基于互补源的紧凑型圆极化倾斜波束天线

本文提出一种结构紧凑且固有倾斜辐射波束的圆极化天线.通过使用一对正交的互补源,将在俯仰面的倾角方向上产生圆极化波.为了验证方法的可行性,该天线主要由扇形的单极子、短路钉和L型的接地板组成.短路钉一端连接单极子天线,另一端连接接地板的水平部分,从而形成一个环路辐射单元.研究结果表明:该天线的最大辐射增益在θ=60°,φ=90°的方向上,具有6. 2%左右的3 dB轴比工作带宽.同时,相较于现有的倾斜波束圆极化天线,它的结构更加紧凑,适用于小型化的设计需求.

计及源荷互补特性的“源网荷储一体化项目”优化配置

针对“源网荷储一体化项目”(后简称一体化项目)在风光消纳率、清洁用电率等方面的建设要求,提出了计及源荷互补特性的一体化项目优化配置方法。基于包含风光发电制氢负荷、可平移工业负荷、电动汽车快充站的一体化项目拓扑,建立了一体化项目内部的多类型负荷用电功率模型。提出基于分时Copula函数生成时序一致的风光联合出力场景集的方法,进而提出分为风光额定功率配比优化、容量配置优化、负荷接入位置优化三阶段的一体化项目优化配置方法。通过算例分析对所提方法的可行性和有效性进行仿真验证。

计及核电风险量化的多源互补调峰调度方法

为应对大规模可再生能源并网造成的电力系统灵活经济调峰难题,文中提出一种计及核电风险量化的多源互补调峰调度方法。首先,分析核电低负荷的调峰机理,并考虑其调峰风险量化指标,从而实现核电的经济安全运行;然后,以总运行成本最低为优化目标,在目标中权衡弃风光损失和不同电源参与调峰增加的发电成本,建立含风、光、火、核、储的多源互补调峰调度模型,并对模型进行求解;最后,实际算例证明了所提优化调度模型的有效性。算例结果表明,与火电调峰、无储能参与的核电调峰相比,所提模型可使弃风弃光量减少94.17%,碳排放下降1.26%,进而验证了多源互补模式不仅可以提升高比例风光电网调峰能力,而且可以实现多源互补系统的低碳经济运行。

区域多源互补发电系统优化配置研究

随着可再生能源的发电比重的不断增加以及风电、光伏等可再生能源的随机性、间歇性、不稳定性等特点,多种可再生能源混合利用的模式已逐渐成为一种流行趋势。本文利用光伏、风电等能源的自然互补特点,评估各类能源之间的互补潜力,计算多源互补系统内各类能源占比,证实该方法可有效提高可再生能源出力稳定性。首先,将几种相关系数算法进行对比分析,选择Pearson相关系数算法并对其进行改进,对各类能源直接相关性与互补性进行分析。其次,选择新疆维吾尔自治区某区域可再生能源利用情况进行评估,利用线性规划的方法对可再生能源结构进行分析优化。结果表明多能互补发电总功率的稳定性得到了大幅提升,出力标准差提高了71.2%,并且通过多源互补模式,可有效降低弃电量(相对于互补前,日弃电量可降低28.7%)。这种方式对评估可再生能源联合利用的潜力具有重要的意义,同时可对全球不同区域间可再生能源的大规模联合利用提供有价值的参考。

多源互补生活热水热源系统在酒店节能中的应用研究

生活热水热源系统是酒店实现节能的关键系统之一,热源利用形式多种多样,废热余热的回收及天然热源的利用是降低热水加热能耗的重要措施。针对杭州的气象条件,在分析各种热源利用特性的基础上,梳理热源结构并充分考虑季节及温度变化条件下各类热源的性能优势,提出结合太阳能、空气源热泵与冷凝锅炉的多源互补生活热水热源形式,在满足使用条件下对热源配置进行合理优化,以降低运行能耗,为酒店生活热水节能改进提出一种可行方案。

