开发超临界循环流化床（CFB）锅炉是国际CFB界的目标,它兼备了清洁利用劣质燃料和高效发电两个优势,对于煤炭的清洁开发利用具有至关重要的地位。中国的科技人员在国家863计划和国家科技支撑计划的支持下,开展系统的研究开发,全面突破了300MW亚临界自然循环跨越到600MW超临界强制循环带来的巨大的理论和工程挑战,回答了工程上提出的科学和技术问...
建立和发展了一个适用于大型超/超临界循环流化床锅炉的综合数值模型。该模型不仅能够预测锅炉的燃烧、传热及污染物排放特性,还同时考虑水冷壁管内外传热及水动力耦合过程。模型的流场基于欧拉两相流模型和EMMS曳力模型;燃烧采用考虑了水分蒸发、挥发分析出、焦炭燃烧、气相反应以及燃烧污染产物等过程的组分反应模型,其中包括脱硫反应和氮氧化...
针对新型超（超）临界循环流化床锅炉炉型——环形炉膛六回路循环流化床进行冷态实验研究,考察结构布置对炉膛内颗粒浓度轴向分布和六循环回路间气固流动不均匀特性的影响。实验结果表明,悬吊屏布置、六分离器对称布置方式和环形炉膛内环结构均对环形炉膛颗粒浓度轴向分布影响很小;布置悬吊屏、将六分离器布置方式由轴对称改为中心对称以及将环...
循环流化床（circulating fluidized bed,CFB）燃烧技术及超（超）临界燃煤发电技术均较为成熟,二者的结合具有低成本污染控制及高供电效率两个优势,发展超（超）临界参数必然成为CFB技术下一步发展的重要方向。为提升运行控制性能,该文从超临界CFB机组协调控制系统的层面,分析锅炉侧热量释放动态过程,并对响应更快、相变点复杂的直流炉汽水侧动...
该文在中低热流密度、质量流速的条件下,针对超超临界循环流化床锅炉的水冷壁管进行流动传热特性的试验研究。试验中使用材质为15Gr Mo G、外径和壁厚为φ35mm×5.67mm的六头内螺纹管,试验压力P为23-32MPa、质量流速G为600-1200kg/（m2·s）、热流密度q为200～510k W/m2。该文展示试验中获取的管壁温度的分布规律;拟合出可以用于工程实际的传热和阻...
采用SNCR反应详细机理建立了SNCR计算模型,仿真结果与实验结果的脱硝曲线整体趋势基本一致,同时利用Chemkin-Pro对SNCR反应进行仿真计算,针对NSR、反应停留时间、添加剂（CO、H2、CH4）浓度、NO初始浓度、氧气浓度、水蒸气浓度及反应压强等多种影响SNCR反应的因素进行了深入研究,分析各因素对SNCR反应的影响规律。仿真计算结果表明,O2及添加剂（...
日益严格的环保标准对循环流化床（circulating fluidized bed,CFB）锅炉NOx的原始排放提出更高的要求。在对CFB燃烧中NOx生成和还原过程深入理解的基础上,认为强化炉内不同区域的还原性气氛是进一步挖掘CFB燃烧NOx原始超低排放潜力的关键。根据床内气固流动特性与还原性气氛的关系,提出了一条低氮燃烧技术路线,其核心是通过提升循环系统的性能...
在一台600MW超临界循环流化床锅炉上进行了炉内稀相区燃烧均匀性的实炉试验研究,测量了不同负荷下一、二次风优化后距布风板25和38m沿炉膛四周的烟气成分分布及炉膛出口的氧量分布。研究表明：给煤分布决定了烟气的主要分布趋势,二次风标高处的炉内烟气成分分布对炉膛出口烟气成分分布有重要影响。当距布风板25m处的炉膛前后墙烟气氧量标准差达...
循环流化床作为一种新型洁净燃烧技术,具有燃烧效率高、燃料适应性广和污染物排放低等特点。循环流化床在大型化的过程中面临着燃烧均匀性问题,而这与二次风的均匀性密切相关。文中以白马600 MW超临界CFB锅炉二次风系统为研究对象,通过实炉试验测量与数值模拟方法,发现现有二次风系统存在二次风分布不均的现象。实炉冷态测量显示采用支管风门挡...
采用计算颗粒流体力学模型（CPFD）,研究了连续进出料条件下,密相区中床料粒径分布及流化风速对床层气固流动结构、颗粒横向运动行为及停留时间的影响。模型尺寸为900 mm×100 mm×1 200 mm。模拟结果显示,床面呈现出左高右低,排渣口上方存在“死区”,随着流化风速的增加,床面高度差及“死区”大小减小,床内颗粒平均停留时间先减小后增大,最后趋于...
