一种基于光伏-光热-储能联合发电的能源基地功率协调控制方案

太阳能的开发利用是促进碳中和、碳达峰目标实现的重要方式。本文以光伏电站、光热电站和储能装置联合发电的能源基地为研究对象,基于太阳能的周期性特性,提出一种光伏、光热和储能装置分时段、协同收集转换能量,以跟踪调度负荷指令的控制方案。根据能量生产和输送的时段性平移特点,分为光伏、储能主导时段和光热发电主导时段。在光资源佳的时段,采用以光伏电站最大功率点控制为主体、储能和光热电站协同的功率协调控制方案;在无光资源的时段,采用光热电站进行功率调节的控制方案,从而有效平抑光伏电站的随机波动性,确保能源基地电源功率输出的稳定性与可靠性。

基于相位补偿的过热汽温自抗扰控制

随着可再生能源接入电网比例的逐步增大,热力发电厂需要应对更加频繁、更大范围的负荷变化,给电厂的高阶大惯性过热汽温过程的控制带来严峻的挑战。为此,文中针对一类高阶大惯性过热汽温过程,提出一种基于相位补偿的自抗扰控制(phase compensation based active disturbance rejection control,PC-ADRC)方法。首先,阐述过热汽温系统的工作原理和控制难点。然后,采用低频近似法详细推导相位补偿(phase compensation,PC)网络模型,提出采用PC网络对模型动态特性进行补偿,得到等效降阶模型的简化思路。为便于工程应用,给出PC-ADRC系统的简单实现方法和等效模型分析。最后,对PC-ADRC系统的稳定性和鲁棒性进行研究。理论分析和仿真结果表明,所提出的PC-ADRC系统能有效提升高阶过程控制系统的鲁棒性和快速响应能力。

具有高浓度氨腔室的立式热再生氨电池性能特性

热再生电池(thermally regenerative ammonia-based battery,TRAB)可有效地将低温热能转化为电能,但其较为严重的氨渗透现象严重影响电池的产电稳定性。本文通过可视化证明了TRAB阳极氨与电解液的自分层现象,基于此构建了一种具有高浓度氨腔室的立式热再生氨电池,通过构建高浓度氨腔室和阳极氨传输阻挡层来调控氨分布,从而缓解电池中氨渗透过程。研究结果表明,与常规结构的热再生氨电池相比,具有氨腔室的热再生电池通过调控阳极氨分布解决了氨渗透的问题,在较高氨浓度(6mol/L)条件下获得了更高的输出功率、产电量以及更稳定的产电性能。此外,多孔泡沫铜阳极可以阻挡氨向下传输,进一步缓解氨渗透。具有合适孔隙密度(80PPI)的多孔电极在获得较大反应面积的同时保证了其内部良好的物质传输,使电池获得最佳的输出功率(10.8mW)。

柔性石墨接地材料工频热稳定性能试验研究

针对电力系统中广泛使用的金属接地材料在运行中存在的腐蚀严重、运维费用高等问题,新型耐腐蚀型柔性石墨非金属接地材料成为一个较为热门的研究方向。柔性石墨接地材料的电气及热特性与传统的金属接地材料差异较大,其在工频电流下的热稳定性能也与金属材料有所区别,成为了制约柔性石墨接地材料截面选取以及结构设计的主要因素。为了得到较为准确的柔性石墨接地材料热稳定性能,文中针对柔性石墨接地材料在不同短时工频电流作用下的电气及热特性变化展开实验研究,获得了相应的热稳定温度阈值和热稳定系数参考值。研究结果表明:柔性石墨接地材料最高允许工作温度(即热稳定温度阈值)约为300℃,与传统金属接地材料较为接近;而其热稳定系数约为2.94,相比金属接地材料较低,因此在设计接地体时,柔性石墨材料的接地体截面应超过金属接地材料接地体截面,才能保证通流容量满足实际需要。

风光火储多能互补能源基地实施方案探讨

为构建清洁低碳、安全高效的能源体系,风电、光伏等新能源电力将飞速发展。大规模新能源并网将对电力系统造成巨大冲击,新能源消纳将面临巨大压力。推动风光火储多能互补一体化发展是缓解新能源消纳压力,落实碳达峰、碳中和目标的重要创新途径。以河曲电厂能源基地项目为例,研究技术经济可行的风光火储(抽水蓄能)多能互补能源基地实施方案,推荐方案在满足新能源消纳要求的前提下保证了企业的投资收益率,分析方法可为后续能源基地项目提供设计参考。

