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期刊信息/Journal information
热力发电
西安热工研究院有限公司;中国电机工程学会
热力发电

西安热工研究院有限公司;中国电机工程学会

蒋敏华

月刊

1002-3364

rlfdzzs@tpri.com.cn

029-82102475 82102480/1/2

710032

陕西西安兴庆路136号

热力发电/Journal Thermal Power GenerationCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊由中国华能集团公司、中国大唐集团公司、中国华电集团公司、中国国电集团公司、中国电力投资集团公司联手重组的西安热工研究院有限公司与中国电机工程学会主办的专业发电期刊，主要报道国内热能动力科学技术的基础研究和热力发电(火力、核能、地热及其它可再生能源发电)技术的开发利用，包括：化石燃料及其清洁燃烧、热力设备及热力系统、电站辅机、电站自动控制、电厂化学、电厂金属材料、电力环境保护，以及电厂状态评价、技术监督，机组启动调试、性能鉴定等，并适时地报道国外热能动力科学技术的发展动态。杂志创刊已30多年，在学科和行业具有广泛影响，深得读者、作者和专家的认可。
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    高温卡诺电池关键技术及应用现状

    封官斌李跃林程孝峰侯冰...
    1-9页
    查看更多>>摘要：随着可再生能源的快速发展,为应对间歇性和可变电力生产带来的挑战,电网侧能源存储解决方案的需求不断增加.卡诺电池作为多种成熟电热转换和存储技术的集成,因其可扩展性和不受地理限制的优势,正受到越来越多的关注.综述卡诺电池的基本原理、关键技术、应用前景及当前研究现状;探讨了高温卡诺电池技术的定义,以及关键设备如压缩机和膨胀机的运行特性与技术挑战;分析了基于电加热和双向循环(如布雷顿循环和朗肯循环)的卡诺电池系统的实际应用案例和技术前景,为未来研究和技术开发提供参考.

    储能技术卡诺电池高温技术热泵朗肯循环

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    质子交换膜电解槽与燃煤电站耦合的技术经济性分析

    陈志董张菁詹宏伟孔艳强...
    10-20页
    查看更多>>摘要：质子交换膜(proton exchange membrane,PEM)电解槽可以将绿电转化为氢能,但PEM电解槽的能量转化效率较低,电解槽出口水的能量未被充分利用.为了充分利用 PEM 电解制氢系统中的余热,在发电和热电联产 2种运行模式下,提出了集成 660 MW燃煤电站和PEM电解槽的耦合系统;使用EBSILON和MATLAB Simulink软件进行建模,并对系统进行了热力学和经济性分析.提出发电模式中,将电解槽的出口水用于加热燃煤机组的给水;在热电联产模式中,将电解槽的出口水与抽汽共同用于加热供热网络的回水;产生的氧气输送到锅炉中燃烧,进而促进炉内燃烧.结果显示:与参考燃煤电站相比,发电模式中的供电量增加了 2.55 MW,供电效率提高了 0.17 百分点,锅炉效率提高了 0.04 百分点;热电联产模式中,供电量增加了 5.83 MW,系统总效率提高了 0.40 百分点.将机组出功增加量折算到PEM制氢系统后,在发电模式下PEM制氢系统的㶲效率达到 69.74%,提高了 3.44 百分点;在热电联产模式下 PEM 制氢系统的㶲效率达到 75.41%,提高了9.11百分点.2种模式下的系统㶲效率分别为40.20%和 40.18%.电解制氢经济性分析显示:发电和热电联产模式的年售电收入增长分别为 546 万元和 1 246 万元,净现值增长分别为6 132万元和 14 014万元;独立系统中的平准化制氢成本为 42.72元/kg;集成后发电和热电联产模式下的平准化制氢成本分别为 42.55、40.79元/kg.

