典型高耗能工业用户发用电经济优化建模及调节潜力研究

高能耗企业具有丰富的可调节资源,研究典型工业用户在分时电价下的发用电行为,可为价格型需求响应策略的制定起引导作用.首先,研究不同发电设备的生产约束,并且重点分析不同负荷之间的生产关系、时序关系与调节特性等问题,建立工业用户的发电成本、负荷转移成本与净电费成本模型,并形成典型工业用户发用电经济优化模型.其次,结合3类典型工业用户的生产特性,分别建立满足其特定约束条件下的发用电经济优化模型.最后,通过算例证明方法的有效性,并研究价格变化时不同工业用户的发用电调节策略,对比分析其调节潜力.     

考虑用户用电效用的售电公司交易联合优化策略

随着电力体制改革的深入,在电力市场环境下,购售电作为售电公司的核心业务,将决定其主要运营成本与核心竞争力.提出了一种售电公司购售电联合优化策略,在购电侧考虑中长期市场与现货市场购电组合以及需求响应用户的可中断负荷的调用.售电侧结合用户用电效用,决策零售套餐的价格,采用CVaR衡量风险,进行联合优化,达到售电公司收益最大,风险最小的目标.通过算例证明了所提出的联合优化模型能有效提高售电公司购售电收益,为售电公司的决策提供参考.     

生物质湿颗粒干燥特性实验与模拟研究

生物质作为一种新型的绿色清洁可再生燃料,常常因为水分含量过高而大大降低利用效 率。本文采用实验与数值模拟相结合的方法,对细丝状生物质颗粒在旋转滚筒内干燥预处理过程展开研究,分析了滚筒倾角、气流温度和气流速度对生物质能量传递和水分迁移过程的影响规律。结果表明:气流速度对颗粒与气流之间的对流换热量影响较大,流速增加强化了颗粒与气流之间的对流换热和水分蒸发过程,降低颗粒与滚筒热内壁面之间导热换热量的比重;滚筒倾角在3.5°~4.5°的范围内,颗粒出口温度和含水率均随滚筒倾角的增加而增加;提高气流入口温度,能够增加促进颗粒与气流之间的对流换热和颗粒表面水分汽化速度,使得颗粒在出口处的温度升高,含水率降低。     

基于改进KNN算法的汽轮机通流故障诊断方法及应用

汽轮机的故障诊断对整个电厂的安全运行意义重大。根据热力参数建立计算模型可以及早地观测到性能退化趋势,预测设备故障类型。本文采用特征通流面积的方法建立汽轮机系统性能退化模型,模拟系统故障样本与测试样本,建立设备故障样本库。通过使用改进的KNN（K-nearest neighbor）算法,基于汽水系统热力参数变化规律,计算当前机组运行数据样本相对于设备故障样本的相似度,判定当前机组各设备已发生故障的概率。通过对某S109FA联合循环机组汽轮机研究结果表明,特征通流面积在不同工况下的计算误差均在5%以内,满足工程计算要求。相比于传统KNN算法,改进KNN算法通过样本评估近邻在决策过程中的权重,取得了比传统KNN算法更高的分类正确率。对测试样本故障诊断结果表明,改进KNN算法比传统KNN算法诊断准确率更高,对测试样本诊断准确率为100%,采用改进KNN算法汽轮机系统故障诊断具有可行性,与现场实际情况吻合。     

超低排放燃煤电厂SO3和可凝结颗粒物迁移规律研究

为获得燃煤电厂SO3和可凝结颗粒物（CPM）的迁移排放特性,对国内多家超低排放燃煤机组烟气中SO3和CPM进行现场测试。结果表明:有4家电厂的选择性催化还原（SCR）脱硝系统对SO3总生成量的贡献率在42.01%~52.08%之间,湿法烟气脱硫装置（WFGD）对SO3的脱除效率在51.20%~65.20%之间,湿式电除尘器（WESP）对SO3的脱除效率在77.25%~79.27%之间;从排放烟气看,配备WESP的超低排放改造电厂均能有效脱除SO3,总脱除效率达到94.28%以上;此外,现有污染物控制装置对CPM有一定脱除作用,其中,WFGD对CPM的脱除效率在34.64%~47.20%之间,WESP对CPM的脱除效率在36.20%~39.26%之间;CPM主要由SO42–、Cl–和NO3–等酸根离子组成,CPM无机成分中的NH4+和SO42–分别来自烟气中的NH3和SO3,其质量浓度与烟气中NH3和SO3的质量浓度正相关。     

