能源知识·带可调式压力匹配器的压缩空气储能系统优点

正1)考虑了储能阶段压缩热的储存与再利用,整套系统无需消耗天然气。2)储能系统不消耗天然气,后续运行过程无天然气消耗成本。3)可调式压力匹配器能够减少节流降压阀调压过程存在的压力能损失,实现了首台空气膨胀机做功排气的压力再提升。4)可调式压力匹配器调压系统将原本在节流降压阀中损失的能量,传     

基于录波数据的广域电能质量评估系统的设计

  [目的]  为填补在特高压电网和新能源并网技术高速发展背景下,对信息化和智能化的更高要求中,传统电能质量在线监测系统凸显出的部署成本高、维护工作量大、覆盖程度低和功能单一等短板。  [方法]  提出了基于故障录波数据挖掘进行电能质量特征参数辨识、提取和计算的方法,设计了利用现有录波器和调度数据网开展非侵入式的广域电网电能质量监测、评估和决策支持的系统架构。  [结果]  试点应用结果表明:系统监测的电能质量指标全面,采集精度优于标准要求,事件识别、诊断准确率高,在厂站覆盖率、监测点容量、文件上送、预警、发布等方面有明显优势。  [结论]  系统设计具备可行性,能以较小投入实现对现有电能质量在线监测系统在广域电网的延伸和补充。     

压缩空气储能示范进展及商业应用场景综述

    [目的]   近年来,储能技术及储能产业发展受到的关注度持续升温。    [方法]   在此背景下,对压缩空气储能技术及其商业应用场景进行了分析与综述。通过梳理国内致力于压缩空气储能技术示范的研究团队及其技术特点,较为全面地反映了国内压缩空气储能技术的发展方向;在此基础上,介绍了已投运数十年的德国汉特福及美国阿拉巴马州两座商业化压缩空气储能电站的配置参数及运行经验,综述了近年来国内外针对多种新型压缩空气储能技术的示范进展状况。结合压缩空气储能技术梳理、商业化储能电站回顾及新型压缩空气储能技术示范进展综述三方面的工作,可为国内压缩空气储能技术发展及国家多部委大力推动的储能行业发展提供借鉴。最后,从电源侧储能、电网侧储能及用户侧储能三类应用场景分析了压缩空气储能技术的适应性及应用潜力。    [结果]   德国及美国两座商业化压缩空气储能电站数十年的可靠运行经验,检验了压缩空气储能电站长期运行的可靠性。与此同时,国内自500 kW至10 MW等多容量规模压缩空气储能示范工程的先后投建,表明此项储能技术在国内已实现由理论研究阶段向示范验证阶段的突破。    [结论]   在当下政策环境,用户侧峰谷电价政策是较为典型的储能应用场景边界条件,在压缩空气储能技术推广中可以重点考虑。     

基于层次分析法的区域电能替代技术选择研究

  [目的]  电能替代是促进新能源消纳、提升能源利用效率、提高电能占终端能源消费比重等问题的有效解决措施,因此选择适合地区特点的电能替代技术并加以实施显得至关重要。  [方法]  通过研究电能替代技术,梳理各领域潜在的电能替代技术,提出了一种基于地区适用性、经济性和推广难度的评价体系,并应用改进的层次分析法(IAHP)确定各指标权重系数。  [结果]  针对南方某区域进行分析验证建立的模型,结果表明:模型分析结果与实际情况相符合,说明了本模型的正确性与合理性;其次,模型排除了人为干预因素以及提供了一个科学的方法论,能实际指导地区电能替代发展。  [结论]  通过实际算例分析,所建立的体系对电能替代技术实施具有一定的指导意义。     

双碳目标下燃煤热电联产机组储能技术应用分析

  目的  “碳达峰、碳中和”目标要求现有能源结构进行深刻变革。提高原有燃煤热电联产机组灵活调节能力是保障新能源电力安全并网的重要内容之一。  方法  分别从燃煤热电联产系统灵活调节需求、潜在储能应用现状以及耦合储能技术的发展方向等方面进行了评述。  结果  分析认为深度“热电解耦”仍是提高燃煤热电联产系统的关键内容。其次,为满足“源–荷”匹配性,储能技术将在燃煤热电联产系统中发挥重要作用,其中具有应用潜力的储能技术主要包括储热、蓄电以及飞轮储能。  结论  最后根据燃煤热电联产机组耦合储能技术的应用特点,提出了储能性能老化、新能源消纳、扩容区域热电负荷中长期变更、初投资与回收期的经济性分析四个方面的建议以及需要注意的相关问题。     

