检索结果-内蒙古大学图书馆

中国电机工程学报 2023年第20期43卷 7959-7972页

作者：滕梓源张海明吕泽伟韩敏芳电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学能源与动力工程系) 北京市海淀区100084

能源是工业的粮食、国民经济的命脉。构建以清洁低碳能源为主体的能源供应体系,加速发展新型电力系统是我国实现“双碳”目标的关键举措。固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)分布式发电系统凭借高发电效率、低温室气体排... 详细信息

能源是工业的粮食、国民经济的命脉。构建以清洁低碳能源为主体的能源供应体系,加速发展新型电力系统是我国实现“双碳”目标的关键举措。固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)分布式发电系统凭借高发电效率、低温室气体排放以及安全可靠的系统保障脱颖而出,展现了下一代新型电力系统广阔发展前景,是世界主要发达国家大力发展和推广的新型分布式发电技术。该文从技术、结构、系统、应用等多个层面对以SOFC为代表的新型电力系统进行梳理;并对综合煤气化燃料电池联合发电技术(integrated gasification fuel cell,IGFC)进行介绍和碳减排分析;最后,针对分布式燃料电池发电系统的发展提出建议与展望。

关键词：新型电力系统分布式发电碳排放固体氧化物燃料电池综合煤气化燃料电池联合循环

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战略备用煤电机组的成本效益分析

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动力工程学报 2024年第4期44卷 537-546页

作者：李政杜秉霖张瑞瑜李晨鹏刘培刘建民解育才清华大学能源与动力工程系北京100084 清华大学电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084 华能北京热电有限责任公司北京100020

气候变化导致极端天气频次升高,电力系统的安全稳定受到挑战。现有对战略备用机组的研究多为政策分析或者从机组成本和售电收入等角度进行建模仿真,无法全面反映其带来的经济社会影响。为综合分析战略备用机组的经济性,建立了考虑保障... 详细信息

气候变化导致极端天气频次升高,电力系统的安全稳定受到挑战。现有对战略备用机组的研究多为政策分析或者从机组成本和售电收入等角度进行建模仿真,无法全面反映其带来的经济社会影响。为综合分析战略备用机组的经济性,建立了考虑保障经济生产、居民健康效益和劳动力水平等方面收益以及电厂投资运维成本的成本效益分析模型,并以四川省限电事件为案例进行分析。结果表明:四川省限电事件中,战略备用机组可带来的度电效益为4.77元/(kW·h),战略备用机组所带来的度电成本约为1.91元/(kW·h),而使用已完成折旧的机组作为战略备用机组所带来的度电成本约为0.47元/(kW·h),所以从全社会角度分析,建设运营战略备用机组是经济可行的;机组运行时长是影响战略备用机组度电成本的最关键因素,一年内低于89 h的运行时长会使得机组度电成本高于其社会效益。

关键词：战略备用煤电机组效益分析成本分析案例分析

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水分对水溶烟气污染物测量的影响研究

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中国电机工程学报 2022年第18期42卷 6573-6579页

作者：苗苗冯玉鹏张双铭杨欣华龚迎莉杨海瑞张缦电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学能源与动力工程系) 北京市海淀区100084

随着火力发电的发展,烟气中的NO、NO_(2)、N_(2)O、SO_(2)等污染物在大气中的排放量不断增加,造成极大环境危害。烟气中的水分对NO_(2)、SO_(2)、NH_(3)等水溶性烟气污染物的测量具有重要影响。为连续实时的检测烟气污染物排放情况,该... 详细信息

