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摘要:国家能源集团组织开发了660MW超超临界循环流化床锅炉及发电工程示范。为了实现超超临界、超低排放、超低能耗的目标,在600MW超临界循环流化床锅炉的基础上,重点开展了热偏差、污染物控制、系统能耗优化研究,取得阶段性成果。建立低质量流速超超临界管内流动的换热关联式,发现了正流量相应特性的垂直水冷壁质量流速上限不是常数,而是受热情况、管子结构的函数;揭示流化床换热器的热偏差发生的流动原因是靠近壁面0.5m的边界层区域气泡少流化不佳,提出此边界层区不宜设置埋管受热面的解决措施;发现气固两相流态影响传质进而影响到反应,提出提高流态质和量实现低氮燃烧、炉内石灰石高效脱硫的原始低排放技术路线,并在实践中得到验证;建立循环流化床锅炉流态为核心的燃烧侧能耗整体优化模型和机炉整体热力系统优化模型,希望进一步提高660MW超超临界循环流化床锅炉发电示范工程的效率。
摘要:近十几年来,由于一系列新材料、新结构和新工艺的引入,传统薄膜太阳电池技术,如非晶硅(a-Si)、碲化镉(Cd Te)、铜铟镓硒(CIGS)都得到显著的提高,一些新兴薄膜太阳电池技术,如金属卤化物钙钛矿(metalhalide perovskite,PSC)、铜锌硒硫(CZTS)、硒化锑(Sb2Se3)也得到快速发展。其中CdTe、CIGS、PSC薄膜太阳电池的转换效率都大于22%。CdTe、CIGS薄膜太阳电池的产业化和规模应用也取得了很大的进展。薄膜太阳电池技术经过这十几年的研究,厚积薄发,为今后的进一步发展打下了更加坚实的基础。文中选取a-Si、CdTe、CIGS、PSC薄膜太阳电池的主要技术进展、发展趋势、产业化现状和面临的挑战进行论述。
摘要:制氢和燃料电池技术是实现氢能和电能相互转换的关键技术,我国将氢能和燃料电池列为战略性能源技术,大型的能源电力企业也正在推动氢能和燃料电池技术的应用和发展。电解制氢能够将不稳定的可再生能源转化为氢能,实现大规模、季节性储能,在一定的范围内具有经济效益,是解决我国当前可再生能源消纳的途径之一。碱性电解水制氢是目前最成熟的电解制氢技术,发展的主要方向是降低制氢能耗、提高单台出力以及负荷深度调节。高温燃料电池具有小型高效、近零排放的突出优点,在冷热电三联供分布式发电和固定式发电领域具有广阔的应用前景,国外已初步实现高温燃料电池的商业化应用,国内的高温燃料电池市场需求也已显现,我国已掌握高温燃料电池发电的核心技术,具备应用示范推广的技术基础。
摘要:CCUS技术是一种减少温室气体排放及利用的技术,它是解决全球气候变化的重要手段之一,它的发展及广泛应用对建立清洁低碳的能源体系,倡导绿色低碳的生活方式以及推动国家可持续发展,实现绿色发展进程都有积极的意义。为我国在2030年排放达到顶峰后的去峰问题提早考虑技术支撑,需要进一步深化CCUS的研究和发展。文中针对CCUS的技术特点与其他减排技术进行了比较,介绍了CCUS的应用范围和情况,对我国CCUS项目的发展现状和趋势进行分析,阐述了其面临的经济、技术、环境和政策等方面的问题和挑战。经分析总结,目前大规模发展CCUS项目的时机还不成熟,需要政府层面制定CCUS发展规划,探索有利于发展CCUS的财政政策,加强国际合作,积累全流程的工程经验和技术数据,是CCUS发展的必由之路。
摘要:在锅炉燃烧过程中,由于锅炉负荷、煤种的变化、环境温度等边界条件的变化导致锅炉实际运行工况偏离燃烧调整实验最优工况,使烟气NO_x排放和锅炉效率不能同时达到最优。为了解决上述问题,提出一套智能综合优化设定方法,由回路预设定模块、锅炉效率软测量模块、前馈反馈补偿模块、中间反馈补偿模块组成。该方法能够根据锅炉实时运行情况在线调整控制回路的氧量、二次风门设定值,在不同工况下优化实验均取得了良好的效果。工程应用表明,所提出的智能综合优化设定方法能够将烟气NO_x排放和锅炉效率均控制在目标范围内。
摘要:针对高强度调峰调频需求下的巨型梯级水电站群联合运行所涉及到的实时调度问题进行了深入研究,提出一种厂网协调模式下的梯级水电站群负荷智能调控技术。以径流式电站水位安全控制及梯级总负荷调节快速响应为目标,融合出力、水量、流量等10类约束,通过分层控制原理建立模型簇,实现了瀑布沟、深溪沟、枕头坝梯级总负荷的站间实时智能分配、经济运行。大渡河成为国内第一家实现多电站'一键调'的大型流域,取得了良好的示范效应。
