- 袁圣陶;张子琪;宋佰真;武桥楠;陈耀文;王澍;周强;
【目的】汞作为具有生物累积性及长距离迁移能力的有毒重金属，燃煤锅炉是最大人为汞排放污染源。在碳减排背景下，利用零碳生物质资源开发高效廉价脱汞吸附剂，成为控制燃煤烟气汞污染的关键研究方向。【方法】本文以废弃木屑为原料，采用水热碳化法制备了FeCl_3改性水热炭（Fe_(1.3)-HC），在固定床实验装置上考察了其脱汞性能，结合量子化学计算，揭示了FeCl_3改性水热炭脱除Hg~0的高效吸附机理。【结果】研究表明，制备得到的Fe_(1.3)-HC在50～250℃、不同入口汞浓度（15.4～44.9μg/m~3）及含SO_2(0～2400 mg/m~3)的复杂烟气中均表现出优异的脱汞性能，平均脱汞效率达98%以上；O_2的存在显著增强Fe_(1.3)-HC的吸附性能，SO_2通过氧化生成HgSO_4进一步强化汞固定；量子化学计算表明，α-Fe_2O_3(0 0 1)晶面的Fe-top位点为Hg~0化学吸附优势位点，吸附能为-53.21 kJ/mol，其Hg-O键短（2.760?）且电荷转移显著（0.31 e），结合投影态密度分析证实Hg~0与表面Fe、O原子轨道杂化形成稳定化学键，从电子尺度验证了Hg~0与Fe、O原子的强相互作用机制。【结论】本研究采用水热法制备FeCl_3改性水热炭，获得了最佳制备参数并揭示了其内在的脱汞机理，为开发抗硫、宽温域适应性强的脱汞吸附剂提供了实验与理论依据。
2025年04期 v.41;No.201 542-551页 [查看摘要][在线阅读][下载 1643K] [下载次数：22 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 袁圣陶;张子琪;宋佰真;武桥楠;陈耀文;王澍;周强;
【目的】汞作为具有生物累积性及长距离迁移能力的有毒重金属，燃煤锅炉是最大人为汞排放污染源。在碳减排背景下，利用零碳生物质资源开发高效廉价脱汞吸附剂，成为控制燃煤烟气汞污染的关键研究方向。【方法】本文以废弃木屑为原料，采用水热碳化法制备了FeCl_3改性水热炭（Fe_(1.3)-HC），在固定床实验装置上考察了其脱汞性能，结合量子化学计算，揭示了FeCl_3改性水热炭脱除Hg~0的高效吸附机理。【结果】研究表明，制备得到的Fe_(1.3)-HC在50～250℃、不同入口汞浓度（15.4～44.9μg/m~3）及含SO_2(0～2400 mg/m~3)的复杂烟气中均表现出优异的脱汞性能，平均脱汞效率达98%以上；O_2的存在显著增强Fe_(1.3)-HC的吸附性能，SO_2通过氧化生成HgSO_4进一步强化汞固定；量子化学计算表明，α-Fe_2O_3(0 0 1)晶面的Fe-top位点为Hg~0化学吸附优势位点，吸附能为-53.21 kJ/mol，其Hg-O键短（2.760?）且电荷转移显著（0.31 e），结合投影态密度分析证实Hg~0与表面Fe、O原子轨道杂化形成稳定化学键，从电子尺度验证了Hg~0与Fe、O原子的强相互作用机制。【结论】本研究采用水热法制备FeCl_3改性水热炭，获得了最佳制备参数并揭示了其内在的脱汞机理，为开发抗硫、宽温域适应性强的脱汞吸附剂提供了实验与理论依据。
2025年04期 v.41;No.201 542-551页 [查看摘要][在线阅读][下载 1643K] [下载次数：22 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 黎顺;彭春燕;辛团团;许诚;
【目的】燃煤电厂目前是中国最主要的工业排放源。为减少燃煤电厂CO_2排放，助力双碳目标的实现，比较CO_2的化学吸收工艺优缺点十分必要。【方法】本文在梳理燃煤电厂碳捕集技术的基础上，从吸收剂优化、工艺流程优化及脱碳单元与燃煤电站集成系统优化三个方面展开分析，重点探讨了混合胺吸收剂、两相吸收剂、分相少水吸收剂等新型吸收剂的性能，并总结了吸收塔级间冷却、富液分流、闪蒸压缩等工艺流程的节能效果。同时，结合技术经济性指标，对蒸汽引射器、汽轮机、吸收式热泵等集成系统的经济性进行了评估。【结果】研究表明，降低再沸器热负荷可以通过改良吸收剂及优化脱碳单元工艺流程两种方法实现；混合胺吸收剂的研发潜力最大，其CO_2再生能耗较传统乙醇胺（monoethanolamine,MEA）吸收剂要低27.7%。