脱硫废水喷雾塔粘壁和颗粒干燥特性分析及优化

某350 MW机组2 200 kg/h脱硫废水喷雾塔运行时经常出现粘壁现象,对该塔进行数 值模拟研究,探讨了喷嘴中心距、雾化角对喷雾塔黏壁及出口粒子温度和含水率均匀性 的影响。研究表明:在设计工况下,壁面处颗粒最大含水率自塔顶向下,先增大后减小,在17.5~21.2 m壁面处颗粒最大含水率超过5%,粘壁概率极大;优化工况为喷嘴中心距1.18 m、雾化角41.43°;与设计工况相比,优化工况的壁面含水率自上而下平均下降了4.36%,出口截面颗粒含水率和温度标准偏差系数CW、CT分别降低了4.9%和8.3%,出口颗粒含水率平均值和最大值分别下降了4.5%和3.9%,优化效果显著。     

烟气喷淋脱碳数值模拟及其特性分析

针对烟气喷淋脱碳,采用欧拉-拉格朗日法建立了耦合气液流动、热质传递及化学反应的三维数值模型,并基于热力一致性简化模型中的热力学表达,以降低计算成本。模型验证表明,预测结果与实验结果吻合良好。基于该模型考察了塔内气液流动、热质传递及CO2吸收等特性。结果表明:喷淋方式对塔内气液分布、温度分布及CO2吸收有重要影响;向下喷淋将卷吸喷嘴周围烟气沿塔中部向下流动,与新入烟气存在强烈的掺混行为,并造成液滴在塔中部集聚;气液温度分布及H2O气相体积分数分布有较高的关联性,汽化潜热占热交换总量的64%;传质阻力集中在液侧,比气侧高2个数量级;通过改变喷淋方向可以减小液滴分布不均匀性,将脱碳效率从38.3%提升至49.6%。     

CPU-GPU异构计算框架下的高性能用电负荷预测

随着电网的快速发展,用电信息采集系统的数据计算业务面临着巨大挑战.近年来,图形处理器(GPU)因其在浮点计算速度和存储带宽方面的优势成为高性能计算问题中的研究热点,也被成功应用在电力系统计算分析等科学计算领域.在基于人工智能方法的电力负荷预测问题中,以往大部分研究仅考虑了使用GPU加速预测模型的训练,而并未应用在数据集的获取和计算上.提出了一种基于中央处理器-图形处理器(CPU-GPU)异构计算框架下全流程加速的高性能用电负荷预测方案.首先结合统一计算架构(CUDA)和多线程技术实现了使用多台GPU完成用电负荷的并行预处理,随后在聚类分析后基于XGBoost算法完成了多台区负荷预测,并利用GPU加速了模型的训练计算.最后通过对深圳市43254个台区用电信息的实例分析,验证了所提方法的高效性与适用性.     

基于GWO-BP神经网络算法的WFGD系统在线优化

以浆液循环泵运行情况作为工况划分条件,通过提出的灰狼优化(GWO)-BP神经网络(GWO-BP神经网络)算法建立了针对湿法烟气脱硫(WFGD)系统多模态在线优化模型组,分析了机组负荷、入口SO₂质量浓度对出口SO2质量浓度变化量的影响,并利用某660 MW机组切换试验对该模型组性能进行验证。结果表明:随着机组负荷和入口SO₂质量浓度增大,切换后出口SO₂质量浓度变化量增大,该模型组具有较好的预测精度和泛化能力。     

CO2体积分数对燃煤细颗粒物在水汽环境中凝结长大的影响

为研究燃煤烟气中CO₂体积分数对细颗粒物在水汽环境中凝结长大效果的影响,建立了计算模型并搭建了实验平台,分别从理论计算和实验研究两方面探讨了CO₂体积分数对细颗粒物凝结长大效果的影响。结果表明:随着CO₂体积分数升高,混合烟气的热、质扩散系数均降低,生长管内平均过饱和度增加,细颗粒物长大效果明显;管壁温度越高,随着CO₂体积分数的提高,细颗粒物粒径越大。