含高比重可再生能源电力系统功率波动性平抑策略的探讨

含高比重可再生能源电力系统的功率波动性给电网的安全可靠运行带来了巨大挑战,采有何种方法平抑可再生能源发电的功率波动性,保证电网的安全经济运行已成为世界各国研究的重点.本文在对以风能和太阳能为主的可再生能源发电功率波动性、高耗能负荷的调节特性、以及天然气和石油管网特性进行详细调研的基础上,提出了平抑含高比重可再生能源电力系统功率波动性的总体思路.结合我国能源资源发展和负荷分布的特点,提出通过转移中东部地区的高耗能负荷至可再生能源发电集中开发的西北部地区,并开发高耗能负荷潜在的功率调节能力,实现大规模可再生能源发电的部分就地消纳和波动性在电网送端的平抑.提出在可再生能源分布式利用的电网受端,利用天然气管网和石油管网与电网混合运行,构建家庭和商业混合用能系统,实现分布式可再生能源发电功率波动性在电网受端的平抑.在此基础上,论文详细阐述了在电网送端平抑可再生能源集中发电功率波动性的原理以及在配网侧平抑可再生能源分布式发电功率波动性的原理,并评估了两种方式平抑可再生能源功率波动性的潜力.     

分布式能源网络系统的探索与实践

随着人类社会的不断进步和发展,人们对能源品质和数量的需求日益提高.长期以来,在中国能源结构中,以煤和石油为代表的化石能源占比过高,导致区域环境问题不断恶化,可再生能源利用与分布式能源普及应用是解决这一问题的重要手段之一.通过对国外分布式能源和微网的发展趋势,以及对国内分布式能源发展现状和面临的困境进行分析,提出基于可再生能源和天然气融合的分布式能源网络将成为分布式能源的重要发展方向之一.本文给出分布式能源网络的定义和特征,并以中德生态园和河北廊坊分布式能源网络为例,介绍两个典型的分布式能源网络项目,包括物理网络结构、系统结构和实施方法与效果.最后提出分布式能源网络系统的未来发展方向将是能源互联网,并总结出以能源互联网为代表的未来能源体系的基本特征.     

封面说明

<正>随着城市人口不断增长,能源与环境的矛盾开始制约生态文明的发展,分布式能源网络为解决这一矛盾提供了崭新的视角与方向.构建多能互补、开放共享的分布式能源网络系统,需要相应的科学理论支撑,特别是建立针对能源全生命周期的系统能效理论及其技术体系,指导如何构建信息与能量融合的分布式智能能源网络.甘中学课题组提出分布式能源网络基本定义、技术架构和主要特征,并总结出分布式能源网络     

能进行光合作用的电池

进入21世纪,随着石油、煤炭、天然气等化石能源的日益枯竭,以及全球变暖和环境污染日趋严重,开发可再生低污染的绿色能源已成为当务之急。为此,科学家开发出了一种神奇的能像植物那样进行光合作用的太阳能电池。     

美国可再生能源瞰视与展望

在美国,可再生能源已发展成为年产值180亿美元的重要能源行业,占全美能源产量的10%,已超过核电动力和净煤动力。能源部预测,到本世纪末,可再生能源在现有基础上翻一番是不成问题的,到2010年可达到80%。多数可再生电力已经或很快能和石油,天然气及煤电进行价格竞争,现行价格比核电低许多。尽管在里根执政期间再生能源开发经费削减了90%,太阳能及风能技术仍使它们各自的成本降低了25%左右。     

氢燃料燃气轮机与大规模氢能发电

清洁可再生氢能源的利用被视为CO₂减排的一个重要途径，受到世界各国的高度重视。从电能到氢能再到电能的高效转换是氢能利用的核心技术之一。产业上大规模高效氢能到电能的转换技术需要100 MW以上的功率，而依靠目前的燃料电池技术难以满足。氢燃料燃气轮机可以实现大规模氢能到电能的转换，且转化效率会随着功率的提高而提高，将是一种重要的氢能发电技术。文章对氢燃料燃气轮机的性能特点、各国研究动态、机种类型和特点、输出功率和热效率、氨燃气轮机等进行了介绍，同时提出利用氢燃料燃气轮机实现从水到水循环的氢能利用系统的设想。     

