Stability analysis of MHD disk generators designed for a coal-fired power system with CO2 recovery

Design and stability analyses of MHD disk-type generators are carried out, which are applied for coal-fired electrical power generation system with CO₂ recovery. Channels designed with subsonic flow show rather poor performance compared with supersonic flow channels. Inflow channels show better performance than outflow channels. The inflow channel gives enthalpy extraction ratios of 20.21% and 21.12% for thermal inputs of 1100 MW and 2000 MW, respectively, while the outflow channel operated with supersonic flow yields enthalpy extraction ratios of 17.92% and 18.12% when the magnetic flux density is 8 T. The open-cycle disk channels tend to become unstable at the exit region. It seems possible to stabilize the disk channels when operated with 8 T but seems difficult to stabilize them when operated with 10 T. © 1997 Scripta Technica, Inc. Electr Eng Jpn 119(1): 9–16, 1997     

Adiabatic efficiency and Joule dissipation in supersonic Faraday MHD generator

The adiabatic efficiency of a supersonic Faraday MHD (magnetohydrodynamic) generator and its relation to Joule dissipation in the MHD channel were studied in a shock tube experiment. An adiabatic efficiency of 39.7% was obtained at enthalpy extraction of 8.3%. A dissipation process, which reduces the adiabatic efficiency, is examined by evaluating loading parameters and entropy production caused by Joule dissipation. At low load resistance, large Faraday currents in the channel upstream cause extremely large Joule dissipation in both the main flow and the region near the electrodes. It is confirmed experimentally that a high loading parameter yields a high adiabatic efficiency because Joule dissipation is small throughout the MHD channel. © 1999 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 128(4): 47–54, 1999     

漂浮特性对风力发电机塔基载荷性能的影响

为研究漂浮特性对风力发电机塔基载荷性能的影响,使用仿真技术进行分析.将漂浮平台和波浪载荷考虑到已建好的风力发电机组模型中,形成漂浮式风力发电机组分析模型.以NREL 5 MW数据为基础,利用FAST软件对漂浮式和基础固定式风电机组涉及的各典型工况进行载荷性能仿真,并将2种风电机组的仿真结果进行对比.研究结果表明：漂浮特性对风电机组塔基载荷的波动及极限载荷的影响显著,通过对比2种风电机组各典型工况下的仿真结果,得出漂浮式风电机组塔基极限载荷相比基础固定式机组结果呈现规律分布,并对规律分布的原因作出了分析.     

大型W 火焰锅炉灭火原因分析及对策

华润电力(涟源)有限公司一期工程1 号300 MW“W”火焰锅炉在首次带至300 MW 负荷、首次对锅炉炉膛吹灰时,炉膛负压波动大,瞬间达到-3 000 Pa,造成锅炉负压保护动作。对锅炉进行了简单介绍,分析了锅炉灭火的主要原因,主要为：燃用煤质变化大;燃烧配风不合理,燃烧不稳,锅炉抗干扰能力弱;布袋式除尘器运行控制不正常,锅炉吹灰时除尘器压差瞬间增加变化大,为600～3 000 Pa,对炉膛负压的干扰大;汽轮机真空低,燃煤增加等。通过采取加强燃煤管理,优化燃烧调整,完善炉膛、烟道、布袋式除尘器清灰吹灰系统的匹配,提高汽轮机真空等措施,可预防锅炉灭火现象的出现。     

一种新型传感结构的光学直流电流传感器

分析比较了多种直流大电流测量方法,指出直流测量设备高压侧无源化是未来高压测量设备的发展趋势。针对传统块状玻璃型电流传感器传感头加工难度大、直流解调算法难以精确解调出法拉第旋转角的缺点,采用一种基于双光源双输出条形传感头的新型无源式直流电流传感器。这种结构降低了传感头制作及加工难度,在双通道光路、电路不对称的情况下,能够将与被测电流成正比的直流信号从直流本底光强信号精确解调出来。试验结果表明,在300 ~3 000 A范围内,测量准确度优于0.5%,在光功率波动达25.2%、双光路光功率不对称度为34.2%的情况下,双光源双输出传感器相对误差变化范围为-0.4% ~ +0.42%,远高于相同测试条件下单光源双输出传感器的性能。     

Three-Dimensional Flow Analysis in a Faraday-Type MHD Generator

This paper studies the development and analysis of the 3-D flow fields in a Faraday-type magnetohydrodynamic (MHD) generator. A large-scale pulsed MHD generator with a Faraday channel of 4.5 m has demonstrated the maximum electric power output of 510 MW. The results of the present development and simulation are compared with the experimental results of the pulsed “Sakhalin” MHD Generator power generation system. As a result, they show close agreement with experimental ones. The development of the 3-D flow, current density distribution, and generated power are presented as well.      

