NETL的研究正在对下一代电力系统进行建模，如上图所示的NETL支持的超临界转换电力试点工厂，以减轻当前技术面临的挑战。

NETL的研究人员正在努力克服与超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide，sCO2)电力循环相关的关键挑战，这将有助于推进下一代电力系统，例如NETL支持的超临界转换电力(Supercritical Transformational Electric Power ,STEP)试点工厂，这可能有助于实现脱碳能源的未来。

NETL的Eric Liese表示:“与蒸汽相比，使用二氧化碳作为动力循环的工作流体具有许多潜在的优势，包括效率更高、维护更少、设备更紧凑、成本更低。”“由于循环的一部分在流体临界状态附近运行，因此需要控制策略来防止流动不稳定。当功率斜坡率增加时尤其如此。电力周期越快地达到所需的电力设定值，它的价值就越大，因为它可以更好地满足可变的电网需求。我们的研究表明，NETL控制策略可以解决这一挑战，为sCO2工厂和STEP等测试设施提供可行的解决方案，以解决现实问题。”

Liese和他的同事使用基于STEP项目的动态模型研究了sCO2循环日益快速的功率斜坡的操作控制方案。研究小组发现，随着斜坡速率的增加，流动条件的变化也会加剧。这一现象已经在其他文献中被注意到，无论是模型还是实验。sCO2流量的过度变化将导致不可接受的电力输送和可能的系统关闭。

Liese和他的同事们提出了两种控制方案来缓解这些流量变化，并比较了它们在功率斜坡操作中的性能。他们的研究结果发表在《应用能源》杂志上，题为“缓解超临界CO2再压缩封闭布雷顿循环中流动振荡的控制方法”。

“我们开发了两种控制方法，”Liese说。“这两种选择都缓解了流量变化问题，并在每分钟7.5%的全功率斜坡速率下实现了接近的功率设定值。”

这一成就是NETL在战略系统分析和工程理事会下进行的重要研究的另一个例子，该研究有助于优化先进能源系统，推进技术验证和部署。

STEP项目的任务是设计、建造和运行一个10兆瓦的中试规模设施，使用间接燃烧的sCO2动力循环，在一系列运行条件下演示组件性能和循环可操作性，并展示朝着降低电力成本的方向发展。STEP设施将为工业界和政府提供一个机会，共同开发和成熟试验规模的技术，以促进商业化。

NETL是美国能源部的国家实验室，致力于推动创新，为环境可持续发展和繁荣的能源未来提供技术解决方案。通过利用其世界一流的人才和研究设施，NETL确保负担得起，丰富和可靠的能源，推动强劲的经济和国家安全，同时开发技术来管理碳在整个生命周期，使所有美国人的环境可持续性。

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