抽水蓄能发电系统中的新技术

抽水蓄能电站具有填谷调峰和事故备用等多种用途。它能够极大地改善电力系统的运行条件,因此,一定比例的抽水蓄能电站在电力系统中是必需的。但是在抽水工况下,利用水泵水轮机的特性进行功率输入调整比较困难,从而使得抽水工况下的电力供需调整具有一定限度。采用可调速抽水蓄能发电系统即可使这种情况得到有效地改善,简单介绍了可调速抽水蓄能发电系统的工作原理。     

变速抽水蓄能发电电动机电磁设计与试验研究

根据变速抽水蓄能发电电动机的运行原理、等效电路以及功率传输特性,对10MW变速抽水蓄能发电电动机进行了电磁设计,确定了10MW变速抽水蓄能发电电动机的主要结构尺寸;建立了变速抽水蓄能发电电动机二维电磁场的数学方程和物理模型,对变速抽水蓄能发电电动机电磁场数学方程进行了计算,分析了变速抽水蓄能电机在发电机工况下亚同步速时磁力线和气隙磁密的分布情况,确定了在发电机工况下亚同步速时定子电压波形和定子电流波形,研究了定子铁芯损耗和转子铁芯损耗的分布规律;根据电磁设计参数加工制造了10MW变速抽水蓄能发电电动机样机,搭建试验测试平台,将试验测试结果和计算结果进行对比,验证了电磁设计方案的可行性和计算结果的准确性,为更大容量变速抽水蓄能电机的研究奠定了基础.     

电动及发电工况下抽水蓄能发电电动机的电磁特性分析

为研究抽水蓄能发电电动机电动和发电两种工况对电机自身及电力系统的影响问题,以广州抽水蓄能电站B厂内一台发电电动机为例,建立二维有限元模型,结合有限元和场路耦合方法,联立求解得到两种工况的磁场分布,并对比分析了两种工况下的磁力线分布、气隙磁密、电磁转矩等。结果表明,与发电工况相比,电动工况下单个磁极内的磁场分布不均匀程度更高,磁力线偏移更大,转子所受电磁转矩的波动更强,对电机自身及系统稳定性的影响更高。研究结果可为抽水蓄能发电电动机组长期稳定运行提供参考。     

交流励磁抽水蓄能机组运行功率能力计算

具有交流励磁电机变速、功率解耦优点的抽水蓄能机组将在电力系统调峰、调频中发挥更好的作用,有必要研究考虑水头、流量和机组运行工况等约束条件下的可调速抽水蓄能机组运行功率能力的计算方法。首先,基于交流励磁电机电磁等效电路,考虑定、转子侧功率,推导发电和电动运行工况下的交流励磁电机接入电网侧的功率表达式;其次,考虑发电和抽水工况下水泵水轮机的工作特性,推导以水头和转速为变量的抽水蓄能机组的机械功率表达式,从而提出电动和发电工况下交流励磁抽水蓄能机组运行功率极限的计算方法和流程;最后,以某实际抽水蓄能机组参数为例,分析不同水头和转速下机组运行功率范围,并通过时域仿真结果验证所提计算方法的有效性。     

毛尖山电站抽水蓄能技术改造工程可行性探讨

探讨了利用现水库为上库，兴建下库，安装高扬程水泵，进行抽水蓄能技术改造的工程措施。重点从工程规划、工程布置、工程规模、环境影响评价以及经济评价等方面论述了抽水蓄能技术改造工程建设的必要性和可行性。     

抽水蓄能发电电动机推力瓦温偏高原因分析及处理

本文以某一类型抽水蓄能发电电动机推力轴承为研究对象,针对推力瓦温度偏高问题进行了分析和处理。总结了一些处理抽水蓄能机组推力瓦温度偏高问题的经验和措施。本文对推力轴承的设计和类似问题的处理具有指导意义。     