基于先进控制技术的机组优化控制系统

针对某电厂700 MW超超临界机组存在负荷升降速率低、负荷调节精度不理想及当煤种变化时控制系统不稳定等实际问题,通过采用基于现代控制理论的先进控制技术,提出了解决上述各类问题的协调控制和蒸汽温度优化控制系统。实际应用表明,先进的优化控制系统有效提高了机组负荷的调节性能,减小了关键参数的波动,大大提高了机组运行的稳定性及对煤种变化的自适应能力。     

风、浪对海上风电机组振动特性的影响及控制策略

建立了波浪模型,分析了风力机气动载荷和气动转矩中与水动频率相关的脉动分量产生的原因,并基于GH Bladed平台仿真验证了这种脉动的存在性。为减小这种脉动以及风切变和塔影效应对风力机产生的影响,将积分后的塔顶振动加速度信号与统一变桨距参考信号叠加,减小统一变桨距信号,结合风力机输出功率的3倍频风轮旋转频率(3P)脉动分量以及每支叶片的方位角将其转换为该叶片的桨距角调节信号,实现变桨距控制。仿真结果表明,所提变桨距控制策略不仅能有效平缓风、浪引起的海上风力机叶根挥舞载荷的脉动,还能明显减小其气动转矩以及输出功率的波动,在减小风轮疲劳载荷的同时提高了海上风力机的输出电能质量。     

开关电源交错拓扑输出电流纹波数学分析

本文首次提出运用线性函数和组合波形原理，推导开关电源任意N通道交错并联拓扑输出电流纹波幅值与单通道占空比关系的数学模型，根据数学模型可以定量表达任意N通道交错并联拓扑输出电流纹波幅值大小，为设计具有最优输出电流纹波特性的交错并联拓扑奠定了理论基础。     

兆瓦级并联型风电变流器热负荷平滑控制研究

风电变流器采用并联型结构能增加容量至兆瓦级,因而在风电机组中得到了广泛应用。由于变流器的运行功率随着风速变化,功率半导体器件的工作电流和驱动功率也随着变化,导致其结温波动显著,这将影响器件的寿命,并降低变流器的可靠性,而可靠性是兆瓦级风电变流器的关键性能之一。针对这个问题,本文提出了一种兆瓦级并联型风电变流器的热负荷平滑控制策略以提高变流器的热稳定性。在热负荷平滑控制中,额外的无功功率引入到变流器输出中,然后增加的无功电流能够使得当风速变小时,功率器件的热负荷保持平稳,从而使得其结温趋于更加稳定,生命周期延长,变流器的可靠性提高。最后,搭建了基于Matlab/PLECS的仿真平台,以3 MW并联型风电变流器为算例进行了仿真计算,计算结果表明,在热负荷平滑控制下,当变流器的热负荷变化时,IGBT的结温波动从原来的34℃下降到12℃,验证了该控制方法的有效性。     

基于无线系统的负控供电运营管理平台

介绍了电力负荷控制系统的发展历程、重要作用及总体构成,在现行的电力负荷管理系统的基础上,构建一个供电运营管理平台;进一步介绍了电力负荷控制系统,可通过前置工控机切换信道接口,实现与光纤、载波信道的沟通;实现了利用无线电远程监测和控制负荷,并提供监控中心站计算机系统的配置方案,并就优缺点进行比较,提出了系统的应用模式方案。     

Stabilization analysis of commercial‐scale subsonic diagonal‐type MHD generator considering loading conditions

In previous research on subsonic diagonal‐type MHD generators, the authors have proposed a conceptual design with relatively low Mach number in order to stabilize the MHD generator of commercial scale and have shown that the MHD generator works stably under constant‐current loading condition. In the present paper, effects of loading conditions on stability of the MHD generator are examined. A channel‐length scale linear stability analysis and time‐dependent calculations are carried out, where both gasdynamical boundary conditions and loading condition are taken into account. These analyses show that the MHD generator behaves stably under various loading conditions such as constant‐voltage loading condition and ohmic loading condition. Then the stability of the MHD generator connected with an ac power system is also analyzed by time‐dependent calculations. The analysis shows that the MHD generator stably provides the rated power to the ac power line. © 1999 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 128(4): 16–24, 1999     