混合吸收剂能够避免单一吸收剂高吸收率与低再生能耗相互冲突的制约，制备简便，工程实际应用广泛；两相吸收剂、匀相少水吸收剂、深共晶吸收剂等吸收剂均能不同程度地降低再生能耗，提高脱碳性能，但存在黏度大不利于转移的问题；不同脱碳工艺流程组合会相互影响，基于节能机理分析的工艺流程高效组合是实现节能优化的前提。集成系统优化的核心是余热余压利用，利用形式包括对外做功、回收低品位余热及集成新的热量来源，其中再沸器疏水循环及热泵集成技术最为成熟。【结论】未来燃煤电厂化学吸收法碳捕集要实现大规模商业化应用并获益，需综合考虑发电成本、减排成本等技术经济指标，兼顾捕集系统的节能性、简洁性、经济性。
2025年04期 v.41;No.201 552-572页 [查看摘要][在线阅读][下载 1717K] [下载次数：87 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 黎顺;彭春燕;辛团团;许诚;
【目的】燃煤电厂目前是中国最主要的工业排放源。为减少燃煤电厂CO_2排放，助力双碳目标的实现，比较CO_2的化学吸收工艺优缺点十分必要。【方法】本文在梳理燃煤电厂碳捕集技术的基础上，从吸收剂优化、工艺流程优化及脱碳单元与燃煤电站集成系统优化三个方面展开分析，重点探讨了混合胺吸收剂、两相吸收剂、分相少水吸收剂等新型吸收剂的性能，并总结了吸收塔级间冷却、富液分流、闪蒸压缩等工艺流程的节能效果。同时，结合技术经济性指标，对蒸汽引射器、汽轮机、吸收式热泵等集成系统的经济性进行了评估。【结果】研究表明，降低再沸器热负荷可以通过改良吸收剂及优化脱碳单元工艺流程两种方法实现；混合胺吸收剂的研发潜力最大，其CO_2再生能耗较传统乙醇胺（monoethanolamine,MEA）吸收剂要低27.7%。混合吸收剂能够避免单一吸收剂高吸收率与低再生能耗相互冲突的制约，制备简便，工程实际应用广泛；两相吸收剂、匀相少水吸收剂、深共晶吸收剂等吸收剂均能不同程度地降低再生能耗，提高脱碳性能，但存在黏度大不利于转移的问题；不同脱碳工艺流程组合会相互影响，基于节能机理分析的工艺流程高效组合是实现节能优化的前提。集成系统优化的核心是余热余压利用，利用形式包括对外做功、回收低品位余热及集成新的热量来源，其中再沸器疏水循环及热泵集成技术最为成熟。【结论】未来燃煤电厂化学吸收法碳捕集要实现大规模商业化应用并获益，需综合考虑发电成本、减排成本等技术经济指标，兼顾捕集系统的节能性、简洁性、经济性。
2025年04期 v.41;No.201 552-572页 [查看摘要][在线阅读][下载 1717K] [下载次数：87 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 龙昊;钱白云;王睿坤;朱霄珣;王雅婷;梁瑞鹏;
【目的】温度控制对调相机的稳定运行至关重要，而外冷系统的换热效率易受环境横向风影响。为降低横向风对300Mvar调相机空冷塔流动换热的负面影响，本文提出加装水平挡板优化流场分布，以改善空冷塔的换热性能。【方法】基于计算流体力学的方法，建立了空冷塔的三维物理模型与数学模型，采用标准k-ε湍流模型和多孔介质简化换热器结构，分析不同横向风速0～12 m/s下空冷单元的流场、温度场及压力场分布，探究水平挡板长度0.5～3.0 m对流动换热的强化效果，模型计算总网格数约480万，并采用网格独立性验证确保计算精度。【结果】模拟结果表明，横向风显著影响空冷塔第一单元（迎风单元）的换热性能，横向风风速从0 m/s增大至12 m/s时，进风质量流量从20.36 kg/s降至10.69 kg/s，减少了47.5%，进风面温度升高至311 K，高于环境温度，且下方形成负压区与涡流，导致热空气回流。加装水平挡板后，第一单元流场明显改善：长度为3 m挡板使进风质量流量仅降低0.7%，温度趋近环境温度300 K，挡板越长，总传热速率越高，但总传热速率增加率逐渐减缓；长度为2 m挡板为最优方案，其总传热速率在8 m/s风速下提升了34.5%，且压降与阻力增加可控。其他单元受横向风及挡板影响较小，波动幅度低于5%。【结论】水平挡板通过抑制负压区与涡流形成，有效优化空冷塔迎风侧的进风条件，显著提升换热效率，为空冷塔的节能设计与抗风优化提供了理论依据。
