蓄能发电系统工程发展预测

概要介绍飞轮蓄能发电、超导蓄能发电、压缩空气蓄能发电、扬水蓄能发电等项技术的现状和发展趋势．     

实现压气式蓄能发电提高联合循环电站输出功率

介绍了联合循环发电设备实现压气式蓄能发电的结构特点(包括压气蓄能发电系统、联合循环压气蓄能发电系统和高压双机联合循环压气蓄能发电系统)和贮气空调类型;分析了压气式蓄能发电的经济效益。介绍了当前国际上对此类蓄能发电开发利用的情况。对我国开发压气式蓄能发电提出了建议。     

分散发电中蓄能技术的研究

在电力市场条件下,蓄能技术是转移高峰电力、开发低谷用电、优化资源配置、保护生态环境的一项重要技术措施。本文研究了蓄能技术在分散发电中的作用、蓄电池技术及其用于分散发电的可行性分析、各类蓄能技术和分散发电系统相互匹配的问题、蓄能技术与设备的性能指标的分析以及各种蓄能技术及其用于分散发电的可行性分析。最后得出分散发电中蓄能技术可行性。     

火力抽水-蓄能发电的经济性分析

火力抽水-蓄能发电是由汽轮机直接带动水泵抽水蓄能发电,文中分析了火力抽水-蓄能发电的发电效率,投资效益以及技术上的可行性,与传统的抽水蓄能发电相比,火力抽水-蓄能发电减少了2次能量转换的损失和1次电能传输的损失,总的发电效率可提高10%以上。其运行方式是全天24h抽水,电网峰负荷时发电。锅炉、汽轮机都可以满负荷工作,得到最高的热效率,用火力抽水-蓄能发电取代同样规模的火电厂和抽水蓄能电站,可以提高发电效率,降低供电煤耗率,增加发电量,降低设备投资。     

大型蓄能发电系统开发动向

地球能源的开发与利用,仍属当今世界重大课题。在不断开发新能源的同时,如何更有效地利用现有能源,其中包括节能．蓄能技术的开发,更为世人关注,尤其是蓄能发电技术的开发,已经成为一项迫切的工程,因为有的城市用电量极不均衡,夜间与白天负荷之比几乎达到1：100以上,而担负基荷的火电、尤其是核电很难在夜间低谷负荷期间停机灭炉,即使白天高峰负荷期间用于调峰的中间机组也是很有限的,这就迫使国际社会不遗余力地研究开发蓄能发电新技术。本文简要论述这种新技术的发展现状和趋势。     

计及风、光、水能混合发电系统的建模与研究

提出了一种风光水混合发电系统,该系统包括风力发电、光伏发电、水力发电等子系统。在建立混合发电系统数学模型的基础上,分析了风光水抽水蓄能混合发电、风光互补抽水蓄能发电以及风光水简单混合发电3种运行方案的差异。通过实例仿真,对混合发电系统运行问题进行了探讨。仿真结果表明,风能、光能和水能互补性显著,可再生能源混合发电系统具有较大优势,抽水蓄能可解决电能生产与消费在时间上的不平衡问题。     

离网型组合蓄能光伏发电系统

提出了离网型组合蓄能光伏发电系统及其优化运行与配置的设计方法.该系统采用电解水制氢与蓄电池相结合的蓄能方式,其设计方法不仅能消除太阳能与用户负荷间供需失配的影响,而且还实现自治运行、效率最优和成本优化.以不同纬度地区的用户为案例,对离网型组合蓄能光伏发电系统和常规离网型光伏发电系统进行了对比计算与仿真.仿真结果表明,与常规系统相比,组合蓄能光伏发电系统不仅能够离网运行,提供连续的电力供应,且成本较低、体积较小、重量较轻等.     

