风光储氢一体化可再生系统设计与实现

风光储氢发电技术因其灵活利用风能、太阳能进行发电、配置储氢模块等优点被广泛应用。本文介绍了风光储氢一体化可再生系统的设计理论,对风光储氢一体化生产系统进行研发设计,减少市电及油机的使用,节省资源的同时也避免了风光等可再生能源供电不稳定对整个电网运行造成影响,有效提升了风光储氢设备的发电水平,保障了用户的用电质量。

基于多能互补的风光储氢一体化可再生系统设计

为了降低新能源接入对大电网运行稳定性的影响,在风光新能源可再生系统中加入储氢模块,完成风光储氢一体化可再生系统设计,以此实现多能互补,有效提升新能源供电系统的运行稳定性。评估风光储氢一体化可再生系统应用效益发现,与单纯地使用市电相比,系统运行每日可以节约23.7 kWh市电,年节省市电量为8 650.5 kWh,系统运行8年,运行成本较低,供电成本低,经济效益显著。从长远视角和节能环保角度分析,风光储氢一体化可再生系统设计不但可以提升供电可靠性,也可以取得良好的社会效益和经济效益。

基于实时电价的含储能可再生能源系统协同调度策略

间歇性可再生能源和高渗透率的储能设备使能源系统的供需平衡控制愈加复杂,为能源系统的协同调度带来了挑战。针对含储能可再生能源系统,提出了一种基于实时电价的能源系统协同调度策略。首先,建立了含风光、储能系统、火电机组及多类型用户的可再生能源系统模型。其次,提出了一种双层规划模型,将实时电价和能源调度有机集成,实现了能源系统的协同调度优化。最后,基于KKT算法与改进麻雀优化算法实现模型求解。仿真实验表明了基于实时电价的协同调度策略对于含储能可再生能源系统的协同调度优化及系统效益提高具有重要意义。

区域可再生能源多能互补系统构建及优化策略

主要探究区域可再生能源“源-网-荷-储”多能互补系统的构建,利用热泵与蓄能装置在源端对CHP“以热定电”的运行限制进行解耦,在电网一侧建立稳态电流-热潮流,并将电网的总需求反应纳入负荷端,提高电网消纳容量。该系统以建筑运营总费用最少为目标,兼顾能量平衡、稳态电-热潮流、CHP出力等限制,建立区域可再生能源“源-网-荷-储”多能互补优化运行模式。最后,对采用33个节点和8个热电网组成的可再生能源系统进行了验证。通过多情景模拟,验证了所设计情景可提高电网容量和系统经济效益。

智能电网可再生能源微电网系统装备设计问题研究

文章旨在探讨智能电网可再生能源微电网系统的设计问题。首先介绍了智能电网和可再生能源微电网的概念和特点,其次对可再生能源微电网的系统结构、关键技术、经济分析等方面进行详细的分析和探讨。最后提出了可再生能源微电网系统设计的优化策略,以期推动可再生能源微电网技术的发展和应用。

夏热冬冷地区近零能耗住宅可再生能源设计

针对目前研究中没有对近零能耗住宅光伏系统、光热系统及其储能设备同时进行优化配置,且未考虑光伏板、集热板安装位置问题,以夏热冬冷地区的典型近零能耗住宅建筑为例,提出可再生能源系统的优化设计方法.分别以年均系统花费、建筑能耗综合值和光伏本地消纳率为目标,利用粒子群优化算法,对光伏板安装位置、装机容量,太阳能集热板安装位置、装机容量及蓄电池容量进行优化配置.研究结果表明,若分别以年均系统花费最小和建筑能耗综合值最小为最优目标,与传统方案相比年均系统花费和建筑能耗综合值可分别降低15.8%和降低87.7%.若以年均系统花费最小和建筑能耗综合值最小为目标,则与传统方案相比建筑能耗综合值可以降低65.8%,但是年均系统花费会增加4.3%.若以光伏本地消纳最大和建筑能耗综合值最小为目标,则与传统方案相比建筑能耗综合值可以降低59.4%,但是年均系统花费会增加14.7%.