规模不断扩大的清洁能源以及快速发展的前沿技术将深刻影响未来电力系统的格局。然而现有的电力系统演化模型既没有充分考虑到清洁能源的特点,也没有对超导输电、储能等新技术进行建模。为此,借鉴电网规划的做法,以建设成本最小为优化目标,将电力、电量、调峰和环保约束引入电力系统演化模型,并从电力系统运行的角度建立了若干种前沿技术的简化...
基于模块化多电平换流器的柔性直流输电系统（modular multilevel converter-based high-voltage DC,MMC-HVDC）接入风电场时易出现次同步振荡现象。利用阻抗分析方法揭示了风电场经MMC-HVDC并网系统的次同步振荡产生机理。建立了MMC的谐波状态空间模型,在此基础上,利用谐波线性化原理推导了计及内部动态特性的MMC交流侧小信号阻抗模型。首先从...
随着我国新一轮电改不断推进,流域梯级水电参与电力市场成为大势所趋。如何在市场环境下安排梯级水电出力计划、合理组织参与各类交易,促进水电大范围消纳成为亟需解决的问题。该文探讨了梯级水电参与现货市场及合约市场的交易框架,并对现货交易及跨价区合约交易面临的风险聚焦分析;构建双层优化模型：上层为中长期优化调度层,根据径流和交易价...
针对非稳态电力信号傅里叶谐波分析中频谱泄露所导致测量误差较大的问题,提出一种基于准同步序列重构的非稳态电力谐波分析方法。首先在频域上对原始采样信号进行50 Hz的频移,经过sinc滤波器滤除谐波分量,采用移频角差法求得基波频率偏移量;依据计算的基波频率,再通过三次B样条插值重构原始采样信号;最后利用全相位FFT有较优抑制频谱泄露的性能,...
现有输电线路脆弱性评估方法不能揭示线路故障的传播机理,针对以上问题,依据连锁故障的传播特点,提出了基于连锁故障网络图（cascading fault graph,CFG）的输电线路脆弱性评估方法。首先,介绍了CFG的形成算法。其次,利用复杂网络理论相关指标,度、入度及出度分析了线路的脆弱性,进一步提出了基于分阶段的CFG,以分析不同时段线路的脆弱性。最后,...
对变压器励磁涌流和故障电流波形整体形态的特征进行分析,利用两者之间相似度差异,结合Hausdorff距离算法在图形相似度方面的优势,构造基于Hausdorff距离算法的变压器差动保护新判据,该判据采用归一化后的差流序列和标准正弦波序列之间的Hausdorff距离值进行判别,以区分变压器的励磁涌流（包括对称性涌流）和故障差流（包括故障电流叠加励磁涌流...
针对电力系统可能存在的不可预知型短路电流超标风险,提出一种主动响应型站域集成保护策略。采用最小二乘短路电流超快速预测,闭锁保护出口以防止断路器强行分闸造成爆炸;并基于短路前后外部系统状态突变,实现无故障进线的背侧系统等值,从而预估短路电流限制措施实施效果,优选站域保护紧急跳闸方案。仿真结果验证所提策略的有效性,为电网不可预...
有源配电网具有信息物理系统的基本形态,为了更高效准确的反映有源配电网的运行特征,该文提出基于有限状态机的有源配电网信息物理混合模型及其故障仿真框架,基于有源配电网馈线自动化（feeder automation,FA）及检同期合闸原理提出了信息物理融合的有源配电网故障仿真模型与方法,最后,通过仿真算例验证所提模型与方法的有效性。
配电网在极端天气下会发生严重的大规模停电事故,而韧性体现了配电网抵御极端灾害、减小故障损失并尽快恢复供电的能力,为完善配电网韧性分析方法,首先量化极端天气对元件故障率的影响,建立反映台风风速与故障率之间关系的数学模型,利用系统信息熵筛选故障场景,确定灾害可能导致的故障规模;其次,结合系统缺供负荷量,构建韧性评估方法;再次,比较...
考虑到分布式电源（distributed generator,DG）并入配电网的未来前景,提出了电动汽车（electric vehicle,EV）充电站的模糊服务半径新概念,建立了一种计及环境代价、交通流量、电能质量和建设成本等综合因素的EV充电站选址定容的新模型,在满足多目标约束条件下求取年均利润最优。提出了一种改进的云自适应粒子群算法（ICAPSO）,使其更适用于大...