大数据视域下的脱硝自动化智能控制系统研究

火力发电过程中生成的NOx排放物对环境危害巨大,大数据技术的引入对于提高其脱硝技术的性能和效率具有重要意义。基于此,可以运用大数据技术搭建一款脱硝自动化智能控制系统,为了提升该系统控住的精准性,提供了一种基于数据驱动和一种基于知识库的脱硝自动化智能控制流程,并研究了二者的优劣。结果表明,两种流程各有优缺点,在实际应用中需要根据实际情况进行灵活选择,从而可以达到更好的脱硝效果。

我国火电基地串补输电系统的次同步谐振问题

分析了不同装机容量和不同输送距离下火电基地的输电能力及其所需的固定串补配置,并采用特征值分析方法对串补可能引发的次同步谐振(sub-synchronons resonance,SSR)进行了评估。结果表明,当火电基地装机容量大于2000MW,输送距离在400km以上,串补度在30%～50%时,将面临不同程度的SSR威胁。装机容量愈大,输电距离愈长,要求串补度愈高,SSR的危害愈严重。

铝基合金储热材料在太阳能热发电中的应用及研究进展

铝基合金储热材料储热密度大,热导率高,热循环稳定性好,在太阳能热发电储热应用中具有明显优势。综述了铝基合金储热材料在国内外的研究状况,铁基合金铝液的腐蚀机理及各种抗腐蚀措施。铝基合金储热材料在实际应用中存在的主要问题是其液态腐蚀性较强。针对这一问题,指出研究多元铝基合金和金属-陶瓷复合相变储热材料将是铝基合金储热材料的发展方向。

基于能值的不同煤基发电系统的可持续性评价

传统的煤基发电系统评价是对其效率、经济性、环境影响等单一指标进行。在可持续发展的背景下,需要对煤基发电系统与经济系统、环境系统和社会系统的作用关系进行分析,建立与三者紧密联系的统一评价的客观尺度进行可持续性评价。文中针对煤基发电系统存在废物的特点,运用能值分析理论建立了能反映煤基发电系统特性的可持续性评价指标。对不同的煤基发电系统:多联产能源系统(以甲醇-电力多联产能源系统为例)、整体煤气化联合循环(IGCC)、增压循环流化床联合循环(PFBC—CC)、超临界火电厂进行了可持续性分析。结果表明:该能值可持续性评价指标能比较全面地度量煤基发电系统及其可持续性,多联产能源系统的可持续性较煤粉发电厂、PFBC—CC,IGCC电厂显著提高; IGCC电厂、PFBC—CC电厂的可持续性较煤粉发电厂也有不同程度的提高。

我国火电设备状态检修的发展与展望

通过大量资料整理和总结作者研究结果,回顾了我国开展火电设备状态检修的历程,对近几年我国火电设备状态检修以及优化检修技术的发展进行评析,总结状态检修发展的情况和成就,阐述目前状态检修发展中的一些重要关系,指出存在的主要问题,探讨状态检修和优化检修实施的科学途径,展望今后的发展方向。

660MW机组给水泵状态检修支持系统设计

根据某电厂的实际情况,开发了一套电厂给水泵状态检修支持系统。该系统以可靠性为中心,在对给水泵进行故障模式及后果分析(FMEA)的基础上,采用特征空间向量方法和模糊数学方法对给水泵进行状态评价和风险评估后,给出最优的检修决策。实际运行表明,该系统界面友好,操作方便,决策正确,为实现全厂设备的状态检修打下了良好的基础。

火电厂设备状态检修技术

结合国内电厂实际需求,介绍具有中国特色的火电厂设备实施状态检修的总体策略和关键技术问题的解决方法。通过研究提出RBM分析、RCMⅡ等多种维修方式的分析方法,运用自主开发的RCM软件对电厂主要系统和设备进行了故障分类和维修方式的逻辑分析;对国产300MW机组合理检修周期分析模型和安全保障技术进行了深入研究,为实现主机优化检修及状态检修奠定了基础;开发的主机、辅机状态分析与监测系统已在太仓、嵩屿、淮阴电厂投入运行,并初显效果。