基于系统灵活性的可再生能源接纳评估

以电力电量平衡为基本条件的传统机组组合方法,通常足以应对系统中负荷功率的不确定,而对于高比例可再生能源的系统中功率的大幅度随机波动性,这种方法难以满足系统消纳可再生能源的需求,这也使得在开机方式制定过程中率先对系统可再生能源消纳能力进行评估变得尤为重要。从系统运行灵活性的视角出发,首先从功率调节范围角度对系统内各类资源所能提供的灵活性进行定量分析;然后提出了基于系统灵活性充裕度的可再生能源消纳能力评估方法;最后通过具体算例分析验证了所提方法的实用性。此外,针对自备电厂参与功率调节以及储能装置投入运行时的系统消纳能力的提升进行了讨论,并对不同可再生能源预测精度下系统的消纳能力进行了分析。

户用型可再生能源发电系统在苏尼特右旗应用的调查分析

中国西部地区风力资源和太阳能资源都非常丰富,利用当地资源和能源通过发展户用可再生能源发电系统(独立风能、独立太阳能和风光互补发电系统的统称)来解决牧民的用电问题。该文通过对内蒙古自治区锡林郭勒盟苏尼特右旗牧区户用型可再生能源发电系统的使用情况、牧民经济条件进行调查,分析了当地风能和太阳能等地区资源,推广户用型可再生能发电系统过程中所存在的问题及原因。通过调查发现,支付能力低和技术维护的非专业性是阻碍户用型可再生能源发电系统可持续发展的主要障碍。在现有条件下,通过优化系统配置可以有效的降低系统成本、提高系统使用的可靠性。

基于飞轮储能技术的可再生能源发电系统广义动量补偿控制研究

提出一种利用飞轮储能装置调控可再生能源发电系统的方法,用于解决系统的能量补偿问题;同时,将广义动量概念引入电力系统,通过建立飞轮储能系统和可再生能源发电系统的广义动量模型,提出广义动量补偿控制方法。将飞轮储能装置接入可再生能源发电系统的电压中枢点,实时检测电压中枢点母线电压、飞轮角速度,计算发电系统等效惯性参数和飞轮储能装置瞬时动量;计算可再生能源发电系统相对于标准状态的动量增量;对飞轮角速度进行调节,使飞轮储能装置的动量增量等于可再生能源发电系统的动量增量。该方法不仅能实时计算电网能量的不平衡程度,对该电网系统进行快速、准确补偿,而且该装置运行寿命长,对环境无污染,可广泛应用于太阳能光伏发电系统、风力发电系统和海浪能发电系统等。

可再生能源系统并网过程的新型谐波估计方法

针对电网的谐波干扰,提出了一种在锁相环(PLL)中有效估计和消除电网谐波的方法。这种谐波估计算法的设计主要用于电网连接的新能源系统(RES),采用负反馈,在使用虚拟阻抗和下垂控制的基础上来估计每一个高次谐波成分。这种方法先消除没有估算之前的电网电压谐波,然后将滤波后的信号通过分频控制来得到电网电压分量的相位差,然后通过d,q坐标系即可运用很少的运算精确估计出电网电压的谐波,仿真和实验结果表明该算法实现非常快,且能对公用电网的相位、谐波进行精确估计。

可再生燃料电池系统在空间电源中的应用研究

概述了可再生燃料电池的工作原理和特性;介绍了国外可再生燃料电池的空间应用,在"太阳神"无人机和平流层飞艇上的设计验证经验,以及国内的技术发展水平;分析了可再生燃料电池系统应用于空间电源所要解决的系统优化设计、电解器和燃料电池的高性能及安全性设计、功率控制器的集成化设计、氢气/氧气的空间储存及后处理等关键技术;提出了用于空间电源的可再生燃料电池系统初步设计方案,对系统的组成和工作流程、各子系统的功能和设计方式进行了论述,可为我国未来的新型航天器电源系统设计提供参考。

近海可再生能源综合发电系统模型对比

介绍融合近海风力发电、波浪能发电以及潮流能发电的近海可再生能源综合发电系统的电气拓扑结构,并以此系统为例,在Matlab/Simulink平台下分别搭建了其详细模型和相量模型。在定性分析2种模型的区别之后,分别在风速变化时以及电网扰动故障下,对详细模型和相量模型进行了仿真对比。时域仿真结果显示,详细模型和相量模型的稳态、动态响应趋势均基本一致;详细模型仿真计算耗时长,且仿真曲线中包含高频分量;相量模型仿真计算耗时短,仿真曲线相对平滑。

高比例可再生能源电力系统的马尔科夫短期负荷预测方法张涛,顾洁

高比例可再生能源并网将成为未来电力系统的基本特征,可再生能源发电技术的持续发展和可再生能源价格补贴机制与市场化消纳方法结合,为主动负荷的时段转移特性提供技术支持与利益驱动。双重推动下使得负荷需求与可再生能源出力间的相关性增强,提出了考虑可再生能源出力因素的短期负荷组合预测方法,引入负荷需求与可再生能源出力的相关性以改善高比例可再生能源电力系统短期负荷的预测效果。应用交叉谱方法以凝聚谱值刻画负荷需求与可再生能源出力的相关性,将负荷与可再生能源出力数据序列离散化后形成2条马尔科夫链,结合马尔科夫误差修正建立了高比例可再生能源电力系统下考虑可再生能源出力因素的短期负荷组合预测模型。将预测模型应用于某实际电网,预测结果表明,所述方法提高了预测精度,能较好地解决高比例可再生能源电力系统的短期负荷预测问题。