    质子交换膜电解槽燃煤电站制氢技术经济性分析

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    基于变分模态分解的综合能源系统短期电负荷预测

    苏子越柴琳谢亮肖凡...
    21-28页
    查看更多>>摘要：针对综合能源系统负荷复杂多变、耦合性强的特点,提出一种基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)、Prophet 模型、长短时记忆(long-and short-term memory network,LSTM)神经网络、差分自回归移动平均(autoregressive integrated moving average,ARIMA)模型的Prophet-VAL组合预测模型,用于综合能源系统短期电负荷预测.首先,通过VMD获取不同中心频率和较为稳定的电负荷本征模态函数;接着,根据过零率值的大小将不同模态分量分成高频和低频时序分量,并使用 Prophet 模型将高频分量进行时序特征提取;最后,通过ARIMA预测模型对低频分量进行预测,使用LSTM神经网络模型对高频分量进行预测,将各自的预测结果进行叠加得到最终的电负荷预测结果.将所提方法应用于实际综合能源系统,实际算例分析表明,所提出的组合预测模型预测性能良好.

    综合能源系统负荷预测变分模态分解LSTM神经网络Prophet模型

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    基于新型自抗扰控制方法的风火协同调频策略研究

    陈旭綦晓杜鸣蒋文珂...
    29-38页
    查看更多>>摘要：随着风电在电力系统渗透率的逐渐提高,电力系统惯量水平下降,调频资源不足,频率响应裕度逐渐趋于临界值,频率安全面临严峻挑战.针对高比例风电电力系统调频能力不足的问题,首先,从调控机理角度出发,构建了基于风电虚拟惯量控制的风火协同调频模型,利用风机转子动能快速响应频率波动,提高电力系统综合惯量水平;在此基础上,提出并设计了基于新型自抗扰控制方法的风火协同电力系统负荷频率控制器,提升电力系统对不确定风电功率及负荷扰动的抗扰能力,并通过设计串级扩张状态观测器,解决现有自抗扰控制方法在高频噪声抑制与快速响应性能之间的矛盾,避免频率测量噪声对风电和火电机组造成过度调控,提高风火协同调控品质;最后,采用遗传粒子群算法对所提出的负荷频率控制器参数进行优化.仿真结果表明,相比基于常规自抗扰控制及其他传统控制方法的调频策略而言,所提出的基于新型自抗扰控制方法的风火协同调频策略可有效提升频率响应特性,避免测量噪声对系统频率响应幅值、控制器动作幅值等性能的影响.

    风火协同电力系统调频自抗扰控制串级扩张状态观测器

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    5MW超临界二氧化碳循环发电机组锅炉建模与动态特性分析

    乔永强王生鹏白文刚张一帆...
    39-48页
    查看更多>>摘要：提升超临界二氧化碳(S-CO2)锅炉调峰能力是实现S-CO2 燃煤发电机组灵活运行的关键.研究 S-CO2 锅炉动态特性有助于优化锅炉运行控制.以西安热工研究院有限公司 5 MW S-CO2 循环发电机组锅炉为研究对象,基于热力学和传热学原理,建立了S-CO2 锅炉动态仿真模型,并利用机组运行数据验证了模型的可靠性.基于仿真模型,开展了燃料量、工质流量、工质温度等不同边界条件阶跃扰动下 S-CO2 锅炉的动态特性分析.结果表明:S-CO2 锅炉具有较大的热惯性,不同边界条件扰动下锅炉出口工质温度稳定时间不同,且随着边界条件扰动幅度增加,稳定时间变长;随着S-CO2 锅炉热负荷升高,锅炉出口工质压力下降,出口工质流量会出现瞬时增大现象.

    超临界二氧化碳锅炉仿真模型动态特性边界条件

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    基于改进NSGA-Ⅱ的混合储能系统容量优化配置

    李鑫张亚丽李松邱亚...
    49-56页
    查看更多>>摘要：针对光伏发电在微电网中的间歇性和不稳定性问题,利用全钒液流电池(vanadium redox batteries,VRB)和超级电容(super capacitors,SC)组成的混合储能系统平抑独立微电网中的功率波动,以提高微电网的供电可靠性.考虑到混合储能系统的容量配置问题,建立最小化混合储能系统年均成本和负荷缺电率的多目标混合储能系统容量优化模型.针对传统精英非支配解排序遗传算法(non-dominated solution sorting genetic algorithm,NSGA-Ⅱ)求解多目标优化问题时局部搜索能力较差,提出一种基于改进精英保留策略的NSGA-Ⅱ.该算法通过引入新的适应度函数进行排序,合理保留优秀个体,提升算法的优化效果,从而提升局部搜索能力,不断逼近Pareto实前沿,获得更优的容量配置方案.最后,通过算例验证了所提算法的合理性.