考虑多源互补特性的新能源打捆销售交易策略

随着新能源交易电量在电力市场的比例迅猛上升,为解决由于新能源出力波动性造成的中长期电力市场合同履约执行率的问题,提出了一种考虑多源互补的新能源场站打捆销售的电力市场交易策略。首先,设计了新能源场站与常规机组打捆销售的中长期交易框架,提出了通过集中式交易平台调整机组出力满足新能源合同签约电量的联盟交易方案;其次,以多源互补联盟交易模型收益最大为目标,构建了基于合作博弈的新能源场站打捆销售交易模型;最后,以四川某区域风电场的实际数据对所构建交易模型进行了仿真分析,对打捆销售联盟的交易电量和收益结果进行了讨论。仿真结果表明,多源互补合作交易的方式在提高参与主体收益的基础上还能满足电力市场的合同签约电量。

基于绿证-阶梯式碳交易交互的源荷互补调度优化

针对多能耦合的区域综合能源系统的低碳经济运行问题,提出基于绿证-阶梯式碳交易交互的源荷互补优化调度模型。首先,通过引入绿证-阶梯式碳交易交互机制来提高源侧可再生能源的消纳水平和降低系统碳排放量;其次,在负荷侧引入考虑用户满意度的激励型需求响应和调峰收益来实现热电负荷的“削峰填谷”;最后,以日运行成本最小化为目标,采用Cplex求解器对模型进行求解。算例结果表明:绿证-阶梯式碳交易交互机制有助于充分发挥激励型需求响应的优化能力,提高源侧可再生能源的消纳能力,实现源荷侧协同降碳,降低系统运行成本,有效提高系统运行的绿色性、低碳性和经济性。

计及多源互补特性的新型电力系统分布式电源承载能力评估

合理地评估配电系统的分布式电源承载能力是构建以新能源为核心新型电力系统的关键保障,针对当前分布式电源承载能力评估方法尚未建立体系化的评估指标体系,以及未考虑多源互补等问题,提出了计及多源互补特性的新型电力系统分布式电源承载能力评估方法。首先,构建了配电系统分布式电源承载能力评估架构,并分析了分布式电源承载能力的影响因素;其次,提出了计及热稳定性、短路电流、电压偏差、谐波等多维度的分布式电源承载能力评估指标体系及计算方法,并提出了分布式电源承载能力的评估流程;最后,通过实际算例仿真验证了文中所提方法的有效性与适用性。

全球能源互联网框架下的清洁能源多能互补协同开发

全球能源互联网以“两个替代、一个提高、一个回归、一个转化”为发展方向,推动全球清洁能源广泛大规模开发利用,通过“九横九纵”骨干网架,建设跨区域输送、跨时空互补、全球配置的战略通道,实现全球清洁能源多能互补的广域广泛应用。首先分析全球能源互联网与多能互补的内涵和内在关系,总结全球能源互联网多能互补的典型应用场景;然后提出基于全球清洁能源资源评估平台(GREAN)和生产模拟的多能互补协同开发综合规划分析方法;最后通过典型案例,展示全球能源互联网多能互补的分析结果和互补效益。

流域风光水电出力互补特性

定量评估风光水能源出力互补特性对风光水电站规模布局以及互补优化调度具有重要意义,现有互补特性评价指标仅适用于评价两能源互补特性.为此建立适合三能源互补特性评价的指标体系,结合历史气象资料,探明雅砻江流域风光水电出力长期互补特性.针对风光水电出力受气象条件的显著影响和短期互补特性的复杂性,结合机器学习理论,提出风光水电出力短期典型日智能筛选模型,剖析不同时间计算步长对风光水电出力互补特性评价结果的差异.计算结果表明,长期尺度风光能源出力对水电能源呈现电量补偿特性,使水电能源的发电效益提高3%;短期尺度水电能源出力对风光能源出力具有较好的电力补偿效益,水电补偿后风光弃电率减小了18个百分点,出力短缺率减小了28个百分点.

