基于新型电力系统条件下抽水蓄能电站静止变频器配置台数的优化研究

以新型电力系统发展为引,分析电网需求变化引起抽水蓄能电站发挥作用的转变,抽水及抽水调相工况将逐步代替发电工况成为抽水蓄能发挥作用的主要工况,短时间、多频次的抽水启动将成为抽水蓄能电站的主要运行方式.从抽水蓄能电站抽水启动的工作方式及原理分析,静止变频器是抽水蓄能电站抽水启动的核心设备,在新型电力系统需求变化的大背景下,...     

加速功率型PSS在抽水蓄能电站的应用

抽水蓄能电站对提高电力系统安全稳定运行水平、电网供电质量和可靠性起着非常重要的作用,在研究PSS2A(Power System Stabilizer简称PSS)的主要原理、主要参数及含义的基础之上,结合东北某抽水蓄能电站PSS的投运实例,分别介绍了抽水蓄能机组在发电和抽水两种工况下整定PSS参数的方法,从其PSS投运投运效果可以看出励磁系统在抽水和发电两种工况下的无补偿特性基本相同,并且通过试验整定好的同一组PSS参数在抽水蓄能电站机组的不同工况下都有着良好的效果。     

加速功率型PSS在抽水蓄能电站的应用

抽水蓄能电站对提高电力系统安全稳定运行水平、电网供电质量和可靠性起着非常重要的作用．在研究PSS2A（Power System Stabilizer简称PSS）的主要原理、主要参数及含义的基础之上，结合东北某抽水蓄能电站PSS的投运实例，分别介绍了抽水蓄能机组在发电和抽水两种工况下整定PSS参数的方法，从其PSS投运投运效果可以看出励磁系统在抽水和发电两种工况下的无补偿特性基本相同，并且通过试验整定好的同一组PSS参数在抽水蓄能电站机组的不同工况下都有着良好的效果。     

新型电力系统下的变速抽水蓄能机组关键技术

随着风、光等新能源发电的迅猛发展和源-网-荷核心设备的"电力电子化"变革,电力系统正形成"高比例可再生能源"和"高比例电力电子设备"的"双高"发展趋势.在新型电力系统中,抽水蓄能机组承担着保障大电网安全和促进新能源消纳的重要使命,在电网安全稳定运行中发挥着重要作用.由于兼顾水轮机工况和水泵工况的最优效率,且在水泵工况下能够灵活调节吸收的有功功率,已在国外广泛应用的变速抽水蓄能机组在国内抽水蓄能电站的建设中备受关注,丰宁抽水蓄能二期工程准备投产两台300MW可调速交流励磁发电电动机.     

蓄能电站的多种形式

现代电力系统的一个重要特征就是要有一定比例的调峰电源，在电力系统的安全经济运行中，蓄能技术的应用已经非常必要，其中抽水蓄能的应用最为广泛，本文主要介绍了几种其它形式的蓄能电站，当它们在建造条件、地理环境允许时，这些形式的蓄能电站将比抽水蓄能更具有经济性。     

含混合式抽水蓄能电站的梯级水电站优化调度

为提高梯级水电站调度运行效益、优化水库水位变化过程、减少弃水,考虑湖北省某流域梯级水电站规划新增混合抽水蓄能电站,将抽水蓄能机组作为水电站发电备用机组或利用其抽水工况实现梯级水电站年发电量的最大化。针对不同来水频率下服从皮尔逊Ⅲ型分布的天然入库,提出逐步优化算法(POA)与水位廊道耦合方法,求解含混合抽水蓄能的梯级水电站调度模型,能有效保证在多约束条件下构建发电量最大的中长期调度规则。算例结果表明,新增混合抽水蓄能电站后不仅可增加本级水电站发电量,还可提高抽水发电转换效率、减少弃水,为梯级水电站规划新增抽水蓄能电站提供参考。     

