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

能源是人类文明进步的基础和动力,攸关国计民生和国家安全,对于促进经济社会发展和增进人民福祉至关重要。解决我国能源问题，根本出路是坚持开发与节约并举、节约优先的方针，大力推进节能减排，提高能源利用效率。节能是缓解能源约束，减轻环境压力，保障经济安全，实现全面建设小康社会目标和可持续发展的必然选择。华北电力大学作为较早开展节能理论研究的高校，上世纪八九十年代宋之平教授出版《节能原理》专著，提出单耗分析理论和热电联产的新模式。王加璇教授作为我国热经济学首倡者之一，出版《㶲方法及其在火电厂中的应用》以及《动力工程热经学》。本研究团队是在传承我校宋之平教授、王加璇教授等前辈在热力学、节能理论与技术等方面的深厚积淀的基础上发展起来的。杨勇平教授早在1998年发表了《火电机组节能潜力诊断理论与应用》论文，提出火电机组节能潜力诊断的基本理论，深入研究了表征节能潜力的各类目标值的确定方法，为提高机组的热经济性提供了科学依据。

进入新世纪，在杨勇平教授的带领下本研究团队在火力发电系统节能方向的研究继续深化，于2009年承担我校首个国家973计划项目“大型燃煤发电机组过程节能的基础研究”，从火力发电的单元、过程、系统不同层面开展了深入研究，深入揭示了火电机组能耗时空分布规律，进一步完善和发展先进㶲分析方法和单耗分析理论。在深入挖掘火力发电内部节能的同时，开展燃煤发电烟气污染物减排技术的研发，在国内首次提出太阳能与燃煤互补发电的新思路，2012年承担国家863课题“太阳能热与常规燃料互补发电技术”，2013年再次获批国家973计划项目“燃煤发电系统能源高效清洁利用的基础研究”，2014年承担国家科技支撑计划课题“火电机组汽轮机低位能梯级供热技术研究”，在太阳能-燃煤互补发电集成理论与技术和热电联产余热梯级供热方面奠定深厚的基础。之后团队在多能互补与分布式能量系统，先进动力循环（igcc、燃料电池等）方面展开深入研究，并于2021年获批国家重大专项“煤气化重型燃气轮机关键过程及整机全工况模型研究”以及国家自然科学基金重大项目“多能源互补的分布式能源系统基础研究”项目。

在“碳达峰、碳中和”新形势下，适应国家能源战略发展要求研究所继续发挥在火力发电系统节能、热电联产、多能互补、分布式能量系统领域的研究优势，并在先进能量系统方向上开展人才培养、科学研究和社会服务工作。

二、主要研究方向和领域

1.火力发电系统节能诊断与优化

包括：火电机组节能诊断方法与技术（数据挖掘，单耗分析法）以及节能控制策略；新型灵活高效火电系统构建与集成优化，火电机组性能分析评价方法，火电机组运行性能优化等。

2.热电联产节能理论与技术

包括：绿色供热理论，新型热电联产系统设计，热网系统优化以及高效热泵供热技术，机组热电联产节能与灵活运行等。

3.多能互补能量系统集成优化

（1）太阳能与火力发电互补集成

包括：互补系统集成机理，太阳能-燃煤互补系统构建，互补系统性能评价，互补系统全工况多目标优化等。

（2）生物质与燃煤发电互补集成

包括多源生物质配煤掺烧炉膛稳燃及积灰结渣防治，强适应性多源生物质热解装置设计与制造，多源生物质热解与火力发电集成系统设计与建造等。

（3）多能互补分布式能量系统

包括：多能互补与能势耦合新理论，化石能源与可再生能源源头互补、过程匹配以及热力循环系统协同转化新机制，以及适应波动性能源输入与多种能量负荷需求的主动调控新方法等。

4.先进动力循环发电系统集成设计

（1）igcc系统热力性能分析与集成设计

包括 igcc系统中重型燃机通流设计及全工况特性，基于igcc的煤的化学能有序释放与脱碳协同机理与方法，igcc系统集成优化与稳态特性、运行控制策略及仿真研究等。

（2）燃料电池技术研发及系统集成

包括固体氧化物燃料电池/电解池技术基础与应用研究，先进陶瓷成型与制备工艺研究燃料电池研制，可逆固体氧化物燃料电池系统设计，燃料电池复合动力系统集成与优化，基于熔融碳酸盐燃料电池电化学脱碳系统研究等。

三、师资力量

研究所目前拥有正高级12人，副高级8人，讲师2人，在读博士/硕士研究生百余人。

四、研发平台

本团队依托“国家火力发电工程技术研究中心”和“电站能量传递转换与系统教育部重点实验室”建设，拥有高性能火力发电仿真平台、太阳能集热性能测试实验台、燃料电池性能测试实验台、熔盐储能实验台、火力发电性能试验测试仪器如红外摄像仪、烟气分析仪、超声波流量计等，能够满足团队研发需求。

五、学术情况与国际合作

团队承担多项国家重点研发计划项目和国家自然科学基金重点、面上项目等，取得了高水平研究成果和创新性突破技术。在applied energy、energy conversion and management、renewable energy, energy, applied thermal engineering、solar energy、中国电机工程学报、工程热物理学报、动力工程学报、太阳能学报等国际国内高水平学术期刊发表论文500余篇，获得授权专利50余项。研究成果获得国家科技进步二等奖2项、省部级科学技术奖6项。

团队成员曾在美国麻省理工学院、德国柏林大学、瑞典吕勒欧工业大学、英国克兰菲尔德大学、丹麦技术大学、西澳大学等国际知名高校交流学习，并与国内包括清华大学、西安交通大学、中科院工程热物理研究所、大唐科学技术研究院、华能清洁能源技术研究院、国家能源集团新能源研究院、华电电力科学研究院在内的多家研究机构和各大发电企业集团具有深入合作关系。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，将能源安全高效利用研究所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。