BG大游7.1 发电设备

7.2 输变电设备

七、动力设备

BG大游7.1 发电设备

发电设备是将化石能源、核能、水能、风能、太阳能等一次能源转化为电能的设备，包括大型先进煤电、核电、水电、气电和可再生能源能源设备。调整和节能减排战略的重要保障。

7.1.1 要求

BG大游清洁高效的发电设备将成为我国发电领域的主流技术。预计到2020年，煤电装机容量将达到11.2亿千瓦左右，占发电总装机容量的58%左右；核电装机容量达到5800万千瓦，在建容量达到3000万千瓦以上，占发电总装机容量的4%左右；天然气燃气轮机装机容量达到1.2亿千瓦，约占发电总装机容量的6%；常规水电装机达到3.5亿千瓦，约占总发电装机容量的17.5%；风电装机容量达到2亿千瓦，约占总装机容量的10%。

7.1.2 个进球

2020年目标：先进发电设备产业规模达到1亿千瓦/年，满足我国能源结构调整和重大项目建设的需要，整体技术水平达到国际先进水平，步入世界强国行列。国产发电设备国内市场占有率达到90%，出口占年产量的30%。 2025目标：形成资本、规模、技术、质量、品牌优势和核心竞争力的3个国际化企业集团。凭借持续创新能力，大型火电、水电、核电等成套设备达到国际领先水平，具有自主知识产权的新能源和可再生能源装备及储能装置市场占有率超过80 %。

