风-氢与燃氢燃气轮机耦合系统储能容量优化

为实现风电对电网的友好接入,构建以氢储能和超级电容器储能为基础的风-氢与燃氢燃气轮机耦合系统模型,提出针对该系统的容量配置方法。在对风电功率频谱特性分析的基础上,运用小波包分解技术将其分解为低频并网部分和高频部分。将高频部分再次分解为亚高频部分和最高频部分,并分别通过电解槽和超级电容器来平抑。通过傅里叶逼近拟合波动功率的概率密度函数,求得期望容量配置。算例分析表明所提方法能实现风电对电网的友好接入。

燃氢燃气轮机的变工况特性

建立了考虑空气冷却的燃气轮机系统的变工况模型,对掺氮燃烧方式和纯氢燃烧方式下燃气轮机的变工况性能进行了计算和分析.利用Chemkin中基于氢气燃烧机理的燃烧模型,对2种燃烧方式下燃烧室内的燃烧特性进行了计算和分析,比较了燃烧区流体速度、层流火焰速度、点火延迟时间和NOx排放量.结果表明:采用纯氢燃烧方式的燃气轮机在扭矩裕度、喘振裕度和透平出口温度三方面的变工况性能都更优,但燃烧室内面临更高的回火可能性和NOx排放量.

基于燃氢燃气轮机的风光火储多能互补优化调度

由于燃氢燃气轮机的技术成熟、调节能力强,可将电–氢储–电互补系统转变为电–氢储–电/热互补系统,拓宽多能互补的途径,建立基于燃氢燃气轮机的氢储能单元(hydrogen energy storage unit,HESU),进而构建一个电–热–氢多能互补系统(electricity-heat-hydrogen complementary system,EHHCS)。从可再生能源电解水制氢、储氢技术、燃氢燃气轮机技术3个方面探讨了系统互补优化运行机理并建模;计及HESU多能转换效率,建立了以系统电热运行成本最低、最大化消纳弃风为目标的含EHHCS的优化调度模型,并通过仿真验证了其有效性。结果表明,采用燃氢燃气轮机作为HESU的发电环节是一种可行方案,HESU的电能利用效率约为75%,达到了抽蓄的能效水平,具有实用价值。研究结果可为含储能单元的多能互补优化调度提供参考。

应用于平抑风功率的燃氢燃气轮机储能系统控制策略研究

储能技术可用于提高风电并网能力,因此其储能系统及控制策略成为研究热点。提出将燃氢燃气轮机作为储能系统主要部分,低通滤波器结合模糊控制作为其平抑风功率的控制策略。通过设定储氢罐容量,对15台1.5 MW风机的历史风功率数据进行了处理。结果表明:低通滤波器结合模糊控制能有效平抑风功率至限制值,实现平抑指标,并得到储氢罐容量的设置限制;可实现储能时燃气轮机不工作,耗能时燃气轮机工作,当储氢罐容量为0.017 m 3时,燃气轮机输出功率为0.1 MW。在将燃气轮机作为平抑风功率的储能系统时,需将燃气轮机的启停控制作为今后的研究重点。

燃氢燃气轮机的技术特征和发展趋势(下)

随着新的减碳政策在全球范围内发布,电力行业正在为大规模脱碳做准备,燃氢燃气轮机成为了未来绿色能源市场发展的重要方向之一。本文分析了国内外对于可燃烧100%氢燃料的大功率燃气轮机的研发现状,阐述了燃氢燃气轮机的技术特点和大规模应用前景,并对燃氢燃气轮机热端部件材料研发所面临的挑战进行了探讨。

燃氢燃气轮机的技术特征和发展趋势(上)

在全球向低碳能源转型过渡的过程中,电力行业正在为大规模脱碳做准备,燃氢燃气轮机成为了未来绿色能源市场发展的重要方向之一。本文分析了国内外对于可燃烧100%氢燃料的大功率燃气轮机的研发现状,阐述了燃氢燃气轮机的技术特征和大规模应用前景,并对燃氢燃气轮机热端部件用材料的研发所面临的挑战进行了探讨。

燃氢燃机高温高湿透平耦合传热和冷却特性

分析了燃氢燃机透平在导热/对流/辐射耦合作用下的流动传热和冷却特性,发展了能够计算高H_(2)O与CO_(2)分压比的灰气体加权和(WSGG)模型。结果表明:燃氢燃机工质中水蒸气含量增大导致金属壁面温度升高;加入辐射的影响后,H_(2)O和CO_(2)含量对传热的影响呈相反的结果,这主要是由于CO_(2)的对流传热能力强于H_(2)O,而H_(2)O的辐射能力强于CO_(2);在对流、导热、辐射3种传热方式都存在的燃氢透平冷却耦合系统中,气膜冷却的速度场几乎不受影响,而温度场则深受耦合及辐射的影响,所定义的耦合条件下气膜冷却效率能够表征燃氢条件下气膜的冷却性能,因此在燃氢燃机透平冷却的设计中,燃氢导致的热负荷恶化需纳入设计变量中。