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风电机组及场站惯量响应与一次调频调压关键技术与核心装备
随着新能源渗透率不断增加,传统发电份额不断被挤占,导致系统惯量下降,热备用容量减小,降低了电网的安全稳定裕度。已知目前双馈感应风力发电机(DFIG)在最大功率点跟踪控制下,发电机输出功率难以响应电网频率波动,而超速减载控制和变桨距角控制虽然在一定程度上改善风电机组整体性能和一次调频特性,但存在预留一定备用容量而无法实现最大发电效益。目前储能装置已广泛应用于风电场,但大多为风电场集中式储能方案,其安全可靠性风险往往大于分布式模式,故如何提高单台风电机组的致稳性和抗扰性,使其具备一次调节能力显得尤为重要。 图1 实验装置图1 图2 实验装置图2 图3 DFIG的储能配置图 结合上述应用背景,提出以下技术解决方案: 1、结合DFIG直流母线储能装置的优势,从增加控制自由度、平滑源端风功率间歇性波动以及抑制网侧负荷扰动三个维度入手,分别提出基于超级电容器控制的DFIG惯量支撑与一次调频控制,基于变功率点跟踪和超级电容器储能协调控制的DFIG一次调频策略和考虑源-荷功率随机波动的DFIG一次频率平滑调节方法,上述控制可在增大发电效益的同时提升频率调节效果。 2、量化DFIG的一次电压调节能力,制定DFIG的动态无功控制策略,设计DFIG与风场无功补偿装置的综合协调控制方案,从提高系统稳定性和鲁棒性出发,研究自抗扰控制技术等快速提升风电场系统无功响应速度,最大限度地缓解电网电压跌落,提高电网的电压安全稳定性。 3、结合功率密度、可充放电循环寿命以及经济性作为储能介质选择的主要评测指标,确定合适的单一或混合储能介质及变换装置类型,根据频率调节目标计算储能装置的容量,进一步研究混合储能的容量优化方法,设计出一套高充放电效率、低成本的混合储能装置。 4、研究风储联合调频和基于超级电容调频、风机分布式储能和场站集中式储能所组合成的四种储能调频方案的优缺点,通过多复杂工况验证不同技术方案的调频效果,结合储能容量、使用寿命、经济成本和技术性能比较得出最优方案。 5、研究大功率基于单一储能或混合储能控制的风电机组一次调频样机,完成风电机组参与系统惯量支撑与一次调节方案的验证,对新型一次调频控制技术和一次调压控制方案进行大功率样机的试验验证,完成工程应用的基础准备工作。 创新点 1、针对风电机组一次频率调节,分别提出了基于超级电容器储能、变功率点跟踪和超级电容储能协调控制和考虑源荷功率频率调节等方法,提高一次频率调节能力,并优化了储能装置的容量配置。 2、设计双馈感应风力发电机的动态无功协调控制方案,提出了双馈感应风力发电机最小限度降低机组出力下可提高无功极限最大值的最优方法。 3、分别就风储联合调频策略和基于超级电容器调频策略、风机分布式储能和场站集中式储能所组合成的四种储能调频方案的优缺点和拓扑结构进行对比分析,最终得出采用风机分布式储能下的风储协调方案更加具有应用优势。 市场前景 通过本项目的研究,可形成新能源风机技术在大电网中应用效果验证方面的技术成果,有助于进一步体现国家风光储输示范工程的示范引领作用,推动新能源风机储能技术在大规模新能源接入地区的推广应用,为提升新能源发电高渗透率地区电网的安全稳定运行水平,促进建立可再生能源并网的辅助服务机制提供重要依据和借鉴。 应用案例 目前装置依托“双馈感应风力发电机惯量阻尼及一次调节方法的研究”项目,已开发完成380V/10kW实验样机,并预计展开示范应用。 获奖情况 “基于超级电容储能控制的双馈风电机组惯量与一次调频策略”论文获得《电力系统自动化》期刊2020年度优秀论文三等奖。
