首页 >南方能源建设 2021年(8卷)-3期
文献列表评论
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    海上风电场对鸟类的影响及其危害预防

    作者:胡韧叶锦韶戚永乐页码:1-7

    摘要:[目的]风能作为公认的最成熟的可再生能源技术之一,近年来发展迅速。中国在近年开发了大量的海上风电项 目。但风电场对环境,尤其是对鸟类的影响引发了人们大量的担忧和研究。在碳达峰实现之前,我国的海上风能产业 将持续增长,需要全面了解风电场对鸟类的影响。[方法]通过总结现有研究,对海上风电场引起的鸟类问题进行了 综述,并讨论了可将对鸟类不利环境影响降至最低的预防和缓解措施。[结果]研究表明:危害鸟类生存的风电问题 主要有风力涡轮机叶片撞击和风机运行噪音两方面的原因,尚无明确的证据表明鸟类会受到电磁场的影响。风电场的 运行可能造成鸟类栖息地的变迁、繁殖和交流的受阻以及种群结构的改变等。人们可以通过风电场选址、风电场形态 及风机叶片和桩机结构设计、遥感与视频监控等方式减少风电场对鸟类的不利影响。[结论]对风电场鸟类开展更加 深入的研究,将有利于我们掌握海上风电场开发建设及运营相关的鸟类生态学基本规律,形成降低生态环境负面影响 的科学决策。

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    双碳目标的挑战与电力结构调整趋势展望

    作者:蔡绍宽页码:8-17

    摘要:[目的]“碳中和·碳达峰”是促进中国能源经济转型,构建人类命运共同体的重要战略决策。中国是能源消费 大国,双碳目标下全社会面临着巨大的挑战,实现双碳目标需要正确理论方法的指导和科学的部署。[方法]为此, 文章基于中国能源发展形势,剖析了双碳目标的本质,从宏观层面给出了双碳目标的根本出路,并从能源供给侧的角 度对双碳目标下零碳能源发电负荷构成和负荷需求指标等电力负荷发展趋势进行了预测,提出了“等效电力能源替 代”新概念。[结果]基于核能、水能、风能、太阳能等资源禀赋给出了双碳目标下电力结构调整的方案,分析了电 力结构调整带来的系统运行特性问题,提供了解决问题的措施。[结论]双碳目标或将掀起新一代能源革命和全面的 工业革命,水、风、光、核四种主要的零碳能源资源能够满足中国的社会经济持续发展需求,新能源将迎来高速发展 时代。文章从多方面论述了未来能源的发展趋势,给出了电力结构调整的建设性意见,对双碳目标的实现具有重要的 理论指导意义。

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    漂浮式海上风机平台阻尼结构设计与研究

    作者:陈嘉豪尹梓炜朱容宽马兆荣景雪娇李炎页码:18-25

    摘要:[目的]为了寻求经济有效的漂浮式风机水动力性能提升方案,研究了加装垂荡板的设计方案,从而提升浮体水 动力阻尼性能和减摇效果,最终改善漂浮式海上风电机输出功率的稳定性。[方法]以 10 MW 半潜型浮式风机为例, 通过计算流体力学的方法,探讨了垂荡板结构不同设计参数对于提升漂浮式风机基础水动力阻尼的效用,寻找出优化 设计方案。[结果]经过优化设计后的垂荡板结构垂荡阻尼较原结构增大 14.9%,摇摆阻尼增大 19.1%,而“梅花形” 边缘垂荡板垂荡运动阻尼较原始模型提升36.98% 。[结论]揭示泄涡产生与垂荡板水动力阻尼改善的形成机理,创新 性地提出“梅花形”垂荡板结构,有效改善浮体垂荡运动的阻尼性能,上述结论为此类漂浮式海上风机基础结构的研 究与设计工作提供重要参考。

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    导管架船撞损伤与剩余强度的结构 有限元模拟与评估方法

    作者:任灏方辉魏鑫泽页码:26-33

    摘要:[目的]海上风电基础结构船撞事故频发,准确评估结构损伤后结构剩余强度成为风电场运维安全的重要技 术。[方法]针对广东海域实建导管架和船舶运行情况,采用有限元方法模拟船舶质量、初速度、碰撞角度等不同组 合情况下导管架基础船撞过程。[结果]通过计算法,得到不同工况下碰撞力时程和关键节点塑性应变,获得了最大 碰撞力与各撞击因素关联关系和典型节点损伤特征。[结论]根据分析结果,得到典型导管架局部结构船撞后剩余强 度变化规律,为实际工程中快速评估相关结构的船撞损伤提供技术支撑。

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    海上风电嵌岩桩水平承载力特性数值模拟研究

    作者:张力黄钺王洪庆赵学亮张景斐页码:34-43

    摘要:[目的]主要对海上风电嵌岩桩的桩基尺寸与竖向荷载等因素对其水平承载特性的影响进行研究。[方法]文章 采用有限差分的数值方法,基于一处现场试验建立数值模型并进行参数分析。[结果]结果表明:嵌岩桩基存在一个 临界嵌岩长度 (长径比),桩基尺寸的改变会影响桩-岩的相对刚度,进而使临界嵌岩长度随之改变,随着桩径的减 小,嵌岩桩临界嵌岩长径比逐渐增加;在桩的承载能力范围内,在竖向荷载与水平荷载共同作用下,桩基的水平位移 和桩身弯矩有较大程度的减小,如果认为竖向荷载引起的侧摩阻力在桩的两侧大小与方向相同,或将竖向侧摩阻力简 化为作用在桩的轴线则会忽略这一效应的影响,会对计算结果造成误差。[结论]论文结果对于临界嵌岩长度以及竖 向荷载影响的分析将有助于水平承载嵌岩桩的合理设计和深入研究。

