华北电力大学能源动力与机械工程学院-37000dcm威尼斯

一、发展历史与概况

能源是国民经济的基础和命脉。能源安全、环境污染和气候变化是人类面临的共同挑战。2020年我国提出“碳达峰、碳中和”的“3060”双碳战略目标，同时指出推动能源革命，应立足我国能源资源禀赋，坚持先立后破、通盘谋划。我国以煤为主的能源结构短期内难以根本改变，目前燃煤发电占全国总发电量60%以上，并将长期发挥电力能源供应压舱石的作用。大力推动能源领域碳减排是做好碳达峰、碳中和工作，以及加快构建现代能源体系的重要举措；加快我国能源转型，实现以煤炭为代表的化石能源高效低碳转化利用，是能源行业发展的重中之重。

新一代燃煤发电技术是实现大规模可再生能源接入与能源消费领域变革的基础，是我国能源转型的关键支撑。2021年国家发展改革委员会和能源局联合下发了《全国煤电机组改造升级实施方案》，明确提出“推动煤电行业实施节能降耗改造、供热改造和灵活性改造制造‘三改联动’”，通过降低煤电机组能耗，提升灵活性和调节能力，助力全国双碳目标的如期实现。

电站节能与灵活性技术研究所成立于2022年6月，依托能源动力与机械工程学院热能与动力工程教研室专业教师与团队建立，该教研室成立于1958年建校之初，是学校最早的专业教研室之一，涌现了一批如张保衡、马健隆等知名学者。研究所针对电站机组节能降耗优化、电站灵活性与改造及面向新型电力系统的智慧电站等方向，开展科学研究、成果转化与技术推广，同时建设电站灵活性与电力辅助服务仿真中心，开展电力辅助服务专业人才培训等工作。研究所将努力扩大能源动力与机械工程学院、华北电力大学与国际/国内电站节能与灵活性改造团队和相关企业的合作交流，为深入推进煤电机组清洁、高效、灵活、低碳能源转型与发展提供技术支撑。

二、主要研究方向和领域

1.电站节能降耗优化技术

（1）锅炉节能降耗优化技术

包括：烟气余热回收技术、烟气余热与烟风系统及热力系统集成优化设计、基于大数据挖掘的锅炉设备故障诊断和运行优化等。

（2）汽轮机节能降耗优化技术

包括：汽轮机通流部分优化设计与改造、汽轮机滑压运行初压智能优化、汽轮机调节阀流量特性优化、阀门内漏监测与优化等。

（3）热力系统及辅机节能降耗优化技术

包括：热力系统优化设计、机组冷端运行优化、小汽轮机运行节能优化、泵与风机运行节能优化等。

2.电站灵活性及改造技术

（1）机组深度调峰能力提升技术

锅炉侧包括：低负荷精细化燃烧技术、燃烧器与制粉系统优化、换热水动力稳定性、受热面高温腐蚀与疲劳损伤、空预器低温腐蚀与泄漏、宽负荷脱硫脱硝与智能控制等。

汽机侧包括：汽轮机高效宽负荷叶型设计、低压排汽缸优化设计、末级叶片性能优化、汽轮机高温部件强度和寿命分析等。

（2）机组快速变负荷及快速启停技术

包括：汽轮机变负荷胀差分析与优化、汽轮机热力系统蓄能技术、机组负荷快速变动及两班制运行控制技术等。

（3）供热机组热电解耦及储热技术

包括：低压缸零出力运行技术、基于储热罐的系统优化设计、基于先进热泵电消纳热电解耦技术、高背压供热宽负荷优化技术等。

（4）机组一、二次调频能力提升技术

包括：机组一次调频性能评价、基于deh ccs一次调频性能优化、基于凝结水节流的一次调频技术、基于高加给水旁路的一次调频技术、机组分层控制一次调频优化等。

（5）自动发电控制（agc）技术

包括：机组agc评价体系与方法、机组agc控制策略优化等、厂级多能协调优化控制。

3.面向新型电力系统的智慧电站技术

（1）风光煤电一体化平台和技术

包括：风光煤电协调调度和负荷优化分配、风光煤电协调一体化平台及调控策略、机组延寿技术及寿命监测技术等。

（2）电站数字孪生技术

包括：电站智能数据化建模技术、电站数字化全面评估技术、基于数字化的机组热力过程数字孪生、可靠性数字孪生、机组数字化三维数据孪生等。

（3）以可靠性为中心的机组故障预测与状态维修技术

包括：机组运行状态智能评估、机组故障预测与智能诊断、以可靠性为中心的机组状态维修决策优化等。

（4）多联产燃煤机组技术

包括：适合电力系统灵活性运行的发电、供热和制冷的燃煤机组技术，热能高中低温的梯级储存和控制技术等。

4.电站灵活性与电力辅助服务仿真中心与培训

基于电站灵活性技术研究成果，建设电站灵活性与电力辅助服务仿真中心，具备电站调峰、一、二次调频、备用、转动惯量和爬坡的有功平衡辅助服务能力，开展电力辅助服务培训工作。

三、师资力量

研究所目前拥有教授8人，副教授11人，讲师7人，在读博士/硕士研究生百余人。

四、研发平台

电站节能与灵活性技术研究所依托“国家火力发电工程技术研究中心”与“电站能量传递转化与系统重点实验室”，拥有包括：气液两相流流动和分配实验平台、固体燃料燃烧实验平台、多污染控制实验平台、高温熔盐储热及控制平台、电站动态过程模拟和仿真研发平台、汽轮机转子试验台、汽轮机轴系动平衡实验台、本特利408振动分析仪、冷端空冷试验平台、高性能并行计算集群、ebsilon模拟计算仿真软件等。研究所具备较为完善的研发平台，能够实现电站锅炉、汽轮机和热力系统和可再生能源耦合过程建模和控制策略的高精度仿真，为电站机组节能降耗、机组灵活性改造及智慧发电提供技术支撑。

五、学术情况与合作

电站节能与灵活性技术研究所在电站节能降耗、灵活性改造、面向新型电力系统的智慧发电以及电力辅助服务仿真等方面开展了系统而深入的研究，承担了数十项国家级、省部级纵向科研项目，包括国家973计划项目、国家863计划项目、国家重大科技专项、国家科技支撑项目、国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目、北京市自然科学基金项目等。

研究所与国家能源投资集团有限责任公司、中国华能集团有限公司、中国大唐集团有限公司、中国华电集团有限公司、国家电力投资集团有限公司等发电企业联系紧密，同时与北京京城集团（北京北重汽轮电机有限责任公司）等发电设备制造企业成为战略5845vip威尼斯电子游戏的合作伙伴，承担了百余项面向电力行业的横向研究项目。

研究所团队人员先后赴美国密苏里大学、美国辛辛拉提大学、美国威奇塔州立大学、加拿大英属哥伦比亚大学等知名高校开展研究工作。研究所希望与国内外更多研究团队及企事业单位开展学术交流与技术合作，建设成为学术水平高、技术实力强、多学科交叉的特色研究所，为实现我国双碳目标贡献力量。