母线负荷预测中样本数据预处理的新方法

选择SCADA量测数据作为原始数据源,针对目前母线负荷数据中3类典型的异常数据,提出了一种样本数据预处理方法。采用改进的数据横向比较法识别并修正数据丢失点和由突发事件等原因引起的异常突变点,随后采用db4小波阀值去噪法处理由信道噪声等原因引起的数据波动,使负荷曲线平滑化。该方法能够有效识别连续数据丢失点和异常突变点,在保持原有负荷曲线变化趋势的基础上剔除异常波动数据,实现平滑处理,为下一步直接进行母线负荷预测提供高质量的样本数据,在一定程度上提高最终的预测精度。     

基于FPGA改进型串联混合有源电力滤波器的研究

为了解决电力电子等非线性变流装置和大容量动态负载所带来的电网日益严重的谐波问题,本文分析了能有效抑制谐波的带基波电流旁路通道的串联混合有源电力滤波器的结构特点、工作原理及双dq变换控制方法,提出基于FPGA的脉宽调制PWM硬件实现方法,设计了混合有源电力滤波器数字控制电路结构.基于Modelsim的仿真实验验证了FPGA模块的可行性,同时对其补偿特性进行了MATLAB仿真研究,仿真结果表明在负载不平衡情况下该方法能很好地进行谐波补偿并很大程度地降低有源部分的容量.     

国产200MW汽轮机组调速系统故障试验分析与处理经验

针对国产２００ＭＷ汽轮机组液压式调速系统投产多年来经常发生卡涩、甩负荷不稳定运行的客观问题,对华能淮阴电厂２台２００ＭＷ汽轮机调速系统进行了综合治理和技术攻关取得了成功的经验,值得国产同类型机组借鉴。     

白山300MW水轮发电机新型通风系统的通风及温升试验总结

介绍了白山电站３００ＭＷ水轮发电机双路封闭循环无风扇端部回风固定圆盘式通风系统与主要参数以及所获的经济效益，给出了风速沿定子通风沟的分布、发电机负荷温升试验和增容试验结果，并对此进行了分析，结论表明，该通风系统设计是成功的，通风损耗降低经济效益大。     

600MW机组一次调频功能分析与优化

对广东江海湾发电有限公司2台600 MW超临界机组一次调频功能进行分析,指出了原控制系统中CCS侧与DEH侧一次调频回路的不协调,并对控制系统进行了优化。通过优化,解决了一次调频动作时负荷频繁波动、锅炉调节回路响应慢等问题。试验表明,优化后的一次调频功能满足电网调频要求和机组安全稳定运行要求。     

连续通电条件下触点接触电阻劣化的初步分析

电器长期通电后可使触点表面劣化,具体体现为接触电阻稳定增大、无规律增大、周期性变化、瞬时变化等电接触失效形式。本文以银镍触点材料为例,试验研究了接触压力、通电时间和通电电流对接触电阻的影响,并分析了接触电阻劣化失效的物理机制。     

输电线路光差动保护初探

全光纤电流互感器是通过Faraday磁光效应测量载流导体中电流,不存在磁饱和、测量范围广、线性度好。由于载流导体中电流磁场效应可以叠加,可将输电线路差动电流测量转换为利用光学器件在光路层面直接进行Faraday磁光效应偏转角的运算,不需要繁复的对时就可直接获得线路两端电流差值,在此基础上构成光差动保护。在PSCAD中搭建光差动保护模型,仿真结果表明光差动保护测量差流能够反映实际差流变化情况,采用固定门槛值的光差动保护对区内故障具有较高的灵敏度,在区外故障时具有一定的可靠性。     

超超临界机组瞬变负荷对供电煤耗率的影响

通过对华能海门电厂1 036 MW机组的瞬变负荷试验,采用不同的负荷升降率、幅度、波动次数动态分析机组的供电煤耗率。试验结果表明：不论何种速率,加负荷过程的供电煤耗率明显高于稳态负荷,而降负荷供电煤耗率略低于稳态负荷,瞬变负荷波动幅度越大,机组供电煤耗率瞬态波动幅度越大;得出机组最佳负荷升速率、最佳节能调度的方式等。该试验结果可达到提高机组运行的经济性,降低机组供电煤耗率,从而最终为电厂节能减排、优化机组间的运行方式以及电网的节能调度提供理论依据。