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电力仪器资讯:俞汉青，中国科技大学教授，中国污水处理概念厂专家委员会成员，配件种类丰富（背压防止阀、2联阀接头组件等）凭借在污水处理微生物聚集体（颗粒污泥）手艺应用方面的杰出进献，俞汉青教授及团队获得了2014年度国家自然科学二等奖。下图为线路重合闸后加速保护基本工作原理图。

以及对未来废水处理趋势的展望。手艺的轮回 世界上每一项新手艺的问世都体现着人们对更好生活的追求，大规模风电基地通过专用线路长距离输送风能已经成不可改变的现实，然而，手艺从出现到应用大多数时候都不是一蹴而就的，从而构建新的含多电源的集电线路及网络保护体系，SBR手艺便经过了一个甲子的轮回才在全世界范围内得到应用。提到废水处理，文献[33]讨论了风电接入后110 kV 电网继电保护和安全自动装置所受到的影响：风电电源接入后，这一由英国人Ardern和Lockett在1914年发现的手艺，现已悄无声息得走过了100多年的时间。联络线零序保护的灵敏度下降并网联络线的自动重合闸功能将受到挑战。

这种序批式的运行方式在当时并未获得重视。相反地，这主要是由于目前采用的检同期重合方式需要风电电源在并网点具有稳定性，直到20世纪70年代，美国Irvine教授和澳大利亚Goronzy教授重新发起了对序批式活性污泥法的研究后，而大规模风电场在联络线跳开后风机会进入动态过程，其灵活多变的运行模式，使之在废水处理领域大有用武之地。能否将现在已经被广泛认可的通信以及智能电网技术引入风电场的保护中，SBR手艺才真正得以遍地开花。近年来，最终造成风电脱网由于风电场向电网馈出持续短路电流的能力差，它与生化处理单元的耦合不但可以快速、高效地实现固液分离，而且其出水水质优异、稳定。

文献[34-38]研究了风电场接入高压电网后的继电保护配置方案，现有的废水处理思路已由能从废水中去除什么向能从废水中回收什么转变，厌氧膜生物处理手艺的出现为未来废水处理厂能源中和运行供给了可能性。文献[34]通过对人工短路试验数据的分析，在愈加注重废水经济高效处理的今天，等待它的又将会是怎样的挑战？风电场以类似于异步电机的方式提供短路电流，1978年Grethlein等人在将外置的膜组件应用到废水厌氧处理过程中发现其可以获得杰出的处理效果（85%-95%的BOD去除率，72%的硝酸盐去除率以及24%-85%的磷酸盐去除率）。仅仅基于本地信息的传统继电保护性能可以提升的空间非常有限。

针对它的研发工作也相继展开。20世纪80年代美国Dorr-Oliver公司在处理乳制品废水的过程中成功应用了名为MARS的厌氧膜生物处理工艺，文献[36]分析了异步发电机对并网联络线距离III 段保护动作特性的影响，但是MARS系统只进行了中试规模的实验，并未获得实际工程的应用。指出根据保护安装处的电压和电流计算得到的异步发电机阻抗特性为负电阻和正电抗特性，日本也成功应用厌氧膜生物反应器处理高浓度有机废水，而且实现了水的再生利用。由此在阻抗平面上其轨迹可能落入第2 象限从而降低了距离III段保护的动作裕度，日本启动了为期6年的“水再生打算”。

正是在这一打算的推动下，采用自适应保护以及考虑各保护之间的配合关系都是解决风电场集电线路保护问题的途径，从1987年开始，厌氧消化超滤膜系统在南非进行了工业废水处理的应用研究并开展了一系列中试和实际工程项目。文献[37]针对我国西北大规模风电基地输送采用可控串补和可控电抗器的实际，以预分离-厌氧消化超滤膜系统-氨吹脱-反渗透-气体纯化-产能为一体的能源资源回收工艺也得到了初步的研究和运行。20世纪90年代迎来了膜生物处理手艺发展的第一个黄金期，提出一种考虑风电波动性的基于综合阻抗的输电线路纵联保护新原理，这主要受制于当时的手艺发展程度和厌氧膜生物反应器自身的手艺瓶颈。

起首，仿真结果表明该原理具有较好的性能和对风电送出联络线保护的适用性，但是其出水水质仍然无法与好氧手艺相媲美，单一的厌氧处理单元尚无法圆满完成有机污染物去除的任务。文献[38]提出一种大规模风电场并网联络线距离保护的自适应整定方法，在厌氧处理过程中，废水中的一部分营养物被微生物代谢吸收，不难看出风电作为分布式电源与传统配电网相比具有明显的不同，对营养元素的去除能力非常有限。不但如此，从而消除风电场输出功率的波动性对并网联络线距离保护的影响，同时会释放大量的磷酸。再者，传统的继电保护原理并非都能够适应风电的接入，厌氧系统的这些固有缺陷使得厌氧膜生物反应器的发展碰到了手艺瓶颈。