随着火力发电的发展,烟气中的NO、NO_(2)、N_(2)O、SO_(2)等污染物在大气中的排放量不断增加,造成极大环境危害。烟气中的水分对NO_(2)、SO_(2)、NH_(3)等水溶性烟气污染物的测量具有重要影响。为连续实时的检测烟气污染物排放情况,该文采用红外光谱吸收法、电化学两种测量方法在0%、5%、10%、20%的水分浓度条件下,对NO_(2)/SO_(2)/NH_(3)分别进行系统性实验和现场试验。结果表明,无水时,上述两种测量方式获的NO_(2)浓度相对一致;5%、10%、20%水浓度时,电化学法测得的NO_(2)等可溶性气体浓度低于设定值甚至趋于0,而红外光谱吸收法与无水时相比变化较小。因此,采用传统伴热和冷凝水联合去除的电化学法误差较大,红外光谱吸收法采用伴热,并且测量系统可在高温下工作,结果与实验设计值吻合较好,可提高烟气测量的准确性。

关键词：电站锅炉红外分析烟气测量水分水溶性烟气

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反射激波后状态分析及对燃料反应进程的影响

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燃烧科学与技术 2022年第2期28卷 111-118页

作者：何东丁艳军彭志敏清华大学能源与动力工程系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084

反射激波后的压力随时间推移往往呈现不稳定状态.该现象会对燃料的反应进程产生影响,是造成激波管测量数据和模拟结果存在偏差的主要原因之一.针对上述问题,基于激波管流动理论,计算了非反应气体反射激波后的压力演变过程,计算结果和压... 详细信息

反射激波后的压力随时间推移往往呈现不稳定状态.该现象会对燃料的反应进程产生影响,是造成激波管测量数据和模拟结果存在偏差的主要原因之一.针对上述问题,基于激波管流动理论,计算了非反应气体反射激波后的压力演变过程,计算结果和压力测量结果吻合较好.为了分析中、高压条件下压力渐升过程对燃料反应进程的影响,利用激光吸收光谱技术测量了正庚烷氧化过程中温度和CO摩尔分数的演变过程;测量结果快于基于定容、定热力学能假设和定压、定焓假设的机理预测结果,说明压力渐升过程明显促进燃料反应;采用测量压力作为输入信号进行模拟,模拟过程更接近实际,可减少实验和模拟之间偏差造成的影响.

关键词：激波管激光吸收光谱非理想效应边界层

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大尺寸固体氧化物燃料电池的电极过程解析方法

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物理化学学报 2022年第8期38卷 42-50页

作者：崔同慧李航越吕泽伟王怡戈韩敏芳孙再洪孙凯华清华大学能源与动力工程系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084 徐州华清京昆能源有限公司江苏徐州221001

电化学阻抗谱(Electrochemical Impedance Spectroscopy,EIS)作为一种原位/非原位的电化学表征技术,在固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)尤其是小尺寸电池的研究中得到了广泛应用,而工业大尺寸电池的EIS研究较少且大多基... 详细信息

电化学阻抗谱(Electrochemical Impedance Spectroscopy,EIS)作为一种原位/非原位的电化学表征技术,在固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)尤其是小尺寸电池的研究中得到了广泛应用,而工业大尺寸电池的EIS研究较少且大多基于小尺寸电池的研究结果。本文对工业尺寸(10 cm×10 cm)阳极支撑平板式SOFC搭建了EIS测试系统,并改变电池运行温度、阳极/阴极气体组分,对该电池进行了系统的EIS测试,而后采用不基于先验假设的弛豫时间分布法(Distribution of Relaxation Times,DRT)对EIS数据进行解析。通过比较分析不同条件下的DRT结果,揭示了DRT中各特征峰与电池中具体电极过程的对应关系。与小尺寸电池相比,由于大尺寸电池的有效面积较大且入口流量较小,气体转化过程在大尺寸电池中不容忽视。本文通过解析EIS实现了对工业大尺寸SOFC单电池中各项电极过程的分辨,该方法及结果能够进一步应用于SOFC原位表征、在线监测以及衰减机理等相关研究。

关键词：固体氧化物燃料电池电化学阻抗谱弛豫时间分布大尺寸

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线性自抗扰控制器的改进设计及应用

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动力工程学报 2023年第1期43卷 34-40,55页