2025年04期 v.41;No.201 573-583页 [查看摘要][在线阅读][下载 1798K] [下载次数：16 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 曹宇飞;张睿;
【目的】燃煤耦合绿氨燃烧发电技术是一种创新的能源利用模式，这一路径有助于减少燃煤发电过程中的碳排放，为未来清洁能源的广泛应用提供新的发展思路和技术路径。本研究旨在深入探索燃煤耦合绿氨燃烧发电技术的可行性。【方法】基于现有125 MW燃煤电厂进行绿氨耦合改造，在Aspen Plus上成功搭建了燃煤耦合绿氨燃烧发电系统模型。在该模型中由绿氨替代原燃煤系统中的部分煤炭进入锅炉燃烧，根据计算结果对耦合机组的热效率、碳排放以及经济性进行了分析。【结果】研究表明，燃煤耦合绿氨燃烧发电技术对原燃煤系统的热力学性能影响较小，随着耦合比例的增加，耦合系统的热效率逐渐降低，当耦合比例为30%时，耦合系统的热效率降低为36.04%，降低了0.20%。燃煤耦合绿氨燃烧发电技术可以有效降低燃煤系统碳排放，随着耦合比例的增加，耦合系统的碳排放总量及碳排放强度明显降低，当耦合比例为30%时，耦合系统的碳排放总量及碳排放强度分别降低为76.71 t/h及674.2 g/（kW·h），分别降低了29.98%及29.58%。随着耦合比例的增加，耦合系统的固定资产投资（fixed capital investment,FCI）及平准化度电成本（levelized cost of electricity,LCOE）变高，当耦合比例为30%时，耦合系统的FCI由71 639.06万元增加至211 244.62万元，LCOE由0.39元/（k W·h）增加至0.61元/（kW·h）。【结论】未来随着绿氨价格的逐步降低以及碳交易机制与碳定价机制的逐步确立，燃煤机组耦合绿氨燃烧发电技术将会为燃煤发电机组低碳改造提供有力支撑。
2025年04期 v.41;No.201 584-592页 [查看摘要][在线阅读][下载 1169K] [下载次数：27 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 和婷;李瑞芳;黄峻伟;马彦花;郭智群;
【目的】为探讨不同工质选择对生物质直燃有机朗肯循环（organic rankine cycle,ORC）热电联产系统热力性能的影响，分析不同冷凝温度下不同工质及混合工质对ORC热电联产系统热力性能的影响，为优化系统设计提供理论依据。【方法】本文建立了以生物质为燃料的ORC热电联产系统热力学模型，选取甲苯、壬烷、正辛烷、十二烷、正葵烷5种纯工质，以及甲苯/壬烷、甲苯/正辛烷、十二烷/正葵烷3组不同质量配比的非共沸混合工质。分别在冷凝温度100℃和75℃情况下进行系统热力性能计算，对比分析了系统发电功率、供热负荷、ORC效率、燃料利用系数及系统烟效率等参数，并探讨了回水温度对系统热力性能的影响。【结果】结果表明，当采用纯工质时，冷凝温度100℃下系统发电功率为665 kW以上，ORC效率约22%，系统烟效率约25%；冷凝温度降至75℃时，发电功率提升至759 kW以上，ORC效率增至25%，但系统烟效率降至21%，十二烷的系统热力性能最优，其ORC效率和烟效率均高于其他纯工质；混合工质中，冷凝温度为100℃时，甲苯/壬烷（0.7/0.3）和甲苯/正辛烷（0.7/0.3）的ORC效率分别达22.15%和21.68%，烟损失在蒸发器和冷凝器中占比低于纯工质；十二烷/正葵烷（1/0）在2种冷凝温度下均表现出最高系统烟效率，分别为25.01%和21.98%，供热回水温度（60、65、70℃）对系统热力性能影响很小。【结论】冷凝温度对ORC系统的发电功率与供热负荷存在显著权衡，较低的冷凝温度可提升发电效率但降低烟效率；混合工质通过温度滑移现象优化换热匹配，在特定配比下可降低关键部件的烟损失，性能优于纯工质。研究结果为生物质ORC热电联产系统的工质选择和运行参数优化提供了重要参考。
2025年04期 v.41;No.201 593-600页 [查看摘要][在线阅读][下载 1230K] [下载次数：27 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 陈阳;王东;张鑫;石琳;史鹏飞;张华锋;