严寒地区多源互补清洁供热系统研究现状及展望

为了解决严寒地区供热结构单一及远离城市集中供热的建筑供暖问题,实现热泵及太阳能清洁能源的推广应用,对近年来严寒地区清洁供热系统的研究与应用进行总结,分析目前存在的主要问题。在研究总结空气源热泵、土壤源热泵、太阳能集热器及多热源联合运行方案及节能效益的基础上,探讨严寒地区多源互补供热系统的构建基本思想,为今后该地区热泵与太阳能供热系统设计和应用提供参考。

基于改进免疫蚁群算法的风光水火蓄多源互补优化调度

为提升风光水火蓄多源互补运行的经济性,计及不同类型电源的调峰特性,提出一种基于改进免疫蚁群算法的风光水火蓄多源互补优化调度策略。以火电机组的煤耗成本和启停成本、水电机组的发电成本、抽水蓄能的运行成本以及弃风弃光惩罚成本最低为优化目标,构建了风光水火蓄多源互补优化调度模型;提出改进的免疫蚁群算法对调度模型进行求解,改善了人工蚁群算法易陷入局部最优解的缺陷;通过夏、冬季典型日不同装机容量的抽水蓄能的算例仿真,表明所提模型可以充分利用抽水蓄能机组的“削峰填谷”以及能源之间的互补性,实现降低火电机组煤耗、新能源全额消纳、利用柔性电源调节的目的。

黑龙江某高速服务区多源互补供热系统研究与应用

在碳达峰、碳中和背景下,为解决黑龙江严寒地区远离城市集中供热管网的高速服务区建筑供暖问题,实现土壤源热泵、太阳能及蓄热电锅炉多源互补供热节能技术的推广应用,本文对项目系统设计、实际运行情况进行了分析,探讨了该地区高速服务区建筑供热系统建设的基本思路,为今后同类工程的建设和应用提供参考。

CMOS红外光源的设计与实现

基于红外气体传感器微型化、低成本和低功耗的发展需要,设计了一种用于非色散红外(NDIR)集成气体传感器的互补金属氧化物半导体(CMOS)红外光源。它以非等间隔的蛇形钨(W)薄膜电阻作为加热丝,以二氧化硅(SiO_(2))和氮化硅(Si_(3)N_(4))多层复合介质薄膜为支撑形成悬空膜片式微热板,以氧化铜(CuO)和二氧化锰(MnO_(2))纳米材料复合薄膜作为辐射增强层。基于COMSOL软件进行了热电耦合仿真,证明结构设计合理性。采用标准CMOS工艺、硅(Si)的深刻蚀工艺以及静电流体动力学打印技术流片制造了该CMOS红外光源芯片。性能测试结果表明:该红外光源从室温升温至469℃的热响应时间约为41 ms,电功耗仅为138 mW,辐射区温度分布均匀,引入辐射增强层使表面比辐射率提高约35%,红外光源的辐射功率和红外光谱辐射强度测试结果表明:该涂层有效地增强了红外辐射。

考虑时序互补特性的配电台区源-荷协同接入方法

充分利用分布式电源与负荷的时序相关性,优化二者在配电台区内的协同接入布局,具有一定工程应用价值。首先通过概率建模和模糊C均值聚类建立"源-荷"时序特征;进而基于最大似然估计法和分类回归树,分别获取接入台区的分布式电源和用户的功率时序特征;随后提出配电台区"源-荷"优化组合接入模型,以台区馈线最大供电能力为目标,以接入台区的"源-荷"组合为决策变量,给出最优供电接入方案;最后通过典型算例验证,表明所提方法可通过源-荷协同显著提升配电台区的供电能力。

