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2021年第42卷第3期
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    能源互联网

  • 宣文博, 李慧, 刘忠义, 孙业广, 侯恺
    2021, 42(3): 289-297. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.20104
    摘要:针对当前大规模可再生能源发电接入电力系统所带来的可再生能源消纳的问题,提出了一种城市可再生能源消纳能力的量化方法和基于虚拟电厂的消纳能力提升措施。首先,对可再生能源消纳的问题进行分析,对虚拟电厂的基本概念进行详细阐述;其次,针对风力发电和光伏发电,从调峰裕度的角度对其消纳能力进行量化分析,提出弃风、弃光时间和弃风、弃光量2个方面的风电、光伏消纳能力量化分析方法;最后,提出利用电动汽车和柔性负荷提升城市可再生能源消纳能力的方法,并通过详细的算例验证了该量化方法和提升措施的有效性。  
    关键词:电力系统;虚拟电厂;可再生能源;电动汽车;柔性负荷  
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    更新时间:2025-07-04
  • 规模化储能电站电池一致性的统计特性研究

    靳文涛, 李相俊, 惠东, 李静立, 祁万年, 吕成渊
    2021, 42(3): 298-305. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.20063
    摘要:通过串并联方式组成的兆瓦级储能电站在长期运行过程中,将出现电池单体不一致性的问题。由于电压、温度变化特性可直观反映储能电站电池单体间的不一致性,因此利用储能电池极差电压、累计极差电压、电压标准差、极差温度、累计极差温度等指标来分析储能电站电池单体一致性的统计特性。通过长时间尺度电池单体一致性的统计特性分析,结合储能电池现场运行状况,可及时发现可能存在异常的电池单体,为储能电站健康状态评估提供数据支撑,降低储能电站系统性运行风险。  
    关键词:储能电站;电池单体;一致性;极差电压  
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    更新时间:2025-07-04

    新能源

  • 风力机偏航系统控制策略研究现状及进展

    张磊, 李继影, 李钦伟, 张敏策, 郭云丰, 张立栋
    2021, 42(3): 306-312. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.20012
    摘要:在风力机运行过程中,由于风向具有随机性及波动性,风力机偏航系统需要完成对风控制,频繁偏航将导致风力发电机组故障。综述了风力机偏航控制现状及策略,通过对偏航执行策略和重启策略的分别评述,可知大多偏航执行策略的研究仍是在仿真工具上实现,风向预测在执行偏航策略中有更多的体现。偏航重启策略开展研究较少,主要是对风速及风向的阈值进行修正,优化偏航重启的阈值以达到减少偏航次数的目的。偏航控制策略可以减少单机故障发生概率,同时增加风电场功率,提高全场综合经济效益。  
    关键词:风力机;偏航系统;控制策略;风向预测  
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    更新时间:2025-07-04
  • 基于深度小世界神经网络的风电机组异常检测

    李亚光, 李蒙
    2021, 42(3): 313-321. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.20091
    摘要:准确有效的状态监测是提高风电机组可靠性和安全性的关键。近年来,基于深度神经网络(deep neural network,DNN)的智能化异常检测方法越来越受到人们的重视。针对实际工业中难以获得准确的有标签数据的问题,提出了一种基于无监督学习的深度小世界神经网络(deep small-world neural network,DSWNN)来检测风电机组的早期故障。在深度置信网络(deep belief network,DBN)构建过程中,首先采用多个受限玻尔兹曼机(restricted Boltzmann machines,RBM)堆叠常规自动编码网络,并利用风机的无标签数据采集与监视控制(supervisory control and data acquisition,SCADA)数据进行预训练。然后,利用随机加边法将训练后的网络进行小世界特性转换,再利用最少的有标签数据对网络参数进行微调训练。此外,为了应付风速扰动并减少虚警,又提出了一种基于极值理论的自适应阈值作为异常判断准则。最后,通过2个风机异常检测的应用实例,并与DBN和DNN算法进行了对比,验证了该方法具有良好的有效性和准确性。  
    关键词:风电机组;数据采集与监视控制(SCADA)数据;故障诊断;深度小世界神经网络(DSWNN);自适应阈值  
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    更新时间:2025-07-04

    发电及环境保护

  • 基于Kolmogorov熵的气固鼓泡流化床中空隙率波动信号分析

    韩峰, 丛堃林, 向杰, 李清海, 张衍国, 马静
    2021, 42(3): 322-328. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.20041
    摘要:气固流动状态决定了流化床中气固两相的混合、传热和传质特性,对流化床装置的设计、运行和监测起着重要作用。在实验室内搭建的冷态气固鼓泡流化床上,采用颗粒浓度测量仪测量了不同工况条件下流化床床中心的空隙率波动信号,通过混沌分析的方法分析气固鼓泡床中空隙率时间序列的Kolmogorov熵及其分布特征,研究表观气速、静床高度和床体尺寸对Kolmogorov熵的影响规律。研究结果表明:表观气速对Kolmogorov熵的影响最大,静床高度次之,床体尺寸最小。  
    关键词:气固鼓泡流化床;空隙率;时间序列分析;混沌分析;Kolmogorov熵  
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    更新时间:2025-07-04
  • 炉膛声学层析测温探头分布方式研究