【目的】喷雾增湿降温技术是一种有效的强化换热手段，为了有效提升燃煤机组空冷单元的散热性能，缓解夏季高温条件下机组的散热压力，同时降低机组能耗，提高运行经济性，开展了喷雾增湿系统优化设计研究。【方法】本文以某600 MW直接空冷燃煤机组的空冷单元为研究对象，基于离散相模型，建立了喷嘴喷雾蒸发换热过程的数值模型，对喷嘴参数（数量、横向距离、高度、压力及喷射角）进行优化设计，并通过变工况分析探究不同环境温度、风机风量及喷水量对系统散热性能的影响。【结果】研究表明，最佳的喷嘴数为12个，整体的散热量为12.430 MW；最佳的横向距离为喷嘴距离中轴线0.64 m，整体的散热量为12.348 MW；随着喷嘴高度的增加，散热器表面进口平均温度逐渐升高，整体散热量逐渐下降；当喷嘴压力为3 MPa时，换热器进口平均温度达到最低值317.940 K，整体散热量达到最大值13.350 MW；随着喷射角度的增加，整体散热量逐渐增大，喷射角为45°时，整体散热量为12.348 MW。随着环境温度的升高，有无喷水的情况下，整体散热量逐渐降低，当环境温度为300.150 K时，无喷水整体散热量为13.05 MW，有喷水整体散热量为13.80 MW；随着风机额定流量比例增加，整体散热量逐渐增加，当风机额定流量比例为107.5%时，整体散热量为12.300 MW；随着喷水量的增加，整体散热量逐渐增加，但增加的幅度逐渐下降，喷水量为0.24 kg/s时，整体散热量为12.182 MW，喷水量为1.20 kg/s时，整体散热量为12.369 MW，应根据实际情况合理确定喷水量。【结论】喷雾增湿降温技术可有效提升燃煤机组空冷单元夏季换热能力，本研究可为燃煤机组空冷单元的喷雾增湿系统设计与运行提供理论依据。
2025年04期 v.41;No.201 601-610页 [查看摘要][在线阅读][下载 1236K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 杨淑琴;罗军;胡文森;
【目的】随着双碳目标的深入推进，新能源发电与智算中心的协同发展成为优化能源结构、提升算力基础设施绿色化水平的关键路径。本文通过构建综合成本评估模型，探索AI驱动的新能源发电与智算中心协同选址方法，为降低碳排放、提升能源利用效率提供科学依据。【方法】提出了一种基于熵权法的新能源发电与智算中心协同选址成本分析方法，综合考虑建设成本、运营成本、环境成本以及政策支持和补贴等因素，构建成本评估模型，并通过熵权法确定各因素的权重系数，计算出各城市的综合成本，选出最优选址。【结果】分析结果表明，西部城市H凭借丰富的新能源资源、低廉的土地与运营成本、显著的环境成本优势（碳排放成本降低80%）以及积极的政策支持，综合成本最低为0.035 5，显著优于东部城市E的0.811 4和城市F的0.994 1。新能源发电的高渗透率有效支撑了智算中心的绿色化运营，验证了协同发展的可行性与经济性。【结论】AI驱动的协同选址模式可加速“东数西算”工程与新能源基地的深度融合，推动算力产业从“高耗能”向“高效能”转型。研究为新能源与智算中心的区域协同布局提供了科学决策框架，未来需进一步结合AI技术优化动态调度与跨区域电网协同，为实现双碳目标及新型电力系统构建提供支撑。
2025年04期 v.41;No.201 611-617页 [查看摘要][在线阅读][下载 1047K] [下载次数：11 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 柴勇权;李德波;谢浩宇;阚伟民;余冯坚;金凤雏;陈兆立;
【目的】研究旋流对冲锅炉的冷态动力场分布以及不同外二次风旋流挡板开度下贴壁风对锅炉流场的影响，可以指导电厂运行。【方法】本文对某燃煤电厂630 MW旋流对冲锅炉先开展了一次风调平及一、二次风标定，后进行了外二次风旋流挡板开度特性以及水冷壁侧墙贴壁风衰减特性测试。【结果】根据调平及标定结果，建议对B、D磨煤机一次风以及后墙三层A侧、后墙二层A侧、后墙四层B侧、后墙一层B侧二次风的表盘风量采用新的修正系数；根据外二次风旋流挡板开度特性试验结果，外二次风随挡板开度增大上部风速上升、下部风速下降、左右两侧风速增幅很小，且风速变化主要在30%～50%开度区间发生；水冷壁侧墙贴壁风在不同开度下距离壁面0.8 m处衰减较小（衰减51.87%～63.86%），可保证对水冷壁的有效保护，同时在1.6m处衰减较大（衰减68.30%～84.07%），对锅炉主流空间的影响较小。【结论】本文所述方法可为同类机组试验提供参考。