BG大游7.1.3 发展重点

1.主要产品

（1）清洁高效的煤电设备

BG大游——1200MW超超临界机组

25-28MPa/600℃/620℃，发电效率45%； 32-35 MPa/600℃/620℃/620℃（二次再加热），发电效率48%。

——更高参数的先进超超临界机组

38-40MPa/700℃/700℃，发电效率52%。

——600MW-1000MW超（超）临界循环流化床锅炉

煤炭适应性强，燃烧清洁，排放低。

——1000MW超（超）临界空冷机组

适用于富煤和缺水地区。

——高效超净烟气排放装置及成套碳捕集设备

烟尘低于 10 mg/Nm3，二氧化硫低于 35 mg/Nm3中国高压直流输电工程，氮氧化物排放低于 50 mg/Nm3。

——大型煤气化燃气-蒸汽联合循环发电厂（IGCC）

F级燃气轮机IGCC联合循环出力460MW，净效率48%。 (2）重型燃气轮机发电设备

——50-70MW燃气轮机发电设备

对于分布式发电，联合循环效率不低于45%。

——F级300MW重型燃气轮机发电设备

联合循环出力450MW，发电效率58%。

——G/H级400MW重型燃气轮机发电设备

联合循环出力600MW，发电效率60%。

(3）大型先进核电设备

——第三代大型先进压水堆核电设备

具有自主知识产权的1000MW、1500MW、2000MW级系列成套设备。设计使用寿命60年，可用率不低于93%。

——高温气冷堆、快堆、钍基熔盐堆成套核电设备

高温气冷堆功率200MW；快堆功率600MW，钍基熔盐堆功率100MW。

(4）大型先进水电设备

——大容量抽水蓄能机组

容量150-400MW，调速范围±10%变速抽水蓄能机组； 700m头段恒速抽水蓄能机组。

——1000MW水轮发电机组

世界领先的超大型水轮发电机组，额定扬程202m，最高机组效率96%。

——高扬程大容量冲击式涡轮机组

600-2000m头段，容量400-1000MW级冲击涡轮机。 (5）可再生能源发电设备

1）大型风力发电设备及智能控制系统

——5MW风力发电机

先进的高可靠性风力发电机组，风能转换效率（CP值）0.48，可用率97%。

——大型海上风机

功率为 10MW 的先进超导风力涡轮机。

——风电集团智能管控系统

具有远程数据传输和故障诊断、风电组群智能管控等功能的系统。

2）先进的太阳能发电设备

——大型CSP发电机组

单塔太阳能50-150MW，熔盐蓄热交换蒸汽发电系统。 3）生物质和分布式（可再生）能源设备

——生物质及废弃物清洁燃烧气化成套设备

用于发电的生物质和废物高效清洁焚烧成套设备；生物质及垃圾气化发电成套设备。

2.关键组件

(1）重型燃气轮机高温部件和控制。

(2）大型核压力容器、蒸汽发生器、冷却剂主泵、控制棒驱动机构、反应堆内件、大型核电汽轮机焊接（集成）转子、2000mm末级长叶片、大半速涡轮发电机转子。

(3）变速抽水蓄能发电机、变速泵-汽轮机、大容量发电机保护断路器。

(4）大型风机超长叶片及智能控制系统。

3.关键共性技术

（1）清洁高效煤电技术

准东高碱煤质量、煤灰及煤燃烧特性的判断与评价；准东高碱煤结渣、结垢和积灰机理；准东高碱煤结渣、结垢、积灰控制与清除技术。

(2）核电共性技术

核岛和常规岛主设备的设计、验证和制造技术。

(3）燃气轮机技术

先进燃气轮机高温部件高温高强高温合金材料开发；高压比大流量压缩机设计制造技术；干式低NOx燃烧器的设计与制造技术；高温涡轮叶片冷却技术。

(4）大型先进水电设备技术

抽水蓄能变速电机及水泵水轮机设计与验证技术；大型水轮发电机组整体设计及水力设计与验证，高效冷却技术；高扬程大容量冲击式水轮机水力设计与验证技术。

(5）可再生能源发电设备

5MW以上风电机组叶片设计技术，风电机组智能控制技术； 10MW超导风力发电机组技术及整体结构设计。开发高效太阳能集热、储热交换系统及设备、智能控制技术、系统集成技术。生物质和废物气化工艺、二恶英去除和灰玻璃化技术。

7.1.4 应用示范项目

1.清洁高效发电应用示范项目

1200MW超超临界机组、600MW-1000MW超（超）临界流化床锅炉、1000MW超（超）临界空冷机组、高效超超临界机理示范工程。 50-70MW级、300MW级F级重型燃气轮机等自主品牌燃气轮机示范工程。

2.大型先进核电应用示范工程

1000M、1500MW、2000MW核电站及200MW高温气冷堆、600MW钠冷快堆示范工程。

3.抽水蓄能及大型水电应用示范工程

150-400MW变速抽水蓄能机组、1000MW水轮发电机组示范工程。

4.新能源应用示范工程

50MW、100MW级光热发电示范工程、5-10MW风电示范工程。

7.1.5 战略支持与保障

1.完善政策措施，积极营造支持清洁高效发电设备产业发展的环境，支持清洁高效发电设备技术进步和产业化。

2.建设国家清洁高效发电技术重大创新基地

以现有国家工程研究中心为创新载体，优化整合创新资源，进一步发挥创新链中各类创新载体的整体优势，采用新的组织形式，跨领域集中组织实施，部门和地区 为国家目标的协同创新。

7.2 输变电设备

输变电设备是实现电能传输和转换，保障电力系统安全、可靠、稳定运行的设备。包括特高压输变电设备、智能输变电设备、智能电网用户端设备。

7.2.1 要求

2014年我国全社会用电量5.52万亿千瓦时。预计2015-2020年保持5.5%以上的年增长率中国高压直流输电工程，2020-2030年保持3%以上的平均增长率。输变电装备发展将呈现智能化、集成化、绿色化特点，为实施“一带一路”发展战略提供输变电装备支撑。 7.2.2 以2020年输变电产业产值达到2.2万亿元为目标；国产关键零部件国内市场占有率达到80%以上；输变电成套设备出口比重超过20%；特高压输变电技术国际领先，已进入世界强国行列。 2025年输变电行业产值将达到3.0万亿元；形成以我国为主导的国际特高压交直流输电设备标准体系；国产关键零部件国内市场占有率达到90%以上；成套设备出口比例超过25%；产品可靠性和技术指标均达到国际先进水平。

7.2.3 发展重点

1.主要产品

（1）特高压输变电设备

——特高压交流输变​​电设备

现场组装变压器：电压1000kV，容量1000MVA -1500MVA。并联电抗器系列产品（含可控电抗器）：该系列产品涵盖电压1000kV、容量120Mvar-400Mvar全系列。

——特高压直流输电成套设备

现场组装换流变压器：容量200MVA-560MVA。换流阀：±800kV/6250A换流阀、±1100kV/5000A换流阀。流量控制保护系统。

——发电机保护断路器成套

SF6发电机保护断路器：适用于CAP1000核电机组，额定短路开断电流210kA；适用于CAP1400核电机组，额定短路开断电流250kA。真空发生器保护断路器：适用于抽水蓄能，额定短路开断电流120kA。

