[00362370]先进发电过程清洁高效控制与集成优化研究

该项目属于能源系统工程与节能技术研究领域。清洁高效发电是应对能源危机及环境污染问题的有效途径。能量的高效转化与低碳运行是清洁高效发电过程中的重点和难点问题。该项目围绕上述问题和目标，在发电系统集成、动态特性分析、先进控制、运行优化等方面取得了系统性、原创性的理论成果，部分成果在清洁高效发电领域得到推广应用。 （一）创新了大型燃煤发电机组的降耗时空效应理论，打破原设计理念中不同单元间、子系统间能量交换与转换的流程壁垒，提出了火电厂烟气余热利用系统集成原则与广义能耗评价指标体系，构建了电厂余热利用与深度节能的理论框架。首次提出了一种集成有机朗肯循环的冷热电联供系统新结构，形成能源综合+梯级+深度利用新模式，有效提升了集成系统运行的效率和灵活性。 （二）定义了用户冷热电负荷空间的概念，解决了用户冷热电负荷在多随机因素影响下的确定性描述难题；突破传统电热平衡运行模式，综合一次能源消耗、运行成本和污染物排放指标，创新性地提出了适应多种冷热电联供系统结构的多目标运行优化策略。该成果将复杂的优化求解问题转变为针对有限空间的区域选择问题，极大地提升了优化结果的实用价值。 （三）在国际上率先提出基于有机朗肯循环深度利用低品位余热进行发电的理论基础及实现方法。首次建立了以机理分析为基础的、面向控制的有机朗肯循环余热发电过程模型，在此基础上定量分析有机朗肯循环余热发电系统能量转换效率，提出余热发电过程多变量控制策略，研究结果被作为深度利用低品位余热发电的理论基础及实现方法，受到国际同行的关注。 （四）定义了发电系统非线性度的概念，首次提出了燃煤发电机组反歩自适应非线性控制理论，构建了多变量IMC-PID整定模式；在此基础上提出了满足燃煤机组发电速率约束的负荷频率控制策略。这些具有自主知识产权的研究结果为实现清洁高效发电提供了原创性的理论基础及实现方法。 该项目发表SCI论文67篇，其中Top期刊论文30篇；研究论文SCI总引972次，SCI他引841次，总引用1808次（Scopus）；授权国家发明专利22项、软件著作权14项。该项目研究成果得到国内外知名学者的广泛关注，促进了清洁高效发电的源头创新，对中国清洁高效发电系统的自主开发起到了重要的推动作用。除理论研究成果外，部分专利获得了转化与应用，项目研究获得英国皇家学会牛顿基金资助。