2025年04期 v.41;No.201 618-624页 [查看摘要][在线阅读][下载 1227K] [下载次数：8 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 陈翀;冯振扬;郑晓园;
【目的】中药渣作为医药产业的主要固体废物，同时也是一种生物质，其高效能源化利用对资源回收与环境保护具有重要意义，为探究不同来源中药渣（苏黄、蓝芩、胃苏、黄芪）的燃烧特性及动力学参数，分析升温速率和原料组成对燃烧性能的影响。【方法】采用热重分析法在升温速率10～40°C/min范围内研究中药渣的燃烧过程，通过切线法确定着火温度和燃尽温度，计算可燃性指数、燃尽特性指数及综合燃烧特性指数（comprehensive combustion index,CCI）。结合无模型法（Flynn-Wall-Ozawa、Kissinger-Akahira-Sunose、Starink和Friedman）估算表观活化能，利用主曲线法确定燃烧机理函数，并通过实验主曲线与理论机理函数匹配验证反应模型。【结果】结果表明，中药渣的燃烧过程主要由挥发分燃烧和固定碳燃烧组成，着火温度在249～282℃之间，表明其易点燃特性。升温速率提高显著改善燃烧性能，CCI增加，燃烧特性改善；升温速率为20℃/min时，CCI在4.53×10~(-7)～9.99×10~(-7)%~2/min~2/℃~3范围内；由于苏黄灰分含量较高，燃烧特性相对较差。动力学分析表明，4种等转化率法估算的表观活化能较为接近，但燃烧的表观活化能随转化率的变化趋势不同，它们的平均活化能在111.94～130.07 kJ/mol之间。中药渣燃烧过程阶段1和阶段2的反应机理均符合化学反应机理F_n，且阶段1的反应级数均高于阶段2；除蓝芩外，其他样品阶段1的指前因子均大于阶段2，与活化能的变化趋势一致。提高升温速率可有效增强中药渣燃烧性能，其中黄芪因高挥发分（79.68%）和低灰分综合性能最佳。【结论】燃烧动力学参数与机理的明确为中药渣能源化利用提供了关键理论支持，可为中药渣燃烧处置提供理论依据。
2025年04期 v.41;No.201 625-637页 [查看摘要][在线阅读][下载 2070K] [下载次数：9 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]
- 李蜀军;刘旻;易瑞吉;邹小林;张强;
【目的】系泊安全是影响海上漂浮式风力发电机稳定运行的关键。提前识别系泊失效特征、降低系泊监测难度和成本，有利于海上风电健康发展。【方法】本文使用ITI Energy Barge平台搭载NREL 5 MW风力机，建立了漂浮式风力机模型，并以该模型的系泊系统为研究对象，基于卷积神经网络（convolutional neural network,CNN）模型对系泊系统不同位置系泊失效后的响应数据进行特征自学习和分类，识别系泊失效特征，并对结果进行可视化分析。【结果】研究表明：CNN模型可从复杂载荷作用下漂浮式风力机的位移、速度和加速度3个响应变量中准确识别出各系泊失效特征。当CNN模型迭代200次后，位移、速度及加速度的训练集与验证集的准确率均达到了98.0%以上，其中训练集中位移、速度及加速度这3个变量的损失分别为0.13、0.02和0.05，验证集中这3个变量的损失分别为0.20、0.05和0.05。在混入6种不同高斯白噪声后，CNN模型对风力机的3个响应变量的识别准确率仍保持99.0%左右，模型具有良好的鲁棒性；通过t-SNE可视化方法可逐步降维观察3个响应变量的数据特征，其区分度随卷积的逐步深入变得明显，有利于失效特征识别。【结论】本文所述方法有利于提前识别系泊失效特征，保障海上漂浮式风力发电机稳定运行。
