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AA-CAES系统储能过程运行策略分析

太阳能学报 2018年第3期39卷 697-703页

作者：韩中合庞永超华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室

提出滑压运行、定压运行和定．滑运行3种储能过程运行策略，采用热力学方法建立系统模型并对比分析3种运行方式的特点。计算结果表明，在给定的设计参数下，滑压运行方式储能效率最高，定压运行方式储能密度最大；调整储气室压力变化范... 详细信息

提出滑压运行、定压运行和定．滑运行3种储能过程运行策略，采用热力学方法建立系统模型并对比分析3种运行方式的特点。计算结果表明，在给定的设计参数下，滑压运行方式储能效率最高，定压运行方式储能密度最大；调整储气室压力变化范围可提高储能效率，在给定的储气室压力范围内，对于滑压、定压、定．滑运行3种方式储能效率可分别提升21．34％、21．93％、22．17％；压气机效率下降系数对3种运行方式的储能效率有不同影响，随着效率下降系数的提高，滑压和定．滑运行方式的储能效率下降，且定一滑运行方式效率下降更快，而定压运行方式储能效率维持不变，因此，在实际运行中需根据压气机特性确定合适的运行方式。

关键词： AA-CAES 储能过程储能效率运行策略

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大型风力机叶片非线性气弹模型

工程热物理学报 2021年第3期42卷 626-632页

作者：杨斌戴丽萍王晓东康顺华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室北京102206

大型柔性叶片在实际运行过程中存在明显的几何非线性变形问题。本文基于自由涡尾迹方法,与FAST进行耦合建立了完善的风力机叶片气弹模型。并通过NREL PhaseⅥ风力机对气动部分进行了验证,最后用耦合后的气弹模型对两种极端工况进行了数... 详细信息

大型柔性叶片在实际运行过程中存在明显的几何非线性变形问题。本文基于自由涡尾迹方法,与FAST进行耦合建立了完善的风力机叶片气弹模型。并通过NREL PhaseⅥ风力机对气动部分进行了验证,最后用耦合后的气弹模型对两种极端工况进行了数值仿真。结果表明,自由涡尾迹方法能够更好的模拟风力机叶片的气动变化过程。耦合后的气弹模型能够很好的模拟极端风切变下的结构变化。

关键词：自由涡尾迹 FAST 气弹模型极端风切变

基于动态透平效率的有机朗肯循环性能分析及优化

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太阳能学报 2021年第3期42卷 406-413页

作者：李鹏韩中合贾晓强梅中恺韩旭华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室保定071003

常规有机朗肯循环(ORC)中透平效率多假设为定值,而实际上透平效率因工质种类和运行参数的不同而有较大差异。因此,采用向心透平效率计算模型,将动态透平效率与ORC系统耦合,分析透平效率随蒸发温度与冷凝温度的变化规律,比较固定透平效... 详细信息

常规有机朗肯循环(ORC)中透平效率多假设为定值,而实际上透平效率因工质种类和运行参数的不同而有较大差异。因此,采用向心透平效率计算模型,将动态透平效率与ORC系统耦合,分析透平效率随蒸发温度与冷凝温度的变化规律,比较固定透平效率与动态透平效率ORC系统热效率的差异。综合考虑热力性与经济性,采用多目标优化算法,对固定透平效率与动态透平效率ORC系统进行工质筛选及参数优化,并对优化结果进行分析比较。结果表明:透平效率随蒸发温度的下降或者冷凝温度升高而增大;不同工质及不同蒸发冷凝温度条件下,透平效率差异较大,最大达0.148。固定透平效率ORC系统与动态透平效率ORC系统的热效率随蒸发温度的变化规律有较大差异,尤其在高蒸发温度区间更为明显。对于固定透平效率ORC系统,R245ca和R236ea为最佳工质;而对于动态透平效率ORC系统,R114为最佳工质。在引入动态透平效率前后,各工质的最佳蒸发温度与最佳冷凝温度也有较大变化。

关键词：有机朗肯循环动态透平效率多目标优化综合性能

基于工质临界温度的带内回热ORC系统性能分析

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太阳能学报 2018年第11期39卷 3039-3048页

