300 MW供热机组低压缸零出力热力性能、调峰性能和经济性能分析

供热机组低压缸零出力运行可有效提升机组供热能力和调峰深度。该文基于Ebsilon软件,建立300 MW供热机组抽凝工况和低压缸零出力工况的数学模型,从热力性能、调峰性能和经济性能三个维度对常规抽凝模式和低压缸零出力模式进行分析。结果表明,低压缸零出力模式能够有效增加机组的供热能力,并降低发电标准煤耗率,当主蒸汽量为957.6 t/h时,供热量比常规抽凝供热模式提高16.25%,发电标准煤耗率下降27.2 g/kWh。低压缸零出力模式下,虽然供热机组的电负荷不具备调节能力,但其最小电负荷低于常规抽凝供热模式,适宜参与电网的深度调峰。从净收益最大化的角度,当热负荷在162~310 MW时,应采用低压缸零出力模式进行供热;当热负荷在310~375 MW时,应采用抽凝模式进行供热。

限制调频范围的不对称多模式宽输出LLC变换器

频率控制的传统LLC谐振变换器往往受限于开关频率的有效调节范围,难以实现宽输出电压范围,为此,研究了一种限制调频范围的不对称多模式宽输出LLC谐振变换器。采用双谐振腔且对应两变压器变比不同的不对称结构,能够根据原边开关组合的不同,使得双谐振腔分别工作在单半桥、双半桥和半桥+全桥3种不同的模式,从而获得3种不同的电压增益,并且保证每种模式之间归一化增益调节范围不超过1.5,可以在窄开关频率范围内实现宽输出电压范围。建立300 W的实验样机,验证了所提变换器可实现1~3倍的宽输出电压范围,并且实现了原边开关管的零电压开通和副边二极管的零电流关断,具有良好的软开关性能,验证了变换器的可行性。

具有混合控制策略的宽输出双全桥LLC谐振变换器

针对宽输出电压范围应用中传统频率控制的LLC型谐振变换器存在开关频率调节范围宽、循环电流大及难实现高效运行等问题,提出1种具有定频移相-定频PWM混合控制策略的双全桥LLC型谐振变换器,以适用于较宽输出电压范围。其由2个全桥LLC型谐振变换器共用1个桥臂组合而成,输出电压通过定频移相-定频PWM混合控制进行调节,使该谐振变换器实现4倍电压增益范围以获得较宽输出电压,同时解决传统频率控制中循环电流过大及在移相控制移相角小时的软开关不能实现问题,提升系统效率。该转换器开关频率工作在谐振频率点,电压增益与负载无关且有助于磁性元件设计,在全负载范围内实现软开关。最后给出详细的电路工作原理分析并通过仿真进行验证,搭建实验平台验证了所提变换器的可行性和有效性。

一种用于传感器模拟前端的可编程增益放大器

基于华虹0.18μm CMOS工艺设计了一款用于传感器模拟前端的可编程增益放大器(PGA),其整体采用全差分结构来抑制传感器输出的共模噪声、直流分量以及供电电源的输出噪声。该电路由仪表放大结构轨对轨输入级、轨对轨自动调零全差分运算放大器、数字控制电路以及直流分量消除电路这四个部分构成,同时采用连续时间自动调零校准技术来降低其输入失调电压。PGA的放大倍数为5 bit调节,共12个档位,分别为1,2,4,8,…,1024,2048倍。在3.3 V电源电压下,PGA输入输出摆幅为0.2~3.1 V。在输入500 mV的直流分量条件下,在-40~125℃的温度范围内,可将直流分量抑制到47.6μV。通过Virtuoso软件进行电路设计、版图绘制以及仿真验证,后仿真结果表明,在进行100次蒙特卡罗仿真下,电源抑制比和共模抑制比在1 kHz处的平均值分别约为110.3 dB和116.1 dB,输入失调电压的1σ值约为21.3μV。