2025年04期 v.41;No.201 638-647页 [查看摘要][在线阅读][下载 1618K] [下载次数：14 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 杨濮亦;张林中;李美之;
【目的】随着海上风电向深远海发展，漂浮式海上风电机组因其具有适应深水环境的优势而成为研究的热点。然而，漂浮式风电机组的动态运动特性加剧了尾流蜿蜒效应，可能影响下游风电机组的发电效率并增加结构载荷，因此需要研究不同风速及机组间距条件下尾流蜿蜒行为的特征。【方法】本研究利用FAST.Farm模拟工具，对5 MW和15 MW半潜型漂浮式风电机组构成的混合阵列进行建模分析。【结果】研究结果表明，尾流蜿蜒现象在低风速时最为显著，其幅度随风速增加而减小。在额定风速以下工况，尾流中心位置的标准差最大，横向为0.24D(D为15 MW风电机组叶轮直径)，垂直为0.14D；而在额定风速以上工况，标准差分别降至0.14D和0.05D。风电机组间距对尾流恢复和发电效率影响显著，间距从2D增至4D时，下游风电机组的尾流亏损降低，发电效率提升。此外，15 MW机组在两边5 MW机组在中间的布局形式相较于15 MW和5 MW交替布局的形式更具优势，将5 MW机组置于第3个机位可降低整体尾流速度亏损，提升第4个机位的来流风速，且15 MW与5 MW机组轮毂高度差异形成的分层尾流结构，在额定风速以上工况中能有效减少15 MW机组尾流对下游5 MW机组的干扰。【结论】本研究系统揭示了尾流蜿蜒效应受风速、间距、布局及风电机组特性等多重因素综合影响的规律，为混合型漂浮式风电场优化设计提供了理论支撑。
2025年04期 v.41;No.201 648-657页 [查看摘要][在线阅读][下载 1667K] [下载次数：11 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王莹;袁飞;夏德喜;
【目的】针对风电工程中风电机组频发的净空减少现象，分析了负切变形成的影响因素，主要为大气热稳定度、地面粗糙度和地形因素。【方法】根据选址需要，以复杂地形条件下风切变特性为研究对象，以某复杂地形风电场测风塔和机位实测数据为基础，利用计算流体力学（computation fluid dynamics,CFD）方法，通过稳态模拟和瞬态模拟分析峡谷地形条件下不同位置处的风切变，对风资源进行精细化评估。【结果】研究表明，进行风资源精细化评估时，需要对峡谷地形分扇区进行风切变分析，避免整体为正切变而忽略局部扇区为负切变的情形；稳态结合瞬态模拟可获得阵风条件下各机位风切变特性。正午时测风塔实测平均风切变为-0.01，迎风坡山脊线上机位F07的叶轮面处于负切变区域；0时刻，叶轮面风切变为-0.009,2/8T(T为研究周期)时刻，35 m高度处风速达到18.55 m/s,165 m高度处风速为16.76 m/s，二者风速差为1.79 m/s，叶轮面风切变值为-0.066，地形因素导致该机位负切变增大。【结论】建议机位可选址在低于峡谷山脊的迎风坡处，选择不同的机型或同一机型不同轮毂高度来调整叶尖与地面的距离，避开或减轻负切变的影响；考虑到山体遮挡导致的回流影响，不应将机位布置在峡谷两侧和背风坡侧；对已建项目应采用叶片净空优化设计、叶片净空监测等技术措施，防止叶片与塔筒发生碰撞的风险。
2025年04期 v.41;No.201 658-667页 [查看摘要][在线阅读][下载 1310K] [下载次数：12 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 蔡彦枫;
【目的】评估现有海面粗糙度模型在广东省近海风电场所在海域的适用性，可为提升风功率预测精度提供模型优化依据。【方法】本文基于湛江、阳江、珠海、惠州、汕尾和汕头6个海域9座测风塔的长期风-浪同步观测数据（2012—2020年），利用COARE算法对YT96、SCOR01、COARE3.6等9种海面粗糙度方案进行验证，对比模拟值的平均误差与均方根误差，并分析各方案对水深和高风速的敏感性。【结果】研究结果显示，海面粗糙度的最佳方案为形如SP07和COARE3.6的包含波高和波龄幂次律方案，可以体现不同海况对海-气相互作用的影响；而Charnock关系式和包含波高和波龄幂次律的海面粗糙度方案对水深变化不敏感，且能够改善高风速海况下摩擦速度模拟值的低估现象；各方案所形成的摩擦速度平均误差在0.067～0.081 m/s之间，均方根误差在0.083～0.110 m/s之间；相比而言，YT96方案、TY01方案、D03方案和SJ06方案的平均误差和均方根误差更低，GW06方案、SP07方案和COARE3.6方案的两项误差统计值接近全体方案的平均水平。【结论】对于广东近海风电场址所在海域而言，包含波高和波龄幂次律的海面粗糙度模型具有适用性，基于观测资料的模型参数拟合优化是改善模拟效果的重要途径。
