火电机组热力系统主导因素变工况建模方法研究

如何提高机组运行经济性水平，是当前发电企业面临的重要问题，建立有效的机组运行经济性分析系统是解决这个问题的一个有效途径。该文将通用机理建模方法与对象具体运行参数分析相结合，建立了能够在大负荷范围内精确仿真火电机组热力系统热力特性的变工况数学模型。该模型除可以作为参照标准对系统运行进行经济性分析外，还可能用于系统的故障诊断。最后针对某135MW火电机组热力系统的建模实践证明了文中所提方法的可行性。     

基于无量纲的电站加热器变工况建模和研究

回热系统是发电机组热力系统重要组成部分,加热器是其主要的辅助设备。传统回热系统加热器变工况运行的数学模型非常复杂,建模过程中涉及流体相变问题。本文基于电站加热器在实际运行中的数据,采用无量纲方法建立加热器运行模型,无需考虑加热器内部复杂的传热过程。将模型用于某660 MW超超临界汽轮机组的低压加热器上,结果表明:利用该模型计算的加热器出口水温和实际测量数据偏差很小;在满足精度要求的情况下,该模型简单方便,工程上可用于回热系统加热器的经济运行指导和故障诊断。     

并网型双馈电机风力发电系统建模与仿真

双馈电机已成为变速恒频风力发电系统的主流电机.文中介绍了交流励磁变速恒频双馈电机运行的基本原理,推导了风力机模型和交流励磁双馈电机动态数学模型.交流励磁变速恒频双馈电机风力发电系统空载运行和发电运行由于涉及并网时刻状态转移导致建模复杂,故提出用S函数描述双馈电机的数学模型,结合MATLAB中Simulink环境建立完备的系统仿真模型.由仿真结果可看出,所提系统实现了最大风能追踪控制,且动态响应快,双馈电机可运行于不同转差频率下亚同步和超同步状态,同时稳态时转子侧和定子侧注入电网谐波基本为零.     

基于统一数据模型的电力现货市场清算方法及其应用

电力现货市场下的数据清算具有数据规模大、业务处理复杂、时效性要求高等特征,为解决现货市场清算系统面临的突出问题,文中提出了基于通用结算数据模型的清算方法。通过建立多维立方体数据模型,实现复杂维度数据的统一建模,再进一步建立算子库,实现模型之间的转换和清算的灵活计算。最后,建立列式数据仓,通过列式计算与列式对比,实现电力交易的高性能清算。根据所提方法研发的软件已应用于省级现货市场试点单位,实际运行证明了其有效性和可靠性。     

热力系统优化调度中热电联供汽轮机建模方法研究

在热力系统优化调度计算中,采用常规方法所建立的热电联供汽轮机模型通常精度较差。本文提出了依据实时运行数据采用线性规划的汽轮机特性建模方法,在建模允许的误差范围内它反映了大多数正常运行数据所表达的共同变化规律,同时对异常数据进行剔除。采用该方法的建模结果表明该方法可以获得热电联供汽轮机准确的特性方程。     

300MW循环流化床锅炉主汽温建模方法比较研究

大型火电厂主汽温对象特性具有明显的非线性、大惯性和大延迟的特点,很难建立精确的数学模型,而过热汽温控制系统往往采用基于模型的设计和整定方法.为此,文中基于某300MW循环流化床锅炉CFB主汽温实际运行和试验数据,采用几种常见的过热汽温建模方法建立了过热汽温的数学模型,为了解循环流化床锅炉过热汽温特性、建模方法的选择、以...     

电站锅炉制粉系统的仿真建模

依据电厂锅炉的中间储仓式制粉系统 ,建立仿真模型来模拟实际系统的运行过程 ,经测试 ,模型运行结果基本上与现场运行相吻合。此建模方法为复杂大系统的仿真提供了一个理想的建模途径     

重型燃机热力系统动态仿真模型

文中采用模块化建模方法开发了燃机热力系统动态仿真模型。利用逐级叠加法建立变几何多级轴流压气机全工况性能预估模型,在此基础上运用一维非稳态微分方程组建立压气机级的仿真模块;通过合理的简化建立以压力和焓为状态参数的微分方程组,反映燃烧室内燃气的动态变化过程;借助流体网络技术,将所要求解的级作为压力节点计算其排气压力,按照级工作原理计算其他状态参数的思路建立透平级仿真模块;结合其他相关仿真模块建立了完整的燃机热力系统实时仿真模型。仿真试验表明所开发的数学模型能够正确反映燃机热力系统的动态特性和全工况运行过程,模型运算稳定可靠,不仅可直接应用于燃气-蒸汽联合循环机组实时仿真系统的开发,还可为燃机控制系统设计与分析提供良好的非线性对象模型。     