    独立微电网混合储能容量优化配置改进NSGA-II

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    旁路电流对全钒液流电池库伦效率的影响

    侯谋郑涛贾泽峰李俊伟...
    57-67页
    查看更多>>摘要：为提高全钒液流电池(VRB)系统中电池的性能和效率,根据 VRB 的组成及原理,建立了包括电化学、流体力学、温度、旁路电流、钒电池多堆等效损耗电路模型,并探究全钒液流电池管道系统中的泵送损耗与旁路电流对钒电池的影响.通过建立泵送损耗和泵损电流之间关系、旁路电流模型、多堆串联的钒电池等效电路模型,将各模型"化零为整",阐述了计及动态响应的钒电池的内核机理.详细探讨了 VRB 建模中涉及的关键因素,包括泵送损耗、旁路电流,并分析了电池性能和效率的影响因素.研究表明,管道的长度与横截面积等参数影响着管路电阻,较长的主管与支管会减小旁路电流,但会增大泵损电流;较长和较粗的管道有利于同时减小旁路电流和泵送损耗,提高了电池的能量效率,这为厂家管路设计提供了思路.

    全钒液流电池旁路电流泵送损耗多堆建模能量效率

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    无量纲力对超临界氢气在U形管内传热的影响

    高月张丽海笑李洋...
    68-76页
    查看更多>>摘要：针对发动机换热器的冷却问题,开展了超临界压力下氢气在竖直管和U形管内流动传热特性研究.采用数值方法研究了压力和质量流率对管道换热的影响,从而得到换热规律,深入讨论弯管段的换热机理,分析了无量纲力对换热的影响.结果表明:压力贴近拟临界或质量流率增大均会增加对流换热系数,产生换热强化;U形管的弯管段可有效强化换热,在θ=90°附近达到峰值;入口直管段存在浮升力作用,但当压力高于 2.0 MPa时,由于密度差影响,浮升力作用在弯管段后可忽略;由二次流引起的迪恩涡是强化弯管段换热性能的主要因素,其中对入口段的影响显著弱于出口段.

    氢气超临界流体U形管传热特性迪恩涡

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    海上风电水下资产质量缺陷及检测方法

    司广全赵勇童博张宇...
    77-85页
    查看更多>>摘要：海上风电场水下资产的成本在海上风电项目总成本中占比不高,但水下资产的质量对海上风电场的安全稳定运行具有重要意义.分析海上风电场内风力发电机组、海上升压站的水下钢结构和基础,以及海底电缆在工程期和运维期出现的各类质量问题,基于已实施的海上风电项目案例,对相关标准的检测要求和检测方法进行评估,针对不同质量缺陷给出了完整、有效的现场检测方案,并在实际项目上进行应用和验证,形成了行业内标准规范.这对海上风电场水下资产的质量管控和运行维护,具有重要的技术指导意义和参考价值.

    海上风电支撑结构基础海底电缆水下检测健康状态评估

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    基于集成学习的CFB锅炉氮氧化物排放质量浓度在线建模研究

    吴家标刘兴高
    86-92页
    查看更多>>摘要：针对循环流化床锅炉氮氧化物排放质量浓度变化规律复杂、自相关性强等特点,利用有关变量及其历史信息,分别建立了氮氧化物排放质量浓度的整合移动平均自回归(ARIMA)和随机森林(RF)、梯度提升树(GBDT)、极致梯度提升树(XGBoost)等集成学习在线模型,并对预测效果进行对比择优,其中以GBDT回归器为最优.为了进一步改进模型的预测效果,提出将一阶差分与 GBDT 回归算法相结合,建立了 GBDT 差分回归模型.测试表明所建立的GBDT差分回归模型比前述模型具有更好的预测性能,其预测值的均方差比单纯 GBDT 回归器降低了 20.2%,并比参考文献采用的在线贯序极限学习机(OS-ELM)模型低 46.5%.所建的在线模型还充分考虑避免仪表吹扫过程的影响,具有较强的实用性.

    循环流化床锅炉氮氧化物ARIMA集成学习GBDT差分在线模型

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