2025年04期 v.41;No.201 668-675页 [查看摘要][在线阅读][下载 1235K] [下载次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 蔡彦枫;
【目的】评估现有海面粗糙度模型在广东省近海风电场所在海域的适用性，可为提升风功率预测精度提供模型优化依据。【方法】本文基于湛江、阳江、珠海、惠州、汕尾和汕头6个海域9座测风塔的长期风-浪同步观测数据（2012—2020年），利用COARE算法对YT96、SCOR01、COARE3.6等9种海面粗糙度方案进行验证，对比模拟值的平均误差与均方根误差，并分析各方案对水深和高风速的敏感性。【结果】研究结果显示，海面粗糙度的最佳方案为形如SP07和COARE3.6的包含波高和波龄幂次律方案，可以体现不同海况对海-气相互作用的影响；而Charnock关系式和包含波高和波龄幂次律的海面粗糙度方案对水深变化不敏感，且能够改善高风速海况下摩擦速度模拟值的低估现象；各方案所形成的摩擦速度平均误差在0.067～0.081 m/s之间，均方根误差在0.083～0.110 m/s之间；相比而言，YT96方案、TY01方案、D03方案和SJ06方案的平均误差和均方根误差更低，GW06方案、SP07方案和COARE3.6方案的两项误差统计值接近全体方案的平均水平。【结论】对于广东近海风电场址所在海域而言，包含波高和波龄幂次律的海面粗糙度模型具有适用性，基于观测资料的模型参数拟合优化是改善模拟效果的重要途径。
2025年04期 v.41;No.201 668-675页 [查看摘要][在线阅读][下载 1235K] [下载次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 孙秋;王鹏;宋忠民;江来明;阚国峰;
【目的】短期海上风电功率预测为国家电力系统的安全与稳定发挥着重要的作用，然而由于海上监测站点稀疏，导致风速、波浪等关键气象数据不足，且由于海上风浪流等多物理场耦合与风电机组电力电子设备开关控制相互作用的影响，让海上风电本身存在非线性和多频等特性，使得海上风电功率预测困难，为提高海上风电功率预测的准确度，更好地支持电力系统的稳定性。【方法】本文提出一种基于VMD-BiGRU与自注意力机制融合的短期海上风电功率预测方法。首先，利用变分模态分解（variational mode decomposition,VMD）算法，将原始数据分解为不同频率的本征模函数（intrinsic mode function,IMF），然后将IMF和原始数据输入，用双向门控循环单元（bidirectional gated recurrent unit,BiGRU）网络和自注意力机制（self-attention mechanism,SAM）对短期风电功率进行预测，其中BiGRU与SAM采用残差连接和维度拼接的方法进行特征融合。最后，为了验证所提出方法的可行性和优越性对比利时2024年海上风场短期风电功率进行预测，并与其他三种预测方法进行比较。【结果】结果表明，基于VMD-BiGRU与自注意力机制融合的短期海上风电功率预测方法将均方根误差减小至0.016 4，与其他方法相比具有更加优越的预测性能。【结论】基于VMD-BiGRU与自注意力机制融合的方法有效提升了短期海上风电功率预测精度，其多模块协同设计增强了模型的时序特征捕捉能力和鲁棒性。未来可通过参数优化和数据集扩展进一步提高模型的泛化能力。
