新能源发电技术在电力系统中的应用难点和建议

为了推动新能源发电技术的发展和应用,需要不断探索创新,文章旨在分析新能源发电技术在电力系统中的具体应用及应用难点,并提出优化建议。

含跟网和构网型新能源发电单元的混联电力系统暂态同步稳定分析

在新能源发电单元与同步发电机共同接入的混联电力系统中,不同同步方式新能源间,新能源与同步发电机间耦合复杂,深刻影响系统的暂态同步稳定性。为揭示电网对称短路故障下不同发电单元间的动态耦合机理及其对系统暂态同步稳定性的作用机制,该文首先建立故障条件下混联系统的暂态稳定分析数学模型。随后,利用空间矢量图示法与相平面法分析跟网型新能源发电单元注入电流、锁相环参数以及构网型新能源发电单元有功控制环参数等因素对混联系统内各发电单元暂态同步稳定性的影响规律,并据此给出系统控制器参数的设计原则。最后,通过不同工况下的仿真验证理论分析的正确性。

风光互补发电在污水处理厂的研究和设计

风光互补发电是以风力资源和太阳能资源为基础的互补性发电方式,在现代社会中具有不可替代的优势。全文利用文献研究法,立足于污水处理厂视角,首先针对性地从风力发电部分、太阳能发电部分分析风光互补发电系统的组成结构,最后以山丹县污水处理厂为例,结合改造工程对风光互补发电系统的应用效果进行分析。

全球地热发电现状与研究进展

地热发电作为地热资源开发利用的主要方式之一,其发展对于促进能源结构低碳清洁、推动“双碳”目标的实现意义重大。在明确世界及中国地热能发电发展历程,以及干蒸汽发电技术、闪蒸式发电技术、双循环(双工质)发电技术、全流发电技术等主要地热发电技术概况的基础上,详细阐述了干热岩发电技术、热伏发电技术、超临界CO_(2)循环发电技术、联合发电技术,以及地热-太阳能、地热-风能、地热-生物质能、地热-海洋能等多能互补发电技术等新兴地热发电技术及其研究进展,结合我国地热发电现状及存在问题,提出了我国地热发电发展的建议,以期对我国地热发电的未来发展提供参考借鉴。

基于LMMHD波浪能发电机特性的高效实时输出功率控制系统

针对目前液态金属磁流体(LMMHD)波浪能发电机输出功率控制系统响应慢、精度差、变换效率低、低压下不能可靠换向的问题,在LMMHD波浪能发电机输出特性分析的基础上,提出一种通过实时调节LMMHD发电机等效负载来控制发电机输出功率的控制策略,该控制策略快速准确且多模块并联时不存在并联均流问题。通过对考虑寄生参数影响的主电路效率的理论分析,得到了所提输出功率控制策略下主电路效率的变化规律,进而提出了多模块并联的方案,提高了系统效率,降低了单模块的设计难度。并提出了一种滚动时域判断和双模块独立驱动的换向驱动方法,在实现低压下可靠换向的同时避免了电流从体二极管流通,降低了导通损耗。仿真和样机实验结果验证了所提策略的有效性。

风电光伏发电合计装机首超煤电

数据显示,2024年上半年,全国可再生能源发电新增装机1.34亿kW,同比增长24%,占全国新增电力装机的88%。其中,水电新增499万kW,风电新增2584万kW,太阳能发电新增1.02亿kW,生物质发电新增116万kW。截至6月底,水电装机4.27亿kW,风电装机4.67亿kW,太阳能发电装机7.14亿kW,生物质发电装机4530万kW。风电光伏发电合计装机已超过煤电装机。

考虑原动机调速特性的中压直流发电机组动态仿真模型

鉴于原动机调速特性对舰船中压直流(MVDC)发电机组运行影响的重要性,该文基于十二相同步发电机及其三相交流励磁机数学模型提出MVDC发电机组动态建模方法,以解决多相整流发电机及其励磁系统难以考虑原动机动态调速特性的难题。以某型燃气轮机整流发电机组动态仿真模型为基础,建立了频率不同的十二相同步发电机与三相交流励磁机组合模型,阐述原动机调速与发电机励磁调压相互耦合的计算流程。实测与仿真结果表明,该型燃气轮机发电机组在突加20%负载工况时转速跌落较大,且转速恢复过程需约20 s,但MVDC发电机组通过调节励磁系统可在1 s内使直流母线电压恢复稳定,从而为负载提供稳定直流功率输出。在校准仿真模型的基础上,通过系统分析突加不同比例负载时的转速、燃油流量、励磁电流、输出电压等性能参数变化规律,获取了燃发机组允许突加负载上限约为30%的运行边界认知,为MVDC发电机组励磁系统设计以及如何预留充足的短时强励能力提供了理论支撑。