基于机理仿真拓展的电厂热力系统数据代理映射模型构建方法

电厂系统高精度映射模型是智慧电厂先进调度控制的核心技术,传统现场试验获取数据的方法成本高、时间长,而在线机理模型仿真依赖高成本的仿真系统。文中提出一种基于机理仿真拓展的电厂热力系统数据代理映射模型构建方法。首先离线建立热力系统的结构机理映射模型,通过有限试验工况的运行数据对模型进行辨识修正;构建所需多工况条件,采用仿真系统运行高精度机理映射模型获得拓展的多工况运行样本数据;基于多工况运行样本数据,采用数据建模方法建立热力系统的数据代理映射模型,并脱离机理仿真系统加以运用。以某热电联产机组为案例的分析表明,基于神经网络建立的数据代理映射模型与机理映射模型计算结果的误差在1%以内,具有较高的一致性。     

基于系统辨识建模的微网二次电压频率控制器参数设计方法

在采用由下垂或者虚拟同步机控制的逆变器构建的微网系统中,二次电压频率调节器参数优化是提高微网电压频率性能的关键。进行电压频率参数优化分析的前提是获取微网电压频率响应模型,但是由于微网系统结构复杂多样,系统内微源和负荷种类繁多,以及商业化电源广泛使用造成的电源模型难以获得等原因,给微网机理建模带来了很多困难。为解决上述问题,通过建立微网系统公共连接点电压频率响应模型结构,利用在微网中采样的运行数据以及系统辨识方法对模型中传递函数进行辨识,并利用辨识得到的模型对微网系统二次电压频率控制器进行参数优化。所提方法不仅可以在微网内部结构以及电源模型未知的情况下对微网进行建模,而且所建模型阶次低,便于调节器参数设计使用。最后,在微网实验平台上对所提方法的有效性进行了实验验证。     

湿法烟气脱硫系统脱硫效率的建模与仿真

石灰石／石膏湿法烟气脱硫在我国火电站脱硫中占有重要地位。在脱硫工艺原理的基础上,建立了湿法烟气脱硫效率模型,探讨了模型中参数的确定方法;基于Matlab程序编程仿真,研究了液气比、pH、入口SO2浓度和入口烟气温度对湿法脱硫效率的影响。模型的建立对于优化脱硫工艺及电厂脱硫人员培训具有一定的指导意义。     

撞击法测试液滴研究及在湿法脱硫系统的应用

湿法脱硫系统除雾器运行优劣,关系到燃煤电厂烟气排放水平,需采用合适的分析方法对脱硫烟气中携带液滴的情况进行分析。使用撞击法（Impacting method）在工业试验装置上研究了湿法脱硫烟气中携带液滴的分布规律,介绍撞击法的采样原理、使用方法、数据分析与处理,并给出应用实例及撞击法在测试过程中的注意事项。研究结果表明,通过显微镜可观察并统计气流携带的液滴在撞击板上留下的印记（弹坑）,根据其直径和数量可得出液滴粒径的分布,同时可以计算得到烟气中液滴的质量浓度,所得结果可为除雾器系统运行规律的研究和优化改造提供数据支持。     

某700MW切圆燃烧机组低氮燃烧贴壁风系统数值计算与应用分析

针对某2′700MW超临界四角切圆锅炉高温腐蚀问题,提出了加装贴壁风系统及低NOx燃烧优化改造方案,并通过对改造方案满负荷炉膛燃烧状态进行一系列数值计算,以及对主燃区近壁O2、CO、H2S等组分和烟气温度分布进行分析。结果显示,增加2层/8只反切布置贴壁风喷口后,上层燃烧器至还原区上部近壁O2浓度显著增加,CO、H2S浓度明显下降,烟气温度降低。贴壁风系统可以有效防治还原区侧墙水冷壁高温腐蚀。结合改后的现场调整试验,分析发现贴壁风可以改善炉膛出口烟气温度分布,降低左右两侧烟气温度偏差,对于四角切圆锅炉水平烟道对流过热面安全运行具有重要意义。增加贴壁风后,锅炉在保证经济性的条件下,可以提高锅炉运行的安全性和环保性。     

基于非线性自回归神经网络的燃气轮机建模方法研究

针对燃气轮机机理建模因缺失设计数据而建模难的问题,研究了非线性自回归神经网络建模的方法,并利用某在役燃气轮机的运行数据,建立了燃气轮机非线性自回归神经网络仿真模型。结果表明:该方法可以较好地仿真燃气轮机的关键参数,验证了采用非线性自回归神经网络建立燃气轮机仿真模型的可行性。     

