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为能源系统分散生产绿色氢气
摘要：Power-to-X 工艺将可再生能源转化为可储存的液体或气体，被认为是实现能源系统脱碳和补偿可再生能源发电波动性的关键方法之一。在此背景下，人们正在讨论和测试生产“绿色”氢和氢基衍生物，将其作为能源密集型工业部门的可能解决方案。鉴于电力和天然气价格持续大幅上涨，以及生产系统对可持续能源供应的需求，在考虑氢的可能利用途径时，还应考虑非能源密集型企业。这项工作重点关注以下三种利用途径：“氢作为可重新转化为电能的储能系统”、“公司车辆的氢移动性”和“直接使用氢”。对这三条路径进行了开发、建模、模拟，并随后在经济和环境可行性方面进行了评估。为测试设置了不同的光伏系统配置，标称功率范围从 300 kW p 到 1000 kW p 。每个系统都配备一个输出功率在 200 kW 至 700 kW 之间的电解器和一个输出功率在 5 kW 至 75 kW 之间的燃料电池。在这些基本配置中，还有与电池存储系统相关的其他变体。此外，对于每种光伏系统规模，都会模拟一个不带电池存储和氢技术的参考变体。这意味着最终每条使用路径都有 16 种变体需要模拟。结果表明，在具有合适能源系统设计的变体中，这些使用路径在成本方面已经构成了化石燃料的合理替代方案。对于“氢作为能源存储系统”路径，使用 750 kW p 光伏系统可以实现 43 至 79 ct/kWh 之间的电力生产成本。“氢能流动性”的成本为 12 至 15 ct/km，而“直接使用氢气”路径的成本为 8.2 欧元/千克。通过用现场生产的可再生能源取代德国的电力结构或用氢替代化石燃料，这三种途径都实现了环境效益。结果证实，在制造企业中使用氢作为存储介质在经济和环境上都是可行的。这些结果也为进一步的研究奠定了基础，例如，在涉及多种利用途径组合的场景中，氢技术的详细运营策略。这项工作还介绍了本项目开发的基于模拟的方法，该方法可以转移到进一步研究中的类似应用中。
17020E再生电池组测试系统...
最大电流720a（可平行）720a（可平行）720a（可平行）400A（可平行）400A（可平行）200A（可平行）200A（可平行）400A（平行）充电/电流电压范围0V〜60V〜60V〜60VDC 0V 〜60V〜60V〜60V〜60V〜60V〜60V〜60V〜60V〜60V〜60V〜60V〜100V〜100V〜100v〜100V〜100V〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜 0V〜200VDC最大电流180A 180A 360A 100A 100A 100A 100A 100A最大功率10kW 10kW 20kW 10kW 10kW 10kW 10kW 10kW 10kW 10kW CC模式精度0.1％STG+0.05％F.S。电流分辨率10mA 10mA 10mA 5mA 5mA 15mA 15mA CV模式精度0.1％STG+0.05％F.S.电压分辨率2MV 2MV 2MV 3MV 3MV 3MV 3MV 3MV CP模式精度0.2％STG。+0.1％F.S.功率分辨率0.3W 0.3W 0.3W 0.5W 0.5W 1.5W 1.5W 1.5W测量电压范围0V〜60VDC 0V 〜60VDC 0V〜60VDC 0V〜60V〜100VDC 0V〜100V〜100V〜100VDC 0V〜200VDC 0VDC 0V 〜200VDC 〜200VDC电压准确性0.02％02％02％rdg。+0.02％RDG。+0.02％RD。电压分辨率2MV 2MV 2MV 3MV 3MV 3MV 3MV电流范围72A/180A 72A/180A/180A 144A/360A 36A/100A 36A/100A 36A/100A 36A/100A 36A/100A 36A/100A电流准确度0.05％RDG。+0.05％RNG。电流分辨率10mA 10mA 10mA 5mA 5mA 3mA 3mA功率范围10kW 10kW 20kW 10kW 10kW 10kW 10kW 10kW功率精度0.07％RDG。+0.07％RNG。Power resolution 0.3W 0.3W 0.3W 0.3W 0.3W 0.3W 0.3W Temperature Coefficient Voltage/Current 50ppm/˚C Other Protection OVP, UVP, OCP, OQP, OTP, ODVP, UDVP, ODCP, UDCP Efficiency (Typical) 85% Interface Ethernet Operating Temperature 0˚C~40˚C & 0~90RH% Humidity -40˚C~85˚C (Storage) AC input 3 Φ 200~220Vac ± 10% VLL/3 Φ 380~400Vac ± 10% VLL/ 47~63Hz for input AC power Safety & EMC N/A Dimension 1826mm x 600mm x 1100mm (H x W x D) Weight (master/slave) 260/250 kg 390/380 kg 260/250 kg 260/250 kg 390/380 kg 260/250 kg 390/380 kg
基于 FPGA 的安全相关 PRM 系统的认证