“源-网-荷-储”式异质能流复合供能系统的研究现状及发展趋势

发展新一代“源-网-荷-储”式异质能流复合供能系统是能源行业高质量发展和提高可再生能源消纳水平的必然需求,加快其发展对构建多能互补、灵活、智慧的能源系统具有重要意义.目前,我国能源系统转型与升级进程加快,能源系统多能流交织、多品位分布、多时空尺度等特征愈发突出,给能源的高效利用带来新的理论和技术挑战.为实现异质能流系统的协同发展,还需要突破单一能流系统能量转换分析的局限,从能质、能量品位的角度,解释不同能源系统间的耦合逻辑并指导能源结构优化和能量管控,解决异质能流多尺度协同响应难等问题.因此,本文以“源-网-荷-储”式异质能流复合供能系统的构成和特征为切入,明晰了异质能流系统基础架构及各层间的关系,阐明了按质用能思想和能量品位相匹配对构建高效能量梯级利用系统、实现能量有序按需转化的重要性,总结了异质能流系统动态响应特性与协同调控、结构优化和能量管控等研究现状和挑战,并对未来能源系统的发展提出了一些建议.     

纵览世界最大的可再生能源项目

为了解世界各国在可再生能源领域中取得的成绩，本刊《环境与生态》栏目的“世界上十个最大的可再生能源项目”一文介绍了一些国家的成功经验。从风能、波能、太阳能。再到垃圾能，关注一下现有的这些绿色环保项目是如何大规模利用可再生能源发电的——在充分利用现有资源的同时，对促进环保事业也大有裨益。以下是部分正在运营的可再生能源项目的介绍。     

在屋顶上建个"发电厂"

可再生能源我们知道,目前世界上的能源主要是矿物燃料,包括石油、煤炭、天然气等等。这些矿物燃料是地球经历了亿万年的演变而逐渐形成的,可是人类只用了短短的几个世纪就将把它们彻底消耗殆尽。因为这种矿物资源是不可再生的,开采一点就少一点。当它们被全部开采完后,人类将怎么办呢?与这些矿物燃料能源不同的是,太阳光能、风能、水能、潮汐能、地热能等会不断地产生,不会越用越少,因此人们把它们称作可再生能源。这些可再生能源不仅取之不尽、用之不竭,而且使用它们不会产生大量废弃污染和温室效应,对我们的生态环境不会形成负面影响,所以…     

氢能：新能源中的一颗明珠

能源是指能够提供能量的物质，它是社会经济发展的物质动力，目前人类在技术上比较成熟的常规能源有煤炭、石油、天然气和水能等。然而这些能源大多数储量有限，因此各国都在开发新能源，尤其是可再生能源，即能够不断再生和得到补充的能源，如氢能等。     

Study on Technologies of Hydrogen Production and Hydrogen Power System Based on Renewable Energy

Integrating the hydrogen production technologies from renewable energy with the advanced distributed hydrogen power systems has being become an important development trend of energy science and technology in the twenty-first century, since it may satisfactorily solve such problems met in the utilization of renewable energy as low density, instability, discontinuity and changing with time, season and climate. In this paper, the status and prospect of studies on hydrogen production theories and technologies from renewable energy especially the photocatalytic water splitting and the thermochemical catalytic gasification of biomass in supercritical water are commented on, and some new suggestions to build up novel hydrogen energy power system based on renewable energy are put forward.     

吸收式化学蓄能的研究综述

吸收式化学蓄能是一种具有蓄能密度高、热损失小的热能储存技术, 在太阳能等可再生能 源的有效利用、工业余热及冷热电联供系统的余热等中低品位能源利用领域具有良好的应用前 景. 介绍了吸收式化学蓄能技术的基本原理和特点, 归纳和总结了国内外对吸收式化学蓄能在工 质对遴选、系统和循环研究及样机研发等方面的研究现状和进展, 并提出了此项技术需要进一步 研究和解决的关键技术问题.     

