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耦合碳捕集的直接空冷燃煤机组特性分析和背压优化

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中国电机工程学报 2023年第14期43卷 5471-5482页

作者：朱明娟刘煜东吴啸沈炯大型发电装备安全运行与智能测控国家工程研究中心(东南大学能源与环境学院) 江苏省南京市210096 华能国际电力江苏能源开发有限公司江苏省南京市210015

配置碳捕集技术将大幅改变直接空冷燃煤机组中汽机–给水和冷端系统的工质与能量分配,导致安全风险和经济损失。为提高耦合碳捕集的直接空冷燃煤机组发电效率,该文建立发电–碳捕集系统的全工况动态机理模型,分析变捕集率条件下子系统... 详细信息

配置碳捕集技术将大幅改变直接空冷燃煤机组中汽机–给水和冷端系统的工质与能量分配,导致安全风险和经济损失。为提高耦合碳捕集的直接空冷燃煤机组发电效率,该文建立发电–碳捕集系统的全工况动态机理模型,分析变捕集率条件下子系统状态和整体经济性,揭示出捕集率对背压–发电功率和背压–风机耗功的影响规律,提出以热耗率最小为优化目标,以捕集率、锅炉负荷和环境参数为边界条件的背压优化方法。结果表明:每增大1%的CO_(2)捕集率对应1.06MW发电功率损失和15.2kJ/(kW·h)热耗率增量;背压优化降低了发电热耗约200~260kJ/(kW·h);捕集率为90%时,最优背压低至3.85kPa;高温、大风和高负荷时,捕集率的变化对最优背压影响较大。结果可为空冷燃煤–碳捕集整体系统的变工况高效运行提供决策依据。

关键词：直接空冷凝汽器燃煤机组化学吸收碳捕集机理建模特性分析背压优化

计及源荷不确定性的综合能源生产单元运行调度与容量配置两阶段随机优化

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中国电机工程学报 2022年第22期42卷 8205-8214页

作者：左逢源张玉琼赵强孙立大型发电装备安全运行与智能测控国家工程研究中心(东南大学能源与环境学院) 江苏省南京市210018 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

为应对源端可再生能源及荷端负荷需求的随机性波动对综合能源生产单元(integratedenergyproductionunit,IEPU)运行调度及容量配置问题带来的挑战,该文提出一种两阶段随机优化方法。首先,在底层运行优化问题中,通过建立各设备模型及约束... 详细信息

为应对源端可再生能源及荷端负荷需求的随机性波动对综合能源生产单元(integratedenergyproductionunit,IEPU)运行调度及容量配置问题带来的挑战,该文提出一种两阶段随机优化方法。首先,在底层运行优化问题中,通过建立各设备模型及约束条件,提出基于混合整数线性规划(mixed integer linear programming,MILP)的最小成本求解方法;其次,利用蒙特卡洛模拟生成多种随机场景,确定系统在给定容量配置条件下的成本期望;最后,在顶层容量配置优化问题中,以系统容量为决策变量,采用遗传算法调用蒙特卡洛模拟及MILP运行优化算法,实现使IEPU系统全生命周期成本最小的最优容量配置。优化结果表明:底层运行优化中储气的接入使弃光量和碳排放量分别减少5.49%和0.35%,顶层计及源荷不确定性的电力设备容量提升20%左右,更加接近实际场景,验证了所提出方法的有效性。结合参数灵敏度分析,可为IEPU系统的规模化设计提供参考。

关键词：综合能源生产单元混合整数线性规划蒙特卡洛方法容量配置两阶段随机优化

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沥青及沥青混凝土

建筑与预算 2023年第10期 106-107页

作者：沈诗宇李健顾梦涛张彪许传龙东南大学大型发电装备安全运行与智能测控国家工程研究中心

光场显微粒子图像测速技术通过单光场相机即可实现微尺度三维速度场的测量，但单光场相机角度信息有限，导致粒子重建的轴向分辨率低、重建速度慢。基于此，提出一种基于卷积神经网络深度学习模型的光场显微粒子三维空间分布重建方法，... 详细信息