作者：张永王佑薛亚丽李政国能蚌埠发电有限公司安徽蚌埠233411 清华大学能源与动力工程系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084 清华大学山西清洁能源研究院太原030006

针对Ⅰ阶线性自抗扰控制器应用于火电机组大惯性过程控制时响应较慢的问题,提出了一种改进设计方法。基于预估模型信息设计补偿环节,将扩张状态观测器的等效观测对象近似为比例环节,并通过对总和扰动进行补偿,使得闭环系统的动态近似于... 详细信息

针对Ⅰ阶线性自抗扰控制器应用于火电机组大惯性过程控制时响应较慢的问题,提出了一种改进设计方法。基于预估模型信息设计补偿环节,将扩张状态观测器的等效观测对象近似为比例环节,并通过对总和扰动进行补偿,使得闭环系统的动态近似于预期响应,且兼具良好的抗扰能力和鲁棒性。通过分析,明确了该控制器各参数的物理意义及其整定策略,通过仿真验证了控制效果和鲁棒性,并在某二次再热机组高压加热器水位和过热汽温Ⅰ级喷水减温控制回路上对该设计方法进行了组态和测试。结果表明:改进的自抗扰控制器提高了系统的控制性能;该方法的实现和整定较简便,具有良好的工程应用潜力。

关键词：火电机组控制线性自抗扰控制扩张状态观测器设计补偿参数整定

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循环流化床油页岩半焦燃烧优化运行技术分析

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中南大学学报（自然科学版） 2021年第1期52卷 1-7页

作者：孔皓张缦苗苗邓博宇刘贤东黄逸群杨海瑞吕俊复清华大学能源与动力工程系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084

针对目前油页岩生产页岩油时生成的副产物半焦难以处理的问题,在3.3 MWth循环流化床中试实验装置上分别进行油页岩、油页岩和半焦混合、半焦的燃烧实验研究。考察给料粒度、二次风份额和一二次风温对炉膛温度分布、污染物排放浓度、底... 详细信息

针对目前油页岩生产页岩油时生成的副产物半焦难以处理的问题,在3.3 MWth循环流化床中试实验装置上分别进行油页岩、油页岩和半焦混合、半焦的燃烧实验研究。考察给料粒度、二次风份额和一二次风温对炉膛温度分布、污染物排放浓度、底渣与飞灰含碳量的影响。研究结果表明:油页岩和半焦混烧时,随着半焦的混烧比例增加,炉膛内温度整体下降,NOx排放量升高,SO2排放量下降;全半焦燃烧时,床温显著降低但炉膛温度分布仍然均匀,优化给料粒度、提高一二次风温可以显著提高炉膛内的燃烧温度;增加二次风份额可以降低NOx的排放。

关键词：油页岩油页岩半焦半焦燃烧中试燃烧实验

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低碳智能人体电网:概念、架构和展望

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中国电机工程学报 2023年第7期43卷 2585-2597页

作者：孙宏斌张璇许嘉禾郭庆来谢乐电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084 清华-伯克利深圳学院广东省深圳市518000 得克萨斯农工大学电气与计算机工程系美国得克萨斯州77843-3127

全球气候面临严峻挑战,限制全球变暖刻不容缓。为了破解气候治理之困,学者们试图把宏观尺度的减碳研究延伸到个体尺度。目前对个人减碳的研究更多地集中在可穿戴技术和低碳行为上,存在着难以支撑多样应用场景和兼顾个人优先需求与减碳... 详细信息

全球气候面临严峻挑战,限制全球变暖刻不容缓。为了破解气候治理之困,学者们试图把宏观尺度的减碳研究延伸到个体尺度。目前对个人减碳的研究更多地集中在可穿戴技术和低碳行为上,存在着难以支撑多样应用场景和兼顾个人优先需求与减碳行为的限制。因此,该文提出了“人体电网”这一概念,并从个人减碳技术路径发展的角度诠释其存在的必要性。人体电网通过协同人身上的源、网、荷、储和通信,达到兼顾人体需求和减碳的目标。文中归纳了人体电网的4个独有特征,并描述了基本架构和运行机制;然后,深入探讨了实现人体电网过程中将面临的关键技术和挑战,并尝试提出适用的新方法和新思路;最后,对其应用方向和减碳潜力进行了展望。

