电流控制型储能变流器控制稳定性分析与谐波谐振抑制技术研究

储能变流器是储能系统平抑新能源电站功率波动和支撑电网调频调压功能的核心载体。对储能变流器关键运行控制技术特别是电流控制模式下的控制策略进行研究,提出了电流内环无静差跟踪控制策略,建立了PI控制器比例、积分关键控制参数最佳阻尼比优化设计方法。基于开环幅相频率特性和开环对数频率特性方法,构建计及储能变流器电流内环的开环频域模型。通过Bode稳定判据,定量分析了不同电流内环比例系数、积分参数以及变流器阻感参数变化对储能变流器控制稳定性的影响,并采用Nyquist稳定判据对比验证,在实时数字仿真试验平台(RT-LAB)开展储能变流器并网测试,不同比例系数和积分系数下的并网系统均保持稳定。基于滤波器的输入电压到输出电流的传递函数,发现储能变流器存在谐波谐振问题,提出基于电容电流反馈的有源阻尼谐振抑制策略,有效消除谐波谐振影响。分析结果表明,所设计的储能变流器及其谐波谐振抑制策略,具备鲁棒性,能够为大型新能源电站建设提供有力支撑。

基于双因子学习曲线模型的化学链燃煤电站技术经济性

化学链燃烧(CLC)被认为是最有前途的碳捕集利用和封存技术之一,其成本是走向商业应用必须考虑的一个重要因素,但目前尚无对CLC燃煤发电技术进行成本变化预测的相关研究。对CLC燃煤电站(2×350 MW)进行技术经济性分析,得到CLC改造电站的发电成本为419.595元/MWh,二氧化碳减排成本和碳捕集成本分别为96.142、85.847元/t(以CO_(2)计,下同)。为预测CLC燃煤电站的投资成本变化趋势,提出一种新的学习速率模型并获得双因子学习曲线。然后考虑基准、高速、低速3种技术发展情景,对CLC技术的中长期成本进行预测。结果显示,随着累计装机容量和研发投入的增加,发电成本将逐步下降。基准情景下CLC电站的发电成本可下降至311.767元/MWh,降幅在100元/MWh以上;高速情景下CLC电站的单位投资成本降至2593.789元/kW,接近传统燃煤电站水平,发电成本降至202.689元/MWh,与常规CFB电站相比成本优势明显。

燃煤电厂锅炉机组掺烧污泥的数值模拟与工程应用研究进展与展望

随着我国经济快速发展及城镇化进度不断加快,污泥产量也在与日俱增,燃煤电厂锅炉机组掺烧污泥能够快速减量的同时做到无害化处理,是目前具有广泛应用前景的污泥处理方法.综述了基于燃煤锅炉机组掺烧污泥的数值模拟研究现状,发现目前已开展的数值模拟研究中,针对含水率较高的污泥应采用涡耗散模型进行气相湍流燃烧模拟以进一步提升模拟精度;现有数值模拟中普遍采用未考虑灰层阻力的焦炭燃烧模型,造成飞灰含碳量的模拟结果与工程实际中存在一定的误差,基于改进的焦炭燃烧模型对燃煤锅炉掺烧污泥进行掺混比进一步精确研究是未来的重要研究方向;针对污泥掺烧给燃煤锅炉带来的问题,开展燃烧调整数值模拟以优化掺混污泥后的炉内燃烧工况也是未来的热点研究方向.

基于CFD的海洋平台桩基冲刷的数值模拟研究

洋流对桩基的冲刷可能导致海洋风电平台结构失稳。因此,需要深入研究洋流对桩基周围的冲刷过程,探索不同桩基直径在洋流下的冲刷规律。文章设计了2.4米、3.5米、4.0米直径的桩基,对桩基和流场进行多尺度的网格划分,通过CFD实验研究了不同直径的单桩基础周围的海床冲刷问题。仿真实验结果表明,当桩基直径增大时,如果冲刷水流速度不变,冲刷孔的深度会增加。根据仿真试验结果,提出了预测风电桩基周围冲刷深度的经验公式。

