海上风电与海洋牧场融合发展趋势与技术挑战

[目的]在“双碳”目标及“海洋强国”战略背景下,以海上风电为代表的海洋可再生能源和以海洋牧场为代表的海洋资源融合发展是未来海洋资源开发利用的新方向、新形势、新机遇。文章针对海上风电与海洋牧场融合发展模式及关键技术进行了综述分析,以向国内相关研究和工程项目提供技术参考。[方法]以我国海洋资源融合开发需求为导向,分析海上风电与海洋牧场融合全球发展趋势,明确我国风渔融合发展的现状与短板;在此基础上,重点剖析了海上风电与海洋牧场融合发展的融合模式、装备设计、工程案例及关键技术问题,最后对我国海上风电与海洋牧场融合发展进行了未来展望。[结果]通过对海上风电与海洋牧场融合发展模式及关键技术问题进行梳理分析,阐明了瓶颈问题及技术挑战,指出了未来突破方向,为我国海上资源综合开发利用提供了科学指导和参考依据。[结论]文章说明了海上风电与海洋牧场融合发展的必要性和可行性,提出了我国海上风电与海洋牧场融合的可行途径。

油田区域地热+多能互补能源系统技术应用分析

地热能作为一种可再生清洁能源,在实现绿色可持续供热方面具有广泛的应用前景。基于冀东油田采油区热电需求,构建地热+多能互补能源系统供能模式,并采用TRNSYS软件搭建了动态模型,对典型日和全年运行工况进行模拟分析。结果表明,非采暖季和采暖季典型日内光伏组件累计发电量分别为1726.0和1301.0 kW·h,电网累计下网电量分别为4636.6和5355.9kW·h,全年光伏组件累计发电量和电网下电量分别为475.8和1856.7MW·h。系统增加水源热泵后,全年余热水热量利用率提高47.7%。地热水温度提高和源测流量增加可在一定程度上提升热泵性能系数,而单独增加荷侧流量后,性能系数不变,热泵出口水温降低。另外,通过采用光伏发电系统,全年可以减少二氧化碳排放达271.3 t,且从热电供应角度来看,系统清洁能源占比达92.3%,表明该系统具有优良的环保效益。

渔光互补项目开发要点分析

在新能源产业发展的国家政策指引下,渔光互补项目的发展潜力逐步显现。本文从开发者角度详细论述渔光互补项目的先天优势,探讨开发阶段的核心工作、商业模式、面临的主要风险以及应对措施,以更好地实施渔光互补项目。

水库消落区光伏电站节约集约用地技术研究

以徐闻鲤鱼潭水库光伏电站一期至三期为案例,总结其中一期常规光伏用地布置的可优化之处,介绍了二、三期项目的节约集约用地技术。首先采用高精度地形测绘,充分利用消落区场地,采用集中式逆变方案,设备集中布置在主干道旁,取消光伏区内部的检修道路;其次用动态组串布置方式,最大限度利用临水侧的消落区可利用地;最后通过分隔带陡坡地利用技术和一期背水侧可利用地局部找补技术,充分利用边角地块。本节约集约用地技术经徐闻二、三期实践,总体技术可行,节地率达8.16%。

梯级水光蓄系统规划关联模型的建模

梯级水电和光伏电站联合发电系统的建设可以实现水光互补、增加新能源消纳和优化电源的目的。该文针对含有抽水蓄能电站的水光互补系统规划数学建模进行了研究。首先提出了梯级水光蓄关联模型的概念,从物理意义和数学意义两方面进行了分析。作为梯级水光蓄规划问题重要的等式约束条件,关联模型反映了水光时空互补的特点,表现为关于梯级水光蓄各电源容量和地理位置的隐函数形式。推导了关联模型,给出了方程的具体形式。建立了基于潮流等式约束方程、可靠性约束方程等的规划模型,并考虑了多种规划目标的情况。在上述模型的基础上,提出了结合多目标遗传算法、TOPSIS算法及动态规划的模型求解方法,并对一个梯级水光蓄联合发电系统(cascadehydro-photovoltaic-pumped storage hybrid generation system,CHPPS)进行了算例分析,仿真结果表明以关联模型为基础的规划投资合理、收益良好,具有优秀的水光时空互补能力。

探索“渔光互补”发展光伏农业——以鄂州20MWp农业光伏科技示范园为例

建设生态农业、促进能源供应是我国经济建设的重要命题。"渔光互补"模式充分利用水面资源,以发展生态农业为核心,以水产养殖业为主体,配套建设光伏发电系统,具有生态、能源、社会多重收益,具有巨大发展空间。

太阳辐射对大型渔光互补光伏电站发电效益影响分析

以江苏宝应生态渔业光伏发电“领跑者”示范基地为研究对象,定量分析了不同辐射指标对渔光互补光伏发电效益的影响机制.结果表明:太阳辐射对渔光互补光伏电站发电效益有着显著影响,且存在季节性波动,在夏秋季日并网峰值及发电量较大,稳定性较高,而冬春季发电效益和稳定性较差;太阳辐射指标与日并网功率最大值相关性较高,且呈明显对数关系,而日发电量与太阳辐射指标呈明显线性关系;不同月份并网功率最大值和发电量与平均辐照度、最大辐照度和累计辐照量均呈正相关关系,影响月并网功率峰值最为明显的是最大辐照度,而影响月发电量最为明显的指标是有效利用小时数.通过研究发现,在该地区开展光伏发电功率预测和前期太阳能资源开发利用评估时,可采用平均辐照度、最大辐照度、日累计辐照量3个指标作为参考指标.

基于Simulink的小型离网风光互补控制器仿真研究

针对目前小型离网风光互补控制器存在的电路结构复杂、成本高、可扩展性差等问题,本文提出一种电路结构简单、扩容灵活、算法快速稳定的风光互补控制方案.该方案的DC/DC拓扑结构采用Buck-Boost电路,通过引入п型滤波,减小输出纹波;光伏和风力机MPPT分别以|d P/P|和系统输出功率为分段自适应变步长参数,响应快速稳定.然后在Matlab/Simulink上搭建整体模型并进行了仿真分析,结果表明:系统响应时间小于10 ms,电压纹波系数小于0.5%,功率纹波系数小于1.5%,满足小功率场景,具有一定的研究和应用意义.

多端口DC-DC变换器型风光互补系统的分布式模型预测控制

针对大规模且地理分散的风光系统中,各个子系统之间缺乏信息交流,相隔较远且无法实现同步优化的问题,提出用分布式模型预测控制的策略对其系统进行协同优化和调节,从而实现整个风光互补系统中的功率平衡和电压稳定运行要求。针对传统风光互补系统中风力、光伏和蓄电池三个子系统之间都是通过多个单端口双向的DC-DC变换器来实现功率流动的现状,提出把多端口双向DC-DC变换器运用到风光互补系统中。实验研究证明,提出的分布式模型预测控制策略相比于传统的控制方法运用到多端口DC-DC变换器型风光互补系统中,优化速率高且保证了系统的安全可靠运行。