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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波长调制-直接吸收光谱(WM-DAS)在线监测大气CO浓度

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物理学报 2022年第4期71卷 109-117页

作者：王振杜艳君丁艳军李政彭志敏清华大学能源与动力工程系电力系统与发电设备控制与仿真国家重点实验室北京100084

波长调制-直接吸收光谱(WM-DAS)同时具有直接吸收光谱(DAS)可测量吸收率函数和波长调制光谱(WMS)高信噪比的优点,本文首先采用WM-DAS光谱,在50 cm光程和室温低压下,CO分子近红外4300.7 cm^(-1)谱线吸收率检测限低至4×10^(-7)(200 ... 详细信息

波长调制-直接吸收光谱(WM-DAS)同时具有直接吸收光谱(DAS)可测量吸收率函数和波长调制光谱(WMS)高信噪比的优点,本文首先采用WM-DAS光谱,在50 cm光程和室温低压下,CO分子近红外4300.7 cm^(-1)谱线吸收率检测限低至4×10^(-7)(200 s);然后结合120 m长光程Herriott池,在室温大气压下,吸收率函数拟合残差标准差达到5.1×10^(-5)(1 s).最后利用长光程WM-DAS测量系统,对不同浓度(体积分数为0.44×10^(-6)—9.6×10^(-6))CO进行了动态测量,并将其与腔衰荡光谱(CRDS)进行比较;实验结果表明:本文采用的长光程WM-DAS与CRDS方法测量结果相同,其中长光程WM-DAS系统CO浓度检测限低至0.9×10^(-9)(200 s),系统简单且测量速度远快于CRDS.与此同时,利用建立的长光程WM-DAS测量系统连续监测1个月时间内大气痕量CO浓度及其变化趋势,测量结果与中国环境监测总站测量结题高度一致.

关键词：波长调制-直接吸收光谱腔衰荡光谱吸收率函数 CO浓度监测

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储能与燃气轮机联合调频的经济性分析

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动力工程学报 2023年第5期43卷 543-549页

作者：钱文翰刘培薛亚丽李政清华大学能源与动力工程系电力系统及发电设备控制与仿真国家重点实验室北京100084

为了研究储能电池与燃气轮机联合调频系统的经济可行性,提出了由燃气轮机负责调频需求信号的低频分量,储能补偿出力,且考虑储能电池荷电状态的运行策略,基于Matlab/Simulink平台建立了计算重型燃气轮机出力的动态模型,并构建了系统的经... 详细信息

为了研究储能电池与燃气轮机联合调频系统的经济可行性,提出了由燃气轮机负责调频需求信号的低频分量,储能补偿出力,且考虑储能电池荷电状态的运行策略,基于Matlab/Simulink平台建立了计算重型燃气轮机出力的动态模型,并构建了系统的经济评估模型。在一段实际的调频需求信号下,比较了单独储能系统和储能、燃气轮机联合系统在达到相同调频表现时各自的系统总成本。结果表明:储能与燃气轮机的结合能够使得调频所需的储能电池容量下降,从而使得系统的总成本降低,成为更具有经济竞争力的调频资源。

关键词：储能系统燃气轮机自动发电控制调频

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正戊烷氧化过程中温度和CO浓度吸收光谱测量

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工程热物理学报 2022年第8期43卷 2033-2042页

作者：何东丁艳军郑道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与仿真国家重点实验室北京100084

本文利用激波管和激光吸收光谱技术同步测量了反射激波后正戊烷富燃料氧化过程中温度和CO浓度演化过程。测量结果同Bugler等机理和Wang等机理的预测结果对比,表明:两个机理的预测结果仅在特定温度条件下和测量数据吻合较好;对于当量比为... 详细信息

本文利用激波管和激光吸收光谱技术同步测量了反射激波后正戊烷富燃料氧化过程中温度和CO浓度演化过程。测量结果同Bugler等机理和Wang等机理的预测结果对比,表明:两个机理的预测结果仅在特定温度条件下和测量数据吻合较好;对于当量比为2.0的混合气,在燃烬状态下,机理预测的温度、CO浓度和测量数据吻合较好。敏感性分析表明:对于当量比为10.0的混合气,H+O_(2)=O+OH是促进CO生成的主要基元反应,C_(2)H_(3)(+M)=C_(2)H_(2)+H(+M)抑制CO生成;在正戊烷裂解初始阶段,正戊烷分解反应和脱氢反应,明显影响CO生成。CO生成路径分析表明:当量比为10.0和5.0时,CO生成过程类似,HCO+M=H+CO+M是最主要路径;当量比为2.0时,HCCO作为反应物的反应亦是CO生成的主要路径,而CO+OH=CO_(2)+H是CO消耗的最主要路径。

关键词：正戊烷激波管吸收光谱温度 CO

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乙醇燃烧着火延迟时间和CO_(2)演化过程测量

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工程热物理学报 2022年第2期43卷 535-542页

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

本文利用激波管测量了高温条件下乙醇/氧气/氩气混合气的着火延迟时间,并结合激光吸收光谱技术测量了乙醇燃烧过程中CO_(2)的演化过程。本文对比了测量的着火延迟时间和3种动力学机理的预测结果,其中AramcoMech 3.0机理的预测结果和实... 详细信息

