光热-跨临界压缩二氧化碳储能循环动态特性研究

为了改善新能源发电波动对电网的影响,提出了一种光热-跨临界压缩二氧化碳储能(transcritical compressed carbon dioxide energy storage,TC-CCES)循环集成热力系统,采用模块化机理建模方法,基于能质平衡关系分别建立TC-CCES系统与光热系统的动态数学模型,获取TC-CCES系统在储释能阶段关键参数的动态响应曲线。研究结果表明,系统的储能密度达到28.43 kW/m3,储能效率与循环效率分别为58.01%和60.85%,动态数学模型的最大误差均小于5%。此外,太阳直射辐射变化促使系统热源温度变化,而系统负荷对热源温度变化非常敏感,热源温度升高2.29%,换热器负荷升高3.36%,而且在某地区四季典型日冬季比秋季机组负荷低了23.9%。提出的动态数学模型可用于分析太阳能发电的动态特性,可为控制系统的设计提供理论参考。

浅层储能循环热泵系统技术创新和应用前景分析

浅层储能循环热泵系统是一种新型水源热泵系统,通过溢流管的连接,保证了热泵回水百分百的回灌,彻底解决了水源热泵的回灌难题。同时,避免了地源热泵在高容积率的建设区,因布管困难不易推广的难题。本文以雄安新区为例,探索如何利用水源热泵系统,借助地下储能体为人们提供和储存冷热需求,并利用浅层储能循环热泵系统助力建筑碳达峰、碳中和目标实现。

计及循环寿命和运营策略的风电汇集区域储能电站优化配置

风电汇集区域建设储能电站可在保证整个区域一次调频能力的同时提高经济性。针对风电汇集区域建设储能电站提出一种基于运营策略的储能容量配置方法。储能电站采用独立运营机制,在保证区域一次调频容量的前提下参与电力市场交易,实现储能利用率、效益最大化。提出储能电站运营配置协同优化双层模型,外层以全生命周期投资回报率最大为目标进行储能配置,内层计及储能循环寿命以日运行期望利润最大为目标优化运营策略,内外层联合优化达到综合最优,从而得出储能配置结果。提出一种改进麻雀搜索算法提高收敛速度,对双层配置模型进行求解。通过算例验证了所提方法能够在确保区域具备一次调频能力的同时提高储能的经济性。

废弃矿井地下空间反季节循环储能研究

随着我国“碳达峰,碳中和”目标的提出,煤炭在一次能源消费结构中的比例逐步下降,关停矿井数量逐年增多。直接关闭或废弃矿井不仅造成巨大的资源浪费,还极有可能诱发一系列的安全、环境等问题,需要因地制宜的提出符合我国废弃矿井现状的剩余资源开发利用模式。基于此,系统梳理了国内外废弃矿井开发再利用现状,着重讨论了废弃矿井地下空间储能的利用模式,针对性的提出了废弃矿井反季节循环储能工艺系统,该系统充分考虑了废弃矿井地下空间资源、地热资源、水资源和地上可再生资源,通过在沉陷区布置太阳能和风能发电设备,为周边用户和整个系统提供电能,以井下恒温岩土体中的巷道群和采空区为储能空间,以矿井水为储能介质,通过太阳能集热和地热能资源为周边用户供热/制冷,在无需供热/制冷的季节将热能储存至矿井地下,实现反季节循环储能。阐述了废弃矿井地下反季节循环储能亟需突破的3个关键技术:多尺度空间热储评估方法、废弃矿井反季节循环储能井上井下整体优化设计方法以及反季节循环储能多源耦合的运行模式。最后,以京西王平村废弃矿井为例研究了该系统的节能减排效益,结果表明:与传统化石燃料相比,应用反季节循环储能系统供热制冷,每年可减排二氧化碳约2781.1 t。若加入太阳能、风能集热发电系统,节能减排效果将更加明显。应高度重视废弃矿井资源开发利用,加大废弃矿井资源开发利用科学问题的研究力度。相关部门和矿山企业应积极稳步推进废弃矿井绿色低碳开发利用,提高可再生清洁能源利用比例,实施碳排放总量和强度“双控”,为国家“双碳”目标的实现提供助力。

高速公路源网荷储一体化绿色供电系统规划方法与应用

集成应用分布式新能源、新型储能、柔性直流输配电等源网荷储技术装备,构建适用于高速公路长线型特点的绿色柔性供电系统,是交通用能低碳转型的重要路径。本文提出一种高速公路源网荷储一体化绿色供电系统规划方法,考虑交通负荷可扩展性和新能源出力随机性,通过全生命周期仿真模拟和边际效益分析对系统容量进行最优化配置。某典型高速服务区算例表明,所提方法兼顾规划准确性与计算可行性,实现交通动态增长的用能需求与随机波动的新能源供应之间的最优匹配,有效提升投资净收益。

海上风电水下压缩空气储能系统运行及变工况分析

水下压缩空气储能是一种能够利用水下静压储存压缩空气的技术,该技术与海上风电相结合,可以大规模储存具有波动性、间歇性的海上风电,从而使电力输出满足用电负荷需求。因此,建立了一个海上风力发电与水下压缩空气储能系统相结合的物理模型。首先,在充-储-释理想运行模式仿真下,确定了在储气压力约束下的系统最优额定工况;然后,为了扩大储能系统变工况运行范围,优化了水下压缩空气储能系统的变工况空气流量和导热油流量;最后,在真实海上风机发电和海岛用电负荷数据下,建立了一个由3 MW×2海上风电与3 MW/45MWh水下压缩空气储能组成的系统,并模拟真实海上风电和用电负荷运行模式进行了运行仿真。结果显示,在充-储-释理想运行模式下,系统可在10%~120%工况范围内运行,且系统循环效率范围为48.1%~58.4%;在模拟真实海上风电和用电负荷运行模式下,系统循环效率为53.7%,并且弃风率减少至0.58%,负荷满足率提升至99.57%。

氢能源替代石油能源的加氢站技术与相关产品研究

针对"多气瓶交替循环"加氢站技术,笔者介绍了氢能源技术路线与燃料电池汽车的连接点,分析了加氢站与加油站相比的技术优势以及解决氢气价格和来源问题的思路,讨论了氢能源行业成功的商业模式和未来市场规模,阐述了氢能源的制氢、储氢、运氢、加氢站(简称"制储运加")与燃料电池汽车构成的循环储能全产业链,提出了加快氢能源替代速度的资本对接模式,指出氢能源能够替代石油能源,加氢站能够替代加油站,将产生上万亿元的市场份额,吸引大量的资金和人才参与其中,值得在全国和世界范围内推广,为人类的子孙后代留下蓝天碧水与更加美好的生活。