2012—2021年吉林西部地区风速气候特征及其对风力发电的影响

选用2012—2021年吉林西部地区8个国家气象站逐小时风速观测资料,应用风切变幂律公式换算出气象站观测高度风电零发、满发、切出3种情况对应的特定风速阈值,统计分析零发风速、满发风速、切出风速的总时长、持续时长、年变化等气候特征及其对风力发电的影响。结果表明:吉林西部地区风能资源较好,年平均风速大,满发风速出现频次高,零发风速时长较短,不利于风力发电的特定风速时长较少。该地区3—5月风能资源最好,月平均风速大;1月、7—8月及12月的风能资源较好,月平均风速相对较小,零发风速时长较长;2月、5—6月的风力发电特定风速最少。吉林西部地区东部的风能资源相对一般,年平均风速较西部小,零发风速时长较长,满发风速出现频次较低,基本没有切出风速。

防晃电装置电路的优化

对防晃电装置电路进行了优化,减少了因误操作等原因造成的风险,进一步保障电力系统稳定。

基于GaN的恒流型无线电能传输电路设计

为提升无线电能传输(WPT)系统的效率,利用氮化镓(GaN)器件比传统硅(Si)器件开关损耗低的优势,提出了基于GaN器件的LCL-LCC型感应耦合式电能传输(ICPT)系统与负载无关的恒流输出电路设计方法。首先对LCL-LCC补偿电路建立互感模型,推导出系统零相位角(ZPA)运行和与负载无关的恒流输出条件,提出了优化初级补偿电感的参数配置方法及设计流程。通过微调副边补偿电容值,逆变桥能实现零电压开关(ZVS)。最后,搭建实验平台验证理论电路设计的可行性。实验结果表明,对于不同负载,基于GaN器件的系统效率明显高于Si器件。

超声水表新技术的研究与探索

超声水表正在大面积进入供水计量领域,如何进一步提高超声水表的性能水平至关重要。提出了由组合式(阵列式)换能器组成的对射式声道结构方案,包括计时芯片筛选、分挡与配对方案以及水表测量管关键几何尺寸的自诊断与自修正方法,旨在提升超声水表的测量稳定性和可靠性。

PERFORMANCE OF THE ZERO FORCING PRECODING MIMO BROADCAST SYSTEMS WITH CHANNEL ESTIMATION ERRORS

In this paper, the effect of channel estimation errors upon the Zero Forcing (ZF) precoding Multiple Input Multiple Output Broadcast (MIMO BC) systems was studied. Based on the two kinds of Gaussian estimation error models, the performance analysis is conducted under different power allocation strategies. Analysis and simulation show that if the covariance of channel estimation errors is independent of the received Signal to Noise Ratio (SNR), imperfect channel knowledge deteriorates the sum capacity and the Bit Error Rate (BER) performance severely. However, under the situation of orthogonal training and the Minimum Mean Square Error (MMSE) channel estimation, the sum ca- pacity and BER performance are consistent with those of the perfect Channel State Information (CSI) with only a performance degradation.

300MW机组厂级供热优化调度方式及性能分析

从厂级角度优化机组的供热调度方式能够提升其深度调峰能力和盈利能力。以厂级两台300MW供热机组为例,利用Ebsilon软件建立了抽凝工况和低压缸零出力工况机组的数学模型,分析了机组的热力性能、调峰性能和经济性能。提出了5种厂级供热调度方式,研究了各调度方式下厂级的深度调峰能力和净收益;提出了串联梯级、并联平级供热系统,对比了二者对厂级净收益的影响。结果表明,供热量一定时,两台机组“双切缸模式”运行时,厂级发电功率最小,深度调峰能力最强;当供热负荷低于600MW时,两台机组“双切缸”模式运行时净收益最高;当供热负荷高于600MW时,“双抽凝”或“切缸+抽凝”模式运行时净收益最高;在厂级700MW供热负荷下,串联梯级供热系统的厂级净收益高于并联平级供热系统。

Decoupling Zeros of Positive Discrete-Time Linear Sys-tems

The notions of decoupling zeros of positive discrete-time linear systems are introduced. The relationships between the decoupling zeros of standard and positive discrete-time linear systems are analyzed. It is shown that: 1) if the positive system has decoupling zeros then the corresponding standard system has also decoupling zeros, 2) the positive system may not have decoupling zeros when the corresponding standard system has decoupling zeros, 3) the positive and standard systems have the same decoupling zeros if the rank of reachability (observability) matrix is equal to the number of linearly independent monomial columns (rows) and some additional assumptions are satisfied.

