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一种温控加热型太阳能燃气联合循环发电系统及其方法
能源与环境密切相关，是社会经济发展的重要战略保障。我国是世界上最大的能源生产消费国，环境污染、温室效应和化石能源短缺三大问题亟待解决。发展先进的供能系统是缓解能源与环境问题、落实我国节能减排战略的重大需求，与能源结构清洁化转型息息相关。太阳能燃气联合循环（ISCC）基于“温度对口，梯度利用”原则，是一种先进可靠的供能系统。ISCC系统中太阳能作为辅助热源加热给水，实现了能源互补，克服了单独太阳能热发电系统负荷变动大、需要大规模蓄热装置的缺陷，大大提升了太阳能的利用效率，减少了污染物排放。
创新点
为了增加变负荷下太阳能集热器出口蒸汽产量，提出从过热蒸汽管道或汽轮机中抽汽加热太阳能集热器进口水的方法，以达到最佳的蒸汽产量，提升联合循环的能量利用率且成本低。根据太阳辐射的强弱和排烟温度自动调整进入太阳能集热器的进水比例和过热蒸汽管道或汽轮机的抽汽量，保证太阳能集热器进口水温度达到其设计接近点温差对应的温度值，实现对能量的梯级互补和综合利用，提高太阳能联合循环系统的运行效率。
市场前景
中国“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。根据国家能源局统计，截至2021年底，全国风电装机容量约3.3亿千瓦，太阳能发电装机容量约3.1亿千瓦。到2030年，风电和太阳能发电的总装机容量将达到12亿千瓦以上，且风电与太阳能发电的装机容量占比还要提高。但风电和太阳能发电严重受限于天气、季节、风力等自然气象条件。
太阳能与化石能源互补利用有利于加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系。然而燃煤电站灵活调峰能力尚且不足，现阶段燃气蒸汽联合循环系统以燃气轮机实现化石能向热能的转换，响应速度远快于燃煤锅炉。且集成太阳能集热器构建ISCC系统实现能源互补的技术比较成熟，作为太阳能利用的可靠方式受到了广泛关注。
本团队成果适用于槽式太阳能集热器与燃气蒸汽联合循环集成，可优化机组变负荷与太阳能辐射波动过程中的能量匹配规律，低成本实现多热源梯级利用，允许系统集成更大太阳能面积促进可再生能源利用，逐步推进双碳目标。
获奖情况
2021年12月大学生创新创业训练计划项目：基于温控的复杂热力系统优化北京市优秀。
华北电力大学
2023-07-19
第63届高博会开幕燃爆北国春城，科技赋能擘画振兴新篇
5月23日上午，第63届高等教育博览会在中铁·长春东北亚国际博览中心盛大启幕，吸引了全国千余所高校及科研机构、800余家科技企业参与，展览面积超12万平方米。通过展览展示、高端论坛、政企签约等系列活动，搭建起教育、科技、人才深度融合的国家级平台。
高等教育博览会
2025-05-26
一种分形网状相变储能装置
本发明公开了一种分形网状相变储能装置，由储能单元体和载冷剂通组成，载冷剂通道位于储能单元体内外体外，储能单元体由壳体、传热肋片及相变材料构成，传热肋片为分形网状结构并配置在壳体内，壳体内非传热肋片区域填充相变材料；传热肋片为分形网状结构，其级数为m级，m≥2且m为整数，每级传热肋片发散系数N＝4，即每个第j级的传热肋片生成4个j+1级传热肋片，第j+1级传热肋片的中心位于第j级传热肋片的四个顶角。该发明利用分形网状结构的特征，增加了储能装置的有效换热面积，减少罐体内的换热死区，同时增大了传热肋片与相变材料之间的有效导热系数，实现热量从点(面)到面(点)的快速传递，进而提高储能装置的效率，减少能量损失。
东南大学
2021-04-11
一种钢轨快速在线检测复能装置
本发明公开了一种钢轨快速在线检测复能装置，包括数据采集系统、主控系统、快速热处理系统和钢轨修磨系统，主控系统分别与机车控制系统、数据采集系统、快速热处理系统和钢轨修磨系统相连；数据采集系统包括主水平轮廓光电传感器、边缘轮廓光电传感器、硬度计A、次水平轮廓光电传感器和硬度计B；钢轨修磨系统包括预磨砂轮机、修磨砂轮机、粗抛光机和精抛光机；快速热处理系统包括平板式淬火感应线圈、喷水枪、平板式回火感应线圈和水箱。本发明通过对轨道表面变形进行快速打磨和抛光，恢复其硬度、强度、平顺度和光洁度；采用快速感应加热淬火+回火克服因循环载荷和对轨道踏面造成的反复弹塑性变形导致表面硬度降低的软化效应，维护效率高。
西南交通大学
2016-10-19
太阳能集热水箱的远程监控装置
成果简介随着现代传感技术、 嵌入式系统技术、 通信技术等快速发展和融合应用， 远程监控在数据采集， 传输， 处理等关键技术上均获得了较大发展。 本项目正是应用了这些技术， 实现了太阳能大型集热水箱的远程监控。 本项目主要任务是远程监测太阳能大型集热水箱的水位、 水温和流量； 让用户能通过无线网络接收到太阳能大型集热水箱的水位、 水温和流量信息； 并通过无线网络远程控制其水温，譬如无日照时的电加热。成熟程度和所需建设条件本项目产品已完成试制， 并成功应用在芜湖