基于案例推理的热力机组在线运行优化调整决策方法

将基于案例推理的智能方法应用于热力机组的在线运行调整决策支持。对案例选取、特征量选择、案例修改、案例更新等环节进行了详细设计。通过机理分析引入参数间的比值作为特征量,有效降低了参数动态影响,解决了如何搜索一个非稳定过程对应的稳定态相似实例。提出基于多实例间关系的决策因子及可操作性系数以增强基于案例推理(CBR)系统的辅助决策支持能力。基于案例的运行辅助支持系统设计,为复杂连续过程的经济高效运行提供了一种从数据中提炼运行经验的新思路,仿真模型验证了其有效性。

干性条件下脱硫反应中孔分布模型的研究

该文利用压汞分析微观手段,对吸收剂孔结构的实验数据提出脱硫剂的孔径分布满足高斯函数分布形式,在此基础上,充分考虑了吸收剂颗粒内部孔结构在硫化反应过程中的变化,建立了干性条件下 SO2和多孔 CaO 反应的孔分布数学模型。模型计算结果与试验结果吻合较好,能够很好地反映脱硫反应的本质过程,可以用来预测脱硫剂的钙转化率。

双级蓄热与双运行模式的塔式太阳能热发电系统

提出了双级蓄热和双运行模式的塔式太阳能热发电新系统,模拟分析了新系统性能特性,同时利用EUD(Energy-Utilization Diagrams)分析方法揭示出关键过程中热能梯级利用与节能机理。双级蓄热系统流程比较好地解决了常规系统在能量蓄存和释放过程中火用损失大的问题,同时双运行模式为缓解太阳能不连续性的缺陷提供了新手段。在相同蓄热量的条件下,新系统的蓄热子系统独立运行的发电增加率为38.1%,研究成果为开发高效、低成本的塔式太阳能热发电系统提供新途径和理论支撑。

调质钙基脱硫剂硫化特性研究(英文)

对于调质钙基脱硫剂的硫化特性,该文作者已经开展了一些工作,为了探讨其硫化特性得以改善的原因,提出了一种新的M-CaO(调质脱硫剂煅烧产物)硫化反应机理:在M-CaO中会形成更多的晶格缺陷,这会减小硫化反应产物层中的离子扩散阻力,从而增加钙转化率。为了进一步发现支持该理论的证据,测量了已反应M-CaO的内部元素分布特征及CaO的孔结构特性。据此,得出了硫化反应产物层中晶格缺陷怎样形成的结论。

太阳能热发电中铝基合金热循环后热特性研究

对太阳能热发电中的铝基合金储热材料分别经过400、800、1 200次的热循环实验,采用扫描电子显微镜对热循环后合金的显微组织和成分进行表征,对合金的热导率和膨胀系数进行了测试。研究表明,储热材料随循环次数的增加,共晶Si在一个方向相对循环前迅速长大,且α相基体存在疏孔和不同程度的氧化;热导率明显降低;线膨胀系数略有降低。随Si含量的增加热导率和线膨胀系数呈下降趋势。

一种基于PLC的火电厂微机监控系统及其数据通信的实现

以鹤壁电厂DAS改造项目为例 ,基于Windows下的DDE和NetDDE机制 ,论述了系统的结构、硬软件配置、性能及网间数据通信的实现 。

中国煤炭基地水与能源协同发展评估

鉴于中国煤电生产主要集中于黄河中、上游和西北内陆河流域,水资源极为紧缺,扩大火电规模势必加重当地的水资源压力,进而带来严重的生态环境问题。基于全国14大煤炭基地的发展规划和最严格水资源管理制度的用水总量控制指标,分析2020年煤炭基地的火电发展是否超出当地的水资源支撑能力。结果显示,到2020年14大煤炭基地新增燃煤发电的用水量为19.32×108 m3,煤炭基地的新增可供水资源量为45×108 m3,大部分煤炭基地可通过新建水源工程、水源置换等途径满足需求,但神东、晋东、黄陇、河南等四大煤炭基地的新增可供水量不能满足新增煤电用水需求,需要根据当地水资源情况合理控制火电资源开发,该结论为实现水与能源的协同管理提供了依据。

地震计自噪声的研究

仪器的固有噪声水平是地震计的关键技术指标。如何降低仪器的自噪声是地震计设计中需要解决的重要问题。本文分析了产生地震计自噪声的两个主要噪声源:布朗热噪声和电子噪声(1/f噪声),以及它们对地震计传递函数的影响。分析了三种地震计所记录的地震台台基噪声,并且通过试验来检验仪器噪声对地震计观测数据的影响。