发电效率

光伏发电效率提升是促进产业可持续发展和实现光伏平价上网的核心技术，为推进我国能源结构转型与光伏发电技术领跑的国家重大需求，本项目依托国家自然科学基金重大研究计划项目、国家863计划项目、北京市科技重大专项项目及国网有限公司科技项目，通过自主创新，突破了“关键部件发电效率较低”、“实证测试手段与平台缺失”、“技术标准体系不健全”等技术瓶颈问题，开展技术攻关与工程实践应用。 项目先进性：项目旨在研发拥有自主知识产权的光伏器件等先进光伏装备，建立覆盖我国所有典型气候区域的户外实证测试平台，增强我国光伏行业自主研发的原始创新能力，掌握国际标准的话语权，在国际光伏产业中树立“中国品牌”和“世界名牌”，实现光伏产业的中国引领。

冷热电联供系统具有能源利用效率高、运行调节灵活的优点。设计了耦合储能电池的冷热电联供一体化系统，建立了关键部件的精细化数学模型，研究了压气机和透平的效率、环境温度对联供系统性能的影响。针对典型制冷和供热工况，研究了耦合电池储能的冷热电联供系统全工况热力性能、储能电池的充放电特性。结果表明：环境温度对冷热电联供系统性能具有较大的影响，其最大供热量随着环境温度的降低而下降，最大供冷量随着环境温度的升高而下降。制冷模式下，冷负荷、电负荷全天波动较大，全天平均冷、电负荷仅为额定功率的39.9%左右，全天平均能源利用系数为0.712。供热模式下，典型日全天燃机循环的发电效率、供热系数以及能源利用系数波动很小，且均高于制冷模式下相应的指标。

浙江杭州能源大数据评价与应用研究中心（以下简称“杭州能源大数据中心”）推出杭州光伏运行监测分析与发展“能效档案”，基于全市全部在运3.3万个光伏发电项目的运行数据，建立光伏发电效率衰减评价模型，开展光伏发电项目运行能效监测与评价，为政府决策和新能源企业发展提供参考。

该成果由中国大唐集团自主研发，风电机组主控制器作为风电机组主控系统核心部件，实现对风电机组的实时控制，同时负责指令接收与数据上传。可实现风电机组的数据采集与交换、逻辑计算、动作执行、人机交互、变桨、偏航、故障报警、电网故障穿越、一次调频等功能。该系统在满足实时性的同时能够实现环境自适应优化运行能力，有效提升单台机组发电效率，使风电机组能够自动化、智能化的运行。进而打造风电领域覆盖全生态的、具有自主知识产权的风电解决方案，针对无厂家支持的现役风电机组进行电控或涉网改造，实现风电场的提质增效，并为风电机组实时数据采集、大数据状态分析和智能化升级等企业数字化转型提供坚实的技术支撑。

风机采用了高效翼型和风机轮毂、电机一体化的转体结 构及直驱式发电，将一定风速的自然风能转换为电能，即利 用 自然界一定风速产生的推力推动特定的风轮进行有序的 旋转，转换成符合通信基站使用的电能，解决了小型风机可 靠性差、效率低、寿命短的难题，实现了无偏航系统，无卸 荷设备，无风向限制，使发电效率达到 87%以上。

光伏最大功率点跟踪是提高光伏发电效率的重要手段。在局部阴影条件下，光伏阵列的特性曲线呈现多峰形状，常规的传统算法容易陷入局部最优。如何在局部阴影条件下找到全局最大功率点(global maximum power point, GMPP)至关重要。提出了一种定位收缩法(locate and shrink algorithm, LSA)，采用收缩边界的思想使得边界逐渐收缩到GMPP。LSA第一阶段提出了一种峰的定位方法，通过自适应采样结合I-V特性曲线能够定位主要峰的占空比范围。定位法能够与其他单峰算法结合，具有较强的扩展性。第二阶段提出了一种基于三点准则的收缩法，能够在单峰范围内通过收缩边界快速找到峰值点，并且具有很强的环境适应性。将LSA与多个算法进行仿真和硬件实验对比，结果表明LSA在跟踪速度、跟踪精度和稳态振荡方面有着明显优势。

采用氢燃料电池发动机替代柴油发动机，并使用工业副产氢气，全程无排放。采用低铂载量高性能膜电极，反应电压高，从根本上提高发电效率、降低生产成本。配合高功率电堆层叠组装和密封技术、系统控制和优化技术，提高发动机效率。发动机系统兼容热回收技术，低温时为车内供暖。

在光伏电站生产运营过程中，为了提升发电效率，需要对光伏板进行日常巡检，检查光伏板是否处于正常工作状态，包括光伏板是否有脱落、是否有异常遮挡、是否有破裂，光伏支架是否有变形、倾倒、对光方向是否正常等。

630-650 ℃高效参数机组适用温度范围内可供选择的铁素体耐热钢，目前只有日本制铁株式会社的SAVE12AD和我国钢铁研究总院+宝武集团的G115。G115钢属于我国自主开发的新型马氏体耐热钢，在630-650 ℃范围内具有良好的组织稳定性能、优异的高温蠕变性能、较好的抗蒸汽氧化性能，在性能多项指标方面都略优于SAVE12AD，也是应用于该温度段大口径管、集箱等厚壁部件的最关键材料。但尚未有与其配套的焊接材料及相应的焊接工艺，这是制约G115钢工程实际应用的关键问题，也是卡脖子问题。国外由于技术封锁，相关的报道很少，必须依赖自主研发。高参数大容量机组可提高发电效率、降低煤耗，控制CO2排放、减少环境污染，现已成为国际上燃煤火电机组发展的主导方向，在700 ℃超超临界机组实现工程应用之前，国际上把重点建设集中在了630-650 ℃参数机组。国家能源局现已正式批复大唐集团郓城630 ℃超超临界二次再热机组示范项目。国家能源集团国华清远630 ℃超超临界二次再热机组项目建设已获广东省发改委核准，这也是到目前为止世界上最高火电参数机组应用工程。机组主蒸汽管道及高温集箱、锅炉管屏（高温段）将分别选用新型耐热钢G115和Sanicro25（C-HRA-5）。课题研究可解决配套的焊接材料及相应的焊接工艺问题，有利于推进35 MPa/615 ℃/630 ℃/630 ℃二次再热示范机组建设。项目针对630-650 ℃目前世界最高参数等级高效机组所选用的国产新型耐热钢G115无焊材、无工艺局面，开展了专用匹配焊接材料研发及相应的焊接工艺系列研究，研制了焊材体系，获取了各类工艺规范参数，完成了G115钢同/异种钢焊接工艺优选，填补了多项国内外空白。 项目研制的G115钢匹配焊接材料、提出的G115同/异种钢焊接工艺技术适用于9Cr-3W-3Co系马氏体耐热钢焊接，提高了焊接接头的可靠性。项目研究成果在哈尔滨锅炉厂有限责任公司、山东电力建设第三工程有限公司等单位成功应用，有助于推进630-650 ℃高效超超临界机组电站建设。