弃风限电对中国风力发电的环境效益的影响研究——以呼和浩特为例

通过清单分析,对风电场的生命周期能源需求及温室气体(GHG)排放进行了研究。在此基础上,根据内蒙古呼和浩特某风电场的风速及弃风数据对风电场上网电量进行了模拟计算,并对比了弃风与不弃风情景下风电的能源回报比与GHG排放强度。结果表明：风电机组生产阶段对能源需求及温室气体排放贡献最大;弃置阶段因材料回收,有一定节能减排效果。在内蒙古风电的GHG排放强度不到火电的1%。对于一个2MW的风电机组,弃风限电会导致发电系统整体GHG排放在一个生命周期碳排放比不弃风的情景增加2.3万吨CO2e。因此在进行各区域风电建设规划时应当将其作为风力资源的一个校正因素纳入考虑。     

微藻生物柴油全生命周期分析

以传统柴油为比较基准,采用生命周期评价的方法分析了微藻生物柴油的生命周期化石能耗、石油能耗和温室气体(Greenhouse Gas Emissions,GHG)排放.结果表明:微藻生物柴油生命周期上游阶段的化石能耗比传统柴油的高,石油能耗和温室气体排放较低;微藻生长阶段是化石能耗强度最集中的过程(如大量肥料的使用和电力等过程燃料的投入),其次为油脂提取阶段;使用微藻生物柴油(M-BD100)可减少石油资源消耗和降低温室气体排放;在现有条件下,微藻生物柴油掺混20%(体积比)的传统柴油可降低生命周期化石能耗和温室气体排放.     

适用于可持续认证的生物质能温室气体排放核算方法

 能源领域可持续认证标准要有温室气体（greenhouse gas，GHG）排放核算方法作为支撑。中国尚未开发适用于生物质能可持续认证的GHG排放核算方法。本文梳理了GHG排放核算的一般方法，基于国外生物质能可持续政策要求与认证标准的相关方法学，识别出核算方法的关键要素。在对中国研究层面生物质能生命周期GHG排放核算不同认识进行梳理和讨论的基础上，提出了适合于中国可持续认证的核算方法的建议。     

基于LEAP模型的城市能源规划与CO_2减排研究——以景德镇为例

未来城市能源供给面临巨大的压力,同时温室气体减排也成为经济发展的一项硬约束.为探索节能减排和低碳发展背景下城市的能源需求和CO2排放变化,本文基于LEAP(Longrange Energy Alternatives Planning System)模型框架,建立起针对基准情景和节能低碳情景的能源消费和CO2排放的预测技术.以景德镇市为例,利用建立的LEAP模型预测两种情景下能源需求和CO2排放变化.结果表明,节能低碳情景下2020年景德镇市能源需求和CO2排放增速显著减缓,其中能源需求相比基准情景将降低27%,单位产值CO2排放则降低37%.     

四川省农业温室气体排放清单核算

随着气候问题日益严峻,温室气体（GHG）排放清单编制已经成为温室气体研究的一项重要的基础工作。本文根据《2006年IPCC温室气体排放清单指南》的基本方法,核算了四川省农林和其他土地利用部门温室气体排放清单,其主要统计CO2、N2O和CH4三种温室气体。     

北京市污水处理系统温室气体排放及未来预测

污水处理系统作为重要的温室气体排放源，其低碳运行受到国内外学者广泛关注。该文基于北京市污水处理流程，构建了污水处理系统温室气体排放核算体系，对2010—2020年全市污水处理系统的温室气体排放规模进行核算，并预测了2035年不同情景下的温室气体排放特征。结果表明：2010—2020年北京市污水处理系统排放的温室气体总量明显上升，年均增幅达6.03%;污水处理是温室气体排放最多的环节，其直接和间接排放的温室气体总量占整个系统的51.27%;不同处理标准和处理工艺的排放强度差异明显，北京地方标准的排放强度大于国家标准，处理能力较高的膜生物反应器(MBR)工艺排放强度是目前普遍使用的厌氧-缺氧-好氧(AAO)工艺的1.77倍；在基准情景、高标准出水情景、低碳排放情景下，2035年北京市污水处理系统的温室气体排放量均会增加，其中低碳情景的增幅最小，但投资和占地面积分别需要多增加49.95亿元和192万m²。基于该研究结果，从源头、过程和终端3个方面提出了相应温室气体减排建议。     

促进风电消纳的源-荷联合优化调度

针对我国弃风问题,将光热电站与风电联合运行,利用其出力的互补性以及储热装置的可调度性应对风电出力的波动性、反调峰性,平滑风电出力以及净负荷曲线,降低火电机组调峰的成本,提高风电利用率。但此方法受到储热装置容量的限制以及机组最小出力和旋转备用的约束,对弃风情况改善有限,因此在需求侧引入需求响应措施与光热-风电系统配合。以系统发电运行成本、弃风惩罚费用和需求响应成本为目标函数,考虑各种约束条件,建立了需求响应与光热-风电系统联合优化的两阶段调度模型,源荷侧配合促进风电最大化的消纳。设置4种情景进行算例分析,通过算例分析验证源荷联合优化策略的有效性。     

