液流电池商业化进展及其在电力系统的应用前景

液流电池作为一种极具潜力和价值的储能技术,在电力系统中拥有广阔的应用前景和市场。液流电池的商业化进展反映了其技术成熟度和市场对该技术的接受程度,对其后续的发展和研究具有参考意义。介绍了目前国内外液流电池的商业化进展情况,重点分析了铁铬、全钒、锌溴、锌镍、锌铁、全铁、锌空气液流电池的商业化进展;讨论了液流电池在电力系统中的应用前景;最后,给出了相应的应用和发展建议,如优先发展资源丰富、综合成本较低的液流电池技术,现阶段的液流电池应用应兼顾电池寿命及经济性,应重视相关资源链的整合和发展等。     

高温气冷堆核电机组一次调频控制策略研究

华能高温气冷堆核电示范工程（HTR-PM）是首台商业运行的高温气冷堆核电机组,研究其一次调频能力具有重要意义。在分析HTR-PM机组控制特性的基础上,提出高温气冷堆核电机组一次调频控制策略,并开发了HTR-PM机组全范围实时动态仿真模型。针对电网频率快速变化时,HTR-PM机组一次调频过程的动态响应特性进行仿真试验。试验结果表明,理论上,在一次调频参数、控制逻辑等设置合理的情况下,在一次调频允许投入的负荷区间内,当频率扰动时可以实现输出功率变化,同时保证蒸发器出口蒸汽压力在允许偏差范围内。     

基于BP神经网络和多因素权重法的风电机组载荷预测和分析

基于BP神经网络,建立了风电机组关键部位载荷的快速准确预测方法。以风电机组关键参数风速、空气密度、湍流强度、入流角、风切变、偏航误差角等为自变量,以机组关键部位载荷作为输出变量,建立用于快速预测机组关键部位载荷的BP神经网络模型;然后基于多因素权重法对风电机组不同参数的影响权重进行分析,获得影响风电机组载荷的关键变量。结果显示:基于叶素-动量理论模型计算得到不同风况下风电机组关键部位载荷,然后设置合理的神经网络结构以及合适的神经网络参数,可以实现对不同风况下风电机组关键部位载荷的预测;对于叶根和塔底的平均载荷和极限载荷4个不同的变量,风速、空气密度、湍流强度、入流角、风切变、偏航误差角等参数影响的权重各不相同。     

基于机组出力特征解析的风光储联合规划

合理配置风光储容量是实现新能源高效利用与负荷稳定运行的基础。针对“双碳”目标下 要构建以新能源为主体的新型电力系统的目标,提出了一种基于机组出力特征解析的风光储联合规划方法。首先,通过分析电力系统源-荷长时间尺度运行特性,揭示源-荷的一般运行规律,建立了机组时序出力比模型,解析机组出力特征;其次,进一步构建了基于机组出力特征解析的风光储联合规划模型,科学配置高比例新能源接入电力系统背景下的风光储容量;再次,设计了针对规划结果优劣性的源-储容量配比综合评价体系,从电力平衡、新能源消纳、碳减排3个方面对规划结果进行了综合评价;最后,以某大区电网为例进行了仿真。结果表明,所建模型能够基于对机组出力特征的解析配置出合理的风光储容量。     

抽真空对独立外缸低压模块端汽封间隙的影响分析

以某独立外缸结构汽轮机低压模块为研究对象,对低压内缸及汽封体等部件在抽真空阶段的变形进行了分析和计算。为了理清抽真空阶段所受的重力、真空力、热影响等因素对低压端汽封间隙的影响,分步骤施加以上3种载荷进行有限元分析。结果表明:在重力作用下,低压内缸产生整体下沉两头上翘的变形;在真空力作用下,端汽封随汽缸进一步下沉,底部间隙变大;在投低压缸喷水情况下,高温轴封蒸汽对端汽封及低压内缸加热,端汽封随汽缸整体抬升,底部间隙减小;在真空力、热影响联合作用下,端汽封底部间隙减小0.061~0.105 mm;在投入喷水情况下,整个抽真空阶段对低压端汽封间隙的影响并不大。     