可变速抽水蓄能发电电动机功率特性分析

可变速抽水蓄能发电电动机采用双馈电机,兼具异步电机与同步电机双重电磁特性。本文首先提出了适用于可变速抽水蓄能发电电动机的数学模型,继而对其建立了电磁功率及电磁转矩表达式,并以此分析了可变速抽水蓄能发电电动机兼具异步特性与同步特性的运行机理。在此基础上,进一步探讨了可变速抽水蓄能发电电动机静态稳定问题,提出了静态稳定运行的必要条件。最后,提出了可变速抽水蓄能发电电动机有功功率及无功功率分析模型,揭示了有功功率及无功功率随励磁电压的变化规律。     

大容量飞轮蓄能发电系统发展趋势

大容量飞轮蓄能发电系统可配置在城市附近，用于平衡白天的电力负荷。该文介绍了这种系统的现状，指出了在这种系统中采用高温超导磁力轴承的发展动向。     

广东电网节能发电调度模型与应用

为了应对日益严峻的能源与环境形势,中国颁布并实施了电网节能发电调度办法。由于该办法仅仅提供了基本的调度原则,广东电网在节能发电调度的推行过程中,缺少能满足政策的节能发电调度模型与算法。为解决这一实际问题,在分析现有节能发电调度方案不足的基础上,提出了考虑节能发电调度规则的混合整数线性规划机组组合与发电计划模型,以实现广东电网的节能发电调度。由于广东电网的抽水蓄能装机容量比重较高,在模型中考虑了抽水蓄能的作用。所提模型的有效性在IEEE10机39节点系统上得到验证。将该模型用于广东实际电网,分别给出了以节煤和降低购电成本为目标的广东电网节能发电调度模式下的调度策略及分析。在此基础上,探讨广东电网抽水蓄能机组在不同调度模式下的一般调度原则。     

先进的燃气——蒸汽联合循环压气蓄能发电系统

当今世界电力负荷很不均衡问题日趋突出。季节变化、甚至白天黑夜，差别也是很大。电能的贮存和合理利用，备受关注。至今为止能够用于大容量蓄能发电的方法主要是抽水蓄能和压缩空气蓄能2种系统，其中抽水蓄能的应用量大面广。抽水蓄能电站要求具备     

压缩空气蓄能及其他蓄能技术在美国的应用

介绍了压缩空气蓄能技术(CAES)、电解液电池蓄能技术和1 MW飞轮系统蓄能技术及其目前的发展状况和与风能发电联合应用的项目,同时介绍了这些技术对煤、天然气轮机联合发电厂的影响.展望了蓄能技术在美国的广阔发展前景和巨大经济效益.     

变速抽水蓄能电机在发电工况不同转速下磁场和损耗研究

本文对变速抽水蓄能发电电动机的电压方程、磁链方程、电磁转矩方程和运动方程进行了推导，并建立了10MW变速抽水蓄能发电电动机二维电磁场的数学方程和物理模型，对变速抽水蓄能发电电动机的电磁场数学方程进行了计算，得到了变速抽水蓄能电机在发电机工况下超同步速时定子电压和定子电流的波形，分析了变速抽水蓄能电机在发电机工况下不同转速时磁密的分布规律，研究了不同转速下定子铁芯损耗和转子铁芯损耗占总铁芯损耗比例的变化规律。搭建了10MW变速抽水蓄能发电电动机样机试验测试平台，通过试验测试得到的结果与计算结果较为接近。     

组合蓄能离网型自治光伏发电系统优化运行与配置设计

提出了采用电解水制氢与蓄电池相结合的组合蓄能离网型自治光伏发电系统及其优化运行与配置设计方法。该系统不仅能消除太阳能与用户负荷间供需失配的影响,且能实现运行和成本的优化。以不同纬度地区的2个用户为例,对组合蓄能光伏发电系统和常规蓄电池蓄能光伏发电系统进行了对比计算与仿真。仿真结果表明,与常规系统相比,组合蓄能系统不仅能够绿色自治运行,提供不间断的电力供应,且成本较低、体积较小、重量较轻等。     

海水抽水蓄能变速发电电动机设计与计算

变速抽水蓄能机组因可实现机电系统的柔性连接,满足电网有功调峰、无功补偿要求,并具有快速响应、运行稳定性高的优点,受到行业普遍关注。本文介绍了海水抽水蓄能10MW变速发电电动的总体结构、通风结构、绝缘结构,并重点介绍了转子结构,为今后大容量变速发电电动机的设计积累了经验。     

