循环流化床机组大气污染物排放运行优化研究

随着火电厂大气污染物排放标准要求日益严格,循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)机组大气污染物排放控制运行综合优化的研究成为重点。以CFB机组"炉内脱硫+烟气SNCR+尾部湿法脱硫"的大气污染物排放控制技术路线为例,对炉内脱硫、湿法脱硫、脱硝和综合电耗等进行了经济性分析,确立了CFB机组大气污染物运行优化技术路线。结合活性石灰石量、煤质含硫量校正、SO_2及O_2预测模型,提出了CFB机组炉内脱硫动态优化控制方案,克服SO_2在动态运行过程中瞬时值超限的控制难题。该文提出的CFB机组大气污染物运行优化技术路线和炉内脱硫动态优化控制方法均在实际机组进行了运行试验,验证了其可行性。     

空间太阳能电站高压大功率电力传输关键技术综述

建立在技术上和经济上可行的空间太阳能电站系统可以有效利用空间太阳能,更能为国家提供巨大的可再生能源战略储备,对于保证中国的能源独立与安全以及国民经济的可持续发展具有重大战略意义。面向未来空间太阳能电站的空间高压大功率电力传输需求,本文论述空间电能传输与管理系统的国内外发展现状,梳理有待解决的基础科学问题与核心关键技术,为未来深化研究指明方向。提出现阶段制约太空高压电力传输与能量管理系统发展的关键技术、材料和器件,分析空间辐射环境对于空间电力系统的影响并提出了其辐射防护需求,最后明确了需进一步研究的重点内容,为开拓该领域的后续研究提供参考。     

定负荷下火电机组最优运行初压的确定

针对传统的压力优化方法在迭代寻优过程中存在的一些问题,结合汽轮机变工况理论,提出汽轮机定负荷下主蒸汽压力的优化计算方法,利用粒子群算法(PSO)对最优压力进行求取,得出不同负荷下主蒸汽压力的最优运行值,并以某1 000 MW汽轮机为例进行了分析.结果表明:该方法很好地解决了定负荷下压力寻优问题,且可以得出机组的最佳滑压运行方式和最优运行初压,即80％负荷以上时,保持25 MPa定压运行;80％负荷以下时,机组保持2阀全开滑压运行模式,在低负荷区2阀全开滑压运行模式的热经济性明显高于3阀全开滑压运行模式.     

风电机组动态尾流频域特性分析与建模

在大型风电场中,机组间尾流效应会增加下游机组疲劳载荷,对机组运行安全造成不良影响。通过大涡模拟,在给定风况下开展测试,获取1台风电机组的动态尾流。利用数据驱动的动态模态分解方法,构建动态尾流的线性降维模型,通过2种定量化指标,验证了这种线性降维近似方法的有效性,并探索了模型阶次与模型适配度的相关性。在此基础上,通过对主要动态模态的频域特性分析和可视化分解,明确了风电机组动态尾流的主要低阻尼模态。结合傅里叶变换方法,研究了尾流区域中近尾流区与远尾流区的频域特性差异。研究结果表明,动态模态分解作为兼具系统辨识与频域分析的方法在风电机组动态尾流的建模中可以取得较高的建模精度,在时域与频域角度均有较好的适应度。     

基于"例外报告"的振动数据采集系统

本文提出一种基于“例外报告”的振动数据采集方法,并给出常规信号与振动信号“例外报告”的含义。由此构成的下位机数据采集系统,只有当采集信号有明显变化时,才将相关数据向上位机传送。该方案可保证在不丢失有用信息的情况下,大大减少数据传输量。     

基于多变量内模解耦的CFB锅炉燃烧控制研究

为提高CFB锅炉燃烧系统的自动控制品质,分析了系统主蒸汽压力和床温对象在调节过程中的相互作用,提出解耦的系统控制结构.通过选取上述强耦合对象,以一次风量和给煤量作为调节量,采用补偿的多变量内模解耦控制策略实现了该两输入两输出(TITO)系统的解耦.给出了解耦控制器的详细设计过程,通过设计能够有效抵消缓慢极点或主导极点的滤波器以加快响应速度.在综合ISE指标的基础上发展了基于超调量和调节时间的参数整定指标.对所设计控制器进行次最优降阶,并验证输入、输出扰动性能和模型失配鲁棒性,仿真结果表明:所采用的解耦控制策略是有效的.     

供热机组发电负荷-机前压力-抽汽压力简化非线性动态模型

针对抽汽式供热机组利用调节蝶阀控制抽汽压力来调节供热抽汽质量流量的特点,通过分析汽轮机供热抽汽环节的能量平衡特性,建立微分方程形式的供热机组给煤质量流量-汽轮机调门开度-调节蝶阀开度与发电负荷-汽轮机前压力-抽汽压力的简化非线性动态模型.在此基础上分别进行了发电负荷、机组抽汽压力和热网循环水质量流量扰动仿真试验.结果表明:模型输入输出关系符合机组实际情况,能够解释供热系统中通过调节供热抽汽压力维持供热抽汽质量流量跟随供热负荷需求变化的内在机理.     

基于变量选择的锅炉NO_x排放的最小二乘支持向量机建模

电站燃煤锅炉是大气NOx污染的主要来源之一,建立有效的NOx排放模型是锅炉优化降低NOx的基础。针对热工过程变量之间的强相关和耦合性,利用偏最小二乘方法(partial least squares,PLS)对多工况实炉热态测试数据进行重要变量(variable importance in projection,VIP)信息提取和变量选择(variable selection,VS),把最优的变量子集作为最小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LSSVM)的输入,最终得到NOx排放的VS-LSSVM模型。最优的输入变量个数通过留一交叉验证法获取。并将该模型与其他建模方法进行对比,结果表明通过变量选择后建模可以降低模型的复杂度,提高模型的泛化能力。     

燃料-汽压系统锅炉蒸汽压力动态面控制

锅炉蒸汽压力是表征锅炉运行状态的重要参数。针对燃料–汽压系统,提出一种新颖的动态面控制方法,控制系统中只采用了锅炉蒸汽压力信号。将拟合得到的燃料-汽压对象的数学模型转化为状态方程;采用锅炉蒸汽压力信号构造状态观测器对状态进行估计;利用动态面控制方法设计控制器,由于引入一阶低通滤波器,动态面控制克服了传统反演方法的"微分爆炸"现象;通过Lyapunov稳定性分析方法证明闭环系统的信号半全局一致有界,并且跟踪误差可以通过调节控制参数达到任意小。仿真结果表明锅炉蒸汽压力能够较快跟踪给定信号,证明了该控制方法的有效性。     

基于多尺度相关和机理建模的炉膛压力分析

借鉴小波分析思想，设计了简单滤波器组，将信号分解为不同频率尺度的分量，对不同信号的各个分量之间进行相关分析，比较不同频率尺度下频率分量间的相关性特征，从而大致判断出信号间的影响关系及类型．利用多尺度频率相关分析方法对电站锅炉炉膛压力等信号进行分析，发现炉膛压力低、中频段分量分别与燃料量、送风量的中、高频段分量呈现出明显的正相关性．建立了燃料量、送风量和引风量与炉膛温度和压力间的简化动态模型，并进行机理分析．结果表明：炉膛压力信号与锅炉燃烧率之间具有带通滤波特性，炉膛压力能够在较宽的负荷范围和频带内反映锅炉燃烧强度的变化．