基于抽水蓄能电站调度的电力系统节煤减排效应分析

在全球日益关注能源和环境问题的今天,对清洁能源进行合理开发已成为世界能源建设的共识,其中抽水蓄能电站因具备技术成熟,调峰、调压、调相功能强等特点,在世界清洁能源开发建设中得到认可。抽水蓄能电站开发与运营管理在面对气候变化多样、节煤减排要求高的新形势下,需科学合理安排抽水蓄能调度运行机制,科学合理安排抽水蓄能在电力系统中的工作位置,更好发挥抽水蓄能电站节煤减排作用。通过对抽水蓄能电站不同运行方案进行分析,分析不同负荷曲线特性下抽水蓄能工作位置的差异,分析随着抽水蓄能不同工作方式的改变,分析其对电力系统中其他电源运行方式的影响,进而分析电力系统的燃煤消耗。该研究成果理论意义与实用价值均很大,可为我国抽水蓄能科学可持续开发建设提供参考依据。     

抽水蓄能电站同发同抽水力特性VOF数值模拟

为了有效缓解电网突然出现的电力不平衡现象,同一个抽水蓄能电站不同水力单元机组同时分别发电及抽水运行,是对抽水蓄能运行及调度方式的一个重大创新措施。以某抽水蓄能电站上库为例,通过数学模型研究上库进/出水口在同发同抽工况下的库区水流流态、流道的水力特性、库区漩涡特性等水力参数的变化规律。结果表明,VOF方法可很好地模拟抽水蓄能同发同抽过程;同发同抽工况下,库区内进出水口附近局部水流流态与单向运行工况基本一致,但是两进/出水口之间形成连通的水流通道,库区内形成大范围横向流动,致使抽水单元大部分水流再次进入发电单元。     

混合式抽水蓄能电站过渡过程研究

为了适应电网发展的需求,具备一定地形地质条件的常规水电站可考虑通过增装蓄能机组扩建成混合式抽水蓄能电站。针对共用引水系统的常规机组和蓄能机组实际运行特点,基于特征线法和瞬变流理论,建立了水力过渡过程计算模型,并结合工程实例模拟了混合式抽水蓄能电站可能发生的多种过渡过程工况,确定了合理的蓄能机组的关闭规律,复核了已建调压室的稳定性。结果表明,通过对新增蓄能机组导叶启闭规律的独立调控,一定程度上可维持混合式抽水蓄能电站输水发电系统的安全稳定,避免增设调节保证设施;蓄能机组导叶关闭时间延长,在降低自身蜗壳末端最大压力的同时,可抑制常规机组甩负荷后的蜗壳末端压力及最大转速上升;对于既有调保措施威胁最大的相继增负荷工况,引用流量较大的常规机组优先增负荷比引用流量较小的蓄能机组优先增负荷引起的调压室最低涌浪值更高,更有利于调压室的稳定运行。     

抽水蓄能机组调相压水系统设计与控制策略

鉴于调相压水系统是抽水蓄能机组抽水方向运行和调相工况运行的重要设备,且对抽水蓄能机组安全稳定运行和可靠工况转换起着非常重要的作用。从硬件配置上介绍了调相压水系统的构成和各设备的功能及选型原则,结合蓄能机组典型流程梳理了调相压水系统的控制逻辑,并结合现场实际测试结果验证了流程设计的合理性和科学性,对抽水蓄能电站调相压水系统的设备选型和控制策略研究具有一定的指导意义。     

风力发电系统输出功率随机波动的仿真分析

针对当前风力发电系统输出功率随机波动的问题,以永磁同步风力发电机(PMSG)与直流侧储能系统(钒氧化还原电池)整合的风力发电系统为基础,进行数字仿真建模,采用MATLAB/Simulink软件对固定负载,变化风速工况;固定风速,负荷瞬变工况;风速和负荷同时变化工况;进行了仿真试验和分析。结果表明,对于采用储能技术的风电场并网功率随机波动的平抑控制,可以利用蓄电池的充放电特性,在风速变化以及负荷瞬变时进行功率平衡的调节。     

