不同集成方案下ISCC系统动态性能研究

太阳能热互补联合循环发电系统（ISCC）作为一种清洁高效的发电方式被人们广泛关注。以三压再热联合循环互补槽式太阳能集热场的ISCC系统为研究对象展开分析,在传统的槽式ISCC系统（太阳能取代高压蒸发器（系统1））基础上,提出了太阳能集热场同时取代高、中压蒸发器（系统2）和太阳能集热场同时取代高、中、低压3个蒸发器（系统3）2种新型槽式ISCC系统,并在典型天运行工况下,对以上3种系统展开了动态性能分析。结果表明：3种系统在适当的运行策略指导下,不仅可以实现系统安全稳定运行,还可大大减缓太阳能波动对ISCC系统负荷输出带来的影响;典型天运行工况下,3种系统中太阳能集热场同时取代高、中压蒸发器新型槽式ISCC系统热力性能较优。     

变负荷下太阳能燃气联合循环系统优化研究

利用Ebsilon软件对太阳能燃气联合循环（ISCC）系统建模,优化了变负荷下联合循环系统的拓扑结构,提出一种太阳能集热器进口水加热方法,提升了太阳能燃气联合循环的变工况运行性能。模拟结果表明:在本文ISCC系统下,通过增设太阳能集热场进口水加热器,燃气轮机降负荷运行、环境温度升高和太阳辐射强度增大时,ISCC系统输出功率较优化前均会有所提升。燃气轮机从100%降至30%负荷运行时,ISCC系统功率增量从0增至0.240 MW;环境温度从15 ℃升至35 ℃时,ISCC系统功率增量从0.011 MW增至0.291 MW;太阳辐射强度从600 W/m2 增至800 W/m2 时,ISCC系统功率增量从0.109 MW增至0.477 MW。该结论可为ISCC电站优化设计提供一定的理论参考。     

R410A变频涡旋房间空调器的仿真研究

目前房间空调器仿真压缩机模型国内外一般为滚动转子式压缩机,本文模型对象为R410A直流变频涡旋压缩机、冷凝器为整体平翅片、蒸发器为双面开缝翅片、节流装置采用毛细管。并对模型进行了实验验证,制冷量、功率和能效比的相对误差分别为2.855%、6.223%、3.892%。     

直膨式太阳能PVT热泵热水系统运行性能仿真与分析

直膨式太阳能光伏光热（photovoltaic-thermal,PVT）热泵是一种综合利用太阳能资源的新型高效技术。为探究不同环境条件以及系统配置方式对直膨式太阳能PVT热泵热水系统运行性能的影响，基于能量平衡原理在Matlab平台上建立了系统的仿真模型，基于临港地区的环境数据，分析了各季节典型日下不同配置系统的热水供应性能以及发电增益的全年波动情况。结果表明，随压缩机理论输气量的减小，热水系统的性能系数（coefficient of performance,COP）有所提高，但所需的加热时间增加，系统的全年发电增益随理论输气量的减小而减小。     

超临界二氧化碳太阳能热发电系统中集热蓄热颗粒及其性质研究现状

超临界二氧化碳（S-CO₂）太阳能热发电技术需要集热蓄热介质的工作温度能够达到1 000 ℃以上，以有效提升太阳能热发电效率和降低太阳能热发电成本。固体颗粒可作为集热蓄热工作介质应用于高温环境，其性质和筛选研究对于发展S-CO₂太阳能热发电技术至关重要。本文综述了近年来应用于太阳能热发电领域的各种集热蓄热颗粒及其性能研究，包括颗粒的光学性能、热物理性能、热稳定性和抗磨损性，进而总结和展望了集热蓄热颗粒的研究重点，指出目前缺乏对固体颗粒性能的全面分析研究，对颗粒表面改性以及通过添加颜料来制备高吸收率的粒子是新的研究热点，国内对于颗粒比热容的研究温度较低（800 ℃以下），需进一步加强颗粒比热容和导热系数的热循环稳定性研究，以及考虑颗粒磨损和失效导致的寿命缩短及颗粒不同性质导致的综合成本研究。     

DSG槽式太阳能集热系统数学模型及动态特性

该文利用数学模型研究了直接蒸汽发电(direct steam generation,DSG)槽式太阳能集热系统的动态特性。建立了DSG 槽式太阳能集热系统非线性集总参数数学模型。对于DSG集热系统中的蒸发环节,分别建立了其在3种可能运行方式下的移动边界模型,并给出了在蒸发环节运行方式发生变化时,数学模型的切换方法。通过数值仿真实验,研究了DSG槽式太阳能集热系统在太阳辐射强度变化及给水流量变化等主要扰动工况下的响应特性,分析了蒸发环节运行方式发生变化时系统主要参数的动态行为。     

