高温气冷堆氦气透平压气机和主氦风机研究进展

具有固有安全特性的模块式高温气冷堆(high temperature gas-cooled reactor, HTGR)具有反应堆出口温度高的特点,可与闭式Brayton循环或Rankine循环耦合,实现高效率的发电。氦气透平压气机和主氦风机分别是与这2种循环耦合的高温气冷堆系统中的关键动力部件,该文针对氦气闭式Brayton循环,分别从稳态与动态特性2个方面揭示其内部循环机理;同时针对循环内核心部件氦气透平压气机,开展2.2 MW样机研制与120 MW商用氦气透平压气机设计。在主氦风机研制方面,顺利完成了10 MW高温气冷堆(HTR-10)主氦风机研制与高温气冷堆示范电站(HTR-PM)主氦风机研制,获得了主氦风机完整的性能数据。为进一步确保HTR-PM项目的顺利推进,搭建了主氦风机综合试验平台,同时测试了2种主氦风机(电磁轴承主氦风机和干气密封主氦风机)的性能。取得的研究成果体现了清华大学核能与新能源技术研究院在自主研发先进核能核心装备技术上取得了重大突破。     

高温气冷堆用控制棒位置指示器的可靠性设计

介绍了高温气冷堆用控制棒的位置测量原理和方法，提出了定传动比讷氏速两轴角位移检测量互补的可靠性措施，阐述了测量可靠性的宣评定方法。     

高温气冷堆的技术特点及发展动向

本文叙述了高温气冷堆的发展历史、技术特点及其目前发展动向．并根据我国制定的经济发展战略目标，提出了我国高温气冷堆的发展道路及应用前景，最后综合介绍了我国计划建造的 １０ＭＷ高温气冷实验堆的性能特点。     

高温气冷堆发展前景与我国的10兆瓦实验堆

高温气冷堆发展前景与我国的１０兆瓦实验堆ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌＰｒｏｓｐｅｃｔｓｆｏｒＨｉｇｈＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＧａｓ—ＣｏｏｌｅｄＲｅａｃｔｏｒａｎｄＣｈｉｎａ’ｓＨＴＲ－１０￥／／钟大辛（清华大学核能技术设计研究院，教授北京１０００８４）...     

气体透平直接循环高温气冷堆安全分析方法及应用

介绍了当前气体透平直接循环高温气冷堆的系统安全方法及其在2种不同堆型(球床堆和柱状堆)中的应用,并给出了柱状堆的一些瞬态计算结果。     

机组有功功率优化分配

通过一个两端供电网的示例,讨论发电机组间有功功率优化分配的问题。由网络分解、等耗量微增率准则来计算机组间的有功功率分配。并通过机组有功功率最优分配与平均分配的对比,得出有功功率最优分配可以节约一次能源消耗。     

可控磁悬浮轴承刚度与阻尼特性研究

可控磁悬浮轴承的刚度与阻尼特性主要取决于系统的电器控制环节,可根据实际需要设计,以满足不同的应用要求,但如何设计和调整则是一个实际问题。因此,从刚度和阻尼的角度研究了基于独立式控制原则并采用ＰＩＤ校正方法的磁轴承—转子系统。结果表明,由调节器中比例和微分环节决定磁轴承的刚度、阻尼的同时,其它滤波环节的引入改变了轴承刚度、阻尼在低频和高频段内的频率特性,在共振区域,刚度和阻尼仍保持原设计值。因此,通过电控系统的设计得到不同的转子动态特性,并且兼顾稳定性和高性能是完全可行的。同时,还可以得到一种简便的ＰＩＤ参数设计方法。     

有源静电轴承的滑模控制

为了提高有源静电轴承系统对外部扰动与参数变化的抑制能力,分析了被控系统模型的非线性和不确定性,针对存在的不确定性设计了滑模控制器以提高系统的鲁棒性,并通过引入边界层来抑制非线性控制带来的抖动问题。对滑模控制系统的性能进行了测试,并与采用滞后-超前校正下的系统性能进行比较和分析。实验结果表明,在静电轴承系统中采用滑模控制方法,能够显著增强系统在中频和低频段的力扰动抑制能力,提高对系统参数变化的鲁棒性。     

