摘要：中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司(以下简称"广东院")成立于1958年,资产总额达61.7亿元,是具有国家工程设计综合甲级资质的国际工程公司。公司拥有"咨询规划、勘察设计、工程总承包、投资运营"四大核心能力,致力于在电力、核工业、建筑、网络通信、市政交通、水利、环保、海洋等21个行业为客户提供一站式综合解决方案和全生命周期管理服务。

摘要：为解决核聚变发电热功率输出不稳定性和汽轮发电机组平稳运行之间的矛盾,中国聚变工程实验堆(China Fusion Engineering Test Reactor,CFETR)核聚变发电厂可运用储热技术对核聚变堆的功率输出进行削峰平谷。储热技术有多种类型,各类储热技术对于核聚变发电厂的适用性亟须进行对比。本文选取核聚变反应堆氦冷陶瓷增殖包层的参数作为储热技术边界条件,通过对储热技术适用温度范围进行评估,初步分析出有潜力运用于CFETR核聚变发电厂的三种储热技术,并对其进行成本初步预测。三大类储热技术均可选出适用CFETR核聚变发电厂氦冷增殖包层温度参数的储热介质。但化学储热由于其吸热和放热存在温差,不利于系统的稳定性及造成能量的损耗,显热储热技术和相变储热技术吸热温度和放热温度温差较小,具有应用于CFETR核聚变发电厂的潜力。初步经济性分析结果显示:相变储热成本最低,其次为熔融盐储热,再次为固相显热储热技术中利用硅砖作为储热介质,固相显热储热技术中利用铸钢作为储热介质成本最高。储热技术中,熔融盐储热技术、相变储热技术、固相显热储热具有应用于核聚变发电厂氦冷增殖包层的先决条件。熔融盐储热技术成熟度较高,有大量工程应用,造价在相变储热和固相显热储热之间,运用潜力较大。相变储热的成本最低,参数适用于核聚变发电,但其技术成熟度较低,有望成为未来研究的重点。

摘要：[目的]随着我国沿海地区极端天气的日趋频繁,台风灾害给沿海电网造成了极大威胁,为提升架空输电线路抗风能力,目前针对沿海强风区线路通常采取提高设计气象重现期的方法进行设计,《架空输电线路荷载规范》(DL/T 5551—2018)颁布后,由于新、旧规范间风荷载计算方法的差异,此前的抗风加强措施是否与现行规范相适应,成为亟待研究的问题。[方法]以南方电网沿海强风区500 kV重要线路为例,基于输电线路防风可靠度分级体系,通过制定不同的防风设计方案,进而对不同方案下输电线路的抗风能力水平及可靠度进行评估,并对不同设防方案下的技术经济性进行比较,最后结合工程实例,推荐了沿海强风区500 kV重要输电线路的防风设计方案。[结果]在执行荷载规范前提下,按50年重现期基准风速并考虑1.1倍重要性系数(方案三)方案可与此前基于GB50545-2010按100年重现期进行防风设计的抗风举措,无论是在抗风能力以及工程投资上均可良好适配。[结论]对于沿海强风区500 kV重要输电线路,方案三为各设防方案中技术经济指标综合最优的选择,输电线路抗风能力可达16级台风中限,研究对于节约资源、降低碳排放具有重要意义。

摘要：为提高不规则激励力下直驱式波浪发电系统的输出功率,改善波能捕获能力并减少系统主要损耗,结合电机与水动力方程,建立直驱式波浪发电系统数学模型,基于变分法构造能量泛函,求解泛函极值后得出最优控制律;设计扩展卡尔曼滤波器(EKF)观测系统不易获取的相关状态变量,离线调整泛函惩罚项系数,在不增加整体计算量的情况下获得理想参考电流,并应用磁场定向控制策略进行跟踪,同时兼顾电磁力约束与功率捕获关系。仿真结果表明,所提方案响应速度快、状态观测精度高,可有效提升功率捕获能力、减少系统主要损耗、提高输出功率。

摘要：直驱式波浪发电系统浮子位置和速度存在物理约束,基于线性二次高斯控制,提出约束反馈优化功率方案。通过流体力学工具得到辐射力数据,建立系统状态空间模型。采用标准卡尔曼滤波器获得系统全状态量信息,构建最小性能指标函数,计算状态反馈增益;考虑建模误差,设计滑模控制器,利用Lyapunov函数证明系统稳定性,补偿系统模型失配时的状态量偏移及功率损耗;离线计算反馈增益并调整滑模变结构控制参数,降低控制策略复杂性。仿真结果表明,所提控制策略动态性能好、鲁棒性强,能保证物理约束并提升系统输出功率。