不同容量机组生光耦合发电系统分析

建设多能互补集成优化示范工程是构建"互联网+"智慧能源系统的重要任务之一,有利于提高能源供需协调能力,推动能源清洁生产和就近消纳,是提高能源系统综合效率的重要抓手。通过模拟太阳能集热系统置于高压加热器后的太阳能与生物质能发电系统联合形式,获得了在保证12 MW的输出功率前提下,太阳能与生物质能的互补规律,同时获得不同资源变化时太阳能集热系统的贡献率,太阳能集热系统负荷为6 MW时贡献率达到13%,而太阳能集热系统负荷为1.25 MW时贡献率只有1.9%。     

供能方式对钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化法捕集CO2热力性能的影响

控制和减缓化石能源燃烧所排放的 CO2对于缓解全球气候变暖具有重要意义。以某超超临界1000 MW火力发电机组为例,建立了钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化法捕集CO2的系统流程,基于Aspen Plus软件得到了系统的热力性能,分析了太阳能集热和煤富氧燃烧驱动 CaCO3煅烧反应对系统热力性能的影响。结果表明,与煤富氧燃烧方案相比,太阳能集热方案增加了发电功率,发电标准煤耗率降低1/3,但其发电热效率降低3.8个百分点;太阳能集热方案的等效太阳能热发电效率为28.36%,高于塔式太阳能热发电的峰值效率;提升太阳能集热方案性能的关键是提高集热器场的能量利用效率ηsol-avi,当ηsol-avi高于75%时,太阳能集热方案比煤富氧燃烧方案发电热效率高。所得结论为低能耗减排CO2、高效利用太阳能提供了新途径。     

太阳能燃气联合循环系统典型日逐时特性分析

以槽式太阳能集热场和燃气-蒸汽联合循环所组成的太阳能燃气联合循环（ISCC）为研究对象,结合热力学第一定律和第二定律对太阳能集热场及ISCC系统整体在4个典型日的热力学逐时特性进行研究。结果表明:随着太阳能辐射强度的增加,太阳能侧发电量也随之增加,而燃气-蒸汽联合循环发电（CCPP）系统发电量逐渐减小,形成互补趋势;随着太阳能辐射强度的增加,太阳能集热场的工质流量、集热场效率和光电转换率随之增加,ISCC系统的燃料基热效率和?效率也随之增加,而?损率逐渐减小,表明太阳能集热场的启 用可以提升ISCC系统性能;对系统主要评价指标进行分析,得出系统年太阳能侧发电量 为27.25 MW·h,年燃料节约率为3 664.6 t,年CO2减排量为10 077.66 t,年节省燃料费用为1 210.64 万元。该研究可为ISCC系统的设计及改造提供理论依据。     

太阳能塔式集热与余热锅炉结合的能源系统

太阳能塔式集热具有参数高、容量大、转换效率高等显著优点.为降低能源系统的初投资成本,提出将太阳能塔式集热与联合循环的余热锅炉（HRSG）进行有机结合,形成太阳能与联合循环（ISCC）能源系统.探讨了两者结合的典型方式,用热力计算软件对四种流程进行了建模分析,研究了不同的流程方式对联合循环HRSG性能产生的影响;找出当量发电效率高的结合方式,为该技术的产业化应用提供支持.     

一种直膨式变频太阳能热泵热水系统及控制方法

本文介绍了直膨式变频太阳能热泵热水系统的组成和运行原理,采用固定频率的方法进行实验分析太阳能热泵热水器的运行规律和特性,在保证用户对制热水时间需求的基础上提高系统性能。根据系统实际制热量与期望制热量的差异调整变频压缩机的运行频率来实现控制系统制热时间和制热效率,通过数据分析和实验验证调整方法的可行性。     

太阳能光伏直流冰箱系统的实验研究

以24 V太阳能光伏直流冰箱系统为研究对象,对其进行了实验研究与分析。系统以太阳能为唯一动力源,采用直流压缩机,并配备蓄电池。利用USB数据采集装置采集了直流冰箱系统在运行过程中系统各部件的电压、电流以及冰箱内部温度等数据信息。实验结果表明:该直流冰箱系统能够正常运行,空载稳态运行时冰箱运转率约为48.8%,平均功耗约为28.8 W。加入0.5 kg纯水作为蓄冷负载之后,冰箱的稳态运转率约为40.1%,有效地提高了冰箱的性能。     

跨季节斜温层储罐蓄热太阳能供暖系统配置研究

跨季节蓄热太阳能供暖可以实现可再生能源的跨季调度和清洁供暖,是促进能源结构转型的新技术。跨季节供暖的大范围应用对储热装置的储热能力的要求更为严格,引入斜温层储热罐作为储热装置能够满足储热容量要求。针对太原集中供暖困难的某收费站,提出了跨季节斜温层储热罐蓄热太阳能供暖系统,进行了储热有效容积和太阳能集热面积的研究,对比了采用60℃、70℃、80℃与90℃热水温度方案的关键设备参数,结果显示热水温度为90℃时储罐体积最小,太阳能集热镜场面积变化较小,研究结果可用于跨季节蓄热太阳能供暖系统的分析与选型。     

太阳能热泵能效测试研究∗

建立太阳能热泵能效测试平台,利用 MATLAB/Simulink模块建立系统仿真模型并将普通 PID 与模糊控制相结合设计一个基于模糊 PID的温度控制系统,通过实验数据分析不同参数对太阳能热泵机组性能系数COP的影响.     