水泵水轮机“S“特性对机组水头低时发电影响及对策分析

介绍了水泵水轮机“S”特性并从理论上分析了其形成的原因。由于活动导叶与固定导叶的共同作用,抽水蓄能机组水头低时发电,导叶异步开启时,进入转轮前部分水流的流速得到了提高,并高于导叶同步开启时进入转轮前水流的流速。从而有效地改善了对应空载工况点处的“S”特性,解决了水泵水轮机“S”特性此时对机组运行的不利影响。并结合实例进行了分析。     

采用双馈电机的抽水蓄能机组技术概述

传统的可逆式水泵水轮机和同步发电电动机组成的二机式抽水蓄能机组,存在一些固有的缺点,例如无法兼顾水轮机工况和水泵工况的最优效率、水泵工况下不能灵活调节吸收的有功功率,这些缺点都与机组转速不可调节有关.采用双馈电机的抽水蓄能机组技术,机组转速可在一定范围内调节,便可以解决上述问题.双馈电机的转子采用了交流励磁,转子提供到...     

变速抽水蓄能发电电动机设计研究

本文针对变速抽水蓄能发电电动机的设计特点,在变速方式、变频器容量、谐波、转子绕组端部固定、交流集电系统等方面展开讨论,提出变速抽水蓄能发电电动机在设计中应关注的一些重点问题和研究方向.     

离网型风-光-抽水蓄能恒压供电系统

根据风能与太阳能互补的特性,并利用农村地区常见的开口水井作为抽水蓄能的下水库,本工作提出了一种适用于偏远农村地区的小型离网风-光-抽水蓄能联合运行系统.采用了一种新颖的发电技术,使得系统的输出功率、输出电压不受风速和太阳能辐射强度变化的影响,且不需要使用电池、逆变器、控制器和控制电路等设备.建立了所提出系统的数学模型,基于湖南省某偏远农村24 h的真实数据进行了恒压供电系统电能输出特性的仿真与对比分析.结果表明,所提出的系统能够实现昼夜连续稳定运行,输出功率几乎保持与设计值相等的0.3 kW,输出电压也基本维持在220 V;在用电高峰时段8～22 h,整个系统的平均输出功率为294.5 W,最大值为300 W,平均输出电压为217.8 V,与设计值的功率偏差为1.8％,电压偏差为1％.与风电-抽水蓄能和光伏-抽水蓄能联合运行系统的结果相比,功率偏差分别降低了28.8％和34.8％,电压偏差分别降低了27.7％和34.1％.所提出系统具有简单、可靠、故障率低、无污染和供电恒压稳定的优点,有助于向风能、太阳能资源贫乏地区的偏远农村居民提供低成本的优质电能.     

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。     

一种海洋能及风能联合发电装置

文章提出了一种利用海洋温差能和风能联合发电的方法及装置。利用海洋表层的热海水加热低沸点工质,使之蒸发．送入汽轮机推动汽轮发电机组做功发电,汽轮机排出的工质乏气用海洋深层的冷海水冷凝为液态,再用热海水加热,送入汽轮机,使之蒸发,推动汽轮机发电机组做功发电,如此循环,持续发电;并且利用洋面风力发电,并用该电力驱动热泵装置．由热泵装置的媒质将工质的温度进一步提高．增大工质体积膨胀率;由热泵装置的媒质将冷海水的温度进一步降低．再用该低温海水去冷凝工质乏气,增强对工质乏汽的冷凝效果。该装置既需要用到小型透平,又需要用到风力发电装置．十分适合公司发展。     

汽轮机电功率修正计算的研究

以电站凝汽式汽轮机电功率方程为基础,根据汽轮机变工况理论及其热力系统的运行特性,研究汽轮机蒸汽运行参数与汽轮机暇功率之间的关系,推导出了汽轮机在实际状态下电功率的修正计算公式,并进行了实例计算与分析,推导出的汽轮机电功率正计算公式,简单适用,计算精度可靠,为电站汽轮机经济运行分析及热力试验中机组性能考核提供了简单可靠的计算模型。     