芜湖市金桂全生命周期的碳足迹分析

为研究乔木生长发育过程中温室气体排放等对城市环境造成的负面影响,本研究以芜湖市金桂树(Osmanthus fragrans var.thunbergii)为对象,运用混合生命周期评价技术核算其生命周期各阶段中的碳足迹。结果显示:CO_2是乔木生命周期排放的主要温室气体,占比达98.5%。随着日常管理维护频率的增强,碳足迹不断升高。机械燃油是直接碳排放的主要贡献者。外界经济系统的物质能源投入造成的间接温室气体排放比直接排放高出53.14%。本研究结果将为城市金桂树的管理方式提供决策支持,并为日后同类树种的管理提供数据与理论参考。     

污水处理厂温室气体排放评估

大气中温室气体(GHG)浓度的上升导致全球气候变化,其中,污水处理厂GHG的排放不容忽视。我国污水处理厂的数量及处理能力逐年攀升,针对污水处理厂GHG排放的研究具有重要意义。该文将污水处理厂GHG排放源划分为直接排放部分、能耗部分、物耗部分及其他部分,提出每部分相应的GHG排放折算因子,构建了相应的评价体系,以指导污水处理厂的低碳运行。利用该评价体系评估了北方一座污水处理厂的全厂GHG排放特征和机制,并对沼气回收前后的排放情况进行比较。结果表明,该厂CO2排放量为5.68×105 kg/d。其中直接排放占排放总量的60%以上;通过沼气产能回收可大量降低GHG排放。     

考虑风电机组旋转备用的风电系统备用容量计算

文章提出变速风电机组旋转备用概念和实现算法,设置风电场出力上限,利用风电机组出力可控性,实现风电场间互补备用,减少常规机组提供的备用容量。采用 K-均值聚类算法对风电场历史数据进行聚类分析,分析风电场功率预测偏差引起的风电系统备用需求的概率分布。设定电网安全运行置信度,计算常规机组所需提供的备用容量值。结果证明,风电机组旋转备用和良好的风场风资源互补性可以减少常规机组所需提供的旋转备用容量,多风场聚合为一个等值风场,可以减少调度出力给定值。     

污水处理过程的多目标优化

为了在保证污水处理厂出水质量达标、控制日常运营成本的同时尽量减少温室气体(GHG)的排放,将温室气体的排放纳入了污水处理的性能评价范畴,并与出水质量(EQI)、操作成本指数(OCI)等传统性能评价指标构成了污水处理过程的多目标优化问题。为研究此性能指标的多目标优化问题,构建了简化的污水处理仿真平台BSM2-e,此平台包括初沉池、活性污泥反应器、二次澄清池和浓缩单元。针对多目标优化问题的求解,采用多目标进化算法NSGA-II对该算法的精英选择策略做了改进,算法在拥挤距离选择的基础上增加了筛选步骤,以改善算法的分布性,将该算法应用于BSM2-e多目标优化问题,取得了较好的仿真结果。优化结果表明,GHG排放指标与EQI有冲突,提高出水质量可增加温室气体的排放,而GHG排放指标与OCI无冲突,在不增加操作成本的情况下可有效降低温室气体的排放。     

含风电系统大规模长时间机组组合分解模型

针对传统机组组合忽略模型优化、仅从优化数学求解算法的角度加快求解速度的问题,提出了基于数学优化和模型优化的机组组合分解模型,以加快含风电的机组组合的求解速度,并采用弃风密度曲线来评估系统的弃风状况。该模型通过将传统机组组合求解空间分解为由离散变量决定的离散空间,结合机组组合问题的实际物理特点,剔除不具有实际意义的求解区域,以加快求解速度。弃风密度曲线可以通过系统弃风率范围及各弃风率的密度概率更好地评估系统弃风状况。根据所提方法和某省电网实际算例,比较了所提模型与传统模型的计算速度,并运用弃风密度曲线评估算例的弃风状况。研究结果表明,相比于传统的机组组合模型和弃风期望值,机组组合分解模型明显加快求解速度,系统的弃风状况在弃风密度曲线上从曲线中心向两侧波动展开,该研究加快了含风电系统的机组组合求解速度以及对系统风电弃风状况的评估更加有效、合理。     

沥青路面温室气体排放评价方法

沥青路面温室气体排放显著,目前中国尚无全面的沥青路面建设过程温室气体排放评价体系。应用生命周期评价法,根据新建沥青路面工程建设过程划分了沥青路面温室气体排放评价体系边界,提出了各建设阶段温室气体排放评价指标,研究了温室气体排放指标的测算方法,以此为基础建立了中国沥青路面建设过程温室气体排放指标的综合评价体系;同时,针对中国典型路面结构进行了温室气体排放评价分析。研究结果表明:沥青面层拌和阶段温室气体排放量居首位,占总量的50%以上,其次是原材料生产阶段;节能减排措施应以机械设备能耗控制为主,选用节能高效的机械设备,优化施工组织设计;半刚性基层/底基层原材料生产阶段排放最大,约占总排放量的98%,其中水泥排放占92%,节能减排措施应以原材料控制为主,选用高效节能方法生产水泥产品。     