摘要:活性炭喷射(activated carbon injection,ACI)是燃煤电厂烟气高效脱汞技术。采用1%NH4Br溶液对稻壳活性炭浸渍改性,制备NH4Br改性稻壳活性炭(Br-RHC)脱汞吸附剂。利用比表面积分析仪(Brunauer-Emmet-Teller,BET)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)等表征手段对吸附剂的理化性质进行了表征。在0.3MW(th)燃煤循环流化床锅炉中试装置上,进行了改性稻壳活性炭吸附剂烟气喷射脱汞试验研究。结果表明:吸附剂改性后的比表面积、微孔容积与总孔容积均有一定程度的增加;改性后吸附剂孔隙结构发达,石墨化程度较高,NH4Br以非晶体形态担载在吸附剂表面。喷射脱汞效率随着喷射量的增大先增加后稳定,在碳汞比为16000时脱汞效率为79.44%。喷射脱汞效率随着喷射温度的升高而升高,由142℃的57.74%升高为200oC的79.48%。烟气中SO2对喷射脱汞效率有抑制作用,NO对喷射脱汞效率有促进作用。汞排放浓度为0.35mg/m3,污染物控制装置(air pollution control devices,APCDs)对烟气中Hg0、Hg2+与Hgp的协同脱除率分别为98.83%、88.00%与100%。
摘要:伴随我国逐步重视对海岛的开发利用,远离陆基的海岛能源供给难题也日益突显。在传统单一能源获取方法的基础上,建立以高可靠性风力发电机组为主,潮流能、光伏发电为辅,集发电、储能和海水淡化为一体的岛屿独立能量循环系统。形成一种多清洁能源综合利用和能量互补的解决方案。为解决离岸海岛上军事、生产、旅游和生活等多方面的需求开辟了一种有效的解决途径。同时,结合大数据,探讨了该集成系统的智能化运行。
摘要:永磁直线同步电动机(permanentmagnetlinear synchronousmotors,PMLSMs)集成了永磁电机与直线电机的特性,具有高推力密度、高加速度、高速、高精度、高效率等显著优点,广泛应用于高精度数控设备、光刻机、3C产品制造成套装备、高速物流与无绳电梯等应用场合。首先阐述了PMLSM的工作原理与力特性,其次对结构类型进行分析,包括初级铁心、外形结构、绕组结构与磁极结构,接着从推力波动抑制与高推力密度两方面总结了在电机结构设计上的有效措施,然后介绍了运行平台的系统结构及配件对系统性能的影响,最后总结了PMLSM目前的应用热点,并从这些应用热点展望了未来主要的发展趋势及相应的研究重点。
摘要:五相永磁直线电机(permanent-magnetlinearmotor,PMLM)具有推力密度大、可靠性高等优点。为了抑制PMLM一相开路故障导致的推力脉动,并提高其开路故障状态下的稳态和动态性能,该文提出一种新型容错直接推力控制(fault-tolerant direct thrust force control,FT-DTFC)策略。在两相静止坐标系中提出虚拟定子磁链,实现故障前后相同的定子磁链与电流轨迹圆。在此基础上,推导补偿电压,结合基于容错电流推导出的降阶正交变换矩阵,解决相开路故障导致电机模型不对称的问题,以建立故障PMLM的对称模型。构建磁链和推力观测器,采用载波脉宽调制技术实现开路故障状态下的直接推力控制。实验结果验证了所提控制策略的有效性。
摘要:针对地铁用单边复合次级直线感应电机力特性解析方法中存在的模型构建困难、分析繁琐、计算量大、工程实用性差等问题,提出一种建模简单且计算量小的单边复合次级直线感应电机简化二维四区域电磁模型。当电机初级绕组通入三相对称交流电产生行波磁场,与地面非磁性次级导体中感应的涡流磁场相互作用,可同时产生推力和法向力。以麦克斯韦电磁方程为基础,对其磁场进行分析,得到该类电机推力、法向力的解析表达式。通过有限元仿真、实验平台测试结果与解析结果进行比较,验证了解析表达式的正确性。实现力特性的快速准确计算,对单边直线感应电机设计有着重要意义。
摘要:风电场/场群规模化接入电网背景下,电网的故障暂态特性发生了根本性改变。然而,现有单机等值型无法精确表征风电场/场群的故障暂态特性。该文提出一种基于特征影响因子和改进人工神经网络反向传播(backpropagation neuronnetworks,BP)算法的直驱风机风电场建模方法。首先,建立直驱风机暂态模型,通过理论分析构建风机与公共连接点(point of common coupling,PCC)距离、直流侧限流措施投入情况、风速、出口处无功功率等故障特征影响因子。然后,对特征影响因子集计算欧式距离,基于改进最大最小距离法提取风机的分类初始中心。通过改进BP算法,以特征影响因子和分类初始中心为训练集,实现神经网络的快速收敛。最后,通过仿真算例,对所提方法进行验证。仿真结果表明,所述方法在收敛速度、建模精度方面,与传统BP算法和单机等值建模方法相比均有较大提升。
