燃煤发电机组与压缩空气储能耦合热力系统分析及调峰特性研究

随着新能源的发展,在役煤电机组调峰运行已成常态化,燃煤发电机组与压缩空气耦合既可以提升燃煤机组调峰能力,又可以提升负荷响应速率,提升电力系统灵活性,促进以新能源为主体的新型电力系统发展。研究燃煤发电机组与压缩空气耦合储释能过程热力系统优化配置,从热经济性角度定量分析储能过程中压缩机的驱动方式、释能过程中热源位置、耦合运行系统效率、调峰能力等。     

太阳能与压气机抽气储能燃气轮机CHP系统耦合特性分析

压气机抽气储能调控可改善燃气轮机能源系统性能,为了使燃气轮机系统更加灵活、高效地与外界负荷匹配,提出太阳能耦合压气机出口抽气储能的燃气轮机热电联产系统。通过建立空气透平、余热锅炉和太阳能集热器的变工况数学模型,利用Thermoflex软件建立燃气轮机压气机出口抽气变工况模型,并对耦合系统进行变工况分析,研究系统在储能、释能和运行周期内热力参数的变化,以华南地区某宾馆的逐时负荷为例对太阳能耦合压气机出口抽气储能的热电联产系统进行案例分析,并与基准热电联产系统对比。结果表明:以某典型日为1个周期,本文设计系统的1次能源利用率比传统热电联产系统高3.2%,?效率高2.4%。     

考虑负荷虚拟储能特性的商业区储能优化配置

储能技术的快速发展使得电力系统的经济性与灵活性逐渐提高,而基于需求侧管理的负荷虚拟储能则作为广义储能其中的一种获得了广泛关注。以商业区产消者为研究对象,基于人体舒适度范围建立具有时间解耦特性的空调负荷虚拟储能模型。在此基础上考虑负荷与光伏发电的季节性及气候性差异,计及全寿命周期成本建立考虑负荷虚拟储能特性的蓄电池储能双层优化配置模型,并采用Gurobi求解器与改进的差分进化算法配合求解。最后通过具体算例,证明了负荷虚拟储能的引入可有效提高商业区蓄电池储能配置的经济性,并分析储能系统对光伏消纳的影响。     

燃气轮机空负荷试车启动装置

阐述了燃气轮机启动装置的几种形式,对M701F燃机空负荷试车的启动装置进行了详细介绍,同时也介绍了燃机启动的过程。     

风-氢与燃氢燃气轮机耦合系统储能容量优化

为实现风电对电网的友好接入,构建以氢储能和超级电容器储能为基础的风-氢与燃氢燃气轮机耦合系统模型,提出针对该系统的容量配置方法。在对风电功率频谱特性分析的基础上,运用小波包分解技术将其分解为低频并网部分和高频部分。将高频部分再次分解为亚高频部分和最高频部分,并分别通过电解槽和超级电容器来平抑。通过傅里叶逼近拟合波动功率的概率密度函数,求得期望容量配置。算例分析表明所提方法能实现风电对电网的友好接入。     

甩负荷过程水泵水轮机流激振动数值模拟研究

抽水蓄能电站甩负荷过渡过程中机组振动剧烈,有导致转轮疲劳破坏风险。为探究转轮流激振动特性,对水泵水轮机在甩负荷中的典型工况（时刻）进行CFD-FEM数值模拟,分析了压力脉动、转轮动应力和振动模态。结果表明：转速是影响转轮压力脉动和动应力的最重要因素,最大转速工况最危险,转轮内压力脉动最剧烈,叶片动应力值和振幅均大于其他工况;压力脉动导致转轮动应力波动,两者频谱特征一致;转轮最大动应力出现在叶片进口与上冠“T型”连接处,过渡过程中最大值均超过材料许用应力;水力激励力频率与转轮固有频率相差较大,转轮在计算工况发生共振的可能性较小。     