华北电力大学 2023-08-03
前寒武纪/寒武纪和新生代古海洋环境的地球化学和同位素示踪研究
项目成果/简介:由蒋少涌教授牵头的“前寒武纪/寒武纪和新生代古海洋环境的地球化学和同位素示踪研究”获教育部自然科学奖一等奖;
中国地质大学(武汉) 2021-04-10
中国海洋大学服务器、图形工作站、相机等设备采购项目(二次)竞争性磋商
中国海洋大学服务器、图形工作站、相机等设备采购项目(二次)竞争性磋商
中国海洋大学 2022-06-02
前寒武纪/寒武纪和新生代古海洋环境的地球化学和同位素示踪研究
由蒋少涌教授牵头的“前寒武纪/寒武纪和新生代古海洋环境的地球化学和同位素示踪研究”获教育部自然科学奖一等奖;
中国地质大学(武汉) 2021-02-01
工信部等八部门联合印发《“十四五”智能制造发展规划》
智能制造是制造强国建设的主攻方向,其发展程度直接关乎我国制造业质量水平。发展智能制造对于巩固实体经济根基、建成现代产业体系、实现新型工业化具有重要作用。
工信微报 2021-12-28
百万千瓦等级汽轮机长叶片关键制造技术研发及产业化
1、主要技术内容、获奖情况 通过本项目的实施,掌握了百万等级超长叶片小余量数值模拟锻造及工艺优 化技术、大型疏水槽空心叶片自动化焊接及变形控制技术、末级动叶片多阶静频 测量及调频控制技术、末级动叶片进汽边防水蚀控制技术(硬化层深度可控的激 光硬化技术和激光熔覆技术)、大型末级动叶精密机械加工控制技术、叶片产业 化数字制造技术等关键技术,开发了满足重大工程需求的百万千瓦等级汽轮机系 列长叶片,打破了国外大公司在该领域长期技术垄断,掌握了核心技术,提升高 端长叶片品质,降低了百万等级机组制造成本,优化了产品工艺,加快实现百万 千瓦等级机组的自主化和国际化进程,为推动我国电站装备制造行业及电力能源 产业结构调整奠定了坚实的基础。 获奖情况:2015 年中国机械工业科技技术奖一等奖 2、成果的技术指标、创新性与先进性 (1)在国内采用超长叶片小余量数值模拟锻造及工艺优化技术,首次实现 了世界最长的百万等级核电汽轮机 75 英寸(1905mm)叶片和百万超超临界汽轮 机 60 英寸(1524mm)钛合金叶片研制。 (2)在国内采用激光硬化和激光熔覆技术,分别首次实现了国内最长的百 万千瓦超超临界汽轮机 45 英寸(1146mm)末级动叶片和百万千瓦超超临界汽轮 机 48 英寸(1220mm)末级动叶片进汽边防水蚀处理。 (3)在国内采用多阶静频测量及调频控制技术,使静频一次合格率提高到 了 90%,首次实现了百万千瓦超超临界汽轮机 45 英寸(1146mm)叶片 1~6 阶静 频测量及调频(柔性自由叶片)。 (4)在国内首次对 1 米以上超大空心叶片采用自动化焊接技术,研制成功 了国内最长的百万千瓦超超临界汽轮机 41 英寸(1050mm)末级空心静叶片和百 万千瓦核电汽轮机 51 英寸(1292mm)末级空心静叶片。 (5)通过采用信息化与工艺技术的集成,加快了在产业化中产品开发效率 和质量,首次实现了产品开发过程中的锻造工艺的自动化设计、叶片型面数据的 自动化测量分析、产品质量数据的自动化收集与分析。 