为了弥补煤的热惯性，可以增加让主汽压力短时间平稳的手段：通过调整一次风量来降低或提高锅炉的流化状态，从而影响水冷壁的蒸发量。3)适当提高压力拉回函数的低限值，降低该回路对负荷设定值的正向作用。4)通过对阀门流量特性曲线的重新修正，得到较为理想的流量特性，综合阀位变化其线性度提高，有利于负荷控制及参数调整。5)利用下游变电站实施负荷参数，提供AGC负荷指令，实现发电侧与用电侧电量的闭环控制。 三、成果产生的价值：优化后燃烧控制系统能够保证一次风量、二次风量跟随煤量变化及各种工况下炉膛压力、氧量的稳定性；显著降低了断煤时对机前压力的影响；协调控制系统能够保证各种负荷工况下机前压力的稳定；在容量范围内投入AGC后能够保证千纳线潮流为零。达到技术指标为：变负荷时机前压力波动幅度由±0.35MPa减小至±0.25MPa、氧量偏差由±0.35%小于±0.15%、容量调节范围内千纳线功率均方差由4.5MW减小至2.5MW，达到了项目预期目标。调节品质改善，最终反映到效率上即为累计上网电量降低，预计年底累计上网电量将较近三年平均上网电量降低56%以上。通过该项目实施，协调控制系统负荷响应速率明显提高，机组上网电量显著降低，主汽压力、氧量、炉膛负压等运行参数稳定性均较项目实施前有大幅提升，机组各项运行指标均优于项目实施前。该项目利用厂内AGC控制方式，实现上网电量精准控制，提高机组经济效益，同时，优化协调控制系统组态模型，提高控制系统稳定性，提升了机组运行效率。该项目授权发明专利1件。一种发电用锅炉燃烧过程及机组协调控制优化的方法，专利授权号：ZL202010861625.2。

物联传感技术是实现输变电设备状态智能感知与控制的重要基础，在中国超百万公里输电线路、近五万座变电站各环节设备与基础设施的应用需求呈现爆发式增长。然而，在电力复杂环境(特别是暂态电磁骚扰，如开关操作、雷电、接地短路、高压设备沿面爬电等)影响下，现有输变电设备物联传感技术仍存在四大挑战：①传感器性能演变规律及失效机理不清晰，强电磁干扰和环境应力对传感器感知性能劣化及物理致损的作用机制尚未掌握，制约了精准可靠的传感技术突破；②宽频瞬变特征参量灵敏感知量测难，针对暂态电磁骚扰、微弱放电等缺陷的抗干扰、高准确度感知能力不足，导致超/特高压变压器爆燃、GIS闪络击穿等多起重大事故无法及时预警，缺乏适配现场分区分级复杂环境与工况的差异化感知和检测手段，同时高性能声、光、电、磁、热等传感材料、元器件技术及产业链薄弱，存在“卡脖子”风险；③电力复杂电磁与物理遮挡环境下无线传感网可靠性差，电力无线传感网在470MHz、2.4GHz等免授权开放频段下异构组网面临严重的同/邻频干扰，导致网络传输质量差、在线率低、多业务并发接入拥塞等问题，无法满足感知业务对网络容量、传输速率及时延的要求，且在特定场景下网络异常无法自愈。④感知数据交互难及快速响应能力不足，当前电力感知业务种类繁多且系统间相对孤立，普遍存在感知数据交互难的问题，无法支撑融合分析、业务联动、主动防护等高级应用。电力云-边-端算力资源纵向割裂，感知终端受制于功耗和体积仅能执行简单特征提取，现有单纯依靠云端计算的模式存在响应速度慢、网络通信拥塞等问题，缺乏动态任务卸载与算力资源协同机制，无法支撑高效能、快速瞬变参量实时处理与就近决策。 该项目获国家重点研发计划、国家自然科学基金、陕西省重点研发计划、国网总部等多个科技项目资助，历时11年，7家单位产学研用联合攻关完成。