9月7日,美国能源部(DOE)宣布资助1000万美元用于支持先进中小型热电联产(CHP)技术研发 ,旨在开发经济、高效、多种燃料源可用的中小型热电联产(CHP)发电技术,为电网运营商提供更加经济高效稳定的电力获取方式,利用CHP备用容量保障波动性可再生能源占比日益增加的电网运营的稳定性和弹性,为用户提供更高效、更经济、更安全可靠的电力服务,本次资助项目涵盖两大技术主题,包括:(1)电力电子和控制系统开发;(2)热电联产系统发电组件,具体内容参见表1。
主题 | 研究内容 |
电力电子和控制系统 |
(1)为热电联产系统开发一个功率可调的逆变器和相应的控制系统,使高速燃气轮机能够更有效地为电网提供支持,并易于应用在新的热电联产装置上或易于改进 (2)开发一套全尺寸的电网接口逆变器系统和控制解决方案,将中小型热电联产发电机与低中压公用电网连接。增强的微电网控制器将使热电联产系统操作员能够通过发电机和/或微电网控制器与大电网运行人员实现有机互动 (3)为灵活的CHP(F-CHP)系统开发一个功率调节系统(PCS)转换器和相应的控制系统。功率调节系统转换器和控制器将支持不同种类的CHP源,并且可以扩展以形成所需的功率,以用作CHP和中压(MV)网格之间的接口连接器。该研究工作可以使各种CHP/分布式能源资源(DER)协同工作,并直接与公用事业中压电网连接。该技术将来可以支持多个微电网设备 |
热电联产系统发电组件 |
(1)该项目将开发高温有机朗肯循环(ORC)发电装置,以在保持热电联产系统所需热能的同时为电网提供额外所需的电力,该项目开发的ORC将突破当前底循环后有效热能的限制 (2)通过计算机模拟标准技术展示关键的新颖组件,开发出改进的热电联产系统。主要使用超临界CO2底循环来增加电力输出以响应电网要求。该方法将优化电力系统的设计,开发一些关键部件(先进的热交换器)并在实际测试中验证其性能,以证明整个系统的可行 (3)扩大燃气轮机运行窗口以实现更大范围调节和更灵活功热比,并通过CHP实现对电网的支持。这将通过开发能够在高弹性运行期间维持低排放的燃烧系统来实现。该项目重点关注索拉Titan 130型燃烧室,以扩大操作窗口实现30%-40%低负荷运行 (4)开发一种模块化、可扩展的中压电源转换器,具有增强稳定性的电网支持功能,适用于在中小型美国制造工厂运行的未来灵活CHP系统。该项目通过先进的宽禁带半导体技术提供电力电子和控制系统的基础工作。它能够使用各种原动机技术实施到各种现有和未来的CHP系统中 |