考虑光热电站调节特性的可再生能源系统优化调度

风电的随机性与波动性导致电力系统供应侧可调度性降低,因而弃风限电现象严重。文章基于光热电站的调节特性,提出含光热电站和抽水蓄能的全可再生能源系统优化调度模型,实现负荷全部由可再生能源供电的调度模式。模型以系统运行总成本最低为目标,综合考虑风电预测的不确定性和各发电单元出力约束,应用CPLEX进行求解。最后,仿真算例验证了模型能够促进电力系统清洁低碳发展,同时提高了风电消纳。

从灵活性平衡视角的高比例可再生能源电力系统形态演化分析

中长期电力系统愿景及其演化规律的分析是指导行业发展的重要前导性研究,尤其在中国提出2060年前实现温室气体净零排放的新目标背景下,如何加速可再生能源的发展成为焦点。在评述国际未来电力系统发展愿景的基础上,总结未来电网演化的特征,研判驱动力的变化;并基于以上宏观趋势分析,提出了一种考虑灵活性平衡的全局灵敏度方法,考虑影响演化路径的多重不确定性因素,抽样形成海量样本进行电力系统演化模拟,以中国西北电网为例分析了中国高比例可再生能源发展的演化路径。

太阳能制氢与燃料电池的可再生发电系统

介绍了太阳能电池与燃料电池的工作过程及其技术指标 ,比较了两种发电系统的优缺点 。

基于预测技术的建筑可再生能源系统匹配特性分析

以建筑可再生能源系统为研究对象,选取天津气象条件下3层住宅建筑进行分析,在供需两侧建立可再生能源发电和建筑负荷的神经网络预测模型,提出考虑峰谷电价的系统控制策略;在实测数据校验模型的基础上,对建筑可再生能源系统进行模拟计算,针对系统的匹配特性进行分析,并以匹配性参数为指标对本系统与常规离网分布式能源系统进行对比;结果表明,所提出的基于预测的建筑可再生能源系统具有较好的匹配性和经济性,具有潜在的应用价值。

混合可再生能源系统多目标优化综述

随着经济的发展，日益增长的能源需求加速了化石燃料的消耗和温室气体的排放。面对能源和环境的双重压力，发展可再生能源成为世界各国的共识。可再生能源具有可持续、环境友好等优点，但它们也具有不稳定、不可预测以及间歇性等不可避免的缺点。为了克服这些缺点，集成多种能源的混合可再生能源系统被越来越多地关注和应用。在这些系统的规划设计过程中，通常需要考虑多个目标，如成本最小化、供电可靠性高、温室气体排放量最小等，因此需要研究混合可再生能源系统多目标优化方法，协调各个目标使各类能源更好地优势互补。该文对过去到现在的混合可再生能源系统优化技术，尤其是多目标优化方法的运用进行综述，并指出下一步研究方向。

基于能量枢纽的沼–风–光全可再生能源系统日前–实时两阶段优化调度模型

针对以沼气-风能-太阳能为动力的全可再生能源系统,考虑了余电余热反馈沼气池,构建了能量枢纽模型,并提出了基于数据驱动的日前-实时两阶段分布式鲁棒优化调度模型。模型在日前调度阶段决策机组启停机成本与风光基础预测场景下的其他成本;在实时调度阶段综合考虑1-范数和∞-范数约束下的不确定场景概率分布,决策最恶劣概率分布下的实时调整成本。模型采用列与约束生成(column and constraint generation,CCG)算法进行求解,算例结果表明了多能互补对可再生能源消纳的促进作用和分布式鲁棒优化算法的优越性。

考虑中长期电量不确定性的可再生能源系统嵌套运行优化

针对未来高比例可再生能源电力系统场景,设想以有库容水电和风电为主导,火电进行补足的电源构成。从目前发展情况来看,大多数水电只有季度以内的调节能力,虽然风水具有天然的季节性互补能力,但受水库库容的限制,水电库容留取需兼顾跨时段互补优化和时段内的寻优空间。构建以水电库容为关联物理量的嵌套调度模式,由上层的年度计划优化以及下层的月内发电计划优化组成。针对上层提供的月末库容边界值,提出考虑发电能力不确定性的优化模型以及基于Benders分解的3层求解算法。算例结果验证了在该嵌套调度模式下,结合月末库容优化留取,可以减少对火电的依赖,提高水电和风电的利用水平。