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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
一种应用于地形模型风场特性风洞试验的移动测试装置
成果描述:本发明公开了一种应用于地形模型风场特性风洞试验的移动测试装置。所述移动测试装置包括测试支架系统、支架固定系统以及支架转盘系统;所述测试支架系统包括纵向布置的外伸支架以及装在外伸支架上的多根竖向布置的支架吊杆,所述支架吊杆上装有可绕支架吊杆旋转、且可沿着支架吊杆长度方向竖向移动的探头支架;所述支架固定系统包括横向布置的支架横梁以及装在支架横梁上的多根用于支撑在地面上的支架立柱;所述支架转盘系统自身可转动,且可沿外伸支架的长度方向纵向移动,还可沿着支架横梁的长度方向横向移动。本发明的测试装置能使测试探头等风速测试仪器在水平面及竖直面内可连续调节,并在地形模型上能够准确地测量各点的风场特性。市场前景分析:轨道交通基础设施建设领域。与同类成果相比的优势分析:技术先进,性价比较高。
西南交通大学 2021-04-10
一种离子风驱动的可同步处理多种污染物的空气净化器
本实用新型公开了一种离子风驱动的可同步处理多种污染物的空气净化器,包括物理过滤装置、低温等离子体产生装置和离子风动力装置,低温等离子体产生装置分为离子泵荷电加速区、电凝并区、电除尘氧化区和反电晕催化区;物理过滤装置采用导体网、粗效过滤网、高效过滤网和活性炭过滤网物理过滤,本实用新型采用离子泵荷电加速区、电凝并装置、电除尘氧化装置和反电晕催化区四处进行低温等离子体放电同时针对细颗粒物PM2.5、微生物气溶胶及VOCs、CO、NH3等毒害气态污染物进行一体化净化,能够高效捕集细颗粒物PM2.5,灭活微生物气溶胶,同时深度氧化处理VOCs、CO、NH3等毒害气态污染物,是一种集铺集氧化于一体的多污染物复合净化技术,提高室内空气净化效果。
浙江大学 2021-04-13
一种应用于地形模型风场特性风洞试验的移动测试装置
本发明公开了一种应用于地形模型风场特性风洞试验的移动测试装置。所述移动测试装置包括测试支架系统、支架固定系统以及支架转盘系统;所述测试支架系统包括纵向布置的外伸支架以及装在外伸支架上的多根竖向布置的支架吊杆,所述支架吊杆上装有可绕支架吊杆旋转、且可沿着支架吊杆长度方向竖向移动的探头支架;所述支架固定系统包括横向布置的支架横梁以及装在支架横梁上的多根用于支撑在地面上的支架立柱;所述支架转盘系统自身可转动,且可沿外伸支架的长度方向纵向移动,还可沿着支架横梁的长度方向横向移动。本发明的测试装置能使测试探头等风速测试仪器在水平面及竖直面内可连续调节,并在地形模型上能够准确地测量各点的风场特性。
西南交通大学 2018-09-18
中国科学技术大学在相干测风激光雷达系统研制方面取得重大突破
近日,窦贤康教授激光雷达团队在相干测风激光雷达方面实现重大突破,首次实现3米和0.1秒的全球最高时空分辨率的高速风场观测。该成果发表在国际知名光学期刊《光学快报》上(OpticsLetters47,3179(2022)),获得国内外同行广泛关注,并在本刊周期内保持下载浏览量Top1。
中国科学技术大学 2022-07-11
用于垃圾富氧焚烧的一次风注氧混合一体化装置
本发明公开了一种用于垃圾富氧焚烧的一次风注氧混合一体化·689·装置,包括:其两端可分别与一次风管道连接的管状本体;注氧器,其包括设置于本体的管体内呈环状的注氧环,以及均匀设置在该注氧环上的多个喷嘴,氧气从外部进入该注氧环并通过上述喷嘴喷入本体的管体内;以及同轴套设在本体内管壁上并位于注氧器下游的混流片组,每个混流片组包括一个第一混流片和一个第二混流片,两混流片轴向间隔平行设置。本发明的装置可使得氧气以
华中科技大学 2021-04-14
认知无线电中基于SOM神经网络的恶意用户判别方法