M701F型燃气轮机的在线运行负荷特性

分析了重型燃气轮机负荷特性的影响因素,提出了研究重型燃气轮机负荷特性的技术路线。基于此,针对某M701F型燃气轮机,以国际标准化组织(International Organization for Standardization,ISO)的标准条件为基准,由机组的在线运行数据获得其负荷特性曲线,并建立负荷特性的数学模型。考察该燃气轮机6 940组实际数据,得出结论:当折算基准功率不小于18MW时,其负荷特性数学模型的最大相对误差不超过5.73%。     

水泵水轮机开机过程水力特性研究

抽水蓄能电站水泵水轮机组在开机过程中产生剧烈的压力波动,转轮内复杂流动和压力脉动是引起固定部件强烈振动的主要原因之一。因此,需要对水泵水轮机开机过程的物理机理进行深入研究。本文同时建立了厦门抽水蓄能电站管路系统的一维特征线水力模型及水泵水轮机组过水流道的三维流场计算模型,开展了机组发电开机过程一维三维耦合的数值计算,重点分析了机组开机过程瞬时流动特点,以及转轮径向力和轴向力变化与外特性的内在关联性。研究发现,机组开机至空载状态时,由于导叶开度小、转速上升快,在无叶区形成了速率很高的水环,同时转轮流道内充斥着大量复杂的漩涡结构,导致了流量与转矩的突降。导叶动作、转速对径向力、轴向力的变化规律有直接的影响,开机过程中转轮径向力的变化趋势与活动导叶动作过程基本一致。轴向力的变化趋势与机组转速变化基本一致,转速和轴向水推力数值总体上为逐渐增大的趋势。本文研究结论为抽水蓄能机组和高水头混流式水轮机的开机过程物理机理和规律提供了有价值的参考。     

东方电机水泵水轮机水力开发的技术进步

主要从水泵水轮机水力设计技术、模型装置设计技术和模型试验技术等几个方面介绍了东方电机在抽水蓄能电站水泵水轮机水力研究开发上的技术进步。     

广东负荷特性变化趋势及应对策略研究

对近几年广东电网负荷需求、负荷特性指标以及夏季典型日负荷、特殊时期典型日负荷的变化规律进行分析,认为经济发展形势、天气因素等对广东负荷特性的影响明显、敏感.结合目前的电源规划,预测分析了广东电网未来十年负荷特性的变化趋势及其对电源分布和调峰能力的需求,并提出了应对负荷特性变化的策略和管理措施.     

Design optimization of hydraulic energy storage and conversion system for wave energy converters

Wave energy collected by the power take-off system of a Wave Energy Converter (WEC) is highly fluctuating due to the wave characteristics. Therefore, an energy storage system is generally needed to absorb the energy fluctuation to provide a smooth electrical energy generation. This paper focuses on the design optimization of a Hydraulic Energy Storage and Conversion (HESC) system for WECs. The structure of the HESC system and the mathematical models of its key components are presented. A case study and design example of a HESC system with appropriate control strategy is provided. The determination of the ratings of the HESC system is also investigated in order to achieve optimal system energy efficiency.     

风氢耦合储能系统技术发展现状

我国风电资源丰富但同时弃风量巨大,风氢耦合储能技术对于我国的弃风消纳、提高风电上网质量,降低能源环境污染,缓解能源危机,构建绿色、环保、可持续的电力系统、促进经济增长方式转变等方面有着重大意义.介绍了国内外对于风氢耦合储能技术的研究现状,并总结出了目前风氢耦合储能研究中的关键技术和尚待解决的难点,最后结合风氢耦合储能技...     

