可再生能源多能互补系统两阶段容量优化配置

随着“双碳”政策的持续推进,可再生能源多能互补系统成为能源领域的研究热点。为解决系统容量配置问题,以动态投资回收期、CO₂排放量和可再生能源消纳率为优化评价指标,构建了以综合性能为主、投资成本为辅的优化目标函数;提出了一种基于正交设计优选和智能算法寻优的两阶段容量优化配置方法,并以南京地区某办公楼为研究对象进行算例分析。结果表明：与最大矩形法和正交实验法相比,两阶段容量优化配置方法可以有效提高系统的综合性能,验证了该方法的优越性;通过合理配置储能装置的容量,可以平抑设备出力不稳定带来的影响,优化系统性能。此外,不同优化参数方案的对比结果表明,本文所用参数设置可为相关研究提供参考。     

多能互补清洁供热技术研究进展

提高可再生能源的应用比例一直是我国能源和气候战略中能源结构去碳化的关键组成部分.多能耦合清洁供热系统在热电联产中采用电厂背压机作为主要基础热源,多种新能源承担峰值负荷并扩充市政管网的供热能力.本文对国内外多能互补清洁采暖的研究发展进行分析,总结比较了多种典型能源匹配供热系统的数值模拟、工程应用与经济性能.通过梳理可知,...     

互补发电技术体系与发展趋势

能源和环境是当今世界面临的两大重要课题,随着国家倡导发展低碳经济,以太阳能、风能、水能、生物质能等为代表的新能源得到快速的发展。多种可再生能源互补发电是一种有效的形式,可再生能源发电量占总发电量的比重越来越大。太阳能和风能作为可再生能源中的重要组成部分,具有分布广、开发潜力大、环境影响小、可持续利用等特点。将二者进行有机的结合,使可再生能源系统的运行更加稳定和高效。风光互补发电因为其独特的优势作为互补发电技术的主流。本文简述了互补发电技术体系和互补发电技术,探讨了风光互补发电技术的现状及发展趋势。     

构建多能互补的清洁低碳能源耦合体

为进一步高效推进高耗能行业节能增效、降碳减排和可持续发展,基于新能源与石化、钢铁、煤炭等单一行业的融合一体化发展基础,通过建立绿色高效的科技体系,搭建互联互通的能源耦合互联网,打造高效协同的能源耦合体管控体系,构建面向多行业的、以“促进系统能效提升、实现工业清洁生产、确保经济可靠和引领低碳发展”为核心目标的多能互补清洁低碳能源耦合体。结合“煤炭-石化-新能源”的案例研究表明,行业间能源耦合体的构建能整体提升能源利用效率和资源利用价值,降碳效果明显。建议加快推进多能互补的清洁低碳能源耦合体构建和示范应用,同时在产业政策、技术开发等方面给予大力支持,鼓励行业(企业)之间积极探索多能耦合的可行性路径,建设能源内外循环体系,推进新旧能源转换,促进行业能效提升和绿色低碳转型。     

水风光多能互补联合运行增益分配研究

多能互补运行是电力系统发展的必然趋势,构建多利益主体间公平、合理的分配方式,是实现多能互补运行的关键.基于合作博弈理论,分析了水风光多能互补运行博弈特征,构建了水风光多能互补增益函数和电站收益函数,结合多能互补发电系统的运行特点,利用互补系数法对联合发电互补性进行评价,分析不同分配策略下联盟的增益分配值和分配策略的吸引...     

基于TRNSYS软件多能互补耦合系统的模拟分析

多能互补耦合系统是未来能源供应的主要形式,其核心在于因地制宜建立最小能耗组合不同的可再生能源,使得各种能源间优劣互补、相辅相成。本文基于TRNSYS软件对南京地区某科研楼的多能互补耦合示范项目进行模拟,得到太阳能-地源热泵-水源热泵-空气源热泵多能互补耦合系统,全天候保证科研楼的供暖和制冷需求,维持55～70℃的热水供应。系统的全年最小能耗为125 MW·h,能效比(COP)约为3。系统的总造价为31.89万元,运行约2年即可回归成本,具有良好的经济效益。     