作者：朱霄珣李鹏韩中合庞永超王智华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室

为充分回收低温烟气余热,建立带有内回热的有机朗肯循环系统。选取硅氧烷类、HC类与HFC类共9种有机工质,基于工质临界温度与工质复杂度因子,讨论净输出功与质量流量变化规律;提出采用液态吸热系数、潜热系数、内回热吸热系数对ORC系统... 详细信息

为充分回收低温烟气余热,建立带有内回热的有机朗肯循环系统。选取硅氧烷类、HC类与HFC类共9种有机工质,基于工质临界温度与工质复杂度因子,讨论净输出功与质量流量变化规律;提出采用液态吸热系数、潜热系数、内回热吸热系数对ORC系统循环热效率的变化规律进行分析。结果表明:随蒸发温度的升高,热效率与[火用]效率升高,质量流量与[火用]损下降,而净输出功先升高后降低。对同种类型工质,临界温度越高,净输出功越低;对不同类型工质,单位工质做功能力表现为HC类>硅氧烷>HFC类,且对于不同类型工质影响工质质量流量的因素不同。对不同工质而言,工质临界温度越高,热效率与[火用]效率越大,净输出功越小,热源匹配性变差。综合考虑以上因素,所选工质临界温度不宜超出热源温度过多。

关键词：有机朗肯循环工质内回热临界温度热力性能

大数据挖据技术在燃煤电站机组能耗分析中的应用研究

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中国电机工程学报 2018年第12期38卷 3578-3587页

作者：刘炳含付忠广王鹏凯王永智高学伟电站设备状态监测与控制教育部重点实验室(华北电力大学)

燃煤电站机组的能耗分析对机组节能降耗有重要意义。针对此问题,该文引入大数据挖掘技术,以模糊粗糙集属性约简方法为基础,通过Canopy算法对K-means算法改进,并实现改进K-means聚类算法在Hadoop平台上的并行化计算,形成满足海量数据挖... 详细信息

燃煤电站机组的能耗分析对机组节能降耗有重要意义。针对此问题,该文引入大数据挖掘技术,以模糊粗糙集属性约简方法为基础,通过Canopy算法对K-means算法改进,并实现改进K-means聚类算法在Hadoop平台上的并行化计算,形成满足海量数据挖掘工作的新算法。以某600MW燃煤电站机组为研究对象,采用新算法挖掘典型负荷工况下影响供电煤耗的可控运行参数的基准值,最后,以支持向量机技术为基础,分析不同负荷工况下各运行参数对供电煤耗的敏感性系数。结果表明：新算法满足机组最优工况下基准值的确定,节能降耗效果良好,不同负荷工况下各运行参数对供电煤耗的敏感性系数不同,在实际运行中不同负荷应根据敏感性采取相对应的调节措施。

关键词：大数据挖掘燃煤机组运行优化能耗分析 K-means 敏感性分析

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AA-CAES中蓄热系统模型改进与分析

太阳能学报 2018年第6期39卷 1566-1573页

作者：韩中合庞永超华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室

为了更精确地研究蓄热系统对AA-CAES的影响,对传统蓄热系统热力学模型进行改进,并以3种蓄热介质为例,分析蓄热介质对换热器效能的影响。考虑蓄热介质热物性的限制,研究不同蓄热介质构成的储能系统在储能效率、储能密度等方面的特点。结... 详细信息

为了更精确地研究蓄热系统对AA-CAES的影响,对传统蓄热系统热力学模型进行改进,并以3种蓄热介质为例,分析蓄热介质对换热器效能的影响。考虑蓄热介质热物性的限制,研究不同蓄热介质构成的储能系统在储能效率、储能密度等方面的特点。结果表明：换热器效能在储能和释能阶段存在差异,改进蓄热系统模型后储能效率降低1.04%;当换热器结构和空气流量均相同时,以水为蓄热介质的换热器效能最高;蓄热介质的热物性会影响储气室最高压力,导致系统在储能效率、储热效率、储能密度、蓄热系统运行压力等方面存在差异。