基于镓改性ZSM-5分子筛作用下的环氧树脂催化热解制芳烃反应性能研究

为实现环氧树脂的清洁处置与资源化利用,在一系列金属镓改性的ZSM-5催化体系中进行快速热解实验,并进行了包括氮气吸附-脱附测试、X射线衍射(XRD)、氨气程序升温吸附(NH3-TPD)、热重分析(TGA)和透射电镜(TEM)在内的全面的催化剂表征,以阐明催化剂的结构特性。镓的改性显著调节了ZSM-5分子筛的布朗斯特/路易斯酸分布和孔隙结构,改善了高温下分子筛的热解脱氧性能,提高了催化剂的择形催化能力。选取镓负载量、热解温度、催化剂用量、热解升温速率和催化剂回用次数为实验变量,探究了热解油组成分布的变化规律。结果表明,与未改性的分子筛相比,镓改性的ZSM-5分子筛显著提高了环氧树脂快速热解过程中芳烃的选择性。通过不同热解条件的研究发现,环氧树脂催化热解制备芳烃的最佳条件为:1Ga-ZSM-5分子筛∶环氧树脂=1∶1,热解温度为600℃,热解速率为10℃/ms,此时芳烃总选择性最高可达56.4%,其中更有价值的单环芳烃的相对含量达到31.6%。

网络安全态势感知系统关键技术研究

本文以网络安全态势感知系统为主要研究对象,以系统结构为依据,探讨网络安全态势感知模型、评估方法与预测方法等关键技术,以确保对网络安全状况予以预先发现与判别,尽可能降低网络安全事件发生率,减少系统安全风险系数。

Ga/ZSM-5催化酚醛树脂热解选择性制备单环芳烃的研究

开发一系列用于酚醛树脂快速热解的Ga改性ZSM-5催化剂,并进行全面的催化剂表征,包括X射线衍射(XRD)、氮气吸附脱附、氨气程序升温吸附(NH3-TPD)和透射电子显微镜(TEM)等,以阐明催化剂的结构特性。Ga物种显著调节了ZSM-5分子筛酸性位点的分布和孔结构,有利于高温下促进热解脱氧反应的进行,同时优化了择形催化性能。重点讨论了Ga负载量、热解温度、催化剂与酚醛树脂质量比和升温速率等参数对热解油组成分布的影响规律。与母体H-ZSM-5催化剂相比,0.5Ga/ZSM-5在酚醛树脂快速热解中催化生产单环芳烃的效率更高,且更能有效抑制酚类化合物的生成。当热解温度为800℃、升温速率为10℃/ms时,单环芳烃的相对含量达到64.1%。

新型低碳排放脱硫剂纳米氢氧化钙的制备、评价及应用研究

传统石灰石-石膏湿法烟气脱硫(FGD)过程中,石灰石和二氧化硫反应会生成大量的二氧化碳,不利于中国“碳达峰”与“碳中和”目标的实现。通过利用廉价的起始原料,在聚乙烯亚胺(PEI)存在的情况下,制备了一系列具有纳米尺度的氢氧化钙,并采用SEM、XRD、BET、FT-IR等方法对样品进行了表征,用以替代传统石灰石。在模拟FGD实验装置下,研究了不同比表面积氢氧化钙和电厂用石灰石对二氧化硫吸收速率以及脱硫效率的影响,结果显示:在入口二氧化硫质量浓度为3 500 mg/Nm^(3)时,脱硫效率由石灰石的93.05%提升到了氢氧化钙的99.31%。利用韶关电厂1号机组(600 MW)湿法脱硫装置,研究了制备的新型纳米氢氧化钙脱硫剂的实际脱硫效果。结果发现,传统石灰石在使用高硫煤时,无法达到超低排放的要求,而加入部分氢氧化钙(质量分数为18.0%~22.5%)后,均可实现超低排放(出口二氧化硫质量浓度<35 mg/Nm^(3)),脱硫效率均高于99%,从而提高了FGD系统的高硫煤适应性。