（2）智能输变电设备

——智能变电站成套

智能变压器：电压110kV-1000kV，容量50MVA-1000MVA。

智能开关设备：126kV-1100kV气体绝缘金属封闭智能开关设备。

智能变电站监控系统：实现全站信息智能共享中国高压直流输电工程，为设备全生命周期提供管理和运维支持。

——智能配电网成套

智能配电开关、智能配电变压器、智能元器件和电力电子设备。微电网设备：微电网控制管理设备和能量转换设备。

储能系统：针对新能源并网、分布式微电网的发展需求，开发电池储能装置、高温超导储能装置和电池管理系统。

——柔性直流输变电设备

±100kV-±500kV 变压器。

±500kV/3000MW换流阀。

500kV/6kA 高压直流断路器。

——节能环保输变电设备

环保高压开关：选用环保气体代替SF6作为绝缘和分断介质。

低损耗环保变压器。

超导输变电设备：超导变压器、超导限流器等设备。 (3）智能电网客户端设备

——用户端电器元件

1）智能配电

智能框架断路器 7400A/150kA。

智能微型断路器 100A/15kA。

智能塑壳断路器 1600/200kA.

自动转换开关6300A/176kA。

2）智能控制电器

接触器 2600A。

电机控制和保护开关设备 125A。

电弧故障保护装置：63A/10kA/GFCI=5mA。

浪涌保护器 Iimp/In=30Ka/If=50kA.

——用户端电气成套

具有实时网络通信和远程监控功能，在恶劣环境下自运行自愈，优化能耗分配，平衡负载，减少设备维护和维修时间。

——客户端系统解决方案

支持多种形式的分布式电源、电动汽车充电等系统接入，支持多种通信协议和联网远程监控软件，具有用电量统计分析、需求响应和需求控制、多功率切换微电网管理功能例如协调控制和用电量预测。

2.关键组件

(1）特高压关键部件外壳。

变压器出线装置。

（2）智能输变电设备零部件

高压大功率IGBT模块：3.3kV/1500-2000A、4.5kV/1200-2000A、6.5kV/1000-1500A及以上。

大容量真空灭弧室：110~220kV。

(3）客户端组件

执行器：6A～7500A；机械寿命超过50000次操作循环；可承受135kA/1s短时耐受电流以上的电击力。

接触和灭弧系统：Icu=Ics大于（400/690V）200kA/100kA。

控制器：具有全电流范围选择性保护、故障预警、寿命指示等功能。

用户端成套电气设备母线系统：具有安全可靠的防震保护设计。

客户端系统远程监控软件：具有系统监控和电源管理功能。

3.关键共性技术

(1）智能科技

重点研究传感技术、控制技术、在线监测技术及综合诊断专家系统应用技术。

(2）可靠性技术

通过对设备的可靠性研究，建立设计、制造、试验和使用全过程的管理、评价和标准体系。

（3）数字仿真技术

重点是模拟技术，例如电弧、电磁学、结构、流体和运动。

(4）新型电工材料应用技术

纳米技术在电绝缘材料中的应用技术；轻质高强高导电工合金材料研究与应用技术；先进功能材料领域——开展碳材料和高温超导材料应用技术

(5）标准与检测技术

建立完整的标准体系，搭建与关键性能指标相关的测试研究和测试平台。

（6）高效配电变压器技术

宽非晶合金带材制造、植物绝缘油应用技术经济性及适用性研究、三维绕线变压器自动化生产工艺等

7.2.4 应用示范项目

1.±1100kV特高压直流工程成套设备示范应用±1100kV特高压直流输电关键技术及成套设备开发及示范应用，包括换流阀、换流变压器、平波电抗器、直流避雷器、直流测量装置、直流旁路开关、直流转换开关、直流隔离开关、接地开关和干式套管。

2.1000kV特高压交流成套设备项目现场组装示范应用

按特高压工程要求提供产品；通过精细化管理和流程改进，不断提高产品质量和可靠性；通过开发实验室认证提高套管测试能力。

3.客户端设备在智能微电网和分布式电力系统中的示范应用

对农村电网、城市电网、新一代通信基站供电系统等进行技术改造和设备更新，建立远程监控系统，减少供电设备的维护和维修时间，提高用电的安全性和可靠性。

4.用户端设备集成项目及示范应用

对用户端产品设计、生产、销售、物流等价值链环节进行精细化、信息化、自动化，全面提升智能产品制造水平。 7.2.5 战略支持与保障

1.打造完整的输变电设备研发、制造、检测、检测、认证体系中国高压直流输电工程，实现与国际实验室的互认。

2.零部件工业中央研究院提供规划、标准、测试认证、产品故障分析与诊断、可靠性评估、行业管理、信息咨询、基础性、前瞻性、共性技术研究和开发和服务。

3.成立输变电产官产学研创新联盟中国高压直流输电工程，重点突破智能电网关键共性技术和重大应用技术瓶颈。

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