摘要：[目的]核聚变作为一种新型核能利用形式,其清洁绿色特性被视为人类未来的“终极能源”,也是我国在能源发展道路上的必经之路。在热核聚变发电厂中,中国聚变工程实验堆(CFETR)聚变反应堆具有一定周期性、脉冲式的输出特性,而汽轮发电机组的运行是稳定、连续的,因此核岛和常规岛之间需配有储能岛以进行储能缓冲;为实现其储能缓冲的功能,储能系统需选择合适的运行模式。[方法]核岛与常规岛耦合运行或解耦运行,对应着储能系统不同的运行模式;文章基于CFETR核岛侧的功率输出特性,从系统配置、设备选型和运行控制等方面对储能系统运行模式的不同方案进行分析和对比。[结果]研究结果表明,核岛与常规岛的解耦运行模式在常规岛发电效率、设备设计技术成熟性和机组运行控制上都更具优势,因此推荐热核聚变发电厂储能系统采用解耦运行模式。[结论]储能系统解耦的运行模式方案大都采用成熟技术,可进行规模化的商业应用,因此可为实现热核聚变发电厂的商业化设计提供支撑。

摘要：[目的]研究旨在为核聚变磁体电源系统中的环形场线圈开发一种高效可靠的脉冲电源系统。针对核聚变装置在高功率需求下的挑战,提出了一种基于超级电容器的电源解决方案,旨在增强能量存储的效率和系统的稳定性。[方法]通过采用模块化多级转换器技术,开发了一种新型的脉冲电源结构。利用超级电容器的高功率密度和快速充放电能力,作为主要的能量存储单元,以满足环形场线圈的高频脉冲运行需求。此外,探讨了超级电容器与模块化多级转换器技术结合的优势,如系统的灵活性和可扩展性。[结果]研究结果显示,所开发的电源系统能够有效支持核聚变反应堆的脉冲操作需求,确保了能量的高效输送和转换。[结论]基于超级电容器的脉冲电源系统为核聚变装置提供了一种有效的能量解决方案。该系统不仅提高了能量转换的效率,也增强了整个设备的运行稳定性和可靠性。未来的研究将进一步优化电源结构和性能,以适应更广泛的应用场景。

摘要：[目的]为了适应CFETR聚变反应堆周期性的输出特性,聚变发电厂采用氦气-熔盐储能-水(汽)动力循环三回路系统。其中三回路蒸汽循环的参数及热力方案对发电岛投资和发电收益有重大影响。高参数和复杂的热力方案可提高循环效率,但增加了初投资;低参数和简单的热力方案循环效率不高,但初投资显著降低。三回路蒸汽参数及热力方案的选择应综合考虑发电效率和初投资,按综合经济性较优的原则选取。[方法]文章基于仿真软件Ebsilon进行建模仿真,考察不同回热方案、不同主汽和再热参数下的热力循环的性能。通过对不同的热力方案和参数组合进行计算,获得了各工况下的总效率和输出功率,并分析了三回路主要设备投资及其随参数的变化。[结果]综合考虑储能岛和常规岛的总投资与收益,推荐采用9级回热,主蒸汽参数12.4 MPa、540℃的热力方案。[结论]文章提出的三回路蒸汽参数和热力方案对后续聚变发电技术研究以及工程设计具有参考价值。

摘要：为改善复杂工况下直驱式波浪发电系统功率捕获效果、降低控制器计算负担,基于矩匹配算法改进模型预测控制策略。通过建立系统水动力模型,选取波浪关键频率,利用Sylvester方程计算该频率下系统期望矩,得到匹配幅相特性的降阶模型。根据系统降阶模型,构造并求解可计及电机铜耗的改进二次型成本函数,计算理想电磁力,得到q轴期望电流跟踪值,提升波能捕获能力同时减少系统主要损耗。仿真结果表明:矩匹配降阶算法拟合程度高、动态行为好,所提控制策略波能转换效率提高,系统输出平均功率增加。

摘要：膜技术基于渗透性差异实现天然气无相变脱碳,节能优势显著,此外膜装置的模块化制造可以灵活应对非常规天然气开采规模的大幅变化。聚酰亚胺(PI)是一种广泛研究的玻璃态聚合物膜材料,脱碳选择性较高、化学稳定性好,近年来在天然气脱碳领域已实现工业应用。尽管如此,通过分子结构设计提升聚酰亚胺膜的渗透性,从而大幅降低膜装置建设成本和占地面积,仍是未来的重要研究方向。从气体在玻璃态聚合物膜中的渗透传质机制出发,归纳总结了芳香族聚酰亚胺在链段构型与柔顺性、大位阻侧基、主链轴节结构等方面的设计进展以及膜材料自由体积分数和气体渗透系数随之发生变化的内在规律,对聚酰亚胺膜材料分子结构设计的未来发展方向进行了展望,兼顾考虑自由体积分数和自由体积空穴尺寸分布范围是同时提高渗透性和选择性的重要途径。