氢能产业链及氢能发电利用技术现状及展望

来源 :南方能源建设 | 被引量 : 0次 | 上传用户:paulhujq
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
[目的]随着“碳达峰、碳中和”目标的提出和能源改革的日益深入,氢能作为重要的工业原料和能源燃料在近年来得到广泛关注并进入快速发展时期.氢能产业链主要包含氢气的制备、储存、运输、利用等环节,涉及众多产业交叉融合与技术创新,文章旨在梳理氢能产业链现状并分析各节点面临的挑战,为今后的氢能产业发展提供建议.[方法]对现有氢能产业链各节点涉及的技术现状开展调研,分析其面临的问题与挑战,并提出相应建议.[结果]研究发现:虽然我国在氢能产业所涉及的各方面均有一定技术储备及产业布局,但仍然面临较多的技术短板有待突破.其中,碱性电解水技术、高压储氢技术、天然气管道掺氢输送技术等已经初步具备应用条件,适合开展示范项目.而低温液氢技术、质子交换膜制氢和燃料电池技术、固体氧化物制氢和燃料电池技术仍存在部分难题,有待进一步突破.同时,我国的掺氢燃机发展较为落后,与国际先进水平存在较大差异.[结论]因此,氢能作为战略能源,其开发利用有助于促进我国能源与产业的绿色转型,但仍然面临诸多问题,需要合理布局,避免重复建设和低端技术的引进,才能保持氢能产业的又好又快发展.
其他文献
海上风电柔性直流送出是目前远海风电常用的输送方式,在整个风电输送系统中,直流海底电缆作为柔性直流换流站的连接单元,其安全性和运行可靠性对于整个系统起着至关重要的作用.以规划中的某海上风电柔性直流送出工程的直流海底电缆为研究对象,在PSCAD/EMTDC中建立整个海上风电柔性直流送出系统的仿真模型,考虑了联接变网侧、联接变阀侧、桥臂电抗器阀侧和直流侧共17种故障类型,通过仿真计算得出直流电压为±250 kV的海底电缆芯线对地的过电压最大值为506.4 kV和对应的故障工况为直流海缆起点接地故障.考虑30%的
同调等值是风电场动态等值的常用方法,该方法认为型号相同且运行状态相似的风电机组可对外表现出一致的动态特性、且其构成风电机群的整体动态输出特性可通过1台风电机组反映.基于小信号模型,探讨了上述等值方法的理论依据及成立条件.为此,首先建立了风电机群全阶线性化状态空间模型.然后,借鉴模式分析中模式分解的思路,推导了风电机群动态系统的等效解耦;基于所得结果,类比模式分析中模态、可控性及可观性的定义,探讨了风电机群内各风电机组可对外表现出一致的动态特性、且风电机群整体动态输出特性可通过一台机组反映的原因和成立条件.
西门子PLC在各行各业中有着广泛的应用,PROFIBUS-DP现场总线技术在PLC编程中也有着明显的优势.船舶尾气脱硫系统中有多个子系统,这些系统与废气清洗控制系统(EGCS)都采用DP网络系统构成,具有网络电缆敷设简洁、PLC通信配置简单的优势.以其中一个子系统为例,采用西门子PLC为主站,两台丹佛斯变频器为从站.详细阐述了DP网络构架、开发PLC与变频器之间的实时通信程序、变频器参数设置等,实现了PLC与变频器的通信.
提出了一种基于六边形模块化多电平变流器(hexagonal modular multilevel converter,H-MMC)的风力发电系统无差拍(deadbeat)电流控制策略.首先介绍了系统拓扑结构以及H-MMC的数学模型,得到了桥臂电压、桥臂电流的表达式.然后对机侧和网侧分别进行了控制,计算出机侧、网侧电流参考值以及环流和中性点电压参考值,从而计算出桥臂电流参考值,再对桥臂电流进行无差拍控制,计算出桥臂电压的参考值,并将其与最近电平逼近调制(nearest level modulation,NL
海上直驱风电机组与交流电网的次/超同步控制相互作用(sub-&super-synchronous control interaction,SSCI)会引发振荡稳定性问题,严重制约海上风电的消纳利用.SSCI特性受系统运行工况和并网风机台数等多因素影响,给振荡抑制方法的设计带来了巨大挑战.提出了一种基于网侧附加阻尼控制(supplementary damping control,SDC)的海上风电系统次/超同步振荡抑制方法.首先基于阻抗模型分析了SDC抑制次同步振荡的机理;然后,介绍了SDC的结构及基于阻尼
针对风电并网规模迅速增加和风电功率难以准确预测的问题,提出了考虑风电出力不确定性的在线暂态稳定风险评估方法.基于暂态稳定参与因子提取主导风电场并进行合并,采用加权的风电场出力欧式距离进行场景聚类,对每一类场景子集按照不确定变量对安全稳定影响大小分别确定风险最大运行场景,采用场景筛选进行安全稳定评估计算,获得考虑风电出力不确定性的安全稳定运行风险.所提方法有助于调度运行人员实时准确掌握系统安全稳定运行边界,某实际电网的算例验证了该方法的有效性.
海上柔性直流换流站是大容量、远距离海上风电柔性直流输电送出工程的必备设施.基于海上柔性直流换流站电气主接线和阀厅电气设备型式,提出了海上柔性直流换流站阀厅电气设备布置方案,采用同极换流阀塔相邻布置,正、负桥臂分别布置在不同的阀厅,可较好地满足海上平台结构设计和建造要求.在此基础上,提出了海上柔性直流换流站阀厅的尺寸计算方法.该阀厅布置方案及尺寸计算方法可极大地减小海上柔性直流换流站阀厅和直流场的结构跨度,降低工程建造成本,对推进我国海上风电大规模集约开发与并网技术的发展具有重要意义.
禄高肇直流工程为我国首个高压大容量多端常规直流工程,其在两端直流基础上进行改造,运行方式灵活多变,可以实现云南贵州水火电资源的互利互济,缓解省区间电力平衡压力.结合禄高肇直流工程多端运行方式和故障特性,重点分析了三端运行方式下直流极故障、直流线路故障、双极区故障下的系统稳定性和控制措施,并针对多端直流功率损失量计算方法、换流站极性反转现象、控制策略适应性等关键问题,提出了多端直流安全稳定控制策略及系统构架,为我国多端直流技术的成熟应用和推广提供了有力支撑.
为进一步推进可再生能源消纳保障机制的落实,响应省级可再生能源消纳保障工作方案,提出了一种基于潮流追踪的地市级可再生能源消纳责任权重目标分解方法.该方法考虑了网络拓扑结构、线路潮流以及系统运行过程中发电机和负荷的功率特性等工程实际约束,适用于实际电力系统,为省级区域完成国家下达的可再生能源消纳总量和非水权重目标值提供了一种新的实现途径和较为准确的测算依据.基于IEEE 30节点系统和某省级实际大电网的算例验证了本文所提方法的有效性.
基于相似理论针对T形LW15A-363/Y瓷柱式高压断路器结构设计制作了一个缩尺比例为1/4.5的断路器试验模型.采用El Centro波、兰州波和台湾Chi-Chi地震波作为地震动输入,分别沿X向和Y向进行了不同地震峰值加速度(peak ground acceleration,PGA)下的模拟地震振动台试验,研究该结构模型在绝缘瓷柱根部、设备顶部和设备根部等薄弱部位的地震响应规律.另外,瓷柱选用C3 D8 R单元,法兰选用S8 R单元,采用扫掠网格划分方式建立了ABAQUS有限元模型,进行了El Cen