基于Ebsilon的供热机组灵活性改造研究

热电联产机组灵活性改造是当前缓解冬季电网调峰压力的重要手段和必然趋势。针对某320MW热电联产机组,基于Ebsilon软件搭建了抽凝供热、低压缸零出力供热、高低压旁路供热的综合供热模型,并采用设计值对模型精度进行了验证。结合模型变工况计算和机组设计资料找出了3种供热方式的运行边界,通过对计算结果的对比分析,得出了3种供热方式下的机组供热能力、发电热耗和调峰能力,结果表明:低压缸零出力和高低压旁路供热方式可以有效提升机组的最大供热量,相比抽凝供热方式,供热能力分别可提升18.7%和54.8%;低压缸零出力供热方式的经济性更优,较抽凝工况的热耗率降低14%~24%,高低压旁路供热方式的经济性最差,较抽凝工况的热耗率升高35%~71%;高低压旁路供热的电调峰能力最优,能够在全供热区间保持32%~35%额定电负荷运行,热电解耦能力突出。研究结果从供热能力、热耗率和调峰能力3个方面为供热机组灵活性改造提供了重要的量化参考依据。

多中继无线供电系统线圈-电路参数优化设计研究

多中继无线供电系统包含线圈自感、互感、内阻、工作频率、补偿电容等众多设计参数。在满足负载功率需求的前提下,如何优化这些参数来设计系统输入输出特性并提升系统效率仍不明确。为此,该文以系统传输效率最优为目标,以同时实现恒压输出和零相角(zero phase angle,ZPA)输入特性为约束条件,提出了一种多中继无线供电系统线圈-电路参数优化设计方法。首先,基于二端口网络模型分析了恒压输出和ZPA输入的实现条件,以及传输效率的关键影响因素;其次,基于耦合系数与品质因数乘积指标对宽频率范围内的线圈最优匝数进行了分析;并根据所得到的最优线圈参数,提出了考虑恒压输出与ZPA输入特性的系统电路参数优化设计方法;最后,基于优化的线圈和电路参数搭建了一套五线圈无线供电系统样机,对线圈特性、输入输出特性以及系统效率进行了实验,验证了所提出参数优化设计方法的有效性。

低压缸零出力条件下电锅炉和高低旁路抽汽供热的经济性与灵活性分析

供热机组灵活性改造是打破“热电耦合”、实现煤电机组为可再生能源发电提供容量支撑的有效措施,最常见的技术方案是汽轮机低压缸零出力运行加高低旁路抽汽供热或电锅炉供热。针对一350 MW超临界供热机组,采用变工况迭代计算方法,对两种方案的最小电出力、最大供热和保热调电典型工况点的热经济性,以及深调峰负荷段的电出力的可调范围进行对比分析。结果表明,由于冷端损失很小,在相同热电负荷工况下电锅炉方案耗煤量仅略大于高低旁路抽汽方案;而因电锅炉具有优良的逆向电负荷调节能力,深调峰负荷段下的电负荷可调区间要显著大于高低旁路抽汽方案。

供热机组低压缸零出力工况下热经济性分析

低压缸零出力运行是当前供热机组灵活性改造的主要方式。依据电网现行深调峰补偿政策,核算机组不同工况下的收益是现场面临的实际问题。研究一种基于热平衡规律的变工况快速算法,能够在保证基本计算准确度的情况下快速计算出机组变工况后运行状态。以某350 MW超临界供热机组为例,分别计算100%TMHCR(最大供热)和40%THA工况下低压缸零出力运行前后的发电功率、供热功率及热耗等参数,进而计算出发电供热收益。结果显示,100%TMHCR工况低压缸零出力运行能够降低发电负荷约8%,提升供热负荷27%,40%THA工况可将发电负荷降低至25%Pe,经济效益显著。

低压缸零出力改造对配备碳捕集燃煤电站灵活性提升作用分析

为研究脱碳对火电机组的影响,建立仿真模型分析了火电机组碳捕集改造常规方案的性能变化,进一步提出了低压缸零出力方案提升机组灵活性。常规方案以中压缸排汽为再沸器热源,低压缸零出力方案切断低压缸进汽。一方面,以300 MW燃煤电站为例,分别对2种方案进行分析;另一方面,以西北某省为研究对象,预测2种方案对全省火电的影响。结果表明:常规方案下机组出力空间由87~300 MW缩减至147~217 MW,额定工况的供电效率由37.32%下降至27.02%,机组最小负荷率约升高至70%;采用低压缸零出力方案时,机组负荷空间被拓宽到47~217 MW,为常规方案的2.44倍;对于所讨论的西北省份而言,常规方案下全省火电出力空间由1 103~3 940 MW缩减至1 875~2 793 MW,低压缸零出力方案下,出力空间被拓宽为550~2 793 MW。