2025年04期 v.41;No.201 676-684页 [查看摘要][在线阅读][下载 1244K] [下载次数：43 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 经迪春;张天霖;
【目的】随着全球对可再生能源的依赖增加，风力发电作为其中的重要组成部分，正受到越来越多的关注。人工智能技术的快速发展，特别是大语言模型（large language models,LLM）的崛起，为风力发电领域带来了新的机遇和挑战。【方法】本文概述了风力发电的重要性以及人工智能对其发展的推动作用，并详细介绍了LLM的原理和发展现状。综述了LLM在风电领域的典型应用，包括智能问答系统和自动文档生成等文本信息处理应用，通过生成技术报告和诊断报告，提升信息管理效率。【结果】在数据分析与预测方面，LLM支持风力发电量预测、电力系统运行优化等，显著提高决策的精准性与实时性。在设备运维中，LLM结合图像识别技术，实现风电设备故障的智能检测与诊断，有效降低运维成本。展望了LLM在未来风电系统中的发展前景，重点包括加强数据安全和质量管理，提升模型的可解释性和可靠性，以及优化硬件算力以满足大规模模型的计算需求。【结论】本研究为大语言模型在风力发电领域的应用提供支撑。
2025年04期 v.41;No.201 685-690页 [查看摘要][在线阅读][下载 995K] [下载次数：31 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]
- 仲兆平;周强;
<正>推动新一代煤电升级，是构建新型电力系统、实现“双碳”目标的关键举措，关乎国家能源安全与转型全局。作为电力供应安全保障的“压舱石”，煤电在新型电力系统中肩负着兜底保供与灵活调节的双重使命。当前，我国煤电以不到40%的装机占比，贡献了约60%的发电量、70%的顶峰能力和近80%的调节能力，同时大气污染物排放量下降逾90%，建成了全球最大的清洁煤电体系。然而，面对新能源大规模并网与碳排放约束的双重挑战，煤电亟需通过技术升级实现“清洁低碳、高效调节、快速变负荷、启停调峰”的转型目标。
2025年04期 v.41;No.201 511-512页 [查看摘要][在线阅读][下载 2571K] [下载次数：15 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 杨晓雷;葛铭纬;
<正>在全球能源转型与“双碳”目标深入推进的时代背景下，风电作为可再生能源的重要支柱，正迎来前所未有的发展机遇与挑战。深远海风能资源的开发、复杂环境下的风电机组高效运维、“风力机-大气边界层-气象”多尺度耦合下的风场精准预测，及其与人工智能技术的深度融合，共同构成了当前风电领域的研究前沿。这些问题的研究对未来电力系统的安全、稳定、高效运行至关重要，关乎我国能源结构的成功转型。
2025年04期 v.41;No.201 513-514页 [查看摘要][在线阅读][下载 2965K] [下载次数：1 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 林正根;
<正>国际能源署预计,全球可再生能源和核能发电量在未来三年将满足全球新增电力需求的全部增量。其中,太阳能、风能和水力等可再生能源将满足约95%的电力需求增长。截至2024年底,全球可再生能源能源装机规模达到约44.5亿千瓦,同比增长15.0%;2024年,全球新增可再生能源发电装机约5.9亿千瓦,占全球电力行业新增装机容量的94%。中国可再生能源发展迅速,是全球可再生能源增长的主要驱动因素。截至2024年底,中国全口径发电装机容量33.5亿千瓦,同比增长14.6%。其中,水电4.36亿千瓦,同比增长3.1%(抽水蓄能5869万千瓦,同比增长15.2%);生物质发电4597万千瓦,同比增长4.1%;并网风电5.2亿千瓦,同比增长18.0 (其中陆上风电4.8亿千瓦,海上风电4127万千瓦);并网太阳能发电8.9亿千瓦,同比增长45.4%(其中光伏发电8.7亿千瓦,集中式光伏5.1亿千瓦,
2025年04期 v.41;No.201 691页 [查看摘要][在线阅读][下载 767K] [下载次数：89 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] 下载本期数据