本发明公开了一种认知无线电中基于自组织映射神经网络的恶意用户判别方法,本发明利用自组织映射(简称SOM)神经网络学习输入能量矩阵的分布特征,并根据学习结果对输入量进行有效的分类。首先引入“可疑度”的概念,其大小根据每次训练后每种类别所包含的次级用户的个数进行分配。为了消除传统的SOM神经网络的缺陷,本发明进一步提出了“平均可疑度”的概念。具体步骤包括:获得能量矩阵,利用SOM神经网络算法对能量矩阵进行训练得到分类矩阵,计算每个次级用户的“可疑度”,构造索引矩阵并重复训练过程,并将每次得到的“可疑度”取平均值,即“平均可疑度”,并利用“平均可疑度”对次级用户进行分类,识别出恶意用户或是正常用户。
东南大学 2021-04-11
一种槲皮素包合物电纺丝纳米膜、其制备方法
其他成果/n一种槲皮素包合物电纺丝纳米膜、其制备方法及应用。制备方法包括步骤:1)将槲皮素与β-环糊精溶于甲醇中,再加入助溶剂,回流搅拌,再持续加热,减压蒸馏除去溶剂,机械搅拌,自然降温静置过夜,过滤,沉淀依次用蒸馏水、甲醇洗涤,干燥,得到槲皮素-β-环糊精包合物;2)将槲皮素-β-环糊精包合物和玉米蛋白溶解到DMF中,得到电纺溶液;3)电纺丝纳米膜的制备。通过本发明得到的槲皮素包合物电纺丝纳米膜抑菌的同时有缓释功能,可以用于野外擦伤碰伤等极端条件下,在长期得不到有效治疗时的防止感染、病情恶化的有效治疗手段;还可以用于极易腐败或需要高保鲜度的食品保鲜抗菌膜的研制。
武汉轻工大学 2021-04-11
两步法退火制备钽钪酸铅基铁电薄膜的方法
一种两步法退火制备钽钪酸铅基铁电薄膜的方法,工艺步骤包括制备过渡层、制备钽钪酸铅基铁电薄膜、钽钪酸铅基铁电薄膜的退火处理;钽钪酸铅基铁电薄膜的退火处理是将钽钪酸铅基铁电薄膜放入退火炉内,在氧气流中以40℃/秒的升温速率升温至800℃~850℃后即刻停止加热,使其随炉冷却至500℃~600℃保温3分钟~5分钟,然后随炉冷却至室温。采用上述方法制备的钽钪酸铅基铁电薄膜钙钛矿相纯度可达100%,结晶性能好,表面均方根粗糙度较低,而且还具有剩余极化强度高和高度择优取向的特点。
四川大学 2021-04-11
二氧化碳电还原反应高效催化材料的研究
本研究设计并合成了无定型 Ag-Bi-S-O 修饰的 Bi 0 纳米颗粒,将其应用于二氧化碳电还原反应中 (图 1 ) 。 该研究工作首先通过溶剂热法制备了 AgBiS 2 纳米棒,并将其在空气中煅烧处理,得到了组成为 Ag 0.95 BiS 0.75 O 3.1 的双金属硫氧复合物纳米棒。在进一步电化学还原预处理后,该复合物被转化为无定型 Ag-Bi-S-O 修饰的 Bi 0 纳米颗粒。这种新型二氧化碳电还原催化剂在仅有 450 mV  的过电位下,实现了高达 94.3% 的甲酸法拉第效率和 12.52 m A/ cm 2 的甲酸部分电流密度。通过与 AgBiS 2 、 Bi 硫氧复合物及 Bi 2 S 3 参比样品进行对比,发现在电化学还原预处理过程中,金属硫化物中的 -2 价硫会转化为 H 2 S 并离开电极表面,只有金属硫氧复合物中被氧化为 +6 价的硫能保留在催化剂中。后续实验表明 ,这一部分硫能促进水的解离,而甲酸形成过程中所需的 H + 正是来自于 H 2 O 。因此,甲酸的生成被极大程度地促进。另一方面, Ag-Bi-S-O 修饰 Bi 0 纳米颗粒中的 Ag ,有利于电荷在电极中传递,提高了催化剂的电流密度。在过电位为 450 mV  时,更大的电流密度可以提高阴极附近的局域 pH ,而更大的局域 pH 能进一步提升硫促进水解离的效用,同时抑制氢析出反应的发生。因此,无定型 Ag-Bi-S-O 修饰的 Bi 0 纳米颗粒可以在极低的过电位下将二氧化碳高活性、高选择性地转化为甲酸。
北京大学 2021-04-11
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