气轮机

为分析贫预混旋流燃烧室头部结构特性影响，采用计算流体力学方法研究了中心体端面形状、空气流量，燃料喷孔数量、位置，以及头部扩张比对燃烧火焰、流场及火焰动态响应的影响。结果表明：空气流速增大到一定值后， 火焰形态基本保持不变；增加压力面燃料孔数量，高放热率区集中在中心回流区根部，同时增加压力面和吸力面燃料孔数量使得中心回流区根部温度更低，有降低热力NO x 的趋势；增加火焰筒直径，有助于中心回流区沿径向扩张，导致火焰更长、更细；将中心体端面改成椭圆，会缩短火焰轴向长度；改变中心体端面形状基本不影响火焰传递函数幅值和相位，但增加燃料孔数量明显改变火焰传递函数相位。

综合能源系统有利于实现多能互济、能源高效利用。以含电、热、冷、氢负荷的园区综合能源系统为研究对象，分析了可再生能源制氢系统及掺氢燃气轮机运行中多种能源的耦合及梯级利用特性，考虑了掺氢比对燃气轮机效率以及热电比的影响，以系统运行成本最小为目标函数，建立了阶梯式碳交易机制下的园区综合能源系统优化调度模型。采用分段线性化和大M法将包含多个0–1变量和连续变量的非线性模型转化为混合整数规划模型，并调用Cplex求解器实现快速求解。算例分析表明，所提调度策略可有效提高园区能源系统运行经济性，合理调控燃气轮机掺氢比有利于降低园区系统的碳排放。

“双碳”背景下，在规划分布式电源时引入碳交易和无功补偿机制是实现电力系统低碳化、稳定化的重要手段。为此，提出一种考虑碳交易和无功补偿的分布式电源优化配置方法。首先，引入碳交易机制，建立碳交易成本计算模型。其次，建立考虑碳交易和无功补偿的分布式电源双层优化配置模型，上层以年综合成本为优化目标，决策变量为光伏和燃气轮机接入配电网中的位置及容量；下层以系统网损、电压偏移量、节点电压稳定裕度为优化目标，决策变量为无功补偿电容器在配电网中的位置和容量。最后，通过改进的自适应遗传算法对优化配置模型进行求解。结合IEEE33节点构造的算例进行仿真分析，结果表明，该模型可在保证系统经济性和环保性的基础上有效降低网损，并提高系统电压的稳定性。

针对煤矿开采过程中碳排放量高以及乏风、瓦斯、矿井涌水等伴生能源得不到及时有效利用的问题，提出一种低碳经济运行的矿区综合能源系统(coal mine integrated energy system, CMIES)。首先，为使矿区伴生能源得到充分利用，搭建了一个包含燃气轮机、乏风氧化发电单元、水源热泵等设备的CMIES模型。其次，为降低矿区碳排放量，在CMIES中加入光伏、风电、电转气与氢燃料电池等设备。同时，引入阶梯式碳交易机制与绿色证书交易机制(green certificate trading, GCT)，通过“双机制”模型来约束系统碳排放、激励新能源设备出力。最后，调用CPLEX商业求解器，以购能成本、新能源设备运行成本、碳排放成本最小为目标函数进行求解。结果表明：优化后的CMIES碳排放量显著降低，运行成本大幅减少。

燃气轮机用发电机断路器是燃气电厂的保护用电气设备，是大容量发电机断路器在燃气发电领域的特殊应用，该产品的研发满足火电9F和9H多轴机组等技术需求。 该产品每极有断路器、隔离开关、接地开关、启动开关、以及电容器、电流互感器、电压互感器、避雷器等元件，是集成测量、保护、启动电流接入等功能于一体的成套集成装置。 该产品具有自主知识产权，解决了燃机机组成套关键设备的又一难题。

为实现双碳目标，电力系统呈现多种电源广泛接入的趋势。提出一种多源协调双层优化运行模型，上层模型将光伏、燃气轮机、储能等多种电源聚合为虚拟电厂，通过优化实现虚拟电厂整体的调度成本最小，针对光伏出力的不确定性，采用条件风险价值理论对风险进行度量；下层模型为系统出清模型，该模型以系统总成本最小为优化目标，考虑虚拟电厂与火电机组、柴油机组参与竞标，输出虚拟电厂实际中标容量返回给上层，使得虚拟电厂可根据实际中标容量调整各电源出力。为求解所构模型，采用卡罗斯-库恩-塔克(Karush-Kuhn-Tucker，KKT)条件和强对偶理论将双层模型转化为单层模型。最后，通过算例验证模型有效性，结果表明，多源协调运行参与系统调度，能有效减少系统运行成本，提高可再生能源消纳率。

为实现双碳目标，电力系统呈现多种电源广泛接入的趋势。提出一种多源协调双层优化运行模型，上层模型将光伏、燃气轮机、储能等多种电源聚合为虚拟电厂，通过优化实现虚拟电厂整体的调度成本最小，针对光伏出力的不确定性，采用条件风险价值理论对风险进行度量；下层模型为系统出清模型，该模型以系统总成本最小为优化目标，考虑虚拟电厂与火电机组、柴油机组参与竞标，输出虚拟电厂实际中标容量返回给上层，使得虚拟电厂可根据实际中标容量调整各电源出力。为求解所构模型，采用卡罗斯-库恩-塔克(Karush-Kuhn-Tucker，KKT)条件和强对偶理论将双层模型转化为单层模型。最后，通过算例验证模型有效性，结果表明，多源协调运行参与系统调度，能有效减少系统运行成本，提高可再生能源消纳率。

随着风电渗透率的不断提高，如何在提高主动配电网运行稳定性的同时减少运行成本，成为亟待解决的问题。考虑储能、燃气轮机以及变压器分接头、电容器组投切等主动管理措施，建立以降低配电网运行成本和缩小电压偏差为目标的主动配电网有功无功协调鲁棒优化调度模型。针对风电机组出力相关性，利用最小体积封闭椭球(minimum volume enclosing ellipsoid,MVEE)算法将风电出力场景转化为椭圆不确定集合约束，改善了传统区间不确定集合过于保守的缺点。利用锥对偶理论，将构建的鲁棒模型转化为上下两层混合整数二阶锥规划问题，采用列约束生成算法进行求解。在改进的IEEE 33节点配电网算例中进行仿真分析，研究了风电出力相关性对配电网优化调度的影响，验证了所提方法的经济性和鲁棒性。

2022年3月11日10时47分，中国华电自主研制的国内首套F级燃气轮机控制系统(TCS)在江苏华电戚墅堰电厂2号机组成功投运。这是继去年成功投运国内首套E级燃机TCS之后，中国华电再次取得燃机控制领域关键核心技术的重大突破，实现了从E级到F级的新跨越。