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元宇宙在电力系统中的应用 AI导读
摘要：元宇宙是整合多种新技术而产生的新型虚实相融的互联网应用和社会形态。随着“碳达峰、碳中和”目标与新型电力系统的提出，在元宇宙中建设电力系统是未来发展的趋势。针对元宇宙在电力系统的应用，通过数字孪生技术、物联网技术2种手段来认知元宇宙继而分析元宇宙中的电力系统。不同于现在的虚拟现实，元宇宙具备虚拟融生、多元化、沉浸感、经济系统和文明四大特点。围绕上述2种手段和四大特点，从科学和工程视角介绍元宇宙，阐述其中电力系统的框架及其可以实现的功能。最后，介绍了元宇宙在电力系统的潜在应用与前景。关键词：元宇宙;新型电力系统;数字孪生;物联网89|177|0<HTML><网络PDF> <WORD> <Meta-XML>更新时间：2025-06-06“风光火一体化”多能互补项目优化配置研究 AI导读
摘要：“风光火一体化”多能互补项目能够发挥不同类型电源之间协调互济能力，是安全高效利用新能源及实现碳中和、碳达峰目标的实施路径之一。如何合理配比火电、风电、光伏装机容量以及输电容量，保障风电、光伏全额消纳和高效利用，是“风光火一体化”多能互补项目的核心问题。在分析不同类型电源出力特性和多能互补特性基础上，以总成本最小化，外送曲线和受端地区负荷曲线匹配程度最大化为目标，构建“风光火一体化”多能互补项目优化配置模型，在规划层面优化风电、光伏装机容量以及输电容量，在运行层面优化火电运行方式、出力曲线以及外送曲线。根据案例分析可知，优化配置模型能够优化确定风电、光伏装机容量以及输电容量，使不同类型电源在月、日等时间尺度上协调互济，外送曲线对受端地区电网更加友好，实现横向多能互补、纵向源荷协调。关键词：新能源;碳中和;碳达峰;风光火一体化;多能互补;优化配置;混合整数规划93|94|0<HTML><网络PDF> <WORD> <Meta-XML>更新时间：2025-06-06- 摘要：低频振荡是影响互联电力系统安全稳定运行的关键问题之一，提出采用变分模态分解(variational mode decomposition，VMD)提取类噪声数据的低频振荡信号，基于离散傅里叶变换(discrete Fourier transform，DFT)曲线拟合的电力系统低频振荡模态辨识方法。首先，采用VMD分解滤除类噪声数据信号中的直流分量，提取出低频振荡信号，利用模态相关系数确定VMD分解个数，提高了信号分解的时效性；其次，建立类噪声数据自回归滑动平均(auto regressive moving average，ARMA)数学模型，模拟产生数据信号，利用低频振荡信号自相关函数的DFT曲线拟合估计拉普拉斯变换系数，提取机电振荡特征参数；最后，采用模拟数据和某实测相量测量单元数据验证了该方法的可行性和有效性。试验表明，采用VMD算法和基于DFT的曲线拟合法提取低频振荡特征参数，有效提高了机电小干扰稳定评估的实时性。关键词：低频振荡;类噪声数据;自回归滑动平均(ARMA)模型;变分模态分解(VMD);离散傅里叶变换(DFT)曲线拟合70|280|0<HTML><网络PDF> <WORD> <Meta-XML>更新时间：2025-06-06
- 摘要：无线电能传输(wireless power transfer，WPT) 技术能够以无线的方式传输电能，与传统输电方式相比优势明显。在电力系统无人化、智能化的趋势下，采用磁耦合谐振式无线电能传输技术有助于解决电力系统智能化设备的无线供电问题。介绍了磁耦合谐振式无线电能传输技术在电力系统中的几种应用场景，分别是电动汽车无线充电技术、变电站电力巡检机器人无线充电系统和线路巡检无人机无线充电系统，从系统结构出发，对最近研究成果进行对比分析，认为在充电效率、大功率充电、系统稳定性以及双向无线电能传输方面仍然存在研究空间，并对未来的研究方向提出建议。关键词：无线电能传输(WPT);电力系统;磁耦合谐振116|772|0<HTML><网络PDF> <WORD> <Meta-XML>更新时间：2025-06-06