基于 FPGA 的安全相关 PRM 系统的资质认证 Tadashi Miyazaki、Naotaka Oda、Yasushi Goto、Toshifumi Hayashi 东芝公司，日本横滨 摘要。东芝开发了基于不可重写 (NRW) 现场可编程门阵列 (FPGA) 的安全相关仪器和控制 (I&C) 系统。考虑到应用于安全相关系统，东芝基于 FPGA 的系统采用了一旦制造后就无法更改的非易失性和不可重写的 FPGA。FPGA 是一种仅由基本逻辑电路组成的设备，FPGA 执行通过连接 FPGA 内部的基本逻辑电路配置的定义处理。基于 FPGA 的系统解决了由模拟电路操作的传统系统（基于模拟的系统）和由中央处理单元操作的系统（基于 CPU 的系统）中存在的问题。应用 FPGA 的优势在于可以保持产品的长寿命供应、提高可测试性 (验证) 并减少模拟系统中可能出现的漂移。东芝此次开发的系统是功率范围中子监测器 (PRM)。东芝计划今后将这种开发流程应用到其他安全相关系统（如 RPS），从而扩大基于 FPGA 的技术的应用范围。东芝为基于 NRW-FPGA 的安全相关 I&C 系统开发了一种特殊的设计流程。该设计流程解决了多年来关于核安全应用数字系统的可测试性问题。因此，东芝基于 NRW-FPGA 的安全相关 I&C 系统具有成为核安全应用数字系统标准的巨大优势。1. 引言核电站的 I&C 系统最初是基于模拟的。1980 和 90 年代开发了基于计算机的 I&C 系统。尤其是先进沸水反应堆 (ABWR) 中使用的系统，是世界上第一个沸水反应堆全数字化仪控系统。与老式模拟系统相比，计算机仪控系统具有许多优势。计算机仪控系统没有漂移问题，而漂移问题曾困扰过模拟系统的维护人员。计算机仪控系统具有许多先进功能，包括一些自动功能，这是任何模拟系统都无法提供的。计算机仪控系统的这些先进功能一直有助于核电站的安全运行。由于计算机仪控系统与安全相关，因此法规和标准要求它们进行验证和确认。然而，丰富的功能和由此产生的软件复杂性使得计算机仪控系统的验证和确认既耗时又昂贵。此外，计算机系统使用半导体工业生产的微处理器，与核工业相比，其产品生命周期较短。大多数微处理器可能在几年内就过时了。FPGA 于 1990 年在半导体行业中得到发展。与普通半导体器件或专用集成电路 (ASIC) 不同，FPGA 中的电路可以在从半导体工厂发货后确定或编程。因此，它适用于核工业等小批量应用。由于 FPGA 是一种半导体器件，其功能由嵌入在器件中的电路决定，因此 FPGA 无需操作系统 (OS) 或基于计算机的 I&C 系统所必需的复杂应用程序即可运行。一般而言，基于 FPGA 的 I&C 系统比基于计算机的 I&C 系统更简单，这使得 V&V 工作更简单且更经济实惠。
基于 FPGA 的安全相关 PRM 系统的认证
基于 FPGA 的安全相关 PRM 系统的认证 Tadashi Miyazaki、Naotaka Oda、Yasushi Goto、Toshifumi Hayashi 东芝公司，日本横滨 摘要。东芝开发了基于不可重写 (NRW) 现场可编程门阵列 (FPGA) 的安全相关仪器和控制 (I&C) 系统。考虑到应用于安全相关系统，东芝基于 FPGA 的系统采用了一旦制造就无法更改的非易失性和不可重写的 FPGA。FPGA 是一种仅由基本逻辑电路组成的设备，FPGA 执行通过连接 FPGA 内部的基本逻辑电路配置的定义处理。基于 FPGA 的系统解决了传统模拟电路系统（模拟系统）和中央处理器系统（CPU 系统）中存在的问题。应用 FPGA 的优势在于可以保持产品的长寿命供应、提高可测试性（验证）以及减少模拟系统中可能出现的漂移。东芝此次开发的系统是功率范围中子监测器 (PRM)。东芝计划从现在开始将这一开发流程应用于其他安全相关系统（如 RPS），从而扩大基于 FPGA 的技术的应用范围。东芝为基于 NRW-FPGA 的安全相关 I&C 系统开发了一种特殊的设计流程。该设计流程解决了多年来关于核安全应用数字系统可测试性的问题。因此，基于东芝 NRW-FPGA 的安全相关 I&C 系统具有成为核安全应用数字系统标准的巨大优势。1.简介 核电站 I&C 系统最初是基于模拟的。1980 和 90 年代开发了基于计算机的 I&C 系统。特别是，先进沸水反应堆 (ABWR) 中使用的系统是世界上第一个用于沸水反应堆的全数字 I&C 系统。与旧的基于模拟的系统相比，基于计算机的 I&C 系统具有许多优势。基于计算机的 I&C 系统没有漂移问题，这些问题困扰了基于模拟的系统维护人员。基于计算机的 I&C 系统具有许多高级功能，包括一些自动功能，这是任何基于模拟的系统都无法提供的。基于计算机的 I&C 系统的这些高级功能一直有助于核电站的安全运行。由于基于计算机的 I&C 系统与安全相关，因此它们需要遵守法规和标准的 V&V。然而，丰富的功能和由此产生的软件复杂性使基于计算机的 I&C 系统的 V&V 既耗时又昂贵。此外，基于计算机的系统使用半导体工业生产的微处理器，与核工业相比，其产品生命周期更短。大多数微处理器可能在几年内就过时了。FPGA 在半导体工业中发展到 1990 年。与普通半导体器件或专用集成电路 (ASIC) 不同，FPGA 中的电路可以在从半导体代工厂发货后确定或编程。因此，它适用于核工业等小批量应用。因为 FPGA 是一种半导体器件，其功能由嵌入在器件中的电路决定，所以 FPGA 不需要基于计算机的 I&C 系统所必需的操作系统 (OS) 或复杂应用程序即可运行。一般而言，基于 FPGA 的 I&C 系统比基于计算机的 I&C 系统更简单，这使得 V&V 工作更简单且更经济实惠。