太阳能辅助燃煤机组发电系统集热温度优化

为研究集热器工作温度对太阳能辅助燃煤机组发电系统中太阳能发电效率、成本的影响,从热力学第二定律出发,对用于太阳能辅助燃煤机组回热系统不同集成方式下太阳能热发电的火用效率进行分析,得出系统中太阳能发电的火用效率与集热器瞬时热效率及汽轮机抽汽效率之间的关系表达式,并结合LS-2槽式集热器(一种典型槽式集热器)的测试结果,对不同辐照条件下不同替代方式的热性能进行了比较。在此基础上,以太阳集热场辅助300MW燃煤机组发电系统为例对太阳能子系统的火用效率和发电成本(levelizedelectricity costs,LEC)进行分析,结果表明,当太阳直射辐射(direct normal irradiance,DNI)从300变化到1 000 W/m2时,对应的集热器最佳工作温度从277变化到317℃。     

槽式集热器反射镜抛物变形对允许跟踪误差的影响

为了更好地指导太阳能槽式集热系统的设计和高效运维,本文研究了反射镜抛物变形对集热器允许跟踪误差的影响。首先定义了宽焦比、焦偏比、焦点偏离率3个无量纲参数,理论分析了理想状态不同尺寸下槽式集热器允许跟踪误差,进而给出反射镜剖面抛物变形后的允许跟踪误差的变化;同时计算宽焦比、焦偏比、聚光比对允许跟踪误差的影响并作图,给出基于不同几何参数的槽式集热器在不同变形量下的允许跟踪误差变化及其最大变形量尺寸。结果表明:宽焦比为4时槽式聚光集热器理论允许跟踪误差最大;3个无量纲数耦合影响决定允许跟踪误差的大小,且"膨胀"变形更加不利于集热器聚光。基于本文给出的图表,可预测集热器聚光损失并设计适宜跟踪系统,助力槽式太阳能热利用系统的推广。     

槽式太阳能直接产生蒸汽热发电系统火用分析

结合热力学第一定律与热力学第二定律,对槽式太阳能直接产生蒸汽热发电系统进行传热和(火用)分析.以INDITEP项目为例,对该系统进行热平衡计算与(火用)用平衡计算,得到各部件与整个系统的热效率与(火用)效率,并得出集热器的煳效率低于其热效率,水/水蒸气的朗肯循环(火用)效率高于其热效率的结论.     

槽式太阳能双工质回路热发电系统能量分析及分析

为了解槽式太阳能热发电系统中各热力设备的热力完善性及过程的不可逆程度,本文以热力学第一及第二定律为基础,建立了槽式太阳能双工质回路热发电系统集热器子系统、透平发电子系统及凝汽器子系统的热平衡和平衡数学模型,并结合SEGS-VI的设计参数,计算得到了系统各部分热效率与效率,从而揭示了系统的损分布及其大小。结果表明:整个系统的热损失率为78.36%,其中热损最多的部位是凝汽器,占总辐射能的33.33%;整个系统的损失率为77.2%,其中集热场的损最多,占总太阳辐射火用的67.16%。此分析结果将为槽式热发电系统的改进以及效率的进一步提高提供依据。     

煤炭与太阳能互补发电系统四季典型日变辐照聚光集热性能研究

光煤互补发电系统能将300℃以下的中低温太阳热能与传统燃煤电站相结合,用以替代回热抽汽加热给水,从而增加汽轮机出功。对传统的单轴跟踪槽式太阳能集热器用于光煤互补电站的热力性能进行了分析,并对其损失分布进行了研究。针对损失分布特性,提出了一种倾斜跟踪轴的槽式太阳能聚光集热器,并对该聚光集热器用于光煤互补电站后四季典型日的余弦损失、集热效率、太阳能瞬时功率、年均性能等进行了分析。结果表明,当跟踪轴倾斜角为15°时,年均余弦损失将从17.0%下降到9.8%,从而使年均集热效率从52.3%提升到59.5%,年均太阳能净发电效率从19.1%提升到21.7%,太阳能年发电量从17.2GW?h增加到19.6GW?h。     

新型槽式太阳能集热器光学及热力学性能分析

针对传统槽式太阳能集热器聚光不均匀导致较大热应力的情况,提出了一种新型加装聚光器的槽式集热器,并利用蒙特卡罗光线追迹法以及有限元法分析了新型集热器的聚光特性、热应变以及热应力等特性,得到了集热管周围的热流密度分布,再以此为基础分析了集热管周围圆周方向的温度场分布,从而对集热管的热应力进行了计算。结果表明:相较于传统槽式集热器的集热管,新型太阳能槽式集热器的集热管在管周方向的热流密度分布更趋均匀,从而应力、应变分布也有明显改善,可有效提高集热器的使用寿命。     