本文利用激波管测量了高温条件下乙醇/氧气/氩气混合气的着火延迟时间,并结合激光吸收光谱技术测量了乙醇燃烧过程中CO_(2)的演化过程。本文对比了测量的着火延迟时间和3种动力学机理的预测结果,其中AramcoMech 3.0机理的预测结果和实验数据吻合较好。敏感性分析结果表明:3种机理中,促进乙醇着火的基元反应类似,但敏感性系数相差较大;CRECK机理中,抑制乙醇着火的最主要基元反应不同于AramcoMech 3.0机理和LLNL机理。将测量的CO_(2)演化过程和3种机理的预测结果进行对比,结果表明:对于当量比为0.5的混合气,AramcoMech 3.0机理和LLNL机理的预测结果相似,均和测量数据吻合较好;对于当量比为1.0的混合气,LLNL机理的预测结果和测量数据吻合较好。CO_(2)生成路径分析表明:基元反应CO+OH=CO_(2)+H是生成CO_(2)的最主要路径,但该反应在不同机理预测CO_(2)生成过程中所占的比例不同。

关键词：激波管激光吸收光谱着火延迟时间乙醇

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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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CO_(2)/CO干扰下基于腔衰荡吸收光谱的痕量H_(2)S浓度测量

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物理学报 2023年第4期72卷 35-43页

作者：熊枫彭志敏王振丁艳军吕俊复杜艳君华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206 清华大学能源与动力工程系电力系统与发电设备控制与仿真国家重点实验室北京100084 清华大学能源与动力工程系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

H_(2)S作为一种有毒且腐蚀性较强的气体污染物,实现其浓度的准确测量意义重大.实际工业过程中,H_(2)S测量常受其他排放产物的干扰,本文基于腔衰荡吸收光谱技术(CRDS)通过扫描6336—6339 cm^(-1)范围内的吸收光谱,实现了H_(2)S/CO_(2)/C... 详细信息

H_(2)S作为一种有毒且腐蚀性较强的气体污染物,实现其浓度的准确测量意义重大.实际工业过程中,H_(2)S测量常受其他排放产物的干扰,本文基于腔衰荡吸收光谱技术(CRDS)通过扫描6336—6339 cm^(-1)范围内的吸收光谱,实现了H_(2)S/CO_(2)/CO三组分物质浓度的同步测量,为实际工业过程中物质干扰下的H_(2)S浓度测量提供新思路.首先,对不同采样长度下提取衰荡时间的准确性进行分析,发现衰荡信号的采样长度约为衰荡时间的8倍时,衰荡时间提取效果最好;通过不同压力对比实验确定最佳实验压力工况为50 kPa,并将最佳采样长度与压力工况应用于H_(2)S浓度测量.随后,改变H_(2)S浓度对CO_(2)/CO干扰下系统对痕量H_(2)S浓度的测量效果进行检验,并对不同稀释比例下浓度测量结果的线性度进行分析.最后,对本文CRDS系统的检测限进行分析,通过对4组低浓度H_(2)S光谱的信噪比进行分析,得到H_(2)S的检出限为6.9 ppb (1 ppb=10^(-9));通过对系统长期测量结果进行Allan方差分析,得到系统对H_(2)S物质浓度的检测下限约在2 ppb左右.

关键词：腔衰荡吸收光谱 H_(2)S浓度多组分测量

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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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基于激光吸收光谱的CO/CO_(2)/H_(2)S浓度同步在线测量研究

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光谱学与光谱分析 2024年第5期44卷 1412-1416页

作者：张学军陈勤根杨展邓琴贺拴玲彭志敏浙江浙能中煤舟山煤电有限责任公司浙江舟山310007 浙江浙能技术研究院有限公司浙江杭州310015 清华大学能源与动力工程系电力系统与发电设备控制与仿真国家重点实验室北京100084

CO、CO_(2)、H_(2)S是燃煤锅炉炉内气氛重要组成部分,其浓度不仅能够反映燃烧工况,还可作为水冷壁高温腐蚀程度判断依据,因此实现CO、CO_(2)、H_(2)S浓度的准确测量意义重大。首先采用波长调制-直接吸收(WM-DAS)方法结合约40 m长光程Her... 详细信息

CO、CO_(2)、H_(2)S是燃煤锅炉炉内气氛重要组成部分,其浓度不仅能够反映燃烧工况,还可作为水冷壁高温腐蚀程度判断依据,因此实现CO、CO_(2)、H_(2)S浓度的准确测量意义重大。首先采用波长调制-直接吸收(WM-DAS)方法结合约40 m长光程Herriott池,在室温低压下,开展不同CO/CO_(2)浓度配比下三种气体吸收率同步测量实验,结果表明三种气体的吸收率测量值与理论计算值相近,相对误差在6.82%以内,测量结果可靠性较高;然后对不同浓度CO/CO_(2)(0~2000μL·L^(-1))、H_(2)S(0~20μL·L^(-1))进行动态测量,结果表明,测量系统对三种组分浓度变化的响应具有较好的线性度。

关键词：波长调制-直接吸收光谱 CO浓度 CO_(2)浓度 H_(2)S浓度同步测量

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