基于负荷重要性和源-荷互补性的离网系统终端电/热/冷负荷投切策略

针对如何减少离网系统供需不平衡以及提高能源利用效率的问题,该文提出一种基于负荷重要性和源-荷互补性的离网系统终端电/热/冷负荷投切策略。首先,定义负荷重要性指标以及源-荷互补性指标,并利用熵权法确定综合指标。然后,在此基础上提出基于单时间尺度供能和综合指标的负荷投切策略以及基于多时间尺度供能和综合指标的负荷投切策略。考虑到预测偏差会导致储能荷电状态(SOC)偏离计划值,进而影响负荷投切方案,该文利用基于模型预测控制(MPC)的滚动优化调度方法减少不确定性因素,实时跟踪储能SOC计划值。最后,以某离网系统夏季典型日为算例,验证了所提策略的有效性。

基于多时空尺度协调的多源互补发电场群优化调度

为了解决风光发电随机性和不确定性造成的严重弃风、弃光问题,在研究抽水蓄能电站、高载能负荷运行特性和消纳弃风弃光能力的基础上,提出了基于多时空尺度协调的多源互补发电场群优化调度策略。该策略将多源互补发电场群从时间和空间的角度各分三层进行控制,以系统运行成本最小、风光蓄发电利用率最大和系统输出功率波动最小为目标分别建立了日前、滚动、实时3个时间尺度的优化调度模型。通过滚动修正、实时调节来逐级降低风光预测误差及负荷不确定对调度计划的影响,提高调度精度。结合甘肃酒泉具体算例,验证了所提调度策略能够有效提高系统运行经济性,促进风光消纳。

考虑源荷互补的低压网络拓扑规划方法研究

针对目前变压器容量规划过大和低压线路负荷分布不均等问题,提出了一种考虑源荷出力互补的配电变压器供电分区与低压网架优化规划模型。低压配电网规划解耦为配电变压器供电分区以及低压网络规划。在配变分区模型中考虑供电距离和配变容量约束以及源荷出力曲线互补的影响,以系统年综合成本最小为目标优化。在低压网络规划模型中,综合考虑源荷平衡度、负荷平衡度和线路均衡度等指标,采用启发式拓扑规划算法求解。算例表明,所提出的方法能够实现台区与馈线间负荷与分布式电源均衡分布,有效降低配电系统综合成本。

基于太阳能补热的多源互补供暖系统优化研究

针对空气源热泵、太阳能和地源热泵等技术各自在供暖过程中的不足,提出一种太阳能补热的多源互补供暖系统。利用TRNSYS建立系统仿真模型,以洛阳市某小区为研究对象,模拟分析太阳能补热效果;使用Hooke-Jeeves优化算法,优化系统关键参数。优化结果表明,利用太阳能进行补热不仅能在短期内改善系统性能,而且能使供热系统获得长期稳定、高效的运行效果;优化后的系统耗能减少,性能提升。优化后,集热器面积与水箱容积之间的比值稳定在39.7 m^(2)/L,集热器方位角为1.3°,倾斜角为φ-6.3°(φ为当地纬度),此时系统运行效果为最好。

川西高山峡谷区空气源热泵多源互补供热系统热源方案比选及优化设计

考虑空气源热泵的结除霜损失,建立空气源热泵+生物质锅炉、空气源热泵+电热锅炉和空气源热泵+地源热泵3种系统模型,优化目标为系统最低全生命周期成本,基于布谷鸟算法编程对系统进行优化设计,并基于生物质燃料价格和电价对系统进行敏感性分析。研究结果表明,甘孜地区最佳供暖热源匹配方式为空气源热泵+生物质锅炉,设备额定制热量之比为1.18∶1,单位空气源热泵额定制热量水箱容积为440 L/kW,能源价格对系统容量的影响由大到小依次为:生物质锅炉容量>水箱容积>空气源热泵功率>电热锅炉功率≥地源热泵功率。研究结果可为川西高山峡谷区空气源热泵多源互补供热系统工程优化设计提供依据。