    张立峰, 苗雨
    2021, 42(3): 329-335. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.20050
    摘要:炉膛声学层析测温系统可获得炉膛温度二维/三维分布图像,超声波探头分布方式将直接影响其成像精度。研究了8、12及16个超声波探头的4面与4角分布方式,先采用Tikhonov正则化重建算法获取粗网格下的温度分布,再采用局部加权回归法预测网格细化后的温度分布。选取典型的温度场分布,对所研究的6种探头分布下温度场重建后的均方根误差及相关系数进行了比较,结果表明,采用16探头进行4面分布时,其重建精度最高。  
    关键词:锅炉;声学层析成像;探头分布;温度场重建;Tikhonov正则化  
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    更新时间:2025-07-04
  • 电除尘器流场、颗粒场及电场的数值模拟研究

    李文华, 白亮, 虞上长
    2021, 42(3): 336-342. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.19083
    摘要:通过计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)软件FLUENT,基于k-ε湍流模型、离散相模型(discrete phase model,DPM)、电磁流体(magneto hydro dynamics,MHD)模型等对1000MW机组电除尘器进行多相流及多场条件下的数值模拟研究。结果表明:布置烟道导流板及进口封头气流分布板后,电除尘器(electrostatic precipitator,ESP)各进口烟道内烟气流量、颗粒相流量及第1电场进口截面的速度均匀性均得到明显改善,各进口烟道内烟气流量偏差均在±1%以内,各室入口截面烟气流速相对均方根差均不超过0.25,优于标准要求。通过计算不同供电电压及入口流速时模型的除尘效率可知:电除尘效率与供电电压正相关,与入口流速负相关,计算规律与实际相符。  
    关键词:电除尘器;k-ε湍流模型;多相流;气流分布;多物理场  
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    更新时间:2025-07-04
  • 基于CFD-DPM的旋风分离器结构优化

    彭丽, 石战胜, 董方
    2021, 42(3): 343-349. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.20043
    摘要:采用CFD-DPM方法,结合响应曲面模型对旋风分离器结构参数进行优化。研究发现:对压降和分离效率影响最大的结构参数为排气管直径Dx/D,其次是入口高度a/D、入口宽度b/D、旋风分离器长度H/D、排气管插入深度S/D。通过分析各结构参数的交互作用发现:入口宽度与入口高度,入口尺寸与排气管直径对压降的影响存在较强的交互作用;排气管直径与入口高度、排气管插入深度及旋风分离器长度对分离效率的影响存在较强的交互作用。最后,基于CFD-DPM模拟计算结果获得该旋风分离器在最小压降和最大效率下对应的几何结构参数,即在a/D、b/D、Dx/D、H/D、S/D取值分别为0.40、0.26、0.34、6.28、0.66时,压降为2.32kPa,分离效率为99.27%。  
    关键词:旋风分离器;结构参数;分离效率;压降;计算流体力学(CFD)  
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    更新时间:2025-07-04
  • 燃气轮机烟气SCR脱硝系统优化设计与工程应用

    黄友华, 马善为, 刘吉, 武正华
    2021, 42(3): 350-356. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.21029
    摘要:以东莞某电厂F级燃气轮机卧式布置余热锅炉脱硝系统为例,针对氨气与烟气混合不均导致脱硝效率不达标的问题,采用数值计算、模型实验和工程实践研究了在喷氨栅格前增加导流板对脱硝系统的影响。数值模拟结果表明:增加导流板后,喷氨入口截面烟气速度梯度明显下降,催化剂床层入口截面烟气速度分布均匀。小试模型实验结果显示,增加导流板后,催化剂入口烟气速度偏差为10.7%,氨气浓度偏差为6.06%,表明烟气与氨气混合良好,流场均匀,满足设计要求。工程实践结果进一步证明,增加导流板后,催化剂床层出口截面NOx浓度分布均匀,所有测点NOx质量浓度小于30mg/Nm3,NOx浓度偏差值小于15%,完全满足排放要求,表明优化方法具有较高实际应用价值。  
    关键词:燃气轮机;脱硝;选择性催化还原(SCR);喷氨格栅;导流板  
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    更新时间:2025-07-04
  • 郭栋, 晋银佳, 朱跃
    2021, 42(3): 357-362. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.20002
    摘要:火电厂废水“零排放”处理系统运行效果影响因素较多,系统运行成本较高,限制了系统的运行稳定性和经济性。在研究多个火电厂废水“零排放”系统运行案例的基础上对废水“零排放”全流程处理系统进行优化设计,将预处理系统、浓缩减量系统和“零排放”系统的设计和运行统筹考虑,构建了废水“零排放”全流程处理的中试试验系统。利用构建的中试试验系统平台,可以开展循环水排污水、脱硫废水等火电厂废水处理的中试试验,并依据中试试验结果优化废水处理系统设计和运行参数,有效提升废水处理系统的运行稳定性、降低废水处理药剂成本和能耗,具有广阔的应用前景。  
    关键词:火电厂;废水零排放;全流程;优化;中试系统  
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    更新时间:2025-07-04
  • 中速磨煤机制粉系统优化技术研究及应用