可再生能源开发及多能互补分析——以青海为例

积极开发可再生能源是中国实现“双碳”目标的重要途径之一。该文总结了2020年中国各类电力装机容量,对比了中国与世界的电力“绿色程度”,提出了可用于模拟计算梯级水库群水电调峰能力的一种方法,给出了进行多电源互补的过程,通过对黄河上游梯级电站的模拟,获得了青海省在2030规划水平年逐月的调峰电量和电网多能互补分析结果。负荷的逐月平衡分析表明：丰水年份,风电和光伏发电产生较多弃电,而平水年、枯水年的发电能力与电网负荷需求基本匹配。典型日逐时多能互补分析表明：丰水年夏季,风电、光伏入网将导致负荷峰谷差变大,风、光产生较多弃电;枯水年冬季,水电和火电的电量与调峰能力不足,需要从外网购电,但这同时会导致弃光和弃风。青海电网应推动储能建设及其他电源的建设,秉持电网基荷电量和调峰能力建设并重,以减少网内弃电和外网购电。该文所介绍的水库群电力调节能力模拟方法和多能互补过程可用于其他电网,所得结论对青海的电源发展具有一定的参考价值。     

考虑不确定性的多能互补系统双层优化调度

为了降低新能源并网对电力系统影响,本文中提出了考虑源、荷不确定性的风光水火储多能互补系统调度方法。首先基于模糊机会约束法处理风电、光伏出力及负荷预测值的不确定性;然后建立了源荷相关度数学模型,以衡量联合发电系统出力与负荷的匹配程度;然后构建了多能互补系统双层优化调度模型,其中上层以源荷相关度最大为目标函数,下层以系统运行成本最小为目标函数;最后提出了改进的遗传算法求解双层调度模型。基于算例仿真验证了所提模型和算法的有效性,为互补发电系统提供可靠的调度方案。     

内蒙古西部超低能耗草原民居多能互补供暖系统集成配制

内蒙古西部草原民居冬季取暖以传统火炕和土暖气为主,由于供暖效果较差,无法满足居民热舒适需求。为改善供暖效果,充分利用太阳能、风能等可再生能源,通过实地调研,统计得出内蒙古西部典型草原民居最冷月室内外温度,利用数值模拟方法建立太阳能、风能等多能互补的内蒙古西部草原民居供热模型,并进行模拟验证。结果表明:多能互补供暖方式下客厅和主次卧的最冷月日平均温度均值分别提高7. 0℃、6. 2℃和7. 5℃,室内温度和热稳定性显著提高,热舒适性较好。研究结果为草原民居设计建造中充分利用太阳能、风能资源,构建多能互补供暖方式,提高室内温度和热舒适性提供了理论依据。     

基于多能互补的内蒙古西部超低能耗草原民居供暖系统综合效果评价

内蒙古西部草原民居现有供暖系统存在着能耗高、热舒适度差、环境污染严重等问题。为评价太阳能、风能及传统供暖方式组成的多能互补供暖系统的综合效果,通过实地调研,得出内蒙古西部草原民居基础模型,之后利用数值模拟方法构建传统供暖系统与多能互补供暖系统,并在典型气象条件下进行模拟计算。结果表明:多能互补供暖系统较传统供暖系统年采暖能耗需求量降低了11096.63 kW·h,年采暖能耗降低率为66.18%,非清洁能源使用量减少了2.33吨原煤;客厅和主次卧的最冷月室内日平均温度明显提高,且热稳定性更好;年运行费用降低额大于年均摊成本支出费用。研究结果为草原民居结合实地情况设计建造多能互补供暖系统提供了参考。     

基于熵权-TOPSIS的多能互补联供系统优化配置研究

基于农村居民用能需求,研究生物质能、太阳能及空气能互补的分布式供能系统的最优容量配置．选取环境、能耗与经济三方面评价指标最大值为多目标优化函数,内燃机、厌氧发酵罐、光伏系统和空气源热泵的容量为决策变量,采用改进的多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ),利用熵权-优劣解距离(TOPSIS)法求解系统最佳容量配置．多目标优化结果表明,随着种群数和繁衍次数的增多,结果越具有优势;当环境、热力和经济权重取值相同时,最优配置方案下系统的综合性能指标由优化前48.4%增至优化后53.0%,二氧化碳减排率由103.25%增至108.43%,一次能源节约率由12.74%增至32.79%,费用年值节省率由29.34%减至17.89%.     