生物质能的利用现况及展望

生物质能是一种储存于生物质内的能源,是一种清洁、可持续发展、且资源丰富的可再生能源。生物质能在使用过程中产生的CO2量与植物生长过程中吸收的CO2量相近,同时植物自身还起到保护和改善生态环境的重要作用。因而在能源紧迫和力求减少温室气体的今天,其开发利用备受全球各国重视,发展前景宽广。本文着重介绍其利用技术、现况和前景。     

浅谈供电系统电能计量工作

文章分别对供电系统电能计量工作在我国和国外发展情况的分析,指出电能计量工作的开展符合我国节能减排的国情,并对如何开展电能计量工作提出了建议。     

二氧化碳电化学还原概述

在过去的几十年里,二氧化碳(CO_2)电化学还原技术的迅猛发展越来越引起国际国内的广泛关注。此技术可以利用太阳能、风能、潮汐能等可再生能源及核电/水电的弃电,将温室气体CO_2还原为低碳燃料和有经济价值的化学品。这一技术可以促进废弃物(气体)利用以实现能源储存与转换,变废为宝,被认为是一种绿色环保、有发展潜力的CO_2处置方法。使用的催化剂和电解质不同,CO_2电化学还原过程给出的产物也不尽相同。本文概述了CO_2电化学还原的原理以及催化剂、电解质和反应器的发展现状。     

世界煤地下气化的快速发展

由于世界油气资源的涨价和环境问题的严重,促使人们对一级能源的重新选择。与核能、水能和其他可再生能源相比,煤地下气化（UCG）是最好的选择。目前,澳大利亚、英国、南非都有快速的发展,煤地下气化技术已包括UCG IGCC CCS,UCG AFC CCS,UCG GTL CCS等的新方向,真正意义上地实现减排的效果。事实证明UCG的成本低廉,效率高、环境友好。尤其英国正在建由UCG供氢氧的300MW燃料电池,并通过燃料电池（AFC）发电的电站,可以达到零排放。所以,煤地下气化是解决确保国家的能源安全、CO2减排和环境污染、以及采煤矿工人身安全的一把金钥匙。因此,UCG应当是中国一级能源发展的主要方向。     

汽轮机异常振动的分析和治理

在汽轮机组的多种故障中,汽轮机组的异常振动可以算是较为复杂的故障之一。文章针对神华陕西国华锦界能源有限责任公司#1机组汽轮机振动偏大的问题,分析了火电厂汽轮机异常振动的原因,结合生产现场提出并总结了处理措施,供同仁借鉴。     

Ten years of microalgal biofuels in environmental applications

Over the past ten years,microalgae have been investigated as promising sources of renewable energy to replace the diminishing supply of fossil fuels and mitigate the environmental pollution caused by use of fossil fuels.In addition to providing oil-based biofuels,the use of microalgae can potentially reduce environmental pollution because algae can use industrial byproducts(CO_2,NOx,wastewater,and others)as nutrition sources.However,our previous study showed that the unacceptably high cost of biofuels production,especially culturing microalgae,remains the biggest obstacle hindering the large-scale implementation of microalgae biofuels.Therefore,future efforts will likely emphasize biotechnological approaches to improve the economic feasibility of algal biofuel production.This review summarizes the progress made over the last decade in environmental applications of microalgae,combined with data on CO_2 capture,NOx biotransformation,wastewater treatment,and synergistic applications,and discusses future prospects.     

浅谈可再生能源的利用

文章从太阳能、地源热泵、生物质量、水能及风能进行论述，说明实现建筑节能要从节约能源与开发和利用能源入手，以实现可再生能源在建筑中的应用。     

浅谈建筑中的节能

文章从建筑供暖燃用大量煤炭等矿物能源。使周围的自然与生态环境不断恶化。阐述了面对如此严峻的能源形势，国家的能源政策还是节能和新能源开发、再生能源利用并重。