一种FOA-ELM风速预测技术优化与仿真试验

为提高极限学习机的短期风速预测精度,提出一种果蝇算法优化ELM的风电场短期风速预测模型。在保证ELM预测误差最小的情况下,运用FOA算法对ELM模型的初始权值和隐含层偏置进行自适应选择,实现风电场短期风速的高精度预测。选择EUNITE数据集为算例分析对象,与ELM、DE-ELM、GA-ELM和PSO-ELM相比,FOA-ELM具有更高的预测精度和更少的寻优时间,为风电场短期风速预测提供了新的方法和研究方向。

脱硫塔乙烯基玻璃鳞片内衬耐新型脱硫剂腐蚀研究

我国碳达峰碳中和目标、碳捕集利用储存的需求为火电厂烟气脱硫技术的进步带来了机遇,某公司开发的新型脱硫剂提升了其脱硫脱碳的性能,但其对脱硫塔内部树脂基玻璃鳞片内衬作用机制仍不明确,存在应用风险。为了研究乙烯基玻璃鳞片内衬防腐涂层耐新型纳米脱硫剂腐蚀老化作用的影响,本研究设计开展含不同浓度新型脱硫剂的浆液浸泡模拟试验。通过对浸泡试验前后的涂层样品进行宏观质量与外观、表面微观形貌、巴氏硬度、耐磨性能和力学强度测试,分析了涂层腐蚀老化行为与规律,揭示了其可能的失效机理。试验结果表明随着浆液浸泡试验时间的增加,涂层样品出现不同程度的腐蚀老化现象,样品质量吸水增重,表层出现鼓包现象,SEM结果表明表面局部粉化,样品巴氏硬度、耐磨性能、力学强度均呈现较明显的下降趋势。因此,本研究建议在树脂基玻璃鳞片防腐涂层的实际应用中应提高性能和工艺要求,选择合适的玻璃鳞片种类以及树脂基材料,将有利于新型纳米脱硫剂的成功应用。

废弃聚丙烯塑料催化热解制取可燃气的实验研究

本文考察了载气流速、热解温度、催化剂种类、催化剂/原料混合比四个工况条件对废塑料催化热解转化为可燃气的影响。载气流速分别为200mL/min、300mL/min、400mL/min和500mL/min,热解温度分别为650℃、750℃、850℃和950℃,选择CaO、NiO、Fe_(2)O_(3)和Al_(2)O_(3)为催化剂,催化剂/塑料混合比设置为1:2、1:1、3:2和2:1,研究废弃聚丙烯塑料的产气特性。结果表明:400mL/min载气流速下聚丙烯热解气的热值最高;塑料热解气在反应温度为850℃时达到最大值;所选的四种催化剂之中,CaO催化活性最高;催化剂/原料混合比为3:2时热解气热值达到34.551MJ/Nm^(3),进一步加大催化剂用量对气体热值无明显提升效果。

面向复杂环境的分布式能源综合抢修救援调度方法研究

调度规划是分布式能源综合抢修救援活动中的关键环节。为提高抢修救援体系的整体快速响应能力,有必要结合仿真场景为能源抢修救援任务提供态势分析、区域覆盖、目标引导等抢修救援行动规划或执行环节所需的情报融合、资源调配或行动指控等信息服务。本文从能源设施所处的复杂环境出发,集天基实时侦查、地形地貌仿真建模、抢修救援力量路径规划、抢修救援态势实时监管于一体,提出了一种基于模拟环境的通用抢修救援态势分析与展示模型,并制订了调度方案规划的典型流程,由一个模拟案例展示了调度方案生成的基本过程。

广东省海上风电维护检修中心建立的论证研究及市场分析

在风电产业的发展过程中,风电设备的维护与检修是不可忽视的。结合国内海上风电检修行业的现状及广东省的实际情况,对广东省海上风电维护检修中心的建立进行了论证,并对该行业的后续发展进行了市场分析。研究结果对于具体工程实践有一定的借鉴参考价值。