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    竹根沙海域单桩基础竖向承载力 特性数值模拟研究

    作者:张强葛畅沈晓雷尚进页码:44-50

    摘要:[目的]江苏省主要风电工程位于岸外辐射沙洲海域,研究该地层大直径单桩承载性能具有重要意义。[方法] 基于辐射沙洲钢管桩试桩试验,建立单桩基础 FLAC3D数值模型,开展不同直径钢管桩基础承载性能数值模拟研究。 [结果]结果表明: FLAC3D数值模拟所得钢管桩桩顶的竖向荷载-位移曲线 (Q-s曲线) 与实测曲线变化趋势基本一 致;随着埋深的增加,泥面以下桩身轴力不断减小,桩侧摩阻力为轴向承载力的主要提供来源,桩端阻力所提供的轴 向承载力相对较小;桩径与钢管桩极限竖向承载力符合非性关系,单桩极限竖向承载力随着桩径的增大而增大,当桩 径增加2倍,相应的竖向极限荷载增加3倍。[结论]相应结果可对实际工程提供参考。

  • 7

    多波束测深系统在海上风电场测量中的应用

    作者:刘新华吴猛页码:51-57

    摘要:[目的]为了获取详细的海底地形地貌信息,提出了一种基于多波束测深系统在海上风电场测量中的应用。[方 法]以广东某一海上浮式风电装备研制项目为例,详细介绍了 Reson SeaBat T50-P多波束测深系统的原理和组成,通 过项目的实施,对测深成果进行了分析和精度评定。[结果]通过本项目的实际应用,验证了多波束测深系统在海上 风电场测量中具有更好的便捷性、高效性和可靠性。[结论]本工程的实践对开展其他类似的海上风电场测量起到很 好的借鉴意义。

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    面向数据中心的储能系统应用研究

    作者:周钰郝为瀚页码:58-62

    摘要:[目的]在新基建的背景下,数据中心得到迅猛的发展,数据中心作为高密度负荷,如何最大限度采用清洁能源 并降低运行能耗,得到越来越多的关注。[方法]梳理了当前储能系统主流电池技术参数及数据中心供电需求。[结 果]通过电池参数分析,给出了适用于数据中心储能系统的电池选型建议,随后提出了面向数据中心储能系统的应用 模式以及满足快速切换功能的储能系统拓扑结构。[结论]通过典型工程案例验证了本技术方案的有效性。

  • 9

    基于高温熔盐储热的火电机组灵活性改造技术 及其应用前景分析

    作者:李峻祝培旺王辉仇晓龙页码:63-70

    摘要:[目的]在分析常规火电机组灵活性改造方案存在问题的基础上,提出了一种新型的灵活性改造技术方案,即在 传统的“锅炉-汽机”热力系统中嵌入大容量高温熔盐储热系统,削弱原本刚性联系的“炉机耦合”,实现火电机组深 度调峰和灵活运行。[方法]根据汽、水和熔盐的不同热力特性,利用热力平衡原理,建立了“锅炉-高温储热-汽机” 一体化热力系统。[结果]研究表明:火电机组进行高温熔盐储热改造,将极大地提高其深度调峰能力,且能解决常 规改造方案存在的问题;同时,机组改造后对外提供高参数工业供汽的能力将得到大幅度提高,这将有效提高电厂经 济效益,弥补调峰补偿机制的不足;高温熔盐储热技术也可以应用于火电机组延寿改造,不仅增加系统灵活调峰电 源,还可以使老旧电厂企业资产继续发挥效益。[结论]在系统中选择一批火电机组进行大规模高温储热技术改造, 可以在不增加煤炭总消费量的基础上,为系统提供大量灵活调峰电源,有效缓解新能源电力消纳问题;同时汽轮发电 机组的容量被保留,可为电力系统提供备用容量和转动惯量,保障电力供应和系统安全稳定。该技术的推广,将有力 促进火电厂转型升级,助力实现“碳达峰、碳中和”目标。

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    利用岩土储能冷热分区增强换热性能的研究

    作者:刘铮欧阳鑫南刘少勇陈永安页码:71-77

    摘要:[目的]岩土储能 (BTES: Borehole Thermal Energy Storage) 指利用地下土壤、岩石和水的热容量进行储能的 钻孔闭式循环系统,主要特点是采用冷热分区布置,以智能化控制手段结合国内地质进行创新型的开发利用。为了研 究利用冷热分区提高地埋管换热效果的可行性,以多孔介质传热理论、能量守恒、有限长非移动线热源模型为基础, 建立了单U型地埋管换热器井孔内、外数学模型,通过数值模拟的方法分析和验证了可行性。[方法]基于常见的土 壤冷热堆积现象,通过改变管内介质流过两个划分区域的顺序,变被动防控冷热堆积为主动调配储能以跨季节利用, 使两个划分区域内主动产生冷、热堆积储能,定义为“冷区”和“热区”。[结果]经过数值模拟分析,发生热堆积现 象的“热区”在供暖期的换热量逐年递增,就最高换热量来说,第二年比第一年提高 319 W,第三年比第二年提高 308 W;出现冷堆积现象的“冷区”在制冷期的换热量逐年递增,就最高换热量来说,第二年比第一年提高 209 W, 第三年比第二年提高 198 W。[结论]以上结果说明此方法可以增强地埋换热器的换热效果。在供暖期和制冷期交替 使用两个区域既有效解决土壤源热泵系统冷热不平衡造成的能效衰减,又可以在减少打孔场地的情况下提高系统换热 效果。