考虑需求响应和能量梯级利用的含氢综合能源系统优化调度

为了促进海上风电并网消纳并提高沿海含电转气(P2G)工业园区运行能效,文中提出了一种考虑综合需求响应和能量梯级利用的含P2G综合能源系统优化调度方法。首先,构建含P2G综合能源系统架构。其次,针对系统风电消纳问题,提出多能负荷削减转移与能源耦合转换相结合的综合需求响应模型。然后,针对系统能效较低的问题,挖掘系统能量耦合及梯级利用关系,建立含P2G的各能量耦合设备的梯级利用模型,结合氢能实际使用需求,实现氢能高品位使用。最后,计及风电出力预测误差,以系统运行成本最小为目标,采用综合能源利用率及碳排放量为量化指标,构建综合能源系统随机优化调度模型。仿真算例验证了所提方法的有效性。

基于微通道平板换热器的相变材料放热性能影响研究

掌握相变材料蓄、放热过程的影响因素对提高相变蓄、放热效率具有重要的指导意义。本文建立了平板换热器相变换热单元模型,基于Fluent软件的凝固/融化模型,以南瑞集团自主研发的乙酸钠基复合相变材料对其凝固放热过程进行仿真,分析了不同换热结构、流体流速以及相变材料厚度对相变材料换热过程的影响,并对平板换热器相变换热单元结构优化,创新性的设计了微通道平板换热器相变换热单元。结果表明:换热器的结构对换热性能有着重要的影响,相比于普通的平板式换热器,微通道换热器能明显地降低相变材料放热时间;流体流速增大放热速度有所提高,但是容易导致速度场温度场不均匀,换热性能提升有限。相变材料凝固总时间随相变材料厚度的增加而增加,对于相变蓄热产品,需按照设计时间对相变单元相变材料厚度进行选型。最后以仿真结果制备相变样机、搭建储/放热系统,并对比实验数据验证模拟结果。

计及含蒸汽热泵工业园区能量品位转换的综合能源优化调度

沿海工业园区具有大量蒸汽需求,且存在能源利用率低及风电浪费严重的问题。为此,以位于中国江苏省靠近海上风电并网点的某沿海工业园区为研究对象,提出一种考虑高温蒸汽热泵能量品位转换的综合能源系统优化调度方法。首先,构建高温蒸汽热泵能量品位转换模型,以实现电热耦合及能源梯级利用;然后,提出含高温蒸汽热泵的风电消纳策略,以促进系统风电消纳;最后,考虑风电出力预测误差,建立以总运行成本最小为目标函数的综合能源系统随机优化调度模型。仿真结果表明,所提调度方法有效促进了海上风电消纳,可在解耦冷热电联产(CCHP)机组“以热定电”运行约束的同时满足工业园区的蒸汽负荷需求。同时,提升了能源利用效率,具有良好的社会经济效益,可有效保障系统运行的可靠性。

高效节能低过冷高导热相变蓄冷材料

传统冰蓄冷的蓄冷系统其制冷温度通常需要达到-10℃左右,若使用相变温度高于冰的材料作为相变蓄冷材料,可提升制冷系统的蒸发温度,从而提升蓄冷系统整体能效。四丁基溴化铵(TBAB)水溶液是一种可替代冰的相变蓄冷材料,相变温度分布在5~15℃范围内,可与双工况及单工况空气源热泵机组联用,与常规冰蓄冷相比可大大提高蓄冷整体能效。但TBAB水溶液相变过程具有过冷度大,导热性较低等问题。将提出一种基于有机-无机纳米掺杂工艺,采用分散改性导热鳞片石墨与花状纳米氧化铝作为改性材料的低过冷高导热相变蓄冷材料制备方法。蓄冷材料可与空气源热泵联用,相变温度区间为6~12℃,相变焓为157.3 J/g,过冷度不大于2℃,导热率与未改性前相比提升70%以上。

结构和几何参数对碟式太阳能甲烷接收反应器性能的影响研究

与传统以定壁温或定热流作为边界条件不同,为更精确分析结构与扰流参数对碟式太阳能甲烷接收反应器性能的影响,本文考虑实际辐照,以高斯分布模型(Guassian distribution model)作为热流边界条件,提出树形分叉和旋流槽道型两种新型反应器结构,并对其内部传热传质进行了数值分析。文中分析了结构类型、隔板个数及层数、旋流槽道弧度及数量对接收反应器径向温度分布和甲烷转化率的影响。结果表明,接收反应器结构对径向温差和转化效率影响很大。当入口流速一定时,旋流槽道型结构的甲烷转化率最高,树形分叉结构次之,而传统的圆锥型接收反应器最小。在此基础上,分析了树形分叉结构和旋流槽道型结构的结构参数对反应器性能的影响,结果表明增加树形结构的层数、排数对于优化反应器内温度场并无显著效果,甲烷的转化率提升受限。增大旋流槽道的弧度和数量对于改善反应器内温度场,降低截面径向温差并无显著效果,甲烷的转化率提升受限。这也表明了接收反应器结构是影响其内部温度场和反应性能最重要的原因。