关键词：压缩空气储能蓄热系统模型改进蓄热介质

基于太阳能辅热的AA-CAES热力性能分析

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太阳能学报 2020年第8期41卷 243-250页

作者：韩中合安鹏郭森闯蒋奎振华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室保定071003

为提高压缩空气储能系统性能,提出基于太阳能辅热的先进绝热压缩空气储能系统概念,分析系统各项主要设备的热力性能,然后对各设备进行热力学建模。对比分析耦合系统与传统AA-CAES系统的优缺点;研究耦合系统中太阳能辅热设备的布置方式... 详细信息

为提高压缩空气储能系统性能,提出基于太阳能辅热的先进绝热压缩空气储能系统概念,分析系统各项主要设备的热力性能,然后对各设备进行热力学建模。对比分析耦合系统与传统AA-CAES系统的优缺点;研究耦合系统中太阳能辅热设备的布置方式对系统性能的影响。结果表明:相比于传统AA-CAES系统,AA-CAES+CSP系统的储能效率达到69.6%,提升了9%,耦合储能效率也提升了近2%;太阳能辅热系统与蓄热系统布置先后方式会影响系统的性能,初次运行时太阳能辅热系统在后布置方式系统效率较高,而系统稳定运行后,太阳能辅热系统在前布置方式的储能效率和耦合储能效率均较高。

关键词：压缩空气储能太阳能辅热热力学性能分析储能效率储能密度

基于碳捕集的太阳能-二次再热燃煤机组热力系统性能研究

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太阳能学报 2020年第11期41卷 156-166页

作者：郭石琪李春曦叶学民付文峰华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室保定071003

确立3种太阳能-二次再热燃煤碳捕集系统的耦合方案。利用热力学分析、分析及燃料贡献度分析的矩阵模型,计算出各个系统的热经济性指标、分析指标、平均化太阳能捕碳成本及外部燃料贡献度。结果表明:3种方案均可改善系统的热力性能,通过... 详细信息

确立3种太阳能-二次再热燃煤碳捕集系统的耦合方案。利用热力学分析、分析及燃料贡献度分析的矩阵模型,计算出各个系统的热经济性指标、分析指标、平均化太阳能捕碳成本及外部燃料贡献度。结果表明:3种方案均可改善系统的热力性能,通过对比各性能指标,确立了方案2,即太阳能集热器集成在1号高压加热器、且中压缸的排汽为再沸器系统提供再生能耗时为最优集成方案。在该方案下,随碳捕集率或再生能耗的提高,机组煤耗率随之增大,循环热效率和发电效率逐渐减小。碳捕集率每增加1%,耦合系统中汽轮机的损失将减少4.424 kJ/kg,其效率将增加0.1%。随太阳能辐射强度增强,系统的平均化太阳能捕碳成本和太阳能贡献度逐渐降低,而锅炉、一次再热和二次再热系统的燃煤贡献度逐渐增加。

关键词：耦合发电系统太阳能碳捕集二次再热贡献度

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有机工质向心透平导向叶栅内流分析

太阳能学报 2020年第7期41卷 313-320页

作者：韩中合贾晓强李鹏华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室保定071003

有机工质向心透平作为有机朗肯循环(ORC)发电系统的核心设备,对系统优化设计有重要影响。通过对工质物性的分析,分别在低温和中高温领域选择R245fa和甲苯为工质,针对这2种工质设计不同结构的导向叶栅二维模型。选用剪切应力输运(SST)k-... 详细信息

有机工质向心透平作为有机朗肯循环(ORC)发电系统的核心设备,对系统优化设计有重要影响。通过对工质物性的分析,分别在低温和中高温领域选择R245fa和甲苯为工质,针对这2种工质设计不同结构的导向叶栅二维模型。选用剪切应力输运(SST)k-ω模型进行数值模拟,工质物性参数用PR方程计算,对计算结果进行对比分析表明:安装角为32°,叶片数量为22时工质为R245fa的导向叶栅流动损失最小,参数分布最优;安装角为28°,叶片数量为36时工质为甲苯的导向叶栅流动损失最小,参数分布最优。最后研究了工质物性参数(比热与粘性)对导向叶栅流动的影响,证明比热对流动的影响较大。

关键词：有机物透平喷嘴化学性质有机朗肯循环导向叶栅