清华大学自主科研计划(20111081032) 作品数:7 被引量:65 H指数:6 相关作者: 戴兴建 张超平 李胜忠 汪勇 姜新建 更多>> 相关机构: 清华大学 中国石化 中国石油化工集团公司 更多>> 发文基金: 清华大学自主科研计划 国家科技支撑计划 更多>> 相关领域: 电气工程 石油与天然气工程 动力工程及工程热物理 更多>>
飞轮储能系统轴系本机动平衡实验研究 被引量:7 2013年 采用SB-7700型动平衡仪对400kW/10MJ飞轮储能系统轴系进行了本机动平衡,依据动平衡结果,提出了增加平衡工艺飞轮的修改设计。采用两平面方法进行本机动平衡后,飞轮储能机组达到额定3600r/min的高速稳定运行。振动测试表明,充电、放电状态振动特性有所差别,放电功率对共振区振动幅频特性有显著影响,这反映了永磁电机电磁力对同步振动的作用。 张超平 戴兴建 孟祥泳 李胜忠 范军关键词:飞轮储能 轴系 动平衡 大容量飞轮储能系统优化控制策略 被引量:25 2014年 首先分析了飞轮储能系统中双向能量变流器的基本原理,然后提出了飞轮储能系统的充放电优化控制策略,包括充电时的改进复合控制策略和放电时的综合优化弱磁控制策略,解决了应用传统控制策略所面临的局限性,并给出系统控制框图。进行了仿真研究和实验验证,结果表明,所提出的充电控制策略适合飞轮工作模式,恒转矩控制至恒功率控制切换迅速;所提出的放电控制策略能在全功率范围内稳定直流母线电压,是有效的和可行的。 刘学 姜新建 张超平 李胜忠关键词:飞轮储能 永磁同步电机 数字信号处理 充电 飞轮储能密度的理论预测与实验测试 被引量:3 2014年 飞轮储能密度是衡量转子材料结构技术水平的重要指标,分析了储能密度的计算方法和工程制约因素,提出了一种简要的工程计算方法,并应用于一文献所给出的飞轮结构的储能密度分析和校核。目前我国的实验飞轮线速度没有超过800 m/s,储能密度小于60 W·h/kg。 戴兴建 汪勇 沈祖培关键词:飞轮储能 基于有限元的金属飞轮结构设计优化 被引量:10 2015年 金属飞轮功率密度大,可靠性高,是我国推广飞轮储能技术应用的重要途径。本文综合考虑应力强度、金属疲劳、储能总量、储能密度和加工工艺,依托有限元计算优化金属飞轮设计,以应对不同工况要求。飞轮材料选用35Cr Mo A,设计储能量大于20 k W·h。频繁充放电飞轮采用4倍安全系数,具备高可靠性;高速待机飞轮以疲劳极限强度作为设计准则,平衡储能量和寿命。计算对比发现,"哑铃"形截面有利于实现轻质量大转动惯量,相同储能量下降低轴承负荷。此外,文章依托模块化设计思想,提出叠层铆合飞轮设计,评估轴孔螺孔应力集中影响。上述讨论为低速大功率金属飞轮进一步设计和量产化提供了有力参考。 汪勇 戴兴建 孙清德关键词:安全系数 500kW飞轮储能电源系统设计与实验研究 被引量:10 2014年 为满足钻机动力系统调峰运行要求,研制了一套电动功率110kW、发电功率300—500kW、储能4500Wh的飞轮储能电源系统。该系统采用合金钢高速飞轮储能、永磁同步电机实现电能充放,采用DSP控制功率器件实现电机的变频调速和发电整流。用有限元分析方法求解高速飞轮、永磁体嵌入式电机转子的强度问题。飞轮电机轴系采用永磁轴承与滚动轴承混合立式支承方式,本机动平衡后,系统平稳运行到额定转速3600r/min。飞轮储能电源系统在1800~3600~1800r/min区间充电放电循环效率为86%。 戴兴建 张超平 王善铭 姜新建 李胜忠关键词:飞轮储能 永磁同步电机 飞轮储能系统在风力发电中应用研究进展 被引量:8 2015年 风力发电可以解决能源短缺和环境污染等问题,但由于风速随机性和间歇性的特点导致风电输出电压、功率和频率存在较大波动,因此风电的大规模并网会对现有电网的稳定运行造成不利影响。飞轮储能是一种高效无污染的储能技术,而且通过合理的控制策略和控制设备可实现电网调频及短时间调峰以解决大规模风电并网带来的问题。本文主要介绍了飞轮储能在风力发电领域的应用背景、飞轮储能的结构原理和目前国内外在飞轮储能控制策略方向的研究进展。 魏鲲鹏 汪勇 戴兴建关键词:飞轮储能 风力发电 控制策略 低电压穿越 石油钻机动力系统飞轮储能调峰试验研究 被引量:16 2013年 石油钻机的起、下钻工况中的载荷具有大幅度波动特性,测试表明5 000 m机械钻机起钻工况功率波动幅度为100~800 kW,周期为120~220 s。为改善钻机动力的传动特性和降低动力功率配置,提出应用飞轮储能和调峰电机进行功率输出调峰运行新方案。根据起、下钻典型工况参数,研制了400 kW飞轮储能动力调峰系统。钻机下钻调峰运行试验结果表明,飞轮储能动力调峰系统能够快速响应载荷的变化,将柴油机在冲击载荷作用下的转速下降幅度减少50%,黑烟突增时间缩短60%。 张超平 戴兴建 苏安平 李胜忠 董少勋 范军关键词:石油钻机 飞轮储能 调峰试验