基于过热蒸汽干燥开式制粉燃褐煤发电技术研究

针对高水分褐煤燃烧发电中存在的热效率低和低负荷稳燃困难等问题,提出了基于过热蒸汽干燥开式制粉系统的新型高效燃褐煤发电技术,该技术采用基于汽轮机抽汽加热的过热蒸汽干燥开式制粉系统,保证了制粉系统的运行安全性,提高了燃烧系统的运行灵活性,实现了制粉系统与锅炉主机的运行解耦,并综合解决了褐煤锅炉炉温低、热效率低的等问题。以600 MW超临界燃褐煤机组为例,对采用该技术的热力系统进行了仿真,分析了其节能与环保效益。研究结果表明,该技术通过对锅炉与汽轮机整体热力系统的综合优化,将汽轮机回热系统扩大至高水分煤的干燥过程,同时梯级回收锅炉排烟废热和制粉乏汽废热至汽轮机回热系统,可获得较为显著的节煤效益。同时,该技术不仅可由节煤相应减少各类污染物及CO_(2)排放,还可回收大量水资源,有望实现零水耗电厂。

水泥工厂清洁能源发电方式分析

对比了多种清洁能源发电方式在水泥厂应用的优缺点,介绍了光伏发电方式光伏板的布置、单晶硅太阳能电池组件的应用及并网方式,容量为9.2MW的光伏发电系统,测算25年寿命期内年平均发电量9504MW·h;余热电站发电方式取用窑头熟料冷却机中段废气余热,装机规模7.5MW;风力发电方式利用所在区域北高南低的自然条件,在厂区内布置2台机组,容量9.1MW,周边区域规划集中式风电场,容量40.95MW。此外,介绍了垃圾焚烧发电方式的常规应用,提出了水泥企业提前规划布局氢能产业的设想,为实现水泥工厂的“零购电”提供了思路。

新能源视域下的风力发电技术研究

本研究着重于分析风力发电技术在新能源发电领域的应用,还有对其的优化策略进行了探讨。借助模拟与实验的有力方法,深入研究了风力发电机在不同风速、风向下的发电表现,并针对此进行了优化设计的深入研究。研究结果表明,在合理的优化设计下,风力发电机的发电效率可以显著提升,而且,优化后的风力发电机对风速、风向的适应性也得到了明显提高。这一研究为提高风力发电技术的应用效益提供了重要参考,对于实现新能源的可持续发展具有重要意义。

一起发电机励磁柜故障扩大案例分析

1故障概述一日,某发电厂运行中的4号发电机差动保护动作跳闸。4号发电机故障发生部位接线如图1所示。故障发生在1042、1043这2面开关柜内,1042开关柜是4号发电机励磁专用电压互感器柜,1043开关柜是4号发电机保护及测量表计用电压互感器柜。

赋能绿色低碳发展 金隅冀东水泥六个光伏发电项目成功并网发电

近期,金隅冀东水泥6个光伏发电项目成功并网发电,预计年均总发电量达1700万千瓦时、总节约标煤5200吨以上、总减排二氧化碳14000吨以上,打造了绿色发展全新名片。吉林环保公司4.14 MW光伏发电项目搭建光伏数字化监控系统、智能清扫机器人以及无人机巡检,实现电站的智能化运维,有效提升电站全生命周期发电效益;涉县公司1.42 MW光伏发电项目融合数智化发展要求。

不平衡电网下无刷双馈风电系统的虚拟同步发电机控制

无刷双馈发电机(brushless doubly-fed reluctance generator,BDFG)在风力发电领域有着广阔的应用前景。基于虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)的无刷双馈风电系统具有一定的电网频率支撑能力,但在电网电压不平衡工况下运行性能较差。提出了一种不平衡电网工况下无刷双馈风电系统的虚拟同步发电机策略,来降低不平衡的电网电压对BDFG系统的影响;其核心思想为使用原有BDFG-VSG来控制正序分量,在功率绕组正向同步旋转坐标系下使用基于降阶广义积分器(reduced order generalized integrator,ROGI)的直接谐振控制调节负序分量。详细分析了电网电压不平衡对BDFG各电量的影响,据此提出了5种可供选择的优化目标,最后通过仿真验证了该策略的有效性。所提出的策略可抑制不平衡电网工况下BDFG的各电量中的负序分量或二倍频分量,无需计算负序电流的参考值,对电网具有友好性。

一种串联式双浮体直驱式波浪发电系统的设计与试验研究

针对传统的直驱式波浪发电系统安装不便以及俘获波浪能能力弱的问题,文章提出了一种漂浮串联式双浮体直驱式波浪发电系统。该系统的两个浮体水平漂浮在波浪中,Halbach永磁直线发电机的初级与次级分别安装在两个浮体之间的侧面,两个浮体均可俘获波浪能,提升了系统的波浪能俘获能力。该系统还具有结构简单、易于制造与维护的优点。文章利用制作的原型样机在波浪水槽中进行了试验。试验结果表明,在波高为16 cm,浮体吃水为16 cm,在波浪周期从1.2 s增大到2.4 s的波况下,原型样机的平均发电功率在1.8 s处取得最大值6.54 W。比较双浮体原型样机与单浮体样机后发现,在波浪周期较大的范围内,双浮体原型样机输出的平均发电功率一直高于单浮体样机。