项目系统性开展了面向复杂环境的输变电设备物联传感可靠性提升关键技术研究，研制出自主高性能成套物联传感装备及系统，建立了物联传感可靠性评测平台，开展了规模化工程应用，形成“理论创新-技术突破-装备研制-全景应用”整体解决方案，为保障输变电设备可靠服役和电网安全运行提供了坚强支撑。主要开展以下四方面工作： 1)复杂环境下传感器性能演变规律及失效机理研究。建立了基于气体电介质击穿及能量平衡理论的隔离开关动态电弧物理模型和输变电设备多物理场特征分区分级模型，实现了电力设备宽频域复杂强电磁骚扰的精确模拟；首创微缩型气体绝缘开关设备(GIS)电磁骚扰源物理模拟试验系统及多源电磁骚扰系统级综合分析方法，准确度较传统单一工频建模方法提升30%以上；揭示了传感器在电、热等单一或多应力耦合作用下的失效机理，为电力传感器可靠性强化奠定理论基础。 2)输变电设备宽频瞬变特征参量灵敏感知量测技术研究。提出了全电压等级宽频暂态电压电流的无线分布式同步传感测量技术，实现了10kV～1000kV电压、0～3kA电流范围内暂态电磁信号的高精度分布式同步测量；首创具备强电磁干扰免疫能力的VFTO/特快速暂态过电流(VFTC)一体化全屏蔽光学传感方法，测量精度优于0.26‰/℃@DC～100MHz；研发了兼具超低耦合电容与超高绝缘强度的小型化超级隔离电源(耐压20kV、功率60W、耦合电容≤10pF)及成套物联传感装备，显著增强了传感器抵御暂态地电位(TEV)等强电磁干扰的能力；建立了多物理场耦合影响传感器可靠性测试平台及输变电设备物联网无线传感网测试平台。 3)电力宽窄带融合无线传感网络及异常自愈技术研究。发明了联合时隙调度与随机接入的电力宽、窄带无线传感网融合通信协议，网络吞吐量平均提高20%，时延平均降低3%；提出了470MHz、2.4GHz等免授权开放频段下电力无线传感网分层异构多小区组网的干扰抑制与动态预测方法，系统容量平均提升约1.5倍；提出了基于“空-时-频-功率”多维资源联合分配的无线传感网自愈方法，研制了具有链路动态自愈能力的低功耗无线传感网成套装置，网络异常识别准确率提高了20%，电力现场复杂工况下终端长期在线率≥99%。 4)感知数据横向交互、算力资源纵向协调的电力“感-通-算”融合云边协同智能感知体系研究。首创了基于虚拟化技术的云-边-端分布式算力资源集群自动弹性伸缩协同方法，在高安全隔离环境下实现了跨异构硬件平台与操作系统的计算资源智能弹性伸缩；构建了支持感知数据D2D横向交互、算力资源纵向协调的电力“感-通-算”融合云边协同智能感知体系，任务分发命中率提升38.4%；研发了变电数字化感知跨区数据汇聚采集处理系统，融合15+种多源感知数据，实现10+类故障的精确诊断，算法模型平均运行时间小于500ms，平均准确率>85%。 项目在面向复杂环境的输变电设备物联传感可靠性提升关键技术及成套装备与工程应用方面取得了多项原创性成果，授权发明专利61项，发表SCI/EI论文52篇，出版专著4本，参与编制国家标准3项，行业标准4项、企业标准8项、团体标准4项，取得软件著作权10项。项目研制的成套输变电物联传感装备及系统已广泛应用于国内各电压等级输变电工程，在陕西、福建、湖北、江苏、辽宁等全国27个省/市进行规模化应用，累计接入各类边端设备千万余台，实现92.6万户分布式光伏分钟级监测、1300余楼宇用电智能安全管控能效分析、推动380座新能源电站和储能站在线监控，并聚合参与储能辅助服务市场累计交易充放电超2亿千瓦时。