光场显微粒子图像测速技术通过单光场相机即可实现微尺度三维速度场的测量，但单光场相机角度信息有限，导致粒子重建的轴向分辨率低、重建速度慢。基于此，提出一种基于卷积神经网络深度学习模型的光场显微粒子三维空间分布重建方法，以实现粒子三维分布的高分辨率快速重建。首先，根据光场显微成像模型，基于粒子的实际发光特性生成模拟光场图像，进而构建“粒子空间分布-光场图像”数据集；然后，耦合光场显微成像特点，建立卷积神经网络深度学习模型，通过“粒子空间分布-光场图像”数据集对模型进行学习和训练，获得光场显微三维粒子空间分布预测模型，并对预测模型的性能进行评价；最后，测量水平微通道层流流动中的示踪粒子空间分布和三维速度场。模拟和实验结果表明：相比常规的反卷积方法，所提方法的粒子重建轴向分辨率提高79.3%，基本消除了粒子重建的拉伸效应；单张图像重建时间仅为0.243 s，可以满足实时测量的需求。

关键词：图像重建技术微尺度流动深度学习三维粒子场光场显微粒子图像测速技术

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火储联合调峰调频供热系统协同控制研究

汽轮机技术 2023年第6期65卷 455-460页

作者：耿察民杨小龙王亚欧杨振刘阳潘蕾江苏方天电力技术有限公司南京211102 大型发电装备安全运行与智能测控国家工程研究中心东南大学能源与环境学院南京210096

为提升火电机组的调峰调频能力,同时满足机组所承担的供热需求,提出一种基于熔融盐储能技术的火电机组灵活性改造方案。在分析火储系统联合运行特性的基础上,首先针对机组和储能的响应时间尺度差异,设计基于负荷指令分解的火储系统调峰... 详细信息

为提升火电机组的调峰调频能力,同时满足机组所承担的供热需求,提出一种基于熔融盐储能技术的火电机组灵活性改造方案。在分析火储系统联合运行特性的基础上,首先针对机组和储能的响应时间尺度差异,设计基于负荷指令分解的火储系统调峰调频控制策略;其次在供热端考虑机组调峰调频的影响,设计基于抽汽流量前馈的火储系统供热控制策略。仿真研究结果表明,相较传统协调控制策略,所提出调峰调频控制策略绝对误差积分指标降低7.7%,单次调频性能指标提升3.3倍;供热控制策略能够快速跟踪热负荷指令并保证供热温度稳定,相较无控制时温度误差指标降低了68%。所提出的火电机组与熔融盐储能相协同的控制策略取得了良好效果。

关键词：熔盐储能信号分解调峰调频热电联产协同控制

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大型汽轮发电机组轴承支撑动反力特性研究

汽轮机技术 2022年第4期64卷 289-291,294页

作者：宗曜犇傅行军张德利岳健国王旭郭瑞东南大学大型发电装备安全运行与智能测控国家工程研究中心南京210096 华北电力科学研究院有限责任公司北京100045

在原有转子-轴承模型的基础上考虑了轴承座的刚度及参振质量的影响,建立了转子-轴承-轴承座动力特性耦合分析模型,深入研究了轴承座的参振质量、刚度系数及转子振动幅值对基础支撑动反力的影响特性。结果表明:考虑到轴承座参振质量及刚... 详细信息

在原有转子-轴承模型的基础上考虑了轴承座的刚度及参振质量的影响,建立了转子-轴承-轴承座动力特性耦合分析模型,深入研究了轴承座的参振质量、刚度系数及转子振动幅值对基础支撑动反力的影响特性。结果表明:考虑到轴承座参振质量及刚度后,轴承座动反力会在转子转速达到略高于轴承座的固有频率附近出现峰值,峰值所对应的转速随参振质量的增加而降低;在同一轴振幅值下,轴承座动反力随参振质量的增大而增大;增加轴承座的刚度会提高固有频率,也相应提高了转子系统在该频率的临界转速。

关键词：轴承座动力特性动反力

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基于多域特征自适应对齐的滚动轴承故障诊断

信息化研究 2023年第1期49卷 54-60页

作者：袁电洪徐翔周阳赵敏邓艾东许猛国家能源集团宿迁发电有限公司宿迁223803 东南大学大型发电装备安全运行与智能测控国家工程研究中心南京210096

为解决火电机组灵活运行导致的数据分布差异问题,本文提出一种多域特征自适应对齐方法用于旋转机械跨工况故障诊断,核心思想是通过对齐多个源域与目标域以提取域不变信息,从而促进诊断知识的迁移,提高对目标任务的诊断性能。首先,采用... 详细信息