    陈刚, 刘进峰, 李大正, 程华
    2021, 42(3): 363-373. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.19188
    摘要:为了满足发电机组对制粉系统越来越高的要求,对制粉系统进行优化改造是十分必要的。通过对中速磨煤机和煤粉管道的详细分析和研究,找到症结所在并提出了磨煤机优化措施和煤粉管道动态调平方法。磨煤机优化研究引入磨内流场的理念,通过对磨内结构的改进,最终实现对磨内流场的整体优化,使中速磨煤机的性能得到全面本质性提升。管道动态调平是在实现风粉磨内均化的前提下,采用压差法实时对管道之间风粉流量偏差进行测量,根据测量结果,利用管道上的阻力调节装置,实时调平管道之间的阻力,实现管道之间一次风流量均衡控制,最终实现制粉系统风粉均衡控制。该技术能有效提高制粉系统对煤种适应能力,并实现风粉动态均衡控制。  
    关键词:中速磨煤机;制粉系统;流场优化;风粉均衡控制  
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    更新时间:2025-07-04
  • 邵夏勇, 张治国, 李国能, 叶阳辉, 邓斌, 王晴, Obinani Victor Chimdike
    2021, 42(3): 374-381. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.19085
    摘要:为了提高热电制冷箱的制冷性能,对市面上常见的热电(半导体)制冷箱进行分析,并对制冷箱的制冷装配体与箱壁之间的架构方式进行探究。采用仿真工具SolidWorks Flow Simulation对制冷箱的制冷装配体与箱壁之间的架构方式进行建模仿真。分析了重力、风扇方向、开槽尺寸、槽内所加支架等参数对半导体制冷箱制冷性能的影响规律,结果表明:制冷箱在开槽尺寸一定时,重力方向处于箱体尺寸最长边,风扇进气方向为吸气,槽内加对称支架,并对支架的4个侧面做尽可能多的圆形镂空处理,且圆越大越好,此时热电制冷箱的制冷性能最优。  
    关键词:热电制冷箱;SolidWorks Flow Simulation;安装架构;优化分析  
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    更新时间:2025-07-04
  • 浆液冷却烟气脱白设计影响因素及节水效果分析

    王东雷
    2021, 42(3): 382-388. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.19020
    摘要:为合理选择浆液冷却烟气脱白的设计参数,评估其节水效果,对烟气湿烟羽的形成原因、影响因素及浆液冷却烟气脱白的原理进行了介绍,分析了排烟初始温度对换热器换热负荷的影响以及水温对循环冷却水水量的影响。通过脱硫系统水平衡影响因素的分析,提出了一种基于设计煤种参数、脱硝液氨耗量的脱硫系统水平衡计算方法,给出了脱硫系统水平衡工艺设计的建议,并对320MW机组烟气脱白工艺的节水效果进行了分析。结果表明,即使在40℃的极端高温天气条件下,烟气脱白的节水效率仍可高达49.0%。  
    关键词:湿烟羽;浆液冷却;烟气脱白;水平衡;换热器  
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    更新时间:2025-07-04
  • 混合式永磁调速器导体转子振动影响因素分析

    宗昌盛, 高庆忠, 何雨桐, 杨柏
    2021, 42(3): 389-394. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.18246
    摘要:为研究具有径向与轴向磁路的混合式永磁调速器导体转子对混合式永磁调速器振动影响,首先,建立混合式永磁调速器转子仿真模型,分析混合式永磁调速器振动原因;其次,以Donnell壳体理论为基础建立了混合式永磁调速器导体转子模型;最后,采用有限元软件完成对永磁调速导体转子的振动仿真分析。研究结果表明:轴向与径向导体转子的厚度差值越大,导体转子振动效果越差;径向导体转子对轴向导体转子具有抑制振动的作用;导体转子振动效果与其厚径比成正比,与长径比成反比。  
    关键词:混合式永磁调速器;有限元模态分析;Donnell壳体理论  
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    更新时间:2025-07-04