摘要:针对大规模风电并网消纳的难题,该文提出一种计及需求响应虚拟电厂的风电并网系统分布式日前经济调度优化模型。首先,将需求侧负荷以需求响应虚拟电厂形式参与系统优化调度,通过负荷转移以实现削峰填谷,促进风电消纳;结合电网中不同电力公司所辖电网具有相互独立且互联的特点,基于电网分区,采用交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)构建分布式优化调度模型并提出多区域协同优化的迭代计算框架;然后,在求解该分布式优化调度模型过程中,每次优化迭代时相邻区域之间仅交换边界节点相角信息即可实现各分区系统以运行成本最低为优化目标的分布式求解,在降低区域间协调运行的信息量,保证各区域独立运行的灵活性和信息私密性的基础上,最终实现电网经济调度和风电消纳的全局最优。最后,通过对6节点测试系统和IEEE-118节点测试系统的算例分析,验证了所提模型的可行性和算法的有效性。
摘要:并网风电机组与电力系统间的动态交互有引发系统低频、次同步/超同步振荡的风险。为更好认识这一现象的本质,该文研究了风电并网引发电力系统宽频振荡的机理。首先,建立以风机为'反馈子系统',电力系统其余部分为'前馈子系统'的闭环互联模型。然后,基于该模型,分析并网风电引发电力系统宽频振荡的开环模式谐振机理。最后,通过仿真验证上述理论分析的正确性。研究结果表明:当风机子系统和电力系统子系统的开环振荡模式在复平面上相近时,相应的一个闭环振荡模式会分布在谐振开环模式的右侧。当开环模式谐振较强时,该闭环振荡模式会位于右半复平面,从而导致系统振荡失稳。
摘要:大型光伏电站由于远离负荷中心,长距离输电线路所产生的电网阻抗不可忽略,电网阻抗对于多逆变器相并联的大型光伏电站中某一个光伏发电单元而言将会等效放大数倍,从而造成并网点电压降低导致系统不稳定。光伏电站中的静止无功发生器(static var generator,SVG)等无功补偿装置可以用来降低电网阻抗对于并网点电压的影响。然而,研究发现,在补偿容量逐渐增大的情况下,无功补偿装置与逆变器系统之间的相互影响将会使系统出现振荡现象,而在逆变器控制回路内采用串联校正方式可以有效消除这种现象,从而保证系统的稳定运行。仿真结果与实验验证了理论分析的正确性。
摘要:在量测、通信技术具备的前提下,在常规控制设施给定条件下,针对快速电力电子化技术中,大量逆变或整流控制点设定与控制点设定的优化在速度上难以跟随的问题,提出含分布式光储配电网时变最优潮流追踪的模型和分布式在线的算法。在建立时变优化模型和分析在线优化原理的基础上,就已有算法存在信息统一获取和集中计算这一弊端,将其改进为在配电网各区域仅局部及边界信息可知条件下,实现对配电网时变最优潮流分布式的追踪求解。首先,基于配电网开环运行的辐射状结构特点将配电网划分为若干区域,并对时变最优潮流的追踪求解在区域之间进行解耦。进一步,各区域可完全基于局部及边界信息,分布式的优化计算各自内部分布式光储的控制设定点,在设定点不断下发执行的过程中,实现对时变最优潮流快速分布式的追踪求解。文中对提出算法的收敛性进行了证明,并通过IEEE 123节点配电网算例分析验证了这一算法的有效性。
摘要:由于运行效率高、可靠性强等特点,直流微电网受到了广泛关注。为了保障直流微电网内部的功率平衡,配置复合储能系统是一种重要技术手段,可以发挥不同类型储能的互补优势,平抑新能源出力引起的功率波动。然而,传统的下垂控制只能实现不平衡功率按照下垂系数恒定比例分配,难以将不平衡功率按照频率特性分配给不同类型的储能系统。阻容下垂控制能够实现不平衡功率按照频率特性分配,然而其分配特性受系统线路阻抗影响较大。该文在阻容下垂控制的基础上,采用模糊逻辑算法构建了自适应下垂控制器,以消除线路电阻带来的不良影响,实现直流微电网中不平衡功率在复合储能中的合理分配。PSCAD/EMTDC平台仿真结果表明,所提的自适应阻容下垂控制能在多种工况下实现不平衡功率的分配,且具有良好的适应性和可扩展性。
摘要:特高压直流分层馈入系统具有新型拓扑结构,除传统交直流耦合路径外,还具有层间直流、层间交流耦合新路径,因此,大扰动冲击下其动态行为更为复杂。该文首先建立了特高压直流分层馈入系统机电暂态仿真模型,针对2类具有不同特征的扰动形态,利用大扰动激励法,揭示了直流分层馈入系统非线性功率响应特性,分析了不同耦合路径作用特征,评估了交流电气参量对功率特性的影响,针对存在的换相失败和电压失稳2种威胁,提出了换相失败预测联动控制策略和电压稳定紧急控制策略。面向测试系统和扎青特高压直流分层馈入受端电网,通过大扰动时域仿真,验证了控制策略的有效性。