新一轮电改下电力辅助服务市场机制及储能参与辅助服务的经济性研究

  [目的]  新能源并网的大规模提升导致电网系统调峰调频的需求增加,如何完善电力辅助服务市场机制引起广泛关注。而且随着储能电池技术的日趋成熟及储能系统自身的优势,储能联合其他类型能源参与辅助服务的经济效益如何成为关注热点。  [方法]  重点介绍了我国电力辅助服务市场的发展历程,并结合2018年上半年各区域辅助服务市场相关数据分析了不同区域参与辅助服务的特点,对电改形势下的辅助服务市场机制作了进一步预测分析;同时介绍了储能参与辅助服务的市场前景及补贴政策。  [结果]  通过市场机制和补贴政策的梳理,明确了储能参与辅助服务市场的巨大前景。  [结论]  以火电联合储能参与AGC调频的实例验证了储能参与辅助服务具有良好的经济性,为相关投资者提供决策支撑。     

柔性直流阀冷喷淋水反渗透处理优化研究

  [目的]  文章旨在解决换流站阀冷喷淋水水质破坏导致系统故障问题。  [方法]  分析了水质破坏机理及常规直流换流阀冷却喷淋水对管路破坏的过程,研究提炼出水处理内容。  [结果]  研究成果为柔性直流换流阀冷却喷淋水提出一种优化反渗透处理技术方案,可高效去除喷淋水中破坏管路的各个因素。  [结论]  该处理工艺出水基本杜绝喷淋水在冷却塔盘管外壁结垢及其他水质破坏的问题,确保整个阀冷系统可靠的冷却效能和稳定的运行。     

天然气网络对含新能源电力系统短期调度运行影响

  [目的]  随着新能源和天然气机组在电力能源系统的装机比例不断增长,天然气系统对含大规模新能源电力系统的短期运行影响需要深入地研究。  [方法]  将天然气网络耦合至电力系统安全约束机组组合模型,以最小化系统运行成本为优化目标,同时考虑新能源接入系统,运用Benders解耦方法求解非线性优化问题。  [结果]  六节点电力系统和六节点天然气网络的综合能源系统算例分析用于验证耦合的优化模型,并表明燃气机组的高爬坡率可帮助电力系统有效地消纳新能源,同时新能源系统可以缓解系统对天然气网络供气约束的依赖。  [结论]  两种能源的优化配置是未来能源系统发展的重要方向。     

±800 kV柔直换流站全封闭阀厅智能巡检系统研究

  [目的]  换流站阀厅内电气主设备的运行状态监控和巡检对保证换流站的安全可靠运行具有重要意义。  [方法]  以±800 kV柔直阀厅的巡检需求作为研究出发点,并结合了±800 kV柔直阀厅全封闭设计的特点以及换流站运行的经验。  [结果]  研究得到适用于±800 kV柔直全封闭阀厅的智能巡检系统方案。  [结论]  智能巡检系统设备高度集成化,可大大提高巡检工作的自动化水平,在提高设备可靠性和电网安全性、提升输电能力、降低寿命周期内的成本等方面都有着较好的优势。     

燃煤发电机组灵活性改造的研究进展综述

  目的  “碳达峰、碳中和”战略目标的提出增加了对新能源电力并网的需求,因此有必要提高燃煤发电机组的灵活性运行能力。  方法  文章详细介绍了现有燃煤机组灵活改造技术及常见的评价指标。灵活性改造主要包括:凝结水节流技术、燃煤机组耦合生物质混烧改造技术、燃煤机组制粉系统灵活性技术等;燃煤发电机组灵活性常用评价指标包括:发电机组厂用电率、锅炉热效率、机组发电标准煤耗率等。在此基础上,对灵活性改造技术以及评价指标进行总结和分析。  结果  文章提出了燃煤发电机组灵活性技术改造的7个发展方向及相关建议。  结论  原有机组的结构改进、新能源多形式的嵌入以及多储能协同提高燃煤机组灵活性是后续发展的主要方向,为后续燃煤发电机组适应“双碳”能源规划提供参考。     