太阳能辅助热电联产机组供热、发电及调峰性能分析

针对新能源存在不稳定性导致电网调峰问题日益严重的现状,结合较为成熟的光煤互补发电技术及多热源联合供热调峰系统,设计光煤混合供热发电系统,使热电联产机组具有一定的调峰能力。以某300 MW热电联产机组为研究对象,利用Ebsilon Professional软件搭建发电、供热可灵活调节的太阳能辅助热电联产系统,基于供热机组实际双机运行工况,在保证供热负荷前提下,分析太阳能辅助双机热电联产机组耦合方式,比较耦合前后双机调峰性能。结果表明：凝汽器出口与太阳能集热系统换热器间的管道上设置动态节流阀,改变太阳能集热系统辅助供热机组的运行模式,能够实现发电、供热、调峰一体系统的灵活运行;其中,以太阳能集热系统仅用于补充供暖的运行方式调峰能力最强,太阳能辅助单机供热前后调峰容量比值为0.76,太阳能辅助双机供热前后调峰容量比值为0.55,太阳能辅助承担最大供热负荷的1号机组在调峰容量及调峰补偿上效果最佳。     

基于Petri网的太阳能集热系统的研究

太阳能集热系统是连续变量动态系统和离散事件动态系统相互作用的混杂系统。基于层次型结构模型框架下,分析了太阳能集热控制系统的混杂特性。在传统的混合Petri网基础上,建立了推广混合Petri网的太阳能集热仿真模型。并利用Matlab中的Simulink和Stateflow对太阳能集热系统推广混合Petri网模型进行仿真分析,为进一步优化混合控制器性能奠定了基础。     

太阳能辅助燃煤发电技术经济分析

太阳能与燃煤互补发电方式是近年来大规模太阳能热利用的发展方向之一。以槽式太阳能集热系统辅助某330MW燃煤机组替代高加回热抽汽加热给水的互补发电系统为例,对功率不变型互补发电系统的设计点热力性能及年热力性能进行了分析。结果表明,太阳能辅助发电系统的年光电转换效率可达到20.41%,高于单纯槽式太阳能热发电方式。在此基础上,以内部收益率(internal rate of return,IRR)作为评价指标,运用技术经济的基本原理对太阳能辅助燃煤机组互补发电系统的经济性能及其主要影响因素进行了定量的分析评价,得到了太阳能上网电价、集热器造价、燃料成本等关键因素对内部收益率的影响。     

槽式太阳能集热系统动态仿真

根据槽式太阳能集热器光热转换过程的特点建立了集总参数模型,并通过了实验验证.据此,建立了集热系统的模块化仿真模型,对集热系统稳态、动态特性进行了分析研究.结果表明,太阳直射辐射、传热流体入口温度及流体流量3个主要因素影响集热场的运行特性.当太阳直射辐射量由900 W/m2下降为0时,集热系统的时间常数约为5 min;传热流体流量由11．4 m3/h突升至22．8 m3/h及突降到5．7 m3/h时,时间常数分别为2．7 min及8．2 min.     

菲涅尔式太阳能集热系统性能研究

将菲涅尔式太阳能集热系统与燃气蒸汽联合循环机组相结合,构建成了首个太阳能-燃气联合循环发电系统,并成功投入运行。菲涅尔式太阳能集热系统占地10 000m2,设计热功率为1.5MW,系统可产生3.5MPa、400℃的过热蒸汽。太阳能集热系统年贡献发电量超过100万kW·h,节省标煤450t,减排CO2总量达900t。     

新型PV/T太阳能利用复合系统的实验研究

为提高PV/T系统太阳能利用率,同时获得可利用的热水和电力,将铝合金背板型单晶硅光伏组件和自行设计制作的不锈钢扁盒式集热板相结合,用导热硅胶加以粘接制成新型光伏光热一体化(PV/T)复合系统,该系统实现了光伏组件与集热板之间良好的粘接性、绝缘性和热传导,并在昆明地区对系统进行测试,分析了系统在不同水箱水容量及不同天气工况下运行的光电光热性能。结果表明,系统在75kg水箱水容量(m)晴天工况下运行效率更高,系统的平均电效率、热效率、综合效率及综合性能效率分别在14%、37%、51%、70.72%左右,与系统在50kg水箱水容量晴天或75kg水箱水容量多云工况下运行相比,综合性能效率约提高了11.86%或2.09%。与独立的光热或光伏系统相比,具有占地面积小、太阳能利用率高、更经济等优势。