单颗粒褐煤烟气干燥过程模型研究

褐煤干燥对提高褐煤品质具有重要意义。为了深入研究高温烟气干燥褐煤的物理过程,在一维球坐标系下对单个球形褐煤颗粒的干燥脱水过程建立了数值模型。模型中以褐煤颗粒内的蒸发界面为基础,将褐煤颗粒分为干区和湿区,对湿区求解传热方程,对干区求解烟气传热和传质方程,模拟褐煤干燥中的水分蒸发过程。模型采用Crank-Nicolson隐式差分方法进行离散化,模拟得到单个褐煤颗粒动态蒸发的过程。利用该模型分析不同粒径褐煤干燥过程中的烟气温度、颗粒含水量、颗粒内部温度分布等变化规律。发现颗粒最高温度不超过烟气和颗粒的最终平衡温度。褐煤颗粒粒径和初始烟气温度对褐煤的干燥过程有重要影响,较高的初始烟气温度条件下所需的干燥时间短,干燥时间近似与褐煤颗粒粒径的平方成正比。     

电-气互联系统建模与运行优化研究方法评述

基于燃气轮机和电转气(P2G)双向耦合的电-气互联系统(IEGS)是实现高比例可再生能源消纳、提升终端能源利用效率的重要载体。首先,基于电力-天然气流传输特性的对比,阐述了IEGS的内涵及其优势。其次,介绍了IEGS中耦合新设备——P2G的技术原理和建模方法。进一步,围绕IEGS能流建模求解和优化运行调度2个维度,总结综述了相关技术的研究进展。关于优化运行调度的研究进展,主要从基础调度模型、计及系统随机性、计及能流差异性、计及运营管理机制、模型非线性处理方法等5个方面展开论述。最后,对未来IEGS建模和运行优化的研究进行了展望。     

垃圾焚烧电厂烟气脱酸数值模拟及实验研究

根据垃圾烟气脱酸系统优化的需要,使用计算流体力学的方法建立了垃圾焚烧电厂喷雾干燥脱酸系统的数值计算模型,通过联合求解烟气动量、能量、湍流和组分方程,浆滴运动方程,浆滴蒸发和脱酸模型,得到了脱硫效率和脱氯效率模型。利用该模型计算得出了脱硫率和脱氯率随入口污染物浓度、烟气流速、石灰浆浓度、化学计量比的变化曲线,以及沿反应塔高度的变化曲线,并与实验结果进行了对比。结果表明：该模型能够预测脱硫率和脱氯率随各参数的变化趋势,且计算值与实验值吻合较好,模型误差在5%以内。该模型为垃圾烟气脱酸系统的参数调整提供了参考。     

汞吸附过程的试验研究和数学模型

在固定床试验台上,以汞渗透管和其它主要气体成分模拟烟气条件,采用活性炭和飞灰对汞的吸附过程进行了试验研究。结果表明:随Hg0入口含量的增加,活性炭、飞灰的吸附量增加,初始吸附量与Hg0的含量成正比例增加;吸附反应温度升高,活性炭、飞灰的吸附能力降低,这主要是由物理吸附的机理决定的。颗粒物理特性的差异成为飞灰与活性炭的吸附能力之差距的原因之一。另外,针对固定床吸附过程,建立了由质量平衡、传质过程以及吸附剂表面反应过程等综合决定的吸附动力学模型。模拟值与试验结果较吻合,因此该模型可用于某些待定影响因素的预测计算。     

宽带电磁脉冲测试系统的分步辨识建模方法

系统辨识作为一种常用的"黑箱"系统建模方法,为评估测试系统在瞬态测量中的动态特性提供了重要依据。通过理论分析和仿真计算阐述了在全频带范围内建立宽带电磁脉冲(EMP)测试系统动态数学模型的局限性,在此基础上给出了一种连续域的分步辨识建模方法,可用于解决测试系统在全频带范围内的数学建模问题。仿真分析结果表明,分步辨识建模方法有效融合了测试系统的低频和高频动态校准数据,得到的一体化连续域辨识模型能反映测试系统从低频至高频全频带范围内的动态特性。实验测试结果也验证了此方法的可行性。     

低温洗涤法烟气脱硫脱碳工艺模拟研究

本文提出了一种通过低温戊烷液体洗涤烟气将CO2和SO2同时冷凝脱除的烟气处理工艺。该工艺采用2塔喷淋冷却方式冷却烟气,第1个喷淋塔采用冷冻水喷淋降温至接近冰点,第2个喷淋塔采用低温正戊烷液体喷淋降温至SO2和CO2的凝华温度,洗涤冷凝得到的SO2、CO2和H2O等组分不溶于正戊烷,故而从洗涤液分离出来。本文基于ASPEN PLUS软件建立600 MW 燃煤机组低温冷凝法脱硫脱碳工艺模型,通过物料和能量平衡计算,对SO2和CO2脱除效率和系统能耗进行了分析。结果表明:将烟气降温至–116 ℃时,CO2捕集率达到90%,SO2脱除率接近100%;当捕集的CO2以气态形式存在时,系统能耗约为80.25 MW（188.6 kW·h/t）,当捕集的CO2以液态形式存在时,系统能耗约为114.56 MW（269.2 kW·h/t）,比传统醇胺吸收法脱碳能耗降低30%左右。