3、技术成熟度365 百万千瓦等级汽轮机长叶片关键制造技术已成熟应用于百万等级核电汽轮 机 57 英寸(1448mm)末级动叶片、CAP1000 核电汽轮机 67 英寸(1710mm)末级 动叶片、CAP1400 核电 71(1800mm)、72(1828mm)、75(1905mm)英寸末级动叶 片、百万超超临界汽轮机 60 英寸(1524mm)钛合金叶片、百万千瓦超超临界汽 轮机 48 英寸(1220mm)末级动叶片、百万超超临界汽轮机 45 英寸(1146mm)柔 性自由末级动叶片和 41 英寸(1050mm)末级空心静叶、CPR1000 核电汽轮机 51 英寸(1292mm)空心静叶片等一系列具有国际先进水平的长叶片研制中,并实现 了产业化。 4、应用情况 江南大学和无锡透平叶片有限公司联合研制生产的百万千瓦等级汽轮机长 叶片已批量经交付给东方汽轮机厂、上海汽轮机厂、哈尔滨汽轮机厂、日本三菱 日立、德国西门子等公司,百万等级核电叶片已通过用户和中广核的共同鉴定, 无锡透平叶片有限公司因此列入中广核国内唯一的核电叶片供货商名单。目前产 品已经分别成功运用在国内岭澳核电站二期、红沿河一期、北仓港电厂、华能玉 环电厂等,经用户使用后反映良好。
江南大学 2021-04-13
一种铝合金周期性点阵多孔结构的快速成形制造方法
本发明公开了一种铝合金周期性点阵多孔结构的快速成形制造 方法。通过 CAD 软件构建基于点阵单元的周期性点阵多孔结构的三维 模型,将模型以 STL 格式输出,导入到 SLM 成形设备中,激光束根 据切片层的数据选择性地熔化区域内的铝合金粉末得到二维的金属结 构,经层层堆积最终可以得到与 CAD 模型一致的三维铝合金多孔结 构,再经过热处理、分离、喷砂等后续处理即可得到表面光洁、性能 良好的铝合金周期性点阵多孔结构。本
华中科技大学 2021-04-14
一种具有高粉末原料利用率的高能束增材制造方法与设备
本发明公开了一种具有高粉末原料利用率的高能束增材制造方 法及设备。方法根据待成形金属构件切片轮廓形状确定成型缸的内部 结构,使各铺粉层的金属粉末尽量只处于待成形金属构件切片轮廓形 状对应的区域,以大幅度减少金属粉末的用量,并提高高能束增材制 造的功效。设备包括一个或多个成型缸,该成型缸的内部结构与待成 形金属构件切片轮廓形状相匹配。本发明通过使用镶块以及与金属构 件切片轮廓形状相适应的异形基板,实现了针对不同金属构件
华中科技大学 2021-04-14
一种用于高能束增材制造的温度场主动调控系统及其控制方法
本发明公开了一种梯度温度场主动调控系统及其控制方法,系 统由温度场监控系统、加热系统和控制系统;温度场监控系统用于测 量成形区域 XOY 平面及四周的温度场信息,将获得的温度场信息进行 量化处理后反馈给控制系统,加热系统根据控制系统指令对成型缸的 底部和四周进行温度场的分区独立实时调节,以实现在加工过程中整 个加工区域的温度场恒定,保证已加工区域与未加工区域处于合理的 温度梯度,避免热应力导致构件翘曲、变形、开裂。本
华中科技大学 2021-04-14
一种光电化学太阳能电池光电极微纳结构制造工艺
本发明公开了一种光电化学太阳能电池光电极微纳结构制造工艺,包括步骤:1)在洁净硅片上热生长一层 SiO<sub>2</sub>薄膜、2)在有 SiO<sub>2</sub>层的硅片表面光刻出圆孔阵列图形、3)刻蚀暴露的 SiO<sub>2</sub>,将光刻的图形转移到 SiO<sub>2</sub>层、4)镀Cu 膜、5)去除表面的光刻胶及光刻胶表面的 Cu、6)生长 Si 微米线阵列、7)在 Si 微
华中科技大学 2021-04-14
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