为解决火电机组灵活运行导致的数据分布差异问题,本文提出一种多域特征自适应对齐方法用于旋转机械跨工况故障诊断,核心思想是通过对齐多个源域与目标域以提取域不变信息,从而促进诊断知识的迁移,提高对目标任务的诊断性能。首先,采用深度残差网络连接多个卷积单元提取单源域子特征,并通过最小化域适配损失使得每个源域与目标域的特征空间对齐,然后,依次建立单源域分类器并通过对输出结果的自适应加权,实现目标域故障类型的准确判断。实验结果表明,本文所提方法能有效适配多源域与目标域的信息,具有更好的跨工况泛化能力和诊断性能。

关键词：轴承领域自适应故障诊断无监督学习自适应对齐

基于变步长预测控制的综合能源系统热电协调运行方法研究

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电站系统工程 2023年第5期39卷 55-59页

作者：凌晓定熊鑫吴啸张家港沙洲电力有限公司东南大学大型发电装备安全运行与智能测控国家工程研究中心

在双碳目标的驱动下,能源行业正加速向高效化、低碳化、可持续化发展。构建综合能源系统,实现能源高效利用和高比例可再生资源的就地消纳,是推动能源行业低碳转型的重要技术路径。然而,综合能源系统不同能量转换过程之间的显著时间尺度... 详细信息

在双碳目标的驱动下,能源行业正加速向高效化、低碳化、可持续化发展。构建综合能源系统,实现能源高效利用和高比例可再生资源的就地消纳,是推动能源行业低碳转型的重要技术路径。然而,综合能源系统不同能量转换过程之间的显著时间尺度差异,提高了系统协调控制难度。为此,提出了一种变预测步长的热电协调预测控制策略,通过构建预测步长与预测步数之间的定量关系,以典型的离网型热电综合能源系统为例,实现系统热、电过程动态特征的全面刻画,以期获得良好的热电协调控制效果。仿真结果验证了所提控制策略的有效性和优越性。

关键词：综合能源系统热电协调预测控制变预测步长

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基于GAF与CNN的齿轮箱故障诊断

信息化研究 2022年第4期48卷 51-57页

作者：项岱军王煜伟凌峰许猛邓艾东国家能源集团江苏电力有限公司南京215433 东南大学大型发电装备安全运行与智能测控国家工程研究中心南京210096

文章针对传统的旋转机械故障诊断方法过于依赖专家知识,未能充分挖掘运行数据中的隐含特征,且在强噪声下无法保证故障诊断效果的问题,提出了一种基于特征图像与卷积神经网络(CNN)的齿轮箱故障诊断模型。首先对齿轮箱信号进行Hilbert变... 详细信息

文章针对传统的旋转机械故障诊断方法过于依赖专家知识,未能充分挖掘运行数据中的隐含特征,且在强噪声下无法保证故障诊断效果的问题,提出了一种基于特征图像与卷积神经网络(CNN)的齿轮箱故障诊断模型。首先对齿轮箱信号进行Hilbert变换获取信号的包络谱,然后采用格拉姆角场图像编码将齿轮箱信号的包络谱序列转化为特征图,最后通过CNN进行故障识别。实验结果表明,齿轮箱信号经过格拉姆角场转化后更能显示出其隐含特征,具有良好的诊断效果,能够满足强噪声下的故障诊断需求。

关键词：齿轮箱故障诊断格拉姆角场卷积神经网络

350MW燃煤机组电储能调频优化配置及经济性研究

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汽轮机技术 2022年第6期64卷 469-472页

作者：王海涛王新超唐炜洁付颜潘蕾中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司发电工程公司南京211102 大型发电装备安全运行与智能测控国家工程研究中心东南大学能源与环境学院南京210096

研究350MW燃煤机组的电储能辅助调频配置方案。基于集合经验模态分解AGC指令和非参数核密度估计配置电储能容量和决策储能出力,并通过仿真计算所配置煤机-电储能联合调频系统的性能指标。结果表明:配置容量为7.5MW/7.5MW·h电储能后,煤... 详细信息

研究350MW燃煤机组的电储能辅助调频配置方案。基于集合经验模态分解AGC指令和非参数核密度估计配置电储能容量和决策储能出力,并通过仿真计算所配置煤机-电储能联合调频系统的性能指标。结果表明:配置容量为7.5MW/7.5MW·h电储能后,煤机-电储能联合调频系统将机组Kp值由原来的2.17提高到10.59,调频性能改善显著,年均辅助服务补偿收益从456.53万元增加到2227.96万元。计及电储能系统全寿命周期成本,机组年调频综合净收益增量为992.05万元,所研究配置方法得到了良好的调频收益。

关键词：联合调频集合经验模态分解核密度估计容量配置经济性评估