生物质热解气化技术的研究现状及其发展

文章讨论了生物质能源概况及生物质热解气化技术目前的现状,认为大力发展生物质气化技术有着广阔的前景。     

甘肃河西地区太阳能与沼气互补供暖系统研究

以甘肃河西地区典型农宅为例,结合当地丰富的太阳能资源和完善的农业产业化体系,建立了以太阳能和沼气互补的低温热水地板辐射供暖系统.针对太阳能应用的间歇性,提出了以沼气作为辅助热源,以应对极端恶劣天气下用户供暖的可靠性问题.该系统的适用性分析表明,太阳能与沼气作为互补热源可较好地解决该地区全天候供暖的问题,具有良好的经济性和环境效益,是改善当地人居环境的有效途径,有一定的应用推广价值.     

西藏阿里地区水光互补能源利用模式探讨

根据西藏阿里地区各类能源资源开发利用条件和系统用电需求,研究可能的能源电力供应方案;通过对各方案在满足电力系统需求、运行维护、环境保护及经济性等方面的综合比较,提出调节水库电站+光伏互补运行的清洁能源利用模式,并对该地区水光互补系统的构成、发电特性、运行效果等方面进行分析,结果表明该模式利用调节水库电站与光伏双向互补发电特性有利于并网光伏电能消纳及电网安全稳定运行。     

新能源供电多能互补发电系统设计

为了克服单一新能源发电具有转换效率不足、电能输出不稳定和新能源利用率较低等缺点,设计一款以风能、太阳能和海洋能等多能融合实时互补的发电系统,包括互补发电能源转换装置的设计、斩波电路、电能储能电路的设计和基于MATLAB(SIMULINK)的系统仿真验证。主要研究能源获取后进行的DC-DC斩波技术和充电技术。结果表明互补电能变换电路能够获取稳定的直流电压;直流母线通过逆变电路可以为后续的交流负载供电,同时可以通过充电电路给蓄电池供电,蓄电池采用分组管理的方式解决了过量充放电的问题并降低了充放电次数,蓄电池可以通过逆变为交流负载供电或者直接为直流负责供电,整个蓄电池储电部分达到了电能缓冲的目的。设计的新能源供电多能互补发电系统很好地解决了单一发电系统存在的问题,并给出了系统实现的完整方案,经过仿真验证系统能够实现新能源多能互补的发电目的,为新能源的有效利用提供了一个可行的途径。     

一种新型蒸汽恒压抽水压缩空气储能系统及其热力学分析

针对原有抽水压缩空气储能系统的变工况特性,在本团队现有抽水压缩空气储能系统研究的基础上,提出了一种新型蒸汽恒压抽水压缩空气储能系统。该系统利用蒸汽凝结过程释放的潜热与显热,实现了释能过程的恒压运行,同时蒸汽凝结后参与做功,提高了系统的容量和储能密度。基于热力学第二定律对该系统的性能进行分析,重点研究了系统总效率和能量密度随各参数的变化规律,以及系统各部分设备的■损失。结果表明:随着预置压力的增加,系统的能量密度逐渐增加,但总效率逐渐降低;随着单个罐体的体积逐渐增加,系统的总效率和能量密度先后出现极小值和极大值;蒸汽发生器和水气共容舱的■损失占比最高。     

可再生能源分布式发电系统能量互补控制的研究

为了解决可再生能源分布式发电系统的稳定性问题,在系统中加入了储能设备,使总线电压得到了平滑.介绍了可再生能源分布式发电系统的能量互补控制原理,并建立了能源分布式发电系统的数学模型.采用直接转矩控制算法对系统的能量互补控制过程进行了仿真实验,在系统的风机模拟器和飞轮上的仿真与实验结果表明当直流总线电压低于300V时,飞轮转速迅速下降,飞轮释放能量,系统维持稳定;当直流总线电压高于300V时,飞轮转速上升,飞轮存储能量,系统维持稳定.     

压缩空气储能储气装置发展现状与储能特性分析

压缩空气储能系统是大规模电力储能技术研发的热点,储气装置是其重要部件之一。综述了储气装置的发展及应用现状,包括储气装置的分类、不同类型储气装置的技术特点及应用情况,并详细分析了储气装置的储能特性。研究为储气装置的设计选型提供理论参考。