智能电网
甲醇重整制氢燃料电池发电研究进展 AI导读
摘要：质子交换膜燃料电池具有效率高、无污染、燃料适应性好等优点，其与可靠制氢相结合形成的绿色能源网络是实现碳中和的有效途径，有望推进以氢燃料电池为电、热动力来源的新能源汽车、无人机、船舶等产业的技术研发与升级。然而，安全稳定的氢气供给技术是限制基于移动场景下的燃料电池发电应用发展的主要瓶颈，采用甲醇原位重整制氢有望在燃料电池移动氢源问题上实现突破。为此，从甲醇重整制氢研究进展、甲醇重整制氢反应器研究进展以及甲醇重整燃料电池发电应用等方面进行了综述，以期为促进甲醇重整燃料电池在新能源领域的商业化发展与应用提供一定的参考和指导。关键词：碳中和;甲醇重整制氢;燃料电池发电;催化剂;反应器256|706|0<HTML><网络PDF> <WORD> <Meta-XML>更新时间：2025-06-06- 摘要：能源电力行业的深度脱碳将在实现我国碳达峰、碳中和目标的进程中发挥着至关重要的作用，而其重要突破点在于科学技术的创新。为此，从当前国内外的碳达峰、碳中和现状出发，详细分析了我国电力行业为实现“3060目标”所采取的重大工作部署。同时，结合我国近期发布的能源电力科技创新相关政策文件、文献及报告，分析了我国碳达峰、碳中和进程中的重点发电技术，并对“十四五”时期发电侧技术的发展方向、重点以及各电源的发展空间布局进行了详细分析，为把握各电源的重要技术部署及发展方向、实现能源电力行业的高质量发展提供参考。关键词：碳达峰;碳中和;发电技术;能源电力39|295|0<HTML><网络PDF> <WORD> <Meta-XML>更新时间：2025-06-06
“双碳”形势下电力行业氢能应用研究 AI导读
摘要：氢是可储存、可移动、能控制的二次清洁能源，是理想的电力能源载体。把氢作为能源进行开发利用，是应对全球气候变化、保障国家能源安全、实现全社会低碳转型的重要手段。作为重要的温室气体排放行业，电力行业尤其是发电行业，应尽快发展包括氢能在内的新型能源应用，实现行业的能源零碳转型。为此，根据“双碳”目标要求，分析了我国电力行业氢能应用现状，提出了当前氢能应用存在的主要问题。借鉴国际主要氢能国家电力应用发展经验，结合“再电气化”要求，从法规制定、政策支持、金融创新以及电力行业场景应用等角度为氢能电力应用提出发展建议，即“十四五”期间电力企业应做好氢能发展技术储备，抓住行业发展机会，积极推动电力系统能源转型升级。关键词：氢能;新能源;双碳;碳中和;零碳转型66|303|0<HTML><网络PDF> <WORD> <Meta-XML>更新时间：2025-06-06
碳中和
磷酸燃料电池的能效、㶲及生态特性分析 AI导读
摘要：磷酸燃料电池(phosphoric acid fuel cell，PAFC)因具有启动时间短、无污染和结构简单等优点，成为当前商业化发展最快的一种燃料电池。根据热力学第一定律和第二定律，推导出了PAFC的电效率、输出功率、㶲损率、㶲效率、生态函数和生态性能系数的数学表达式，考虑多种优化目标之间的权衡，得到了燃料电池性能参数在不同情况下的最佳工作区域。此外，还详细地讨论了一些主要工作条件和设计参数对PAFC系统性能的影响。从保护自然资源的角度考虑了能源的利益和损失，研究结果可为高性能的PAFC系统设计提供一些理论支持。关键词：磷酸燃料电池(PAFC);能效;㶲;生态特性58|156|0<HTML><网络PDF> <WORD> <Meta-XML>更新时间：2025-06-06- 摘要：级联相变储热是一种具有重要商业前景的相变储热技术。