天然气余压发电透平发电机组控制特性研究

本文研究了透平发电机组的物理模型,重点详细介绍了透平膨胀机调速系统、同步发电机、励磁系统的工作原理。并据此利用MATLAB/Simulink建立起透平发电机组数学模型,主要包括透平膨胀机及其调速系统、同步发电机及励磁系统、电力负载模型等。然后根据建立的仿真模型对透平发电机组运行工况进行了常规PID仿真研究,在此基础上,对系统的控制方法进行优化,采用模糊PID控制进行了空载启动和投切负载的仿真研究,根据仿真结果对比了常规PID和模糊PID的控制性能,仿真结果显示模糊PID控制器比常规PID控制器的启动时间更短、超调量更小,使得发电机组的响应过程更加快速、稳定。

双绕组感应发电机交直流集成发电系统的自抗扰控制策略

针对双绕组感应发电机交直流集成发电系统,为实现简单易调、性能优越、负载适应力强的发电控制,该文提出一种基于线性自抗扰控制器的交直流电压控制策略,通过交流电压和直流电压与控制绕组和功率绕组的传递函数模型,构建交直流电压的线性扩张状态观测器,同时对交流电压有效值、直流电压和电压扰动进行观测,并利用电压和扰动观测值设计线性误差反馈控制律,对交直流电压进行控制。最后,通过仿真和实验验证该控制策略提高电压扰动抑制能力和负载适应性,同时各模块参数可独立设计、控制器结构简单,避免需要较多传感器及降低调参难度。

振荡水柱波浪能发电装置机电转换及控制研究进展

在间歇、随机及波动的波浪作用下,振荡水柱波浪能发电装置的空气透平转速和扭矩长期随海况多级变化、短时随波浪波动,机电转换系统结合变工况控制策略是实现输出电能最大化和平稳化的关键之一。该文从振荡水柱式波能转换技术原理及特点出发,重点分析机电转换环节运行工况、运行要点及拓扑结构,归纳总结不同类型控制策略,探讨机电转换及控制技术现状、存在问题,并展望未来发展趋势。

CDR风力发电机多领域耦合动态建模及全工况分层协同控制

针对一种串列式双叶轮(CDR)风力发电机,基于自由涡尾迹理论提出前后叶轮串列式布局下后叶轮入流风速建模方法,首次建立了包含前后叶轮、传动轴系和塔筒等关键子系统的“气动-传动-电气-支撑件”多领域耦合动态模型;考虑CDR风力发电机结构及特性,以风力机安全运行和最大出力为目标,设计整机分层协同控制架构;采用Fortran语言开发适用于不同容量等级CDR风力发电机的精细化仿真软件,结合高性能服务器搭建仿真实验平台。为验证方案有效性,配置某典型2.7 MW CDR风力发电机设计参数,依据国际电工委员会(IEC)标准开展全工况载荷分析及性能验证。结果表明:所建立的整机模型可准确反映风力机各子系统间的耦合动态特性,所提出的分层协同控制方法在安全载荷范围内具有良好的最优功率曲线跟踪性能。

永磁同步电磁原理的冲击式按压发电机研究

按键开关用的发电机可将按键动作转为电能,为无线按键开关提供电能,在绿色智能家居中有重要的应用价值。本文提出了一种利用电磁原理的冲击式发电机,设计了一种双稳态转换的结构,在两个稳态转换的过程中,线圈中磁力线反向突变,产生电动势脉冲。采用有限元软件对双稳态结构的磁场分布情况进行了分析,对线圈和铁芯尺寸进行了优化设计,结果表明两个稳定状态的线圈中磁力线方向相反,感应电动势基本上随尺寸线性增加。加工组装了发电机样机,通过实验研究发现,按压一次,发电机输出电压可以达到30 V,产生电能达到1469μJ。利用电磁转换原理将按压动作转化为电能,其紧凑的设计、小巧的体积和高输出功率使其具有显著的优势,有望为无线传感网络节点和无线开关提供充足的能源,实现绿色自给运行。

快速限流器在水泥厂余热发电系统中的应用

0前言。为满足现代建筑行业发展对于水泥的需求,余热发电技术以其能够充分利用水泥生产环节中产生的热能转化为电能,保证水泥厂生产效率的同时,节约厂区用电成本并降低环境污染的特性,逐渐在国内外水泥厂中应用开来。由于水泥厂余热发电并网处原始条件的限制,随着余热发电系统的接入,可能会导致并网处高压柜断路器额定容量无法满足短路电流计算选型要求,从而威胁全厂电力系统安全。本文通过平阴山水水泥有限公司三期500000t/d水泥熟料生产线项目的应用实例,提出快速限流器在余热发电系统运行时限制短路电流的方案。