中国核电发展战略研究

中国能源资源品种丰富,人均占有量较少;能源资源结构不尽合理;能源资源分布与生产力布局不平衡。核电作为清洁能源,其基本特性决定了在应对能源挑战中有能力发挥无可替代的重要作用,我国在现阶段发展核电是调整能源布局的有效途径。中国核电已形成规模化批量化发展格局。二代改进型压水堆核电站随着技术的发展和运行经验的反馈．逐步引入新的成熟技术,使核电站的安全性得到进一步的提高。更应积极消化吸收第三代核电技术,使其安全目标更高、技术更先进。加快开发快中子增殖堆核电站、构建核燃料循环体系．可以将铀资源的利用率由普通的热堆的不足1％。提高到60％～70％,从而有效防止铀资源枯竭的威胁。     

基于电池储能系统和双重扩展卡尔曼滤波的风能发电智能调度技术研究

风能等新能源发电系统在供电体系中的占比越来越大,但其随机性和波动性问题,将风力发电厂输出的电力直接向电网调度会造成安全隐患。为了解决这一问题,基于电池储能系统提出了一种风能发电智能调度技术,该技术以风力发电动力学模型和电池储能系统状态模型为基础,利用双重扩展卡尔曼滤波算法实现了风能发电系统的稳定输出。以某地风速实测数据和电网需求功率为参考,对不同算法的输出功率预测值进行了仿真分析和实验对比。结果表明：提出的改进算法预测的风速值误差相比于传感器观测值平均误差降低了28%以上,可以更准确地提供发电系统输出功率;提出的智能调度技术可以使电压波动幅度降低60%以上,系统整体输出功率稳定在参考功率附近,误差不超过2%,有一定的实用意义。     

两段式水煤浆气化炉气化参数对IGCC系统性能的影响

采用Thermo Flex软件建立了基于两段式水煤浆气化技术的200MW级IGCC系统模型,研究了气化温度、水煤浆浓度、气化压力、氧气纯度等气化参数对系统性能的影响.结果表明：提高反应温度和气化压力,系统的供电效率和发电效率降低;氧气纯度增加,供电效率上升;在相同气化温度（或气化压力、氧气纯度）的情况下,提高二段给煤比γsc,系统性能可以得到有效改善;当水煤浆浓度变化时,氧煤质量比随γsc改变进行调整才能达到设计值碳转化率的要求.     

地热资源发电技术特点及发展方向

地热资源是一种清洁无污染、可再生的新型能源,对于发展低碳经济、实现可持续发展具有积极的作用.目前地热发电技术主要包括干蒸汽发电、扩容式蒸汽发电、双工质循环发电和卡琳娜循环发电等.其中干蒸汽发电系统工艺简单,技术成熟,安全可靠,循环效率可达20％以上,是高温地热田发电的主要形式;扩容式发电技术已在地热发电领域得到广泛应用,尤其是中高温地热田,二级扩容系统循环效率约为15％～20％;针对中低温地热资源,双工质循环发电技术是较为适用的,它由地热水系统和低沸点介质系统组成,循环效率较扩容式蒸汽发电技术可提高20％～30％;卡琳娜循环在低温地热资源应用领域中有其独特的优越性,通过调整氨和水的比例,可以适应低温地热水的发电特性,卡琳娜循环发电技术的循环效率比朗肯循环的效率高20％～50％.在低温地热资源的开发利用过程中,双工质循环和卡琳娜循环技术具有广阔的发展前景.作为一种新型地热资源,干热岩具有很高的开发利用价值.新型的联合循环发电技术是地热发电技术的发展方向.在浅层地热能得到大规模开发后,中深层地热资源和干热岩资源将成为地热发电技术新的资源,我国应注重中深层地热资源和干热岩资源的开发.     