变速抽水蓄能用双馈发电电动机的无功V形曲线研究

变速抽水蓄能用双馈发电电动机在维持有功功率输出的同时,可充分利用其功率裕量,成为稳定无功源,灵活参与系统调压调相。为研究双馈发电电动机的无功特性,在分析双馈发电电动机电气量关系的基础上,建立基于转子电流-定子电流的双馈发电电动机V形曲线,可简单直观地反映变速抽水蓄能用双馈发电电动机无功特性。研究了不同工况下双馈发电电动机V形曲线的变化规律。最后,基于RTLAB平台进行硬件在环测试,测试结果表明双馈式变速抽水蓄能机组具备类似同步电机的无功特性,同时也证明了所提分析方法的正确性和有效性。     

基于HOMER仿真的配电网分布式光伏发电优化

随着光伏产品成本的降低,配电网分布式光伏发电近年来发展迅速。但其储能容量、天气因素干扰不尽理想。而且在晚间用电高峰期不能有效的负担部分用电负荷,不利于配电网的频峰调整。提出了一种利用抽水蓄能和分布式光伏发电相结合的方案,在一定的运行方式下,使得配电网分布式光伏发电系统在储能容量和调峰能力方面有了大大的提升,并具备了夜间发电的能力。按照实际参数,年平均日照强度、天气指数、设备具体参数、造价、上网实时电价、用电电价等通过HOMER建模仿真,并将单一分布式光伏发电相和抽水蓄能、分布式光伏发电相结合的两种方案模型建模仿真比较。论证了优化后的抽水蓄能与分布式光伏发电相结合方案的优越性,同时也计算出在优化方案在特定的运行方式下,相比单一配电网分布式光伏发电,成本回收期只有略微延长,证明了优化方案的可行性。     

抽水蓄能发电电动机转子稳定性研究

转子是水轮发电机中变换能量和传递扭矩的核心部件。针对转速相对较高、工况转换复杂的抽水蓄能机组,转子的稳定性研究是一项重点工作。良好的转子结构和性能可以避免机组投运后转子部件出现重大电气以及机械事故。随着抽水蓄能机组向高转速、大容量方向发展,转子的设计和检修难度也越来越大。本文详细介绍了溧阳抽水蓄能发电电动机转子结构特征,重点分析研究电磁性能、机械性能和绝缘性能。运行性能表明发电电动机转子结构合理、运行稳定。本文对类似蓄能电机转子的设计与研究具有指导意义。     

大型压气蓄能发电系统的开发

“当今世界电力负荷很不均衡,日趋突出。季节的变化,甚至白天黑夜,差别也是很大。电能的贮存和合理利用,备受关注。至今为止能够用于大容量蓄能发电的主要是抽水蓄能和压缩空气蓄能2种系统,其中抽水的应用量大面广。抽水蓄能电站要求具备上、下游2个水库,造价较高,而且受到电站选址的限制。虽然可以利用海水来代替下游水库,降低造价,但是这种利用海水的抽水蓄能发电系统尚未普及,而且必须解决设备的海水腐蚀课题。最近几年火电设备的市场需求热点不再是30万kW、60万kW的大容量火电设备,而是高效、节能、环保型的燃气、蒸汽联合循环发电机组。美国新增发电设备的2/3是这种机组,其他国家的火电设备中约50％也是这种机组,预计今后10年内蒸汽发电将占市场份额的25％,而燃气发电则将达55％的份额。几乎高达蒸汽发电的2倍以上。燃气发电机组除了燃烧器、燃气轮机和发电机外,还需要空气压缩机向燃烧室内注入压缩空气,以便强化燃气的燃烧。实际上,燃气轮机的输出功率只有少数(约占30％～40％)用于发电机,而大多数(约占60％～70％)是用于驱动空压机的。如果能将谷荷期间(比如夜间)剩余的电力用来驱动空压机,并将压缩空气贮存起来,等到峰荷期间(比如白天)用来发电,则可使燃料节省到原来的1/3,或是可使发电机输出功     

联合循环电站采用压缩空气蓄能可使发电功率加倍

介绍了联合循环电站采用压缩空气蓄能以提高效率的原理及实例。