火焰合成Pt修饰CuO氧载体低温化学链燃烧特性

采用火焰喷雾热解方法(FSP)合成了Pt修饰CuO纳米氧载体材料(FSP-Pt/CuO),首先通过XRD、SEM等表征手段分析了Pt/CuO的结构和组成;通过热重分析仪、化学吸附仪对比研究了FSP合成的CuO、Pt/CuO以及商用CuO纳米颗粒的化学链燃烧反应性能.结果表明,FSP-Pt/CuO氧载体材料与H_(2)、CO、CH_(4)的还原反应温度能够分别降低到200℃、105℃、290℃以下.进一步考察了H_(2)、O_(2)不同浓度对Pt/CuO氧载体还原、氧化特性的影响,并测试了Pt/CuO氧载体的低温化学链燃烧循环稳定性.最后通过Pt/CuO氧载体颗粒表面的氢溢流原理对低温化学链燃烧过程进行了模型机理解释.

基于HJ 75—2017标准与核算指南的燃气机组碳排放监测方法仿真对比分析

准确掌握燃气机组碳排放情况是保证碳交易的保障之一。不少燃气机组开始加装在线气相色谱装置,使燃料端实时监测也成为了一种可能,同时对于未加装CO_(2)监测系统或存在设备空间已满的机组,则通过O_(2)体积分数折算进行实时监测是可行路径之一。但不论采用直测还是折算监测方法,在前后端连续监测数据的偏差问题分析上,目前仍然缺乏足够的研究。因此,针对短期内不具备CO_(2)直测能力的机组,以某F级燃气-蒸汽联合循环发电机组历史数据为仿真对象,基于烟气O_(2)体积分数数据换算和燃料在线气相色谱数据进行连续仿真监测分析。结果发现:不同监测方法的月度数据之间没有一致性的大小排序关系,相对偏差有正也有负,年度数据相互偏差均小于5%;δ RD,R,fluegas-flue-h与烟囱出口烟气排放连续监测系统(continuous emission monitoring system,CEMS)O_(2)体积分数相关性最高;该机组的碳排放偏差主要集中在负荷率55%以上的稳燃段;烟囱出口CEMS O_(2)体积分数和烟囱出口CEMS湿烟气流速在满足现有定期检定要求的前提下导致前后端碳排放量偏差的可能性最大;现有技术规范下,前后端均能实现实时监测,可用于趋势分析,但只有燃料端监测方法的仿真相对扩展不确定度小于5%;对于燃气机组,从燃料端进行碳排放监测可能更加合适,而烟气端监测方法可能更适合燃煤机组。

基于前后端在线监测的燃气发电机组碳排放特性与影响因素分析

为探索碳排放监测技术在支持火电企业碳排放“双控”以外如何助力火电机组运行优化,以某F级燃气-蒸汽联合循环机组为研究对象,在其尾部烟囱加装CO_(2)监测系统,进而基于前端调压站燃料在线监测数据与后端烟囱环保测点烟气在线监测数据开展研究。研究发现:该机组中高负荷段的烟气监测碳排放速率稳定偏高于燃料监测碳排放速率但曲线变化基本一致,说明前后端数据具有可比性但存在稳定的偏移;对于该型机组中负荷运行时,大气环境是一个优先考量因素,气温较高时可能改善机组热散失,气压较低时可减小压气机压缩能耗,进而降低该型机组瞬时碳排放强度;透平膨胀比、压气机压比、蒸燃功比可能是在机组负荷不变的情况下降低机组瞬时碳排放强度的优先考虑因素。