电磁轴承系统数学模型的研究

以主动型电磁轴承为研究对象,在介绍电磁轴承系统工作原理的基础上,建立了单自由度磁悬浮系统的数学模型．     

用于光伏并网的组合级联式功率转换系统复合功率控制策略研究

根据光伏电站并网要求,分析了HC-PCS拓扑结构及特点,提出HC-PCS对光伏电站有功与无功综合补偿的复合功率控制策略.该复合控制策略兼顾光伏电站的有功平滑和电压稳定需求来确定HC-PCS的输出电流参考值,对HC-PCS输出有功与无功补偿进行协调控制,同时附加变化率控制,充分利用其快速功率调节特性,并且对电池充放电进行保护.对所提出的控制策略进行了仿真验证,结果表明,基于电池储能的HC-PCS可有效改善光伏电站并网特性,有助于提高光伏电站的低电压穿越能力,并对电网提供一定的动态无功支撑.     

有源滤波器直流储能单元电压控制技术

为消除有源电力滤波器(Active Power Filters,APF)直流储能单元充电过程中的谐波和无功电流,将APFC(Ac-tive Power Factor Correction)技术引入到有源滤波器直流储能单元的电压控制中,提出了APF直流储能单元电压数字控制技术与电压控制器和电流控制器的设计方法.仿真结果表明:采用APFC能够主动消除APF充电电流中的谐波和无功电流,提高储能单元的电压稳定性和动态响应特性.     

PWM功率放大器在磁浮主轴中的应用

主要分析了ＰＷＭ功率放大器在主动型磁浮轴承（ＡｃｔｉｖｅＭａｇｎｅｔｉｃｂｅａｒｉｎｇｓ）中的应用。为了提高磁浮轴承刚度及主轴转速，要求其电流功率放大器效率高，能提供大电流，而且通频带宽。磁浮系统的负载为电感线圈，普通的线性功率放大器效率低不能满足上述要求，为此作者设计了带电流负反馈的ＰＷＭ型功率放大器。实验表明，这种功率放大器，效率高、通频带宽、线性范围大、信号失真小，从而提高了控制系统的稳定性。     

风电系统有功环流严重度概率评估

有功环流影响电网运行安全性和经济性,其发生原因有电网结构或潮流控制器参数不合理等,风电并网系统中,风电波动改变潮流分布,会增加环流分析复杂性。文章根据环流特性划分环流状态,建立基于马尔科夫链的有功环流多状态模型,通过风速历史数据计算状态转移概率矩阵,结合初始状态预测不同时刻环流概率分布;判断环流具体路径,定义环流支路占比以反映环流规模,量化环流严重程度;结合环流概率分布及其严重程度,定义有功环流严重度指标,在不同运行场景下计算该指标值,评估环流风险;以新英格兰39节点系统为例,验证所提方法的正确性和有效性。     

推力磁轴承转子系统温度场

以实心铁芯涡流损耗及线圈铜损耗为主要热源,研究了推力磁轴承转子系统的电磁场、温度场及电磁场-温度场耦合效应.给出了基于电磁场-温度场耦合的轴对称温度场有限元求解方法.研究表明,造成系统温升的主要原因是推力磁轴承实心推力盘的涡流损耗.     

混合磁悬浮轴承转子系统的模糊控制策略

针对混合磁悬浮轴承,提出一种对磁悬浮轴承转子模糊控制的策略.结合电磁绕组工作原理,采用自感式位移自检测系统代替专门的位移传感器,构成无传感器自检测磁悬浮控制系统,通过模糊PID(proportional,integral and differential)控制器对系统进行控制,并建立了控制系统的数学模型.分析模糊PID控制器整定参数的模糊规则及模糊控制原理,对系统进行了模糊仿真.仿真结果表明:采用模糊PID控制混合磁悬浮轴承系统具有响应快、抗干扰能力强的动、静态性能.