针对电动汽车充/放电对有源配电网电压冲击问题,基于概率潮流方法,研究多时段及变量相关情形下电动汽车充/放电策略对有源配电网电压水平的影响。首先考虑电动汽车不同时段的运行特性,建立电动汽车无序充电、受控充电以及基于峰谷期的受控充/放电模型,以刻画电动汽车对系统电压影响特性;然后针对风速相关性,运用Nataf变换结合初等变换将其从非正...
为提高电–热联合微网消纳可再生能源出力的能力,提出一种深度平抑可再生能源出力波动的热泵–混合储能协同控制策略。分析电–热联合微网的结构特点与能量流控制交换方式,将热泵作为电–热能量转换元件,基于其运行特性建立电–热能流交换模型。功率波动平抑采用模块化分层结构,功率波动优化控制层考虑热泵与混合储能的运行状态,使用模糊控制对...
晶闸管、RC阻尼回路和阀避雷器是特高压直流换流阀一次回路主要组成部分,确定三类器件的参数匹配是特高压直流换流阀电气设计的主要工作。该文揭示了换流阀换相过冲电压的产生机理,确定了三类器件参数的交互影响规律,建立了换流阀工作电路微分方程。通过对晶闸管反向恢复电流分段拟合的方法求解电路方程,最后通过试验验证了计算方法的精确性。
基于自激推挽式磁耦合无线电能传输系统,推导出带有磁屏蔽系统的传输效率表达式,分析了磁屏蔽对系统传输效率的影响机理。利用有限元仿真,研究了三种工况下磁屏蔽与耦合线圈轴向距离变化对耦合系数、谐振频率、线圈负载品质因数和等效电阻造成的影响,进而获得系统传输效率与磁屏蔽的关系。实验方面,基于研制的自激推挽式磁耦合无线电能传输装置,...
针对目前物理建模方法参数获取困难、行为建模方法需要大量实验数据的问题,该文提出两种简单易用的考虑温度影响的Si C JFET功率器件Saber环境建模方法。模型I基于Saber软件提供的JFET模板实现,问题的难点转化为如何准确提取建模对象Si C JFET的相关模板参数;模型II根据器件厂商提供的Si C JFET的PSpice模型,在Saber环境中搭建相应的电路实现,问...
大规模分布式光伏高渗透率接入配电网,使得系统特性尤其是稳定性、电能质量评估存在不确定性。采用仿真建模手段是分析大规模电力电子装置接入电力系统中影响的关键手段之一。T型脉宽调制（pulse width modulation,PWM）控制三电平电路是目前分布式中功率光伏逆变器主流方案,目前尚未有针对T型PWM控制三电平电路平均建模的全面报道。该文提出一...
由于定子全部或局部取消了具有磁饱和特性的导磁铁心介质,定子无铁心永磁电机具有效率高、过载能力强、无齿槽转矩、转子损耗低等优点,在飞轮储能、风力发电、航空航天伺服和全电推进系统等场合具有重要的应用前景。依据磁场形成原理对定子无铁心和无槽永磁电机进行了分类,包括径向磁场型、轴向磁场型、直线运动型等。阐述了不同结构拓扑下的定...
提出了一种双三相无刷双馈发电机。该电机定子上除了常规的三相功率绕组外,还有两套空间上互差30°电角度且中性点独立的控制绕组。建立了该电机的数学模型。令这两套绕组的电流时序上相差30°,则气隙磁势中的5次和7次谐波分量将会被消除,同时基波磁势达到最大。研究了一种电流控制算法,可以实现这两套控制绕组电流相位差30°的控制目标。提出了这...
无刷双馈电机是一种具有广泛应用前景的新型电机。以往研究的无刷双馈电机无论采用的是何种转子结构,其自然同步速均为60-f/︱（p_1＋p_2）︱,即基于和调制的运行方式。为了提高无刷双馈电机的自然同步速,扩大其运行和控制范围,提升电机的功率密度,该文提出一种基于差分运行方式的新型无刷双馈电机,即自然同步速为60-f/｜p1-p2｜。采用绕线转子...
在电压源型逆变器驱动的永磁同步电机系统中,开关器件的死区效应会导致电机电流畸变,电机转矩波动和额外功率损耗。该文详细分析由死区效应所引起的开关管导通时间误差和电机相电压的误差,并结合永磁同步电机d轴电流给定为零的矢量控制算法,提出基于q轴电流误差的死区时间在线补偿算法,所提算法无需电机和逆变器的精确模型,且未增加硬件电路。此...
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