利用数值模拟方法研究了一种采用非均匀翅片布置进行强化传热的级联相变储热系统，分析了各级相变储热模块采用均匀翅片数量和均匀翅片高度布置对系统的强化作用，进而研究了各级模块采用非均匀翅片数量和非均匀翅片高度布置下系统的充/放热性能。研究结果表明：相比于各级采用均匀翅片数量布置，采用非均匀翅片数量布置的级联相变储热系统可缩短完全熔化及凝固总时间约5.2%，同时提高系统充热平均功率约12.6%；采用非均匀翅片高度布置可略微缩短系统完全熔化及凝固总时间，但对系统充/放热平均功率影响较小。研究结果对级联相变储热系统的强化传热具有一定理论指导价值。关键词：太阳能热发电;级联相变储热(CLH-TES);相变材料(PCM);强化传热;非均匀翅片;数值模拟45|144|0<HTML><网络PDF> <WORD> <Meta-XML>更新时间：2025-06-06
一种相变储热器内翅片结构的快速优化算法 AI导读
摘要：相变储热技术在太阳能热发电领域具有广阔的应用前景，翅片可以有效提升相变储热器的充放热速率。然而，相变储热的动态非线性特征严重制约了储热器内翅片结构的优化研究，因此提出了一种用于优化相变储热器内翅片结构的快速优化算法。该算法以相变材料到翅片和冷源的距离最短为优化目标，利用遗传算法对翅片的结构进行优化，解决了传统数值优化方法耗时长的问题。以管壳式相变储热器内一级Y形翅片为例，在满足翅片材料用量一定的前提下，选择Y形翅片的各分支长度、宽度比以及分支夹角作为设计变量，并对翅片的数量进行了影响分析。结果表明：提出的优化目标具有可行性，优化后的翅片结构呈现箭头形。在所研究的放热工况下，相比于传统Y形翅片，当翅片数量为1~3时，优化后的翅片结构可以使完全凝固时间缩短41.3%~62.1%。关键词：相变储热;凝固过程;Y形翅片;结构优化;遗传算法63|170|0<HTML><网络PDF> <WORD> <Meta-XML>更新时间：2025-06-06
储能
- 摘要：为了提高大功率海上风力发电机组并网的安全性及稳定性，在采用中压六相永磁同步发电机搭配分布式中点箝位变流器构成10 MW风力发电系统的基础上，提出一种适用于中压六相永磁发电机组的最大功率跟踪策略。根据风电机组转速反馈值计算电机转矩最优参考值，并通过前馈解耦的方法设计永磁发电机定子的双d-q电流控制环，从而由转矩与双dq电流环的闭环组合完成六相永磁发电机组的最大功率输出控制；同时，为了平抑中点箝位型变流器直流侧中点电位波动，提出一种调制系数与矢量组选择协调调控的中点电位平衡方法，通过调节调制系数大小来平抑中点电位波动，在调制系数越限情况下，利用协调矢量组选择方式控制中点电位平衡；最后，在MATLAB中建立10 MW永磁风力发电系统模型，验证了所提控制策略的有效性。关键词：风电;六相永磁同步发电机组;分布式中点箝位变流器;最大功率跟踪;中点电位平衡68|81|0<HTML><网络PDF> <WORD> <Meta-XML>更新时间：2025-06-06
- 摘要：为评估永磁型风机风电送出线路发生甩负荷情况下系统暂时过电压水平，需明确故障发生后系统暂时过电压特性及其影响因素。通过对永磁型风机控制保护策略的数学分析，得知风电机组直流母线电压额定值、网侧变流器调制比、直流母线过电压保护定值和风电机组过电压保护定值及其动作策略为系统暂时过电压主要影响因素。另外，送出系统无功补偿类型、配置方式等也是系统暂时过电压影响因素。采用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC对上述影响因素进行了验证，结果表明，风电机组设计中应考虑其对系统暂时过电压的影响，系统暂时过电压计算中需要重点考虑风机的相关控制保护策略。关键词：海上风电;永磁型风机;暂时过电压;控制保护策略;无功补偿55|287|0<HTML><网络PDF> <WORD> <Meta-XML>更新时间：2025-06-06