两种灵活性改造技术的热电特性对比研究

高低旁联合供热和低压缸零出力技术作为2种重要的灵活性改造技术,能够有效提升火电机组供热工况的调峰能力与供热能力。本文基于华北电网内2台同型号350 MW超临界机组,采用热力系统建模仿真软件Ebsilon搭建了机组高低旁联合供热和低压缸零出力模式下的热电性能计算模型,通过对比实际现场性能试验结果论证了模型的可靠性。模型的全运行区间性能计算结果分析表明:高低旁联合供热的最大热负荷可以比低压缸零出力大57.27 MW,最小电负荷比低压缸零出力小141.04 MW,其热电解耦能力更优秀;在主蒸汽流量和热网抽汽流量相等时,低压缸零出力比高低旁联合供热的电负荷高61.01 MW,其能量利用率更高;在现有华北电网调峰收益机制下,在主蒸汽流量小于505 t/h时,低压缸零出力供热可以获得更高的综合收益;在主蒸汽流量为505 t/h时,2种技术可以获得相同的最大综合收益;在主蒸汽流量大于505 t/h时,高低旁联合供热可以获得更高的综合收益。

圆盘形压电双晶片结构发电特性建模及仿真研究

为了实现轨道车辆走行部零碳传感自供电技术,针对圆盘形压电双晶片结构进行发电特性建模及仿真研究,基于欧拉-伯努力理论与基尔霍夫定律,构建结构频率响应模型与输出功率模型,得到了结构几何参数与固有频率及输出功率之间的关系,并利用COMSOL软件建立仿真模型验证了模型的正确性。结果表明,圆盘形压电双晶片结构在前三阶处固有频率及输出功率理论值与仿真值偏差均在3%以内。

深度调峰模式下多供热机组协同优化性能分析

以内蒙古某电厂2×200 MW、2×350 MW四台供热机组为研究对象,从厂级经济性和调峰性能角度出发,分析低压缸零出力、光轴、高背压改造三种供热技术对厂级净效益及调峰性能的影响。基于Ebsilon软件搭建四台供热机组改造前后的数学模型,分析低压缸零出力技术、高背压改造技术对单台机组经济性能和调峰性能的影响。在四种厂级供热方式下分析厂级的经济性能和调峰能力及机组背压、疏水温度、供热压力对各机组最小出力负荷的影响。研究得出,供热量相同时,低压缸零出力改造可使机组最小出力下降33 MW,高背压改造可使机组最小出力降低80 MW;四台机组供热改造后(1、3号机组切缸改造、2号机组光轴改造、4号机组高背压改造)厂级深度调峰能力最优;厂级供热负荷低于1000 MW时,四台机组经供热改造后运行经济性最优,供热负荷高于1000 MW时,四台机组按原抽凝供热运行经济性最优;供热压力对各机组调峰性能影响最大。

自备电厂热电解耦方案及其特性分析

目前自备电厂发电功率较大,在未来新能源并网调峰中不容忽视。根据选取的具备供电与热的自备电厂,确定低压缸零出力、高背压抽汽联合乏汽供热、吸收式热泵和压缩式热泵4种热电解耦优化方案,定量计算评估4种方案优化后电厂最大供热与电负荷率的降低情况。对案例机组采用4种方案进行优化,计算结果显示:案例机组对4种优化方案的最大供热量可分别提高174.00、136.18、168.37、38.00 MW;在原最大供热负荷下,最低电负荷率分别降低到44.29%、73.29%、73.70%和80.57%,最大热电比分别达到2.00、1.50、1.50、1.15;其中低压缸零出力解耦优化效果最明显,最大供热量提升最多,电负荷率降低也最多。经济分析显示,吸收式热泵方案与其他方案相比增加的投资成本最多。