烟气碳排放监测数据补缺方法适用性

烟气端碳计量技术近年来逐渐受瞩目,然而由于国内相关技术标准和体系尚待完善,该技术尚未在发电行业的正式推广应用,尤其在CO_(2)监测数据补缺方面鲜有研究。探讨了CO_(2)监测数据缺失时的有效补缺方法,在CO_(2)浓度方面上对比了保持缺失段前最后有效值、基于缺省值与中位修正值的氧气换算三种补缺方法,在长周期碳排放量方面进一步增加对比了取180 h内最大碳排放速率的补缺方法。研究结果显示,两机组烟气实际燃料燃烧的最大CO_(2)体积分数在不同负荷率条件时不是固定值,且分布规律也各不同。燃煤机组的反演算最大CO_(2)体积分数散布上下限差异约4%,在负荷率方向上总体变化小,整体反演算数据的中位值18.67%,与缺省值相差小,仅0.03%。燃气机组的反演算最大CO_(2)体积分数在负荷率方向上变化存在两段显著差异,20%负荷率以下时,随负荷率上升而逐渐上升,20%负荷率以上时,随负荷率上升基本稳定,整体反演算数据的中位值11.38%,与缺省值差0.12%。在长周期考察中,用修正方法补缺后数据最接近于正常数据,1个月内造成的碳排放量偏差均控制在1.5 t以内,从数据准确性角度看,该补缺方法有高适用性。此外,采用取180 h最大值补缺的方法,虽可作为碳数据管理部门对企业的一种有效惩罚性管理手段,但长远来看,随着烟气监测法在火电行业的广泛推广,该方法可能会导致我国在国际层面的碳相关事务谈判或交易中我国火电行业的碳排放总量被高估。

混凝土钢筋腐蚀状态在线监测传感器的设计

基于电感探针技术开发了一种在不破坏钢筋混凝土结构的情况下,实时监测钢筋混凝土结构中钢筋腐蚀状态的混凝土钢筋腐蚀状态在线监测传感器。为对混凝土钢筋的腐蚀状态进行有效的在线监控,本文设计了一款钢筋腐蚀状态在线监测传感器,介绍了该传感器的设计原理和部件设计,并进行实验室模拟测试,测试结果表明:(1)研制的钢筋腐蚀状态在线监测传感器能够满足耐温80℃,承压60Mpa的应用要求;(2)钢筋腐蚀状态在线监测传感器监测结果与挂片数据相比误差百分比小于5.0%,测得的腐蚀趋势和腐蚀速率能够真实反映混凝土中钢筋的真实腐蚀状态。

锂离子电池储能系统安全技术发展现状

我国正大力推动建设以新能源为主体的新型电力系统,作为支撑可再生能源普及的关键技术,储能产业得以高速发展,锂离子电池储能市场也进入加速发展期。然而,在高速发展的同时,近年来国内外发生的多起储能系统火灾事故,也引发了大众对锂电池储能系统安全的关注。锂离子电池储能系统运行的主要风险分为起火爆炸风险、有毒有害化学物泄漏风险和电击风险,其中起火爆炸是锂离子电池储能系统的主要风险,主要致因则是电池的热失控。防范电池的热失控问题,应从电池安全、储能系统、运行维护和事故后消防等几方面提升安全防控技术。从生命周期看,锂离子储能系统的关键安全技术包括电池单体安全、箱体热管理、主动预警监测、被动监控预警、高效消防手段等。鉴于锂离子电化学储能系统的安全运行和安全隐患正逐渐成为制约产业规模化发展的瓶颈,建议有关部门要完善政策体系,提高产业规划科学性,进一步健全新型储能安全生产法律法规;加快标准体系构建,建立储能系统建设及运维的指引标准,指导储能系统安全体系建立;强化消防安全技术攻关,加快关键部件转化应用。

电厂环境下作业人员安全帽佩戴检测研究

佩戴安全帽是作业安全重要保障,针对电厂环境下基于视觉的安全帽佩戴检测存在遮挡、复杂光照、图像目标对象尺度变化等问题,提出一种基于深度学习的高精度安全帽佩戴自适应检测模型。应用Random-erasing数据增强提升遮挡场景检测精度,构建融合图像双颜色空间信息的双平行网络图像增强模型应对复杂光照影响,设计K-means聚类的目标自适应匹配、前后端融合双注意力的卷积神经网络与模版匹配检测分类模型。在融合施工环境的安全帽数据集开展实验,结果表明,所提模型检测精度为96.61%,高于对比模型,开展的消融实验验证了各模块有效性,在电厂现场环境检测效果良好。