对太阳能热发电走向成功之路的思考

从理论方面对降低太阳能热发电投资成本的方式进行了分析,认为可通过扩大规模来降低投资成本,依靠扩大发电系统的规模和优化镜场设计来提高太阳能热发电系统的光电转换效率;碟式和点聚焦菲涅耳聚光系统的光热转换效率高,竞争力较强。当采用超大功率蒸汽轮机时,可使发电系统的规模扩大10倍、热电转换效率提高25%;按照光学效率和接收器热效率均达到92%计算,碟式聚光系统的光热转换效率可达到84.64%,而塔式聚光系统的光热转换效率为57.73%,前者比后者提高了46.62%,使碟式太阳能热发电系统的光电转换效率比塔式太阳能热发电系统的提高了83.3%,从而使碟式太阳能热发电系统的总投资成本比塔式太阳能热发电系统的下降了45.4%,共用跟踪系统使其总投资成本又下降了4.8%,再加上碟式太阳能热发电系统的中发电系统规模扩大10倍,最终,碟式太阳能热发电系统的总投资成本可比塔式太阳能热发电系统的降低75.2%。在不考虑材料和制造技术方面进步的情况下,太阳能热发电的上网电价可从目前的1元/kWh降至约0.25元/kWh,使太阳能热发电成为未来有竞争力的主要能源技术。     

我国发电行业面临的形势和发展道路研究

截至2011年底,我国发电设备容量已达105576×104kW,非化石能源装机比重合计为27.50%,较2005年提高3.3个百分点;平均供电煤耗330g/(kW.h),较2005年下降11%;线路损失率6.31%,较2005年下降0.87%。发电行业的整体经济性和环保性指标有了较大提升,电力结构通过调整已有了向好的转变势头。但是,火电机组装机容量仍占到70%以上,而其中60×104kW以上超临界参数机组仅占33%,无法满足可持续发展的要求。发电行业正面临着来自市场、资源、环保的压力以及运营的不可持续性、无法为投资者带来回报的挑战,发展与困难都将是长期的。在面临长期发展困难的同时,由于全球能源产业革命、政策支持力度的加大以及较为旺盛的电力需求,也使发电行业面临着难得的历史性机遇。我国发电行业必须加快经济发展方式转变,加大科技投入,促进结构调整,提高可再生能源、清洁能源发电比重,推广火力发电新技术,大力改善火电机组结构,向综合化集约化方向发展,全面风险防范并提升综合实力。只有如此,才能适应未来发电行业的发展要求和走向。     

A solar-driven combined cycle power plant

The main results of a feasibility study of a combined cycle electricity generation plant, driven by highly concentrated solar energy and high-temperature central receiver technology, are presented. New developments in solar tower optics, high-performance air receivers and solar-to-gas turbine interface, were incorporated into a new solar power plant concept. The new design features 100% solar operation at design point, and hybrid (solar and fuel) operation for maximum dispatchability. Software tools were developed to simulate the new system configuration, evaluate its performance and cost, and optimize its design. System evaluation and optimization were carried out for two power levels. The results show that the new system design has cost and performance advantages over other solar thermal concepts, and can be competitive against conventional fuel power plants in certain markets even without government subsidies.     

盐梯度太阳池Kalina循环发电系统性能研究

Kalina循环发电系统是一种典型的低温热源发电系统,具有广阔的应用前景。盐梯度太阳池能够实现连续聚热和跨季节蓄热,可广泛应用于光热发电系统和光热供热系统。文章提出了一种以太阳池储热量为热源的盐梯度太阳池Kalina循环发电系统,并利用Aspen Hysys软件对该系统进行建模。而后根据模拟结果,研究了提热温度、运行压力和氨水浓度对该系统各项性能的影响。此外,还分析了典型工况下,该系统的热力性能。分析结果表明:随着提热温度逐渐升高,盐梯度太阳池Kalina循环发电系统的发电功率、热效率和效率均逐渐增加;随着运行压力逐渐升高,该系统的热效率和效率逐渐升高,并且存在最佳的运行压力1.75 MPa,使得该系统获得最大发电功率;随着氨水浓度逐渐增大,该系统的发电功率也会逐渐增大,但热效率和效率却逐渐降低;当氨水浓度为85%、运行压力为1.75 MPa、提热温度为90℃时,该系统的热效率和效率分别为7.93%,57.59%。