利用回热抽汽控制参与风电系统调频方法研究

随着风力发电在电力系统中发电比例的提升,风速的波动性所带来的风功率的随机波动性给电力系统调频带来了新的挑战,在不增加系统装机容量的前提下,如何提高现有火电机组的调频能力应对大规模风电并网具有较重要的意义。本文通过对再热式汽轮机的并网运行进行了仿真研究,证明了汽轮机在带负荷运行中,回热系统的抽汽量变化会影响汽轮机的功率,回热系统的抽汽效应对汽轮机频率调节有显著影响。并且,本文还重点讨论了低风速风电功率欠发时,火电机组处于高负荷运行工况下,回热系统抽汽效应对汽轮机频率调节的影响。因此,在高渗透率风电的电网系统中,通过调整回热抽汽量是一种能够提高汽轮机调峰调频出力的可行方法。     

节能调度环境下风电、水电与抽水蓄能电站联合运行优化模型及应用

为吸纳弃风、增加风电并网量,基于节能发电调度办法,以发电产生的燃煤成本、机组启停成本及污染排放成本最小为目标,提出了风电、火电联合运行优化模型和风电、火电与抽水蓄能电站联合运行优化模型。算例分析表明,与选择火电作为风电备用服务相比,当选择抽水蓄能电站作为备用服务时,燃煤发电成本、启停成本及污染排放成本明显降低,弃风被完全消纳。选用抽水蓄能电站作为风电备用服务具有显著的环境效益。     

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,...     

兴建三峡抽水蓄能电站,提高三峡电能质量

三峡工程由于库容相对较小，水量调节程度低，所发电量大部分是基荷电量，以火电为主的华东电网接受大量三峡基荷电，更大大中调峰缺口，三峡坝址附近有条件优越的抽水蓄电站站址，兴建三峡抽水蓄能电站，提高三峡电能质量，作为减少华东电网调峰缺口的措施之一。     

生物质气化发电

生物质气化发电系统采用农业、林业和工业废弃物为原料 ,也可以以城市垃圾为原料。固定床气化炉用于小规模气化发电系统 ,采用内燃机发电方式 ;流化床气化炉用于大、中规模气化发电系统 ,采用燃气轮机或蒸汽轮机发电方式 ,也可采用内燃机发电方式。图 1表 2参 2。     

太阳能辅助燃煤热发电系统的探讨

由于太阳能供给的间歇性,单独投资建造的太阳能热发电系统经常会出现设备成本高、利用率低、收益低等问题。因此,利用太阳能热发电系统与常规燃煤发电系统都有汽轮机部分这一特点,将槽式抛物太阳能集热器集成到常规燃煤发电系统中,寻求改造现有燃煤发电系统的新途径。以某300 MW机组为例,利用弗留格尔公式进行变工况计算,然后进行热经济性分析,为太阳能辅助燃煤热发电混合系统的建立提供理论参考。     

太阳能与燃煤机组混合发电方式的热经济性研究

阐述了分别从锅炉蒸发受热面、高压加热器汽侧和汽轮机低压缸引入太阳热能与燃煤机组进行混合发电的3种集成方案,定义了太阳能热电转换率、单位时间节煤量及太阳能热贡献率等评价指标,并以某300 MW燃煤机组为例,应用变热量等效焓降法计算理论对3种太阳能与燃煤机组混合发电集成方案的热经济性指标进行了计算和比较,确定了混合发电的最优集成方式,并对其经济性进行了初步分析.结果表明：混合发电集成方案2-1（取代2号高压加热器抽汽）的热经济性指标、运行安全性和稳定性均较好,因此选取方案2-1作为混合发电最优集成方案;太阳能的单位发电成本为0.63元/（kW·h）,低于单纯太阳能发电站的0.75～1.85元/（kW·h）.