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基于锥角控制的下风向风力机功率调节策略

东南大学学报（自然科学版） 2024年第3期54卷 747-753页

作者：许波峰石腾李振肖航马远卓蔡新河海大学可再生能源发电技术教育部工程研究中心南京211100 河海大学江苏省风电机组结构工程研究中心南京211100 河海大学苏州研究院苏州215100 中国船舶集团海装风电股份有限公司重庆401123

针对中小型下风向风力机开展了功率调节策略研究.首先,对100 W下风向风力机进行了仿真计算和风洞实验,探究了下风向风力机的气动性能;然后,分析了风轮锥角对风力机输出功率和叶根载荷的影响机制,归纳出输出功率与锥角余弦值的三次方正相... 详细信息

针对中小型下风向风力机开展了功率调节策略研究.首先,对100 W下风向风力机进行了仿真计算和风洞实验,探究了下风向风力机的气动性能;然后,分析了风轮锥角对风力机输出功率和叶根载荷的影响机制,归纳出输出功率与锥角余弦值的三次方正相关,叶根载荷与锥角余弦值的平方正相关;最后,形成了一套基于锥角控制的下风向风力机功率主/被动调节策略.研究结果表明:采用主动调节策略可在超额定风速运行时有效控制风轮输出功率,并可使叶根载荷极值降低14.2%;较控制前,采用被动调节策略可使得在超额定风速运行时,输出功率与额定功率的平均偏差减小20.84 W.两种调节策略皆可实现超额定风速运行时下风向风力机输出功率的有效控制.

关键词：下风向风力机气动性能风轮锥角功率调节风洞实验

倾斜壁面上液膜流中孤立波及其内部涡的演化特性研究

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力学学报 2024年第7期56卷 1983-1991页

作者：吴正人王琦峰陆世佳董帅刘梅华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室河北保定071003 华北电力大学动力工程系河北保定071003 华北电力大学经济管理系河北保定071003

研究了在重力作用下,二维不可压黏性流体液膜沿倾斜壁面流动时,其上孤立波及其内部涡的演化.采用小参数摄动法与行波变换法,首先推导出了非平整倾斜基底上液膜厚度的零阶和一阶的一般演化方程,然后对该方程进行化简并采用Mathematica进... 详细信息

研究了在重力作用下,二维不可压黏性流体液膜沿倾斜壁面流动时,其上孤立波及其内部涡的演化.采用小参数摄动法与行波变换法,首先推导出了非平整倾斜基底上液膜厚度的零阶和一阶的一般演化方程,然后对该方程进行化简并采用Mathematica进行数值求解.分析结果表明:孤立波波形图中,波前出现了一个毛细波,而毛细波波谷处出现了完全开式涡;通过对流量分析,发现其与孤立波波形具有相同的变化趋势,并且与波速呈正相关,对于双峰与三峰孤立波,前一波峰的流量比靠后的大;随着波速增加到超过某一临界值时,孤立波波峰内将出现涡流,经过计算该临界波速与倾斜角呈正比关系,对于双峰与三峰孤立波,当波速继续增大,靠后的波峰内也将出现涡流;通过分析自由表面的速度分布得出:该涡流的产生是自由表面的垂直速度在波前和波尾的速度梯度与大于波速的水平速度共同作用的结果,波峰多更容易产生涡流;通过分析在动坐标系下得到的迹线图,发现该涡流面积也正比于波速且旋向为顺时针,综合推断得出:旋涡是在孤立波表面处开始形成的,波峰内的流体沿壁面呈滚落状向下运动.

关键词：孤立波液膜涡流波速

叶片失效条件下风电机组动力学响应数值模拟研究

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太阳能学报 2024年第6期45卷 510-517页

作者：牟哲岳孙勇王瑞良白聪儿林勇刚运达能源科技集团股份有限公司杭州310012 浙江省风力发电技术重点实验室杭州310012 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027

研究叶片失效条件下风电机组整机动力学响应数值模拟方法,以NREL 5 MW机组为对象,基于Simpack软件,建立风电机组整机气-弹-控联合仿真模型,分析紧急停机措施下叶片失效机组的动力学响应特征。在此基础上,通过参数化分析揭示了叶片失效... 详细信息

研究叶片失效条件下风电机组整机动力学响应数值模拟方法,以NREL 5 MW机组为对象,基于Simpack软件,建立风电机组整机气-弹-控联合仿真模型,分析紧急停机措施下叶片失效机组的动力学响应特征。在此基础上,通过参数化分析揭示了叶片失效所在相位角、叶片失效长度、风速、湍流度、顺桨速率、反应时间等多种因素对于叶片失效条件下机组动力学响应的非线性影响规律。提出一种发电机扭矩随风轮转速下降的优化停机方案,通过数值模拟得到的机组动力学响应曲线验证了该方案的有效性。

