基于统一基准的整体煤气化联合循环系统效率分析

对于具有多物流输出的复杂能量系统,需要采用统一的基准来确定离开系统的各股能量流占输入能量的份额.基于系统的能量平衡,提出采用能量转换因子描述燃料化学能在输出物流及功流、热流中的分配方法.以德士古气化炉激冷流程的整体煤气化联合循环(IGCC)系统为例,给出了统一基准的能流图;对IGCC各子单元的能量利用效率进行了定义,并推导出IGCC系统的发电效率.结果表明:该方法为理解多物流输出的复杂系统的能量转换和利用过程提供了新的思路.     

并联型化工动力多联产系统主导因素与变工况特性

多联产系统以电力为主要的产品之一,因而在运行时必然要面对变负荷的问题.本研究从变负荷的角度考虑如何设计多联产系统以满足电网的要求.通过详细的仿真分析,提炼出影响并联多联产系统变负荷能力的两个主导因素:设计动化比和合成单元容量盈余度.以四象限图的形式展示主导因素与系统变负荷能力的关系,并进一步分析系统在变负荷运行时的特性.分析结果揭示了联产系统变负荷运行时发电单元和化工单元的负荷分配规律及系统热效率随电负荷的降低而提高.     

大型风电场电网三相短路故障暂态分析

采用计算机仿真的方法,对大型风电场在电网发生三相短路故障时的暂态特性进行了研究.在首先建立了主动失速型风力发电机数学模型和仿真模型的基础上,研究了当装有失速型风力发电机组的风电场的外部电网发生三相短路故障时,风电场以及机组主要参数的暂态响应,深入分析了风力发电机组和配套的设备在电网故障时的动态特性.研究结果表明,三相短路故障引起的电压振荡为机组和电网的正常运行带来不利影响,常常会引起机组保护动作.     

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现代化的高效联合循环中，最大的不可逆损失是由于燃烧引起的。即使燃气轮机采取很高的温度，仍有将近30%的火用因为燃烧而被浪费掉了。而在燃料电池中，燃料的化学能量直接转化为电能，不受卡诺循环效率的限制。电化学反应过程中的火用损失要比常规的燃烧过程小得多。高效循环减少了二氧化碳排放而达到环境保护的目的，另外NO_x的排放量也比常规电厂大大减少。通过对已有管式固体氧化物燃料电池建模思路的考察，确立了零维模型结合ASPEN PLUSTM流程模拟的建模方法。模型采用天然气作为燃料输入，其验证的结果表明：该模型可以比较准确地预测不同工作条件下(独立的管式固体氧化物燃料电池发电系统或是构成混合循环)的管式固体氧化物燃料电池系统的性能。     

以煤气化为核心的多联产及其在我国未来能源中的战略意义

通过对中国和世界能源数据的展示和对比,提出了对我国发展以煤气化为核心的多联产的目的的看法,并对其在我国未来能源中的战略意义进行了分析,认为多联产是自然衔接我国近中期和远期能源发展需要,从而保证我国以煤为主的能源系统实现可持续发展的战略性技术。发展多联产将为我国在国际能源政治中占据主动地位创造了物质条件。     

基于数据引擎技术的通用控制站

电力生产是非常复杂的过程，需要较大规模的控制系统。在现有发电机组中，由于控制目标多，动态特性差异大，导致每台机组至少需要数十种不同类型的控制站。它们的运行环境和控制语言也不完全一致，仅能靠少量的数据通信来维持系统的整体运行。针对这种状况，人们提出了开放系统的概念，试图从增强互换性、互操作性和可扩展性等方面去探讨克服传统控制系统局限性的方法。但是，     

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面对由温室效应导致的日益严重的全球气候灾难，二氧化碳减排已经刻不容缓。氢气作为理想的清洁能源，在应用环节可以实现零排放。然而要实现全生命周期的CO₂减排，必须考虑在用化石燃料制氢环节中回收并处理CO₂。考察了几种目前常用的大规模制氢方法——天然气蒸汽重整(SMR)、自热重整(ATR)、部分氧化和煤气化制氢的工艺流程，用Aspen PlusTM对这几种制氢工艺流程进行模拟仿真，并进行了能量和经济性分析。指出对中国减排CO₂而言, 煤气化激冷-高温净化方案是最经济可行的,并可进一步发展为以煤气化为核心的多联产系统,对我国的可持续发展具有重要意义。     

计算机代数在热动力系统建模与仿真中的应用

研究先进的数学工具-计算机代数系统在热力系统建模中的应用基础上，提出了用计算机代数系统辅助进行数值计算的建模方法。利用计算机代数和符号运算功能，可以替代常规数值建模中公式推导，导数和积分计算繁杂，耗时而且容易出错的手工过程，以Mathematica计算机代数系统作为软件平台，以某气化炉对对象进行了化学反应速率推导的建模示范。示范结果表明：新的建模方法有以下优点；公式推导和后期修改工作量大大减少，易于实现高效、快速自动建模；避免了数值推导的误差，模型精度高，收敛性好；可以直接生成仿真程序代码，程序流程简洁，可读性好，随着热动力系统的日益大型化和复杂化，新方法有广阔的应用前景，值得继续深入研究。图3表1参11     

利用最优小波包提取轴心轨迹故障特征

该方法将原始故障进行最优不上包分解，利用最小Shannon熵准则将子信号中能量比重较大的部分提取出来，作为故障特征，然后经过重构，得到表征故障特征的清晰的轴心轨迹。最后，举例说明其应用。     

IGCC协调控制系统的研究初步

分析了 IGCC电站的调控特性 ,提出了 IGCC电站协调控制系统的概念 ,从整体上对 IGCC电站的控制系统进行了研究。