压气储能地下储气库选型选址研究

  [目的]  地下储气库选型选址是大规模压气储能电站规划设计的首要问题。  [方法]  通过对比分析现有文献,总结了4种地下储气库的优缺点,分析了我国适合建造地下岩穴储气库的硬岩地层分布范围及特点。基于我国第一个压气储能地下储气实验库的实验成果论证了硬岩岩穴地下储气库建设关键技术的可行方案;最后,以广东省为例探讨了大规模压气储能电站地下储气库的规划选址方法。  [结果]  研究成果表明:盐岩洞穴和硬岩洞穴是大规模压气储能电站的优选地下储气库类型;在我国光伏能和风能电站规划及建设集中的地区,适合建设硬岩洞穴储气库的各种岩石地层有分布广泛。  [结论]  我国广泛的各类硬岩分布解决了间歇性能源富集地区修建大规模压气储能电站选址困难的问题,试验研究也表明了硬岩地层优良的力学特性有助于解决地下储气库变形稳定性及密封性等关键技术问题。总之,我国现阶段建设压气储能电站地下储气库在技术上是可行的。     

700 MW机组旁路控制系统冗余控制研究与应用

  [目的]  珠海发电厂700 MW机组使用的旁路控制系统是由瑞典BTG公司自主设计的,还属于模拟量电路,该系统的所有功能均由模拟量的电气元件实现,所以可靠性、易调节性和直观程度都较低,不利于现场维护。  [方法]  详细阐述了珠海发电厂700 MW机组旁路控制系统国产化升级改造成冗余控制方式时采用的一种创新模式—“XDC800B＋ATOS混搭结构”,其控制系统部分使用新华DCS/DEH系统XDC800,利用该系统的xSV阀门控制卡与ATOS数字型功放卡一起进行高、低压旁路阀及其减温水阀的控制。为进一步提高旁路控制系统的稳定性,利用自研的冗余切换控制板,实现了高低压旁路阀及其减温水阀控制的无扰自动切换功能。  [结果]  该项目实施后,旁路系统控制功能与原有进口设备保持完全一致,控制数据精度更高,系统运行更加稳定,完全符合发电厂机组启停、压力控制及复杂工况下FCB功能的需求。  [结论]  整体改造具有改动范围小,施工周期短,经济效益高等特点,是一次切合珠海电厂生产实际的成功改造。     

基于富液分流改进工艺的混合胺法燃煤电厂烟气碳捕集过程模拟研究

  [目的]  工艺流程优化是降低燃煤电厂烟气胺化学吸收法碳捕集过程能耗的重要方法。  [方法]  通过Aspen plus软件模拟研究了MEA吸收剂和混合胺MDEA/PZ吸收剂在三种不同富液分流改进工艺下的烟气二氧化碳捕集性能,分析了贫液负荷和分流比对二氧化碳再生过程热负荷和冷负荷的影响,同时通过浓度驱动力和温度驱动力分析揭示了解吸过程特性。  [结果]  研究结果表明,三种富液分流工艺均能有效降低二氧化碳再生热负荷和冷负荷,其中方案3效果最为显著,因为该方案可获得更为均衡更低的驱动力分布,有效减少了不可逆损失。  [结论]  相比常规MEA碳捕集系统,结合了MDEA/PZ吸收剂和富液分流改进工艺方案3的碳捕集系统再生热负荷和冷负荷可降低35.36%和71.42%,具有较好的应用前景。     

Optimal technical analysis of vacuum ejector for passive hydrogen recovery

In this study, the numerical analysis and experimental measurements are conducted on the internal flow field and temperature distribution of ejectors with different throat diameters. The computational fluid dynamics (CFD) is used to simulate different ejectors and investigate the effects of Mach number, pressure, and temperature distributions. The hydrogen Entrainment Ratio (ER) of ejectors is also measured for proton exchange membrane fuel cell applications. The experimental measurements and simulations of the hydrogen Entrainment Ratio of the ejectors showed that the recovery efficiencies are 59%, 53%, and 33% for the pipe diameters of 0.5, 0.7, and 1.0 mm at the inlet pressures of 340 kPa, respectively. In different area ratios, the larger area ratio of the nozzle leads to greater difference between the diameter of the throat and the diameter of the throat outlet. This causes a smaller recovery rate. In the internal flow field of the ejector, higher recovery rate can be achieved by using the closer location of the positive shock wave to the nozzle outlet.     