关键词：风力机叶片风电机组失效分析动力学响应数值模拟

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飞轮储能辅助火电机组一次调频及其性能评价

太阳能学报 2024年第7期45卷 163-171页

作者：韩旭刘仲稳王小东孙春启赵建红韩中合华北电力大学能源动力与机械工程学院保定071003 华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室保定071003

为促进太阳能、风能等新能源消纳,进一步拓宽火电储能技术升级和灵活性改造渠道,助力双碳目标和新型电力系统建设,提出增设储能系统辅助火电机组调频以解决火电机组爬坡慢、机组振荡不稳定等问题。基于国内外研究现状,提出机组以及储能... 详细信息

为促进太阳能、风能等新能源消纳,进一步拓宽火电储能技术升级和灵活性改造渠道,助力双碳目标和新型电力系统建设,提出增设储能系统辅助火电机组调频以解决火电机组爬坡慢、机组振荡不稳定等问题。基于国内外研究现状,提出机组以及储能系统荷电状态出力控制策略模型,通过Matlab/Simulink搭建两区域电网进行模拟仿真。结果表明,在阶跃扰动下区域1机组耦合1 MW飞轮储能系统后,峰值降至1.93×10^(-3)pu,降低4×10^(-4) pu,占原频率波动率的9.39%,机组实际出力从2.45×10^(-2)pu降至1.61×10^(-2)pu,降低34%。结果表明,在外界相同扰动条件下,采用飞轮储能辅助火电机组调频可有效减小系统频率波动量,减少汽轮机输出功率波动,提升调频性能。

关键词：飞轮储能一次调频控制策略火电机组评价指标

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日本应急发电设备的历史和展望

消防技术与产品信息 2001年第5期14卷 46-47,50页

作者：中川敏光郭瑞璜明电舍株式会社发电技术部

在日本,法律正式规定应急发电设备作为楼房防灾设施,是1974年的事情.当时,日本针对70年代初期发生的楼房火灾事故,对消防法、消防工程施工条例及规程进行了部分修订,在消防用设备的条款中规定,大楼有设置应急电源设备的义务,并强化了应... 详细信息

在日本,法律正式规定应急发电设备作为楼房防灾设施,是1974年的事情.当时,日本针对70年代初期发生的楼房火灾事故,对消防法、消防工程施工条例及规程进行了部分修订,在消防用设备的条款中规定,大楼有设置应急电源设备的义务,并强化了应急发电设备的技术标准.在经济高速增长时期和泡沫经济时期,日本大兴土木,掀起建楼热,设置应急发电设备的数量持续增长.这种势头至今未衰.

关键词：应急发电设备消防工程日本火灾事故

基于大数据平台的SO_(2)排放GWO-N-BEATS预测算法

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热能动力工程 2024年第3期39卷 125-131页

作者：曾庆华冉鹏董坤刘旭国网湖南省电力有限公司电力科学研究院高效清洁发电技术湖南省重点实验室湖南长沙410007 华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室河北保定071003 华北电力大学能源动力与机械工程学院河北保定071003

为了更精确地预测SO_(2)排放质量浓度,解决非线性随机预测问题,提出了一种基于随机森林特征选择的GWO-N-BEATS算法。通过随机森林算法筛选输入参数的特征,使用灰狼优化算法对N-BEATS算法的超参数进行优化;与长短期记忆网络(Long Short-T... 详细信息

为了更精确地预测SO_(2)排放质量浓度,解决非线性随机预测问题,提出了一种基于随机森林特征选择的GWO-N-BEATS算法。通过随机森林算法筛选输入参数的特征,使用灰狼优化算法对N-BEATS算法的超参数进行优化;与长短期记忆网络(Long Short-Term Memory, LSTM)、门控循环神经网络(Gated Recurrent Unit, GRU)以及N-BEATS算法对比分析,验证了GWO-N-BEATS算法的有效性。将本算法应用于某大型电网公司大数据平台,探索了复杂智能算法在大数据平台上开展污染物排放预测的可行性。研究结果表明,相较于长短期记忆网络、门控循环神经网络和N-BEATS方法,GWO-N-BEATS算法预测误差更小,其中平均绝对百分比误差MAPE为1.50%,相对均方误差RMSE为0.42,平均绝对误差MAE为0.33,决定系数R^(2)为0.97。