以压缩空气储能耦合燃机技术促进东北新能源就地消纳

针对东北地区弃风严重、供热与调峰困难的状况,首先比较了几种主流解决弃风问题的技术手段的优缺点,提出利用压缩空气储能耦合燃机技术可以保持热负荷连续供应,同时可以灵活移峰填谷。介绍了压缩空气储能与燃机的耦合原理和压缩空气储能、储能发电与混合发电3种运行模式。最后基于东北地区典型的电力和供热曲线,通过利用压缩空气储能耦合燃机技术,可以实现弃风量为零,并指出多能互补技术是解决东北新能源消纳的有效手段。     

水轮机调节系统的模糊神经元控制

水轮机调节系统具有非线性和时变性的特性 ,传统的PID控制器无法获得高性能的调速系统。针对水轮机调节系统的上述特性 ,在常规模糊控制的基础上 ,采用径向基函数神经网络来逼近过程模型 ,并设计了自适应神经元来在线优化控制器的输出。理论分析和仿真结果表明 ,这种控制策略与传统的PID控制和模糊控制相比 ,能够得到更快的响应速度和更好的控制效果     

水轮机调节系统的模糊神经元控制

水轮机调节系统具有非线性和时变性的特性,传统的PID控制器无法获得高性能的调速系统.针对水轮机调节系统的上述特性,在常规模糊控制的基础上,采用径向基函数神经网络来逼近过程模型,并设计了自适应神经元来在线优化控制器的输出理论分析和仿真结果表明,这种控制策略与传统的PID控制和模糊控制相比,能够得到更快的响应速度和更好的控制效果.     

与煤电机组耦合的压缩空气储能系统分析

煤电机组与大规模储能系统协调运行,可充分发挥储能灵活资源与煤电机组的调节能力,提升电力系统灵活性,促进电力系统低碳化转型。本文提出一种与煤电机组耦合的压缩空气储能系统,在压缩储能阶段利用煤电机组凝结水吸收空气圧缩热,在释能发电阶段利用机组给水/抽汽实现对膨胀机入口空气的梯级加热。分别对压缩、储能过程不同耦合方案进行了对比分析,得出给定参数下与煤电机组耦合的压缩空气储能系统的最优方案,并与传统带储热装置的压缩空气储能系统的运行效率进行了对比。结果表明,通过压缩空气储能系统与煤电机组热力循环的合理耦合,可使系统效率提升5百分点。     

水轮机最优控制系统研究

本文应用现代状态反馈控制理论，结合水轮机(转速)调节系统的恒值调节要求，从水轮机控制系统状态反馈模型出发，给出了与常规水轮机调节系统相似的系统框图。并对二次型性能指标最优化控制参数与传统推荐最佳调节参数进行比较分析，得到这两种方法所对应的最优调节参数有较大差别，二次型最优控制效果明显优于常规PID控制。仿真结果表明：两者动态过程明显不同，前者的动态过程呈现完全的非周期快速稳定特点，而后者的动态过程则为衰减振荡过程。因此，在水轮机调速器中直接输入控制系统权矩阵代替常规的PID调节参数，能够根据人为要求实现期望的时域性能指标。     

配电网与热泵蓄能耦合系统动态综合评价

鉴于配电网-热泵-蓄能(DN-HP-ESS)耦合系统评价体系的缺失,进行配电网与热泵蓄能耦合系统的动态综合评价。首先,分析DN-HP-ESS耦合系统的运行原理与运行模式;然后,从技术性、安全性、经济性3个维度构建DN-HP-ESS耦合系统的评价指标体系,建立层次分析法-反熵权法-离差最大化法组合赋权模型,进一步提出重心法修正的模糊综合评价模型;接着,考虑DN-HP-ESS耦合系统的动态变化,构建DN-HP-ESS耦合系统的动态综合评价模型,并提出模型的有效性检验方法;最后,以上海某一示范工程为例进行算例分析,验证了模型的有效性。结果表明:DN-HP-ESS耦合系统能够降低向配电网的购电成本与热泵的运行成本,提高新能源的消纳量,且在各维度均优于其他系统。     

多类型储能一次调频特性研究

本文采用区域等效方法,对系统的传统频率响应模型进行改进完善,使其能更真实地反映实际电网中各种因素对一次调频的影响。针对超级电容、超导磁、电池、飞轮等多类型储能的运行特性,分别构建这4种储能系统参与电网一次调频的通用模型。结合典型负荷扰动,通过仿真研究分析储能荷电状态(State of Charge,SOC)非线性约束对调频特性的影响及各类型储能特点。