日前,西北院四项科技成果《陆上风电基地云边协同一体化智慧平台关键技术研究与应用》《塔式太阳能热发电站热力系统参数优化设计技术及应用》《塔式光热电站性能模型与数字孪生应用》《塔式光热电站系统集成关键技术》通过中国水力发电学会科技成果鉴定。
鉴定会由中国水力发电工程学会组织,西安交通大学、河海大学、中科院电工所、国网青海省公司、电建江西院、电建核电公司、上海电力设计院、电建新能源集团等新能源产业相关企业和科研院所的知名专家和教授、西北院科技研发部/研发中心及项目组人员参加会议。
《陆上风电基地云边协同一体化智慧平台关键技术研究与应用》是西北院依托我国目前装机规模最大的陆上风电场工程和跨区域级新能源智能运管中心项目,针对陆上风电基地智慧平台设计、建设和运行中存在的技术难题与科学问题,通过产学研用创新开发模式,从顶层设计全面规划,对大基地智慧风电场的体系架构、网络结构、设备配置、功能结构及安全防护机制等自动化体系和风光水火储多能互补基地多源容量定量规划分析等方面进行了系统性的研究。本项目研究成果申请各类知识产权9件,其中国家发明专利授权7件,实审发明专利1项,授权软件著作权1项;发表或交流论文18篇,其中SCI检索论文10篇,EI检索论文5篇。
《塔式太阳能热发电站热力系统参数优化设计技术及应用》面向国家首批光热示范电站设计运行中的关键技术问题和新一代太阳能热发电技术开发中的前沿科学问题,采用能量分析、分析和光热电站热力系统仿真机分析相结合的方法,揭示了塔式光热电站主蒸汽温度、压力等关键参数对系统热力性能和经济性的影响规律。针对塔式光热电站热力系统与聚光集热系统完全解耦的难题,系统分析并揭示了复杂工况下塔式光热电站热力系统关键设备间耦合变化规律,创新性地形成了塔式光热电站热力系统设备设计与选型优化方法。针对超临界CO2布雷顿循环,首次提出了以复合液态金属为吸热介质、铁基复合储热材料为储热介质的高参数塔式太阳能热发电系统,显著提高了光热电站发电效率。研究成果申请各类知识产权7件,其中国家发明专利授权5件,实审发明专利2件;发表或交流论文31篇,其中SCI检索论文16篇,EI检索论文9篇;主编和参编7项技术标准。
《塔式光热电站性能模型与数字孪生应用》针对中电建青海共和50MW光热发电项目设计、施工、运行过程中遇到的多专业协同、多系统优化、智能化升级等需求,首次在光热电站中以BIM技术为基础,提出了多专业、多软件、多数据的耦合方法,实现项目设计、建设、运行全生命周期的数字化应用。基于聚光集热、储换热、汽轮发电系统的机理建模,完成了电站系统部件十分钟级精细化动态仿真,实现了熔盐塔式光热电站整体性能模型的自主化。首次在光热发电领域构建了“数字孪生”系统,为光热电站复杂系统在不确定条件下的性能提升提供指引,为多能互补系统精细化分析提供支撑。研究成果申请各类知识产权16件,其中国家发明专利授权9件,实审发明专利6件,发表或交流论文16篇,其中SCI/EI检索论文10篇,主编和参编7项技术标准。
《塔式光热电站系统集成关键技术》依托中电建青海共和50MW塔式光热发电项目,根据太阳辐射变化特征和系统构成,创新性地提出了基于时序网格多模型的子系统间协调和精细化设计方法,实现了塔式光热发电系统的设计集成和运行耦合优化,提升了光热电站的系统效率、快速启停能力和深度调峰水平。针对国内首台套50MW级热熔盐泵和国外热熔盐泵特性的差别,通过水力模型优化,实现运行工况点匹配,解决两种设备同步运行难题,实现了热熔盐泵的国产化工程应用。基于太阳能热发电项目特点和运行需求,建立了变工况和极端情况下的光斑瞄准和冷熔盐泵运行策略,提出了储罐材料选型、储罐本体设计和基础连接新方法,打破国外技术垄断,降低储换热系统成本。研究成果申请各类知识产权9件,其中国家发明专利授权3件,实审发明专利6件,发表或交流论文13篇,其中SCI/EI检索论文7篇,主编和参编7项技术标准。
经鉴定委员会评审,四项研究成果均达到国际领先水平,研究成果取得了显著的社会、经济和生态环境效益,具有广阔的应用价值和前景。
多年来,西北院坚持企业的科技创新主体地位,面向国家新能源领域重大工程需求,通过产学研用创新模式,集中优势资源攻关风电基地智慧化建设、太阳能热发电与热利用中的关键技术难题,以一批高质量高水平的研究成果支撑西北院在新能源行业的领先地位。