关键词：随机森林特征选择灰狼优化算法大数据平台 N-BEATS SO2预测

300 MW超临界二氧化碳燃煤发电机组热经济性分析

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动力工程学报 2024年第2期44卷 307-316页

作者：白亚平杨伊琳李鹏韩中合陈东旭郭董阳华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室河北保定071003 华北电力大学能源动力与机械工程学院河北保定071003

针对300 MW超临界二氧化碳(SCO_(2))部分冷却循环和部分冷却再热循环燃煤发电系统,建立了热经济性数学模型,以循环热效率η_(t)、系统㶲效率η_(ex)及平准化度电成本C_(LCOE)为评价指标,对不同系统和不同关键参数进行热经济性对比分析。... 详细信息

针对300 MW超临界二氧化碳(SCO_(2))部分冷却循环和部分冷却再热循环燃煤发电系统,建立了热经济性数学模型,以循环热效率η_(t)、系统㶲效率η_(ex)及平准化度电成本C_(LCOE)为评价指标,对不同系统和不同关键参数进行热经济性对比分析。结果表明:在设计工况下,与部分冷却循环系统相比,在部分冷却再热循环下η_(t)高0.33%,η_(ex)高0.35%;在相同参数条件下,2个发电机组燃煤消耗成本占比均超过70%,锅炉成本远高于其他设备成本;存在最优的主压缩机入口压力,使得η_(t)、η_(ex)达到最大,同时C_(LCOE)达到最小;随着主压缩机入口温度的增大,η_(t)、η_(ex)逐渐减小,C_(LCOE)则逐渐增大;η_(t)、η_(ex)随着透平入口温度的增大线性提升,C_(LCOE)则先减小后增大。

关键词：超临界二氧化碳燃煤发电部分冷却多指标评价热经济性分析

基于混合储能的风光储联合发电系统优化调度策略及评价

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热力发电 2024年第10期53卷 21-31页

作者：田松峰姚静杨智好徐琛刘旭华北电力大学动力工程系河北保定071003 华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点研究室河北保定071003

针对用户用电需求和可再生能源发电情况,建立以系统总运行成本最小为优化目标的并网型风-光-蓄电池-废弃矿井抽蓄联合发电系统优化调度模型,以等效负荷方差、联络线波动率、供电损失率为评价指标衡量优化调度结果,利用CPLEX求解器对调... 详细信息

针对用户用电需求和可再生能源发电情况,建立以系统总运行成本最小为优化目标的并网型风-光-蓄电池-废弃矿井抽蓄联合发电系统优化调度模型,以等效负荷方差、联络线波动率、供电损失率为评价指标衡量优化调度结果,利用CPLEX求解器对调度模型进行最优求解。对3种不同储能形式的优化调度模型进行仿真对比,结果显示:储能形式为蓄电池和废弃矿井抽蓄的混合储能时的总成本相比蓄电池与废弃矿井抽蓄分别减少了62.21%与49.18%;利用组合熵权秩和比法对优化结果进行排序评价,风-光-蓄电池-废弃矿井抽蓄联合发电系统加权秩和比值为0.833,评分排序最优。所提模型在提升系统运行经济性的同时,提高了系统供电的可靠性,验证了所提模型的合理性与有效性。

关键词：联合发电系统优化调度混合储能评价指标

需求响应激励下耦合电转气、碳捕集设备的综合能源系统优化

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中国电力 2024年第4期57卷 32-41页

作者：高月芬员成博孔凡鹏王雪松华北电力大学能源动力与机械工程学院河北保定071003 华北电力大学河北省低碳高效发电技术重点实验室河北保定071003

为了充分调动用户侧柔性负荷资源,发挥氢能的低碳特性,本文提出了一种需求响应激励下耦合两阶段电转气和碳捕集设备的综合能源系统优化方法。首先,构建两阶段电转气、碳捕集、氢燃料电池和储氢罐等设备组成的氢基综合能源系统。其次,结... 详细信息

为了充分调动用户侧柔性负荷资源,发挥氢能的低碳特性,本文提出了一种需求响应激励下耦合两阶段电转气和碳捕集设备的综合能源系统优化方法。首先,构建两阶段电转气、碳捕集、氢燃料电池和储氢罐等设备组成的氢基综合能源系统。其次,结合负荷能源转换间耦合关系与调节特性,引入阶梯型需求响应激励机制并对补偿基价、区间长度、价格增长率3个参数进行自适应优化。最后,设置多种场景,用多目标灰狼算法对系统的供能侧、需求侧和阶梯型需求响应激励机制进行优化求解。结果表明,基于此方法系统运行的总成本和CO_(2)排放量都有所降低。

关键词：综合能源系统柔性负荷阶梯型需求响应激励机制电转气多目标灰狼算法