太阳能辅助空气源热泵系统多地区适用性研究

为探究太阳能辅助空气源热泵系统在不同太阳能资源等级地区的适用性,根据年太阳辐照量的不同,依次选取太阳能资源等级为Ⅰ—Ⅳ级的拉萨、张家口、杭州、贵阳作为研究对象,使用TRNSYS软件进行系统的模拟。选择热泵功率、水箱容积、电辅热功率、集热器面积、集热器方位角和倾斜角6个参数作为优化变量,以生命周期成本为目标函数,利用粒子群优化算法得到各地区的最佳设备参数,并对优化后的系统进行经济性、敏感性分析。研究结果表明:拉萨和张家口地区的太阳能辅助空气源热泵系统最优运行方式为热泵搭配集热器,而杭州和贵阳地区的系统最优运行方式则为热泵搭配电辅热;其中,贵阳地区的热泵运行效率最高,为2.94,拉萨地区的系统运行效率最高,为2.26,杭州地区的系统单位制热量成本低,为0.48元/kW;选用相对灵敏度分析可知,热泵功率对各个地区系统的生命周期成本均具有显著影响。所得结果可为太阳能辅助空气源热泵系统的优化设计提供相应的理论依据。     

湿法烟气脱硫浆液氯离子质量浓度模拟计算与优化运行

脱硫浆液氯离子质量浓度一直是电厂脱硫系统的重要控制对象,实验测量浆液氯离子质量浓度不仅耗时费力,而且无法实时测量。根据浆液排出泵启停情况及电厂DCS监测数据,基于传统物料衡算模型及迭代算法,建立了脱硫浆液氯离子质量浓度计算模型,并根据机组实际运行工况模拟计算浆液氯离子质量浓度的变化情况。结果表明:模型计算结果基本与实验测量值吻合,平均误差为4.44%,一定程度上验证了模型的有效性;随后,结合电厂实际运行情况,分析了该机组氯迁移情况,并针对吸收塔氯的来源和去向两个角度进行情景分析,给出了优化运行建议。本模型能够实现吸收塔浆液氯离子质量浓度的实时模拟,对电厂脱硫系统适时补水排污,减少脱硫废水排放量,保证脱硫系统稳定运行。     

300 MW机组四角切圆煤粉炉空气与富氧燃烧对比模拟研究

富氧燃烧作为一种清洁能源技术可用于锅炉改造,从而降低污染物排放,回收CO2。为研究空气气氛下和富氧环境中炉膛燃烧的不同,采用数值模拟方法研究了亚临界300 MW机组四角切圆煤粉炉炉膛内燃烧的传热特性。通过调整O2体积分数、进入炉膛的烟气比率以及一次风和二次风量,可以得到和空气气氛下燃烧相近的火焰温度。研究了7种工况下的炉膛流场、温度场、O2、CO2、CO体积分数分布,以及它们在炉膛横截面平均体积分数随炉膛高度变化。模拟结果表明:不论是在富氧燃烧还是空气气氛下燃烧,炉膛内的流场分布相似,但是在同样的O2体积分数下下,将N2替换为CO2后会使炉膛内温度下降,火焰中心下移;增加O2体积分数可以改善传热特性,增加煤粉燃烧的稳定性。     

辅助服务市场下含电锅炉热电厂多运行组合模式优化决策

为实现不同的全厂电、热负荷下供能设备运行组合模式的合理决策,提出一种含电锅炉的热电厂多运行组合模式优化决策方法。首先根据含电锅炉热电厂不同运行模式下的电热特性,建立热电厂各机组运行特性的仿真模型,得到相应的电、热出力特性。然后分别以供能成本和供能煤耗为目标函数,建立多运行组合模式优化决策模型,在考虑辅助服务市场补贴后,两者得到的机组灵活运行组合模式一致。最后,得到不同全厂电、热负荷下热电厂最优运行组合模式,在考虑尽量减少运行操作情况下,根据仿真结果给出热电厂多运行组合模式的决策规则,这一结果可为含电锅炉热电厂运行组合模式决策提供依据。     

面向新型电力系统的风电调频技术分析

在我国未来的新型电力系统中,风电将承担调频任务,保障电力系统安全稳定地运行。为了系统概述风电调频的研究现状,总结了风电机组调频技术、风电场调频技术及相关的建模及策略研究。风电机组的调频方式主要包括转子动能控制、功率备用控制和联合控制。风电场参与调频需要机组间的相互配合以最大化调频效果,也可以通过外加辅助设备协助调频。风电调频策略依托于模型的建立,然而目前风电场的模型均采用等值化方法,与实际电力系统存在一定差距。未来的发展中,应进一步优化模型,完善调频策略,早日实现工业应用。