太阳能驱动的氢-冷-热-电综合能源系统性能分析

基于可再生能源的综合能源系统具有清洁低碳与安全高效的特点。提出一种以抛物面槽式太阳能集热器驱动的综合能源系统,该系统包括质子交换膜电解池、有机朗肯循环和吸收式制冷子系统。根据能量梯级利用原理和热力学分析理论,建立综合能源系统的稳态数学模型,分析热力参数变化对系统性能的影响规律。结果表明,在设计条件下,质子交换膜电解槽制氢效率、有机朗肯循环发电效率和吸收式制冷效率分别为58.65%、12.20%、36.93%,制氢功冷联供总效率为55.58%。系统总效率随着涡轮机入口温度升高先增加后减少;随着发生器出口温度升高而增加。另外,增加工作压力和膜厚度会导致电解槽电压升高和电解槽效率下降。研究结果可为以抛物面槽式太阳能集热器驱动的多联供系统的建立和评价提供参考。     

槽式太阳能有机朗肯循环发电系统的模拟研究

把槽式太阳能集热器与有机朗肯循环系统相结合,模拟槽式太阳能集热器的相关参数对发电系统的影响。建立了槽式太阳能有机朗肯循环系统的数学模型和系统各部件的计算模型,采用VB软件对循环系统整体进行模拟。分析了系统整体效率和膨胀机输出功受太阳直射辐射强度、导热流体入口流体温升和入口速度的影响。模拟发现,当集热器入口和出口温度固定时,系统存在最佳流速,最佳流速与太阳直射辐射强度和入口温度都有关。     

槽式集热器布置方式的比较研究

集热器的布置方式是槽式太阳能热发电优化设计中的重要参数.本文采用SAM软件,选取我国四个地区的太阳能资源数据,研究不同纬度条件下集热器的布置方式(水平布置方式、高差布置方式、集热器间距)对槽式太阳能热发电集热系统性能的影响.结果表明集热器水平布置方式下随纬度降低南北布置在年集热量上的优势越来越明显,适当将南北布置的集热器自北向南倾斜有利于进一步提高集热场的年集热量.此外,对于集热器南北布置或东西布置在工程设计过程中均应选择合适的集热器间距.     

用于槽式太阳能热发电系统的热管式集热器开发

综合利用槽式聚焦型聚光器和热管式真空管接收器的优点,开发了一种用于槽式太阳能热发电系统的热管式集热器,介绍了这种新型集热器的聚光镜和接收器的结构设计,以能量守恒方程和槽式聚光器的光学特性为基础对集热器的效率进行了计算,结果表明,此集热器效率高于国外现有大部分集热器效率。     

Seeking energy equity through energy storage

Numerous states have adopted legislation and policy measures aimed at achieving greater equity across essential energy services on which underserved communities rely to meet basic needs. Equity is highlighted in the Biden-Harris January 2021 Executive Order No. 13,985, “Advancing Racial Equity and Support for Underserved Communities” (Exec. Order (2021)). When applied to the energy & utilities sector, ”energy equity” refers to the condition in which energy is provided to all in a consistent and systematically fair, just, and impartial manner regardless of race, geography, social standing, or economic position.Following this definition, energy equity is fundamental to healthy and prosperous social and economic systems, and contributes to regional and national security and stability. Data show that underserved populations generally suffer disproportionately from power outages, high energy prices, and polluting energy generation facilities. Numerous policy measures that include energy storage (i.e., residential, commercial, and utility scale batteries, and other technologies) can help provide energy equity to all populations. These policy measures address procurement mandates, replacement of peaker units, financial incentives, ownership policies and community projects, integrated resource planning and pilot programs, resilience, and long duration energy storage.     