新能源
燃气轮机进气过滤系统维修周期经济性分析 AI导读
摘要：维持进气过滤系统的正常工作对于保障燃气轮机机组运行效益具有重要意义。首先建立了燃气轮机进气过滤系统维修经济效益分析模型，将总维修成本分解为初始成本、停机成本与性能下降成本3部分；其次，基于模型提出过滤器更换与压气机水洗维修周期的优化方式；最后，探究了进气过滤系统异常退化条件下维修策略的调整方式。研究结果表明，结合进气过滤系统的退化状态评估并相应调整维修周期，可明显改善燃气轮机运行经济效益。关键词：燃气轮机;进气过滤系统;生命周期成本分析;停机成本88|207|0<HTML><网络PDF> <WORD> <Meta-XML>更新时间：2025-06-06低温场景超临界CO2循环燃煤发电系统研究 AI导读
摘要：超临界CO2循环在低温场景下，循环终端温度降低，循环压比增大，可以与燃煤锅炉很好地匹配，组成高效的燃煤发电机组。根据气候和煤炭分布，我国北方煤炭基地(如蒙东、北疆)在冬、春季有长达4个月以上的低温条件，有利于构建高效的超临界CO2燃煤发电机组。对于3~15 ℃的终温工况，对超临界CO2循环发电机组进行热力计算，并对机组的经济和社会效益作初步分析。结果表明：初始参数620 ℃/30 MPa的超临界CO2循环发电机组在9 ℃以下低温场景下，可获得48%以上的全厂净发电效率，高于二次再热超超临界汽轮发电机组。超临界CO2循环燃煤发电可补充可再生能源发电在冬、春季的发电量缺口，并可通过“北电南送”实现北方煤炭资源的高效利用。关键词：超临界CO2循环;燃煤发电;低温环境54|110|0<HTML><网络PDF> <WORD> <Meta-XML>更新时间：2025-06-06- 摘要：为了开发利用太阳能、地热能、工业余热等低品位热能， 提出一种以CO2作为工质的冷热电联供系统，该系统通过共用气体冷却器的方式将超临界CO2布雷顿发电循环和跨临界CO2压缩式制冷循环进行耦合，可同时向用户提供电力、冷媒水和生活热水。建立了该系统的热力学数学模型，并对其运行工况进行了数值模拟，模拟结果表明：系统净输出功为140.34 kW，制冷量为340.50 kW，制热量为5 332.75 kW，热效率为113.27%，㶲效率为41.24%；随后在此基础上对系统进行了热力学参数敏感性分析，获得了透平进口压力、透平出口压力、透平进口温度、蒸发器压力和顶循环与底循环CO2流量比5个热力参数对系统性能的影响。关键词：二氧化碳;冷热电联供;数值模拟;参数分析46|81|0<HTML><网络PDF> <WORD> <Meta-XML>更新时间：2025-06-06
- 摘要：为了预测燃煤锅炉受热面的结渣情况，以灰成分金属氧化物、煤灰SO3含量以及结渣评判指标为自变量，灰熔点变形温度(deformation temperature，DT)和软化温度(softening temperature，ST)为因变量，建立了BP神经网络(BP neural network，BPNN)和最小二乘支持向量机(least squares support vector machine，LSSVM)的灰熔点预测模型。回归分析和误差分析结果表明：针对样本量多的DT预测过程，2种模型精度接近，预测结果置信度均达到95%，相关系数均约为0.92，平均相对误差均约为3.4%；针对样本量较少的ST预测过程，LSSVM模型预测效果较优，相关系数为0.950 52，高于BPNN模型的0.904 26，平均相对误差为4.98%，并且大误差点个数少于BPNN模型。因此，LSSVM模型能够更准确预测飞灰的DT和ST。关键词：BP神经网络(BPNN);最小二乘支持向量机(LSSVM);灰熔点;灰成分;结渣评判指标88|171|0<HTML><网络PDF> <WORD> <Meta-XML>更新时间：2025-06-06