以西咸新区国家级“互联网+”智慧能源示范区、“大西安国际一流”高压电缆精益管理示范城市智能城市建设等重大科技示范工程为引领，率先在陕西±800kV陕北换流站、河南±800kV中州换流站等38座超/特高压换流站实现物联感知成套装备的规模化部署与深度应用，以及陇东-山东、哈密-重庆±800kV特高压直流输电工程等国家重大工程，极大保障了输变电设备的运行可靠性，为中国新型电力系统、原创技术策源地和智能运检现代产业链建设提供坚实支撑，近三年实现经济效益近56亿元，经济社会效益显著。 经邱爱慈院士、中国电工技术学会张文亮副理事长领衔专家组鉴定：“项目成果已广泛应用于中国输变电工程中物联传感器的研制、生产和检测，应用效果好，经济社会效益显著，应用前景广阔，项目成果达到国际领先水平”；“项目成果支撑了电力复杂工况下电网、设备、用户状态的精准可靠感知与云边协同智能分析，为保障新型电力系统本质安全运行提供了基础支撑，项目成果整体处于国际领先水平。”

该项成果属输变电工程自然灾害防御范畴，电磁环境与电磁兼容领域。太阳活动造成的地球磁场的剧烈扰动称为地磁暴，会对人类的活动产生一定的影响。在高磁纬地区，由于地球的基本磁场强，地磁暴的地磁扰动(简称GMD)大，GMD的地磁感应电流(简称GIC)在1989年和2003年引发过魁北克、马尔默电网大停电，以及北美地区多起发电厂、变电站的变压器损毁事故。针对国家的西电东送战略，2000年华北电力大学提出研究中国未来大规模电网的GIC，在国家自然科学基金和863计划项目的资助下，中国提出了适用计算中低磁纬地面感应电势(简称ESP)的算法，探明了中低磁纬电网GIC的特征、规律，证明了中国电网的事故风险是输电线路导线的截面越来越大，单位长度线路的直流电阻越来越小造成的。2018年开始，在国网内蒙古东部电力有限公司两个科技项目的资助下，结合蒙东电网线路长、导线截面大等特点，开展了地磁暴灾害防御的研究。 研究取得的主要新成果如下：1)针对电网变压器数量多，GIC无功(简称GIC-Q)难以理论计算，提出了包括1000kV变压器的K值法的GIC-Q损耗算法，以变压器的GIC和GIC-Q损耗以及厂站母线电压波动(简称δU)为指标，基于组合赋权法的GIC灾害风险评估方法；2)针对在变压器中性点治理GIC，会造成高风险厂站站点的转移等问题，项目提出了基于模糊综合评价优化和基于均摊电网GIC思路的中性点治理方案的优化方法，根据该方法提出了蒙东超特高压电网事故高风险厂站的GIC的治理方案；3)针对国内外变压器中性点采用霍尔传感器监测GIC，霍尔传感器不能满足中性点设备绝缘水平要求的问题，提出并研发了基于变压器高、压进出线监测变压器GIC的方法及装置，解决了变压器GIC安全监测和证明地磁暴灾害风险的难题；4)针对加拿大魁北克线路串电容治理GIC和中国直流输电接地极偏磁治理装置存在的问题，提出并研发了基于无感绕线电阻的GIC治理装置，并按国家电网公司企标和国标通过了型式试验，提出了GIC治理装置投切的措施和运维调控的策略。 上述理论与方法探明了蒙东电网的GIC事故风险厂站，研发的GIC治理装置2020年11月17日先在220kV宝龙山站两台主变上运行使用，研发的GIC监测装置2021年9月26日先在500kV阿拉坦站1#主变B相500kV出线的分支导线上使用。完成安全试运行后，研发的监测和治理装置，分别于2022年6月日和2022年12月GIC事故风险最大500kV科尔沁站推广应用。监测装置获得了大量的GIC实测数据，证明了项目评估方法和监测装置的准确性；500kV科尔沁站的两台治理装置，消除了科尔沁站的事故风险。