LEAP模型下的陕西省节能与温室气体减排潜力分析

为应对日益严峻的气候变化及能源危机,探索高效的节能减排政策,完成相关政策的定量评价,基于陕西省统计年鉴,结合陕西省实际情况,建立了包含终端能源需求、能源加工转换、资源供应及温室气体排放4模块的陕西省LEAP模型。在对陕西省未来人口、经济发展情况进行预测的基础上,利用该模型对不同政策情景下未来陕西省的能源消耗及温室气体排放情况做出了预测,完成了相关政策的定量评价及节能减排潜力分析。结果表明:随着各项节能减排政策的实施,陕西省的能源消耗量及温室气体排放量均有所降低,在所建立的节能减排综合情景下,2030年陕西省一次能源消耗量与基准情景相比可望降低20.35%,温室气体排放量将降低27.29%;从节能减排技术来看,可再生能源发电技术节能减排成效显著;从用能部门来看,工业、交通及发电部门贡献水平最高。总体来说,陕西省节能减排潜力巨大。     

氢动力汽车和电动汽车在中国的应用前景分析

为了分析电动汽车和氢动力汽车在中国的应用前景,使用从油井到车轮的生命周期评价方法,对以煤基原料提供动力的电动汽车和氢动力汽车的循环的生命周期化石能消耗和温室气体排放进行了对比。结果表明:从全生命周期的角度看,未采用CO2捕集与封存技术时,电动汽车在生命周期化石能消费和温室气体排放方面优势明显。随着CCS技术的大规模商业化,氢动力汽车的全生命周期温室气体排放将优于电动汽车,但这需要以生命周期化石能消费的增加为代价,中国政府有必要加大对电动汽车的关注。     

基于情境分析的预测方法研究——以呼和浩特市风电发展规划为例

介绍了呼和浩特市风电产业发展现状,利用单位产值能耗法对2010年～2020年呼和浩特市能源需求进行预测,并在此基础上对内蒙古呼和浩特市风电产业未来10年的发电量进行预测,通过3种情景的构造及分析,提出呼和浩特市风电产业发展战略规划建议.     

风电场的机组选型与场址选址工作探讨

风电场风力发电机组选型及风电场选址是风电场设计的重点,它将直接影响风电场建成后的经济效益。结合国内风电厂建设特点,对风电厂开发、建设过程中厂址选择和机组选型进行了分析。     

基于环境约束的页岩气-水资源系统多层决策

针对马塞勒斯页岩气供应系统中的经济效益、水资源配置和温室气体减排这3个要素，开发基于生命周期评价的多层规划模型，并设置了高、低钻井和产气的两种规划情景。结果表明，在规划期内，高情景和低情景条件下的产气量分别达到882.31 bcf和472.40 bcf；生命周期耗水量主要用于水力压裂和终端发电；原地处理设施将在废水处理过程中占主导作用，且绝大部分的工艺废水将实现回用；系统平均单位电力的温室气体排放强度、经济效益和用水量将分别达到6.00 kg/MJ、0.48 MJ^-1和0.10 gal/MJ。结合TOPSIS多属性决策分析，表明多层方案能够规避传统单目标规划模型偏向性过强等不足，并为决策者提供不同模型规划方案的优劣排放。     

风电场风参数感知方法现状与展望

从实测感知和预测感知技术两条技术路线概述了传统风电场风参数感知方法的技术特点,并从风参数获取的全面性、精确性、经济性、时间尺度及其应用模式等角度对比分析了传统方法的局限性.在分析风传播特性、风电场风电机组布置和通信特点及风电机组间运行数据关联性的基础上,提出了"实测-关联-共享-预测-校验"的风电场风速、风向、风密度等风参数复合感知新思路及架构,并讨论了尚需解决的关键问题,可为后续研究提供参考.     

含风电并网系统鲁棒区间优化调度

随着风电渗透率的不断增大,风电功率的不确定性对电力系统的安全稳定运行带来了极大的挑战。为应对风电功率的不确定性,增强电力系统的大规模风电消纳能力,建立了含风电并网系统鲁棒区间优化调度模型。求解该模型得到风电场的最大允许输出功率区间及常规机组的最优经济调度计划。通过引入风电场最大允许输出功率区间作为控制目标,可有效降低弃风量、减少常规机组输出功率调节频次。在IEEE-RTS系统中进行仿真,仿真结果表明该模型所得系统调度策略的鲁棒性及安全性最优。最后以省级电网实际数据进行实例分析,验证了所提模型及方法的有效性。