安徽工业大学
2021-04-14
一种聚能抽水装置及抽水方法
本发明提供一种聚能抽水装置，包括多组 η 形管道、注水仓、注水管道、负压管道、抽水管道和密 封水箱，注水仓通过水泵管道与位于上游水源中的注水水泵相连通;多组 η 形管道顶部分别通过设有注 水管道阀门的注水管道与水源仓相连通;多组 η 形管道顶部通过设有负压管道阀门的负压管道与密封水 箱相连通;密封水箱侧部通过设有抽水管道阀门的抽水管道与下
武汉大学
2021-04-14
一种基于空气能和太阳能的海岛制水装置及方法
本发明公开了一种基于空气能和太阳能的海岛制水装置及方法，其包括空气能热泵组件、太阳能集热板、四通阀和栅格密封板组件，空气能热泵组件和太阳能集热板用以梯级加热装置内的循环空气，空气能热泵组件包括蒸发器、冷凝器和压缩机，冷凝器与太阳能集热板相连，太阳能集热板与四通阀相连；四通阀连接有小型气泵，小型气泵与冷凝器相连；栅格密封板组件包括分别与四通阀相连的栅格密封板 A 和栅格密封板 B，栅格密封板 A 中盛有硫氰酸铵溶液，栅
华中科技大学
2021-04-14
并网风力发电机组安全穿越低电压故障装置
大型并网双馈感应风力发电机组属轻型大容量塔上结构，采用高速齿轮箱传递动力，发电机转子侧接电力电子功率变换装置，其结果是风电机组相比传统同步发电机组更脆弱；同时，随着风力发电装机容量的迅速增长，规模化并网带来了新的技术问题，例如：当电网故障或大负荷扰动引起风电场并网点电压跌落时，一方面，出于自身的安全性考虑，风电机组应该及时从电网解列，但另一方面，从电网的角度考虑，在电网故障（脆弱）或承受大的负荷扰动的时刻，大量的并网的电源也从电网解列，可能会产生更大的扰动从而让事故进入恶性循环。因此，世界各主要国家电网公司先后颁布了技术标准和规程，要求在一定的电压跌落范围内，风电机组能够不间断地并网运行，直到电压恢复如常，从而维持电网稳定，即并网风电机组的低电压穿越能力。新提出的低电压穿越规程要求给并网发电的风力发电机组带来了巨大的技术挑战。本成果深入研究了电网在对称和不对称运行状态下并网双馈感应风力发电系统的稳态、暂态计算方法；建立考虑双馈感应发电机、转子侧及网侧变换器的正、负序分量等效dq 轴分量的完整风电机组动态模型；揭示了对称和不对称故障引起的低电压对风力发电机组及交流励磁变流器的作用机理和影响程度。在此基础上，进一步提出了具有鲁棒控制特性的定子侧开关无源阻抗缓冲器的低电压穿越方法及其参数计算方法；并全方位仿真计算和试验测试验证了定子侧开关阻抗缓冲器在对称或不对称故障时的低电压穿越能力，从而，形成一种既能保障双馈感应风力发电机组在电网故障状态下自身不间断安全运行，又能最大限度地提高电网安全稳定性的抵御和穿越电网低电压故障的方法及其保护装置方案。技术创新： 本成果深入研究了电网在对称和不对称运行状态下并网双馈感应风力发电系统的稳态、暂态计算方法；建立了考虑双馈感应发电机、转子侧及网侧变换器的正、负序分量等效dq 轴分量的完整风电机组动态模型；揭示了对称和不对称故障引起的低电压对风力发电机组及交流励磁变流器的作用机理和影响程度。在此基础上，进一步提出了具有鲁棒控制特性的定子侧开关无源阻抗缓冲器的低电压穿越方法及其参数计算方法；并全方位仿真计算和试验测试验证了定子侧开关阻抗缓冲器在对称或不对称故障时的低电压穿越能力，从而，形成一种既能保障双馈感应风力发电机组在电网故障状态下自身不间断安全运行，又能最大限度地提高电网安全稳定性的抵御和穿越电网低电压故障的方法及其保护装置方案。
华北电力大学
2021-02-01
一种半导体温差发电装置及内燃机
本实用新型提供一种半导体温差发电装置及内燃机，半导体温差发电装置包括相连接的半导体温差 发电片组、升压电路，半导体温差发电片组包括：三片半导体温差发电片串联后组成第一条支路，两片 半导体温差发电片串联后组成第二条支路，一片半导体温差发电片组成第三条支路，所述三条支路并联。 将该装置应用在内燃机中，可以在内燃机正常工作的同时利用其产生的热量来发电，而且本新型的结构 简单，可以实现能量的高效利用。
武汉大学
2021-04-14
一种基于碳材料蒸发发电的热电转换装置
本发明公开了一种基于碳材料蒸发发电的热电转换装置，该装 置包括壳体、绝热层、导水结构、循环工质、蒸发发电层和电极；其 中，壳体与上密封结构、下密封结构一起构成密闭腔体，密闭腔体的 顶端作为冷端，底端作为热端；循环工质与蒸发发电层设置在腔体内， 循环工质与蒸发发电层接触；蒸发发电层竖直设置，两个电极分别设 置在蒸发发电层的上下端面；下端面的电极与密闭腔体的热端之间存 在间隙；导水结构位于密闭腔体内，用于引导冷凝后的循环
华中科技大学
2021-04-14