单相级联准Z源逆变器有限集模型预测控制

以单相级联准Z源逆变器(quasi-Z-Source Cascaded Multilevel Inverter,qZS-CMI)为研究对象,以提高动态响应速度和降低开关频率为研究目标,提出一种优化有限集模型预测控制策略。首先,在分析不同工作状态对qZS-CMI状态变量的影响后,建立其离散时间模型。其次,以MPPT作为输入电流参考,根据所建立的离散时间模型,对准Z源网络的输入电流、输出电容电压、负载电流进行预测,并引入评价函数中,实现qZS-CMI系统的多变量综合协同控制。然后,将平均开关切换次数引入评价函数,优化系统的开关损耗。通过所提模型预测控制方法,无需输出电流控制环和直流侧电压控制环,降低了控制参数的调节难度,提高了系统的动态响应速度。最后,通过建立仿真模型验证了所提算法的有效性和正确性。     

节能环保非晶变压器

前言 因能源资源具有无法重复使用及消耗后不能再生的特性,所以能源资源只会愈来愈少,这就导致电价愈来愈高。且因全球二氧化碳排放愈来愈高,形成的温室效应使全球气候异常．气候反常对人类的影响也日趋明显。     

可再生能源,未来能源之星

可再生能源是清洁能源,是自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源.一旦建成,不必再有原料的投入.它对环境无害或危害极小,而且资源分布广泛,适宜就地开发利用.可再生能源主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等.对太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等可再生能源概念、特点、能源利用历史、现状和未来发展进行了综述,从而得出结论:有了可再生能源,我们的文明方有永续的可能.     

基于能源管理的智慧能源网关技术研究

智慧能源网关采用集成设计的理念,建立电能表、水表、气表的多表数据通信链路,实现能源智慧管理方案。在法制计量设备与计量管理系统主站之间建立了直接的通信采集链路,解决了电、水、气表数据同一网络传输的方案,提升数据传输的效率,避免网络的重复建设。研究智慧能源网关技术在能源管理系统中的应用,有利于能源全面管理和智慧管理,有利于提升互动式需求的应用。     

能源互联网供能质量综合评估

由于现有算法的限制和约束,面向电力系统的电能质量评估方法不适用于含多种分布式能源的能源互联网。为了得到能源互联网综合质量情况,需要提出面向多种分布式能源的综合评估方法。基于国家电能质量、室内空气质量和污染物排放标准,提出了将动态权重函数、二维惩罚函数、突变决策理论和自组织特征映射网络用于能源互联网供能质量综合评估的应用思路。最后,采用2个算例验证了所提方法的有效性,并得到了能源互联网供能质量的综合指标数值和等级评估结果。     

In-depth energy - The energy drain of idleness

Last month, Britain's Energy Saving Trust published a report, 'The Ampere Strikes Back', claiming that by 2020 a staggering 45 per cent of domestic electricity consumption would be down to gadgets in the home. To reach its estimate, the trust excluded heating, which dominates domestic energy consumption. The basis for the trust's calculation came from a report published by the UK government's Market Transformation Programme (MTP). However, analysts and industry insiders said most consumer-electronics companies now see energy efficiency as a major selling point and are working to cut electricity consumption.     

能源互联网供能质量综合评估

由于现有算法的限制和约束,面向电力系统的电能质量评估方法不适用于含多种分布式能源的能源互联网。为了得到能源互联网综合质量情况,需要提出面向多种分布式能源的综合评估方法。基于国家电能质量、室内空气质量和污染物排放标准,提出了将动态权重函数、二维惩罚函数、突变决策理论和自组织特征映射网络用于能源互联网供能质量综合评估的应用思路。最后,采用2个算例验证了所提方法的有效性,并得到了能源互联网供能质量的综合指标数值和等级评估结果。     

能源互联网供能质量综合评估

由于现有算法的限制和约束,面向电力系统的电能质量评估方法不适用于含多种分布式能源的能源互联网。为了得到能源互联网综合质量情况,需要提出面向多种分布式能源的综合评估方法。基于国家电能质量、室内空气质量和污染物排放标准,提出了将动态权重函数、二维惩罚函数、突变决策理论和自组织特征映射网络用于能源互联网供能质量综合评估的应用思路。最后,采用2个算例验证了所提方法的有效性,并得到了能源互联网供能质量的综合指标数值和等级评估结果。     

科学用能--应对能源挑战

科学用能是突破中国现代化建设面临资源和环境制约的战略选择．运用熵定律和耗散结构理论．对能源世界观进行了深入研究．提出科学用能是节能的升华,是实现节能为本的具体措施．其包括科学使用能源、科学配置能源和科学管理能源,对信息技术给予能源工业的影响、分市式能源系统、综合资源规划等．以及实现资源优化配置的法律环境和市场运作方式作了重点论述．科学用能是在科学发展观指导下的伟大实践．中国将由此实现跨越式发展。