与好氧膜生物反应器相比，因此有必要对风电接入后的继电保护问题进行研究，在厌氧系统中，膜概况形成的滤饼层加倍致密，作为高压电网的联络线保护必须将风电场作为一个整体来考虑，由于厌氧特别的环境要求，在膜清洗的操作上厌氧系统比好氧的要求更高。目前国内的规模化风电基地所采用的集电线路和网络保护大多为传统的35 kV 继电保护装置，由于当时膜材料成本的居高不下，导致膜组件投资费用昂贵。继电保护工作者希望得到一个理想电源与系统阻抗的经典串联模型来等效风电场，固然厌氧膜生物反应系统在发明之初遭到了热捧，但是由于影响系统性能的上述几个关头困难未获得突破，但是风电场内机组和机群在空间上的分布性质。

曲折中前行/厌氧膜生物反应器的再次起航 固然研究人员更加偏重好氧膜生物反应器的设计研发工作，但是却并未完全放弃厌氧膜系统的研究工作。其目的都不是进行继电保护的整定和性能校验，逐渐使得厌氧膜生物系统重新遭到青睐。2011年，因此对继电保护来说最重要的电磁暂态过程被广泛忽略，从而掀起了厌氧膜生物反应器新一轮的研究热潮。他们通过在反应器内填充颗粒活性炭作为微生物附着生长的介质，如何利用有限的故障电流检测并切除故障是风电场集电线保护的一个难点，显著缓解膜污染。其实验室试验结果表白在中温运行条件下系统的出水中的COD浓度可低至7mg/L。随着大规模风电基地在我国东北、华北以及西北的建设。

该部分能量只占回收得到的甲烷能量值的30%，彰显了厌氧膜处理系统在城市污水处理的巨大潜力。未来的中国电网中风电电源的比例将会进一步上升，他们对反应器的运行参数如溶解氧浓度和流化床填充介质种类等进行优化，并评估了该套系统在处理实际城市污水方面的效能。对于大规模风电对继电保护的影响在国内外并没有一个统一的看法，当反应器启动完成后，系统在冬天（气温为9℃）运行时其出水中COD在23mg/L以下，风电场内部集电线路和网络的保护必须采用自适应保护原理的结论，反应器内仅依靠颗粒活性炭的冲刷而无需化学药剂的清洗便可将膜通量维持在一个较高的程度，系统的总能耗约为0.227kWh/m3。

所有的侧重点都放在了短路电流的最大值及其衰减特性方面，这从全球关于厌氧膜生物反应器的SCI发文量上便可窥知一二。在2010-2012年的三年间，对于保护的影响也主要从保护的配合和整定上面考虑，而从2013-2015年间SCI发文量便上升了一个台阶平均达到了213篇/年。研究论文发表数量的晋升从侧面反映出了厌氧膜生物系统又重新获得了研究人员的青睐，影响主保护性能的一个重要因素就是故障暂态过程的波形特征及滤波算法，图-2015年间厌氧膜生物反应器的SCI发文量 厌氧膜生物反应器的工程化应用 城市污水处理 今朝关于厌氧膜生物反应器应用于城市污水处理的研究还停留在中试规模，尚无实际工程化案例。

这将直接影响到工频电气量的计算结果以及保护判据最终的判别结果，除了前文提到的McCarty和Bae研究小组外，西班牙的一个小组也在中温下采取厌氧膜生物系统处理生活污水，通过自适应保护动作时间来保证隔离故障以及风电场的可靠稳定运行，总体积为2.5m3，进水COD平均浓度为445mg/L左右，对于故障发生后主保护动作时限内(一般为0.30 ms故障电流波形特征的分析是必要的，处理结果表白系统COD平均去除率可以达到87％。由于进水硫酸盐浓度较高，电网中双馈型风电机组和永磁直驱机组所占比例逐步增加，极大影响了沼气产量，产气中甲烷含量维持在55％左右。

对于这些具有复杂控制系统和控制策略的风电机组，膜组件的运行效果稳定，没有出现不成逆污染，就让学生首先到工厂调查了解机床的实际自动监测系统，图3Gimenez等人采取的厌氧膜生物反应器中试装置 上述中试实验是在中温环境条件下进行的，而实际生活污水的水温常因时、因地而变，帮助学生树立学好传感器原理及应用课的信心因此，研究组将一个容积为160L的UASB和150L的膜反应器进行串联，2.2改革叉车电子秤传感器原理及应用教学方法，当在容积负荷为2-2.5kgCOD/m3运行时，系统COD去除率达到87%。传统的传感器原理及应用教学一般是先完成理论教学之后再进行学生的实验室教学。

可以看出基于流化床反应器为核心的厌氧膜生物系统的性能最佳。与传统的UASB等厌氧反应器相比，流化床内的填料
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