关键词：人体电网个人减碳信息物理生命系统可穿戴系统能量管理策略

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甲醇重整固体氧化物燃料电池热电联产系统热力学分析与优化设计

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中国电机工程学报 2025年第2期45卷 502-512,I0009页

作者：李青山郝勇生翁方龙韩敏芳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 中国船舰研究设计中心湖北省武汉市430064 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学能源与动力工程系) 北京市海淀区100084

甲醇燃料因其来源广泛、易于储运的特点,在固体氧化物燃料电池的船舶应用方面具有较大的潜力。该文提出面向船舶平台的甲醇燃料固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)热电联产系统,基于甲醇重整反应动力学建立重整反应器模型... 详细信息

甲醇燃料因其来源广泛、易于储运的特点,在固体氧化物燃料电池的船舶应用方面具有较大的潜力。该文提出面向船舶平台的甲醇燃料固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)热电联产系统,基于甲醇重整反应动力学建立重整反应器模型,通过Aspen Custom Model软件建立SOFC机理模型。针对甲醇重整过程水醇比及反应器温度、SOFC工作过程燃料利用率及工作温度双参数共同作用的影响进行详细分析。结果表明,甲醇重整过程最佳水醇比为1.3/1,最佳反应出口温度为280℃;SOFC最佳工作温度和燃料利用率分别为760℃和0.65;系统能量损失和(火用)损失随SOFC电功率增加而增加;SOFC电功率为50 kW时,SOFC电效率、系统能量效率和(火用)效率分别为59%、89%和41%。所提出的热电联产系统可实现高效热电供应,为SOFC船舶平台应用提供一定建议。

关键词：甲醇蒸汽重整固体氧化物燃料电池低温催化燃烧热力学性能

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工业尺寸固体氧化物燃料电池高效及阳极安全运行条件研究

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化学学报 2022年第8期80卷 1091-1099页

作者：王怡戈李航越吕泽伟韩敏芳孙凯华清华大学能源与动力工程系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084 清华大学能源与动力工程系燃料电池与储能研究中心北京100084 徐州华清京昆能源有限公司徐州221001

固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)是一种清洁高效的能源转化装置,如何提高SOFC的发电效率,并保证阳极不发生局部氧化,是工业界与学术界的焦点问题之一.建立了工业尺寸SOFC的效率测试与评价方法,通过对比多组高燃料利用... 详细信息

固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)是一种清洁高效的能源转化装置,如何提高SOFC的发电效率,并保证阳极不发生局部氧化,是工业界与学术界的焦点问题之一.建立了工业尺寸SOFC的效率测试与评价方法,通过对比多组高燃料利用率下的电池效率测试结果,发现在相同燃料利用率下,电压会随电流的增大而下降.因此,较低的电流有利于达到更高的效率,较大的电流则有利于输出更高的功率.此外,研究了高燃料利用率下放电时电压波动与阳极局部氧化的关联,通过分析阳极Ni的临界氧化条件,提出了避免发生阳极局部氧化的电池安全运行条件:电池的输出电压应高于Ni的临界氧化电动势.基于所采用的电池和测试参数,发现在各个电流及温度下,SOFC发电效率大于50%时,对应的燃料利用率一般在77%~90%这一区间内,当燃料利用率为87.10%时,电池具有最大的发电效率.尽管对于不同材料、结构和制备工艺的SOFC,其最高效率所对应的工况会有所差异,但所提出的效率测试及评价方法和阳极安全运行的判断条件具有一定的普适性,可以根据实际需求中高功率、高效率及长期稳定运行的重要程度,确定相应的高效及阳极安全运行条件.

关键词：固体氧化物燃料电池高效率高燃料利用率阳极局部氧化安全运行条件

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