低低温电除尘系统对SO3脱除性能研究 AI导读
摘要：为较全面表征低低温电除尘系统(FGC+ESP)对SO3减排特性，提出了一种低浓度SO3测试方法，即“2级控制冷凝+1级异丙醇吸收”采样法，可提高其测试数据的准确性。基于此，测定中试平台低低温电除尘系统(ESP入口90 ℃)的SO3脱除效率为96.15%。3个工程项目4组现场实测数据中，低低温电除尘系统对SO3脱除效率在69.1%~96.6%，分析并验证了低低温工况下飞灰颗粒对SO3的吸附、团聚机制。研究结果可为低低温电除尘技术的大规模推广应用及燃煤电厂SO3减排提供借鉴。关键词：燃煤电厂;超低排放;低低温电除尘系统;SO3测试方法;脱除性能54|81|0<HTML><网络PDF> <WORD> <Meta-XML>更新时间：2025-06-06蜂窝管湿式电除尘器内部流动特性研究 AI导读
摘要：湿式电除尘技术能够有效降低火力发电过程中的烟尘排放浓度。为研究湿式电除尘器在运行过程中喷雾对内部流场的影响，采用计算颗粒流体力学(computational particle fluid dynamics，CPFD)方法对喷嘴位置及喷嘴启用前后除尘器内部流场进行数值模拟，对除尘器内部流场、液滴分布和喷雾轨迹等进行深入分析。结果表明：喷嘴启动时，会提高喷嘴附近烟气流速，同时引起蜂窝管段烟气速度场不均匀；当喷嘴布置在管内时，会加速管内烟气流速，不利于粉尘捕获。研究结果可为实际工程中调整雾化区域提供理论参考依据。关键词：火力发电;计算颗粒流体力学(CPFD);湿式电除尘器;两相流;数值模拟;喷雾47|354|0<HTML><网络PDF> <WORD> <Meta-XML>更新时间：2025-06-06- 摘要：电厂混煤掺配模型通常将混煤成分或性质限定在一定范围内，以寻找混煤成本最低的掺配方案，这种掺配模型实际上未对煤质进行优化。为此，定义了锅炉设计煤种的最大似然煤质，将掺配原煤的成分或性质视为随机变量，建立了基于机会约束的电厂混煤煤质和成本多目标优化模型，采用遗传算法得到该多目标优化模型的Pareto前沿。对一台实际运行机组Pareto前沿的分析表明：混煤煤质和成本的优化数据合理，结果满足机会约束要求。掺配模型还可以增加混煤煤质稳定性作为优化目标，考虑机组不同运行特性和掺配原煤实际状况，掺配模型选用不同优化目标和约束条件的组合，具有较强的灵活性和实用性。关键词：火力发电;煤掺配;最大似然原理;机会约束;多目标优化;Pareto前沿50|140|0<HTML><网络PDF> <WORD> <Meta-XML>更新时间：2025-06-06
- 摘要：1 000 MW燃煤机组作为国内先进机组排头兵，对其脱硝装置超低排放改造后的关键参数进行性能评估与分析，可以为燃煤机组超低排放形势下选择性催化还原(selective catalytic reduction，SCR)烟气脱硝装置的稳定安全运行提供借鉴及指导。以已实现脱硝超低排放的某1 000 MW燃煤机组SCR脱硝装置为例，研究了该脱硝装置的脱硝效率，入口、出口NOx浓度分布，以及氨逃逸浓度等关键运行参数，分析了此台机组脱硝装置的主要性能。试验结果表明：该SCR脱硝装置超低排放改造后整体性能良好，但流场均匀性差、氨逃逸浓度超标等问题仍然存在，应该加强低氮燃烧调整，开展喷氨优化、流场均匀性试验及催化剂全寿命管理等工作。关键词：1 000 MW燃煤机组;选择性催化还原(SCR);超低排放;性能评估99|92|0<HTML><网络PDF> <WORD> <Meta-XML>更新时间：2025-06-06
发电及环境保护