Application of profiled ejector in chemical lasers

Recently, the use of profiled ejectors based on constant rate of momentum change [I.W. Eames, Applied Thermal Engineering 22 (2002) 121] along the mixing chamber has been proposed for enhancing the recovery ratio across an ejector stage by minimizing shock losses for application in ejector based refrigeration system. Such ejectors can achieve pressure recovery ratio in excess of 150, thus making the system a compact one. Chemical lasers in general and chemical oxygen-iodine laser (COIL) in particular fall in the high power lasers category and find numerous applications in defense and industry. However, these lasers have not been exploited fully because these require pressure recovery systems for their operation and as such the practical systems are extremely voluminous and bulky. The profiled ejectors find direct applications in these lasers and thus can make the system extremely compact. The conventional supersonic COIL systems operate at a typical stagnation pressure of nearly 20 torr and a cavity static pressure of approximately 3 torr, which are amongst the lowest in the class of chemical lasers. Thus, a low-pressure operation of the laser system demands a high capacity vacuum system. Alternatively, efficient ejector based pressure recovery system has been utilized for achieving direct atmospheric exhaust of the lasing medium. However, a minimum of two-stage conventional supersonic ejectors need to be employed for the operation of the laser system. Multiple stages of the ejector are essential on account of the stagnation pressure loss occurring across a normal shock at the exit of the mixing chamber in each ejector stage. The present study presents a general treatment on the design of a profiled ejector for the case of dissimilar motive and suction fluids that are typical of these lasers. Also, determinations for the increase in recovery ratio for various conditions of entrainment ratio over the conventional ejectors have also been presented. Finally, a computational study using McCormack’s method for Euler system of equations has been carried out to numerically validate the analytical studies for a peripheral air ejector system suitable for a 500 W class COIL employing a flow rate of 3 gm/s with an entrainment ratio of 0.025. It has been concluded that a single-stage profiled ejector is sufficient to achieve atmospheric pressure recovery even in the low-pressure systems.     

进气冷却对燃机联合循环的性能影响分析

  [目的]  为了提高联合循环电厂运行灵活性,保证较好的机组运行经济性,避免燃气轮机在低效运行区,对燃机的进气冷却系统进行分析研究。  [方法]  基于GT-Pro/GT-Master软件,通过对采用进气冷却系统前后的燃机联合循环机组进行热平衡模拟计算,对机组的性能变化以及影响因素进行研究、对机组效率进行敏感性分析。  [结果]  分析结果表明:进气冷却系统可以大幅提高燃机的出力和效率;采用进气冷却系统后联合循环机组的出力增加,但效率略有下降。  [结论]  因此,对于联合循环机组,若电网允许机组多发电,则可以考虑设置进气冷却系统;若机组全年总出力固定,且年利用小时数并不饱满,则不宜设置进气冷却系统。     

海上风电场运行期尾流损失分析

  [目的]  为了充分认识海上风电场运行过程中的尾流效应,对风电场布局设计中的模拟计算结果进行验证,探索海上风电场的风机尾流损失变化规律。  [方法]  以华南地区某海上风电场为测试场址,选用PARK模型进行尾流模拟计算,对模型中的参数进行优化并进行实际发电量验证。  [结果]  结果表明:PARK模型用于海上风电场尾流模拟可以基本反映风机实际发电情况;在某风向上风机间距为7D情况下,主风向尾流损失在第2排后的分布规律呈现较为稳定的状态,约为首台风机的30%。  [结论]  PARK尾流模型能够较好的模拟近海风电场尾流损失和进行发电量计算,模型参数选择应根据项目实际情况进行敏感性测算。     

燃煤机组空预器低温腐蚀解决方案浅析

  [目的]  空预器低温腐蚀危及电厂锅炉的运行安全,需要对解决燃煤机组空预器低温腐蚀的不同方案的技术特点进行分析比较。  [方法]  分析了空预器的低温腐蚀解决方案。通过技术分析、能耗分析对提高空预器冷端空气温度暖风器方案和热风再循环方案进行了技术探讨。  [结果]  暖风器方案和热风再循环方案在解决空预器的低温腐蚀问题上各有其技术特点,暖风器方案虽然设备初投资比较大,但其系统特点具有明显的优势。  [结论]  对于空预器的低温腐蚀问题,暖风器方案的适用性更广。     

基于能量枢纽的综合能源系统优化规划

  [目的]  提出了基于能量枢纽的综合能源系统优化规划模型用于解决综合能源系统长期规划问题。  [方法]  能量枢纽(Energy Hub)是分析综合能源系统的重要模型,代表各种不同能源形式之间的耦合关系,例如电力,天然气,供热系统等。  [结果]  此综合能源系统优化规划模型在考虑系统可靠性,能源效率,排放指标等多种决策因素的情况下解决了不同能源形式之间的最优规划问题。  [结论]  综合能源系统算例分析用于验证该模型用于优化规划综合能源系统的有效性,并表明基于能量枢纽的综合能源系统针对系统的长期规划具有更大的灵活性,是研究综合能源系统规划的重要方向。