区域电力系统复合储能发电系统容量优化

为提升区域发电系统风电、光伏等新能源占比,在阶梯碳价机制下,提出一种含复合储能的发电系统容量双层优化配置模型,利用电池储能配合抽水蓄能进行大规模充放电,实现系统效益最大化。上层以系统投资回收期最小为目标,下层以年运行效益最大为目标,并利用改进灰狼算法求解所构建的双层模型。结果表明,所提模型能在提升发电系统的售电收益和新能源的配置规模的同时,提升系统的环保性。

双向移动光伏电站清扫机器人

以清扫机器人为研究对象,阐述一种双向行走的光伏电站清扫机器人的设计。该清扫机器人采用框架结构的轻量化设计,能实现2个垂直方向行走的切换,智能高效地完成光伏电站的清扫。清扫机器人行走的方向分别为清扫的行走方向和换位移动方向。清扫的行走方向是机器人在清扫时运行的方向,行走方式为多履带行走;换位移动方向为机器人在改变清扫位置时移动的方向,将清扫机器人从已清扫的位置移动到新的清扫位置,进行下一轮清扫工作,换位移动的行走方式采用履带行走。清扫采用螺旋结构的滚刷,刷毛清扫,完成清洁和灰尘引导,滚刷在清扫机器人双侧布置。双向行走的光伏电站清扫机器人机身安装有传感器,结合红外摄像头图像识别技术和5G通信功能,其可自主规划路线,自动清扫,也可在夜间安全高效地完成光伏电站的清扫工作。

电力市场环境下大规模风电并网系统电源规划研究

考虑了清洁能源发电的低环境成本和较好的社会效益,提出了环境友好系数的概念,建立了机组的环境效益模型。构建了一种满足电力市场环境约束的,包含火电、水电、大规模风电等多种类型机组并网的电源规划模型。应用改进遗传算法对模型进行求解,并针对某区域电源规划进行了仿真计算。通过与传统电源规划方法的仿真计算结果进行比较,按模型规划,大大增加了风电等清洁能源发电机组的投入,充分体现了清洁能源发电的环境优势,同时使得国民经济总投入明显减少,取得了较好的经济效益。

美国《清洁电力计划》及其对美国能源行业的影响

2015年8月3日奥巴马政府发布的最终版的《清洁电力计划》是美国迄今最为宏大的气候政策。它试图在未来十几年里通过限制美国发电厂的二氧化碳排放来应对气候变化,要求美国电力行业2030年的二氧化碳排放要比2005年减少32%。如果得到有效执行,这项计划对美国能源行业的各个领域可能将产生不同的影响:对煤炭行业产生较大的消极影响,对天然气行业的激励作用比较有限,对可再生能源则是重大利好。

“十二五”电力规划重大问题探析

"十二五"期间是我国转变电力发展方式的关键时期。为了应对能源发展的新形势和实现我国政府承诺的2020年清洁能源利用及降低温室气体排放强度目标,需要在"十二五"电力规划中解决诸多重大问题。从清洁能源加快发展、优化煤电布局、调峰电源配置、分布式能源发展、智能电网等方面,对"十二五"电力规划相关重大问题进行了较全面的阐述。

美国电力行业碳排放强度与总量目标的确定及启示

作为奥巴马政府气候行动计划的重要组成部分,美国环保署(EPA)于2014年6月发布了针对现有电厂的《清洁电力计划》提案,并在2015年8月形成最后版本。该计划在确保电力可靠供应的基础上,为联邦各州现有电厂确立了到2030年的碳排放强度和排放总量目标,标志着覆盖全美电力行业的完整、一致的管控框架基本形成。《清洁电力计划》提案以2012年为基年,引入4种最佳减排模式计算出各州到2030年的碳排放强度,以此作为各州的履约目标;并在此基础上,配合潜在州际碳交易市场的需要,分两种方案,确定了各州电厂排放总量目标。《清洁电力计划》遭受到来自部分州政府的反对,特别是新任总统特朗普上台后,该政策的不确定性加大。然而,美国电力行业碳排放强度和排放总量目标制定过程中体现出的科学性和公众参与,对我国碳交易市场建设,特别是下一步如何制定和推进基于行业和地区的碳排放约束指标分配方案具有借鉴意义。

配电系统规划中的若干重要问题

配电系统规划的目的是优化为用户服务。文章分 3部分讨论了中国配电系统规划中存在的重要问题 :1可靠和洁净的电源方面尚须解决的燃煤污染问题、大量开发水电问题、太阳能及风力发电等洁净电力问题以及不少不确定性问题 ,还有分散发电、直接供电于用户等。2输配电系统的整体优化问题 ,是电力市场的核心问题。文中概述了辐射性配电网络优化方法的特点及网状输电网络优化方法 ,讨论了输配电系统综合优化的方法及用智能技术处理不确定性问题。3用户负荷的不确定性问题。论述了怎样用模糊方法来描述不确定性和怎样凭经验数据来改进描述的方法。

输电线路悬垂绝缘子清扫机器人行为规划

为了提高悬垂绝缘子清扫机器人局部自主能力,提出了一种基于层次结构和有限状态机的行为规划方法。根据机器人的结构特点、环境特点和清扫作业特点,将机器人的行为分为基本行为和组合行为,给出了描述这些行为的方法,并利用有限状态机管理组合行为中的行为序列。引入了异常处理机制,以保证机器人的可靠运行。仿真和实验验证了行为规划方法的正确性和有效性,该方法可用于绝缘子清扫机器人的清扫作业行为规划。

家用服务型吸尘机器人的发展与现状

吸尘机器人融合了自主机器人和吸尘器技术 ,成为服务机器人领域中的一项高新技术 ,具有广阔的市场前景。简单介绍了国内外吸尘机器人的研究发展现状 ,对吸尘机器人的关键技术即路径规划技术、多传感器融合技术、吸尘技术以及电源技术分别进行了介绍 。

浅谈多能互补清洁能源基地开发规划

从多能互补概念出发,结合当前清洁能源基地开发政策,根据推进增量风光水(储)、探索风光储的思路,梳理了“十四五”顶层设计中关于主要流域和区域的清洁能源基地规划。研究提出多能互补清洁能源基地规划思路,首先,强调送端风光等间歇性可再生能源发电与调节电源互补,分析了多能互补分析计算的难点在于对存量、增量梯级水库电站、抽水蓄能电站水量平衡与发电优化的处理,以及新能源出力代表性、发电特性的准确表达,提出了以经济性最优为主要目标的多能互补容量配置方案比选和多目标联合运行思路;第二,兼顾受端电网实时电力电量平衡,提出了选取典型时段,以小时为步长的电力生产模拟计算要求。

实施“工业绿动力”计划 推进煤炭清洁高效利用

清洁高效利用煤炭资源,对于有效改善山东乃至整个京津冀地区大气污染具有重要意义。省委省政府高度重视,先后出台了《关于加快生态文明建设的意见》、《关于加快推进全省煤炭清洁高效利用工作的意见》等政策文件。省经信委、省财政厅出台了《山东省"工业绿动力"计划实施方案》、《山东省高效环保煤粉锅炉推广行动计划(2016-2018年)》等文件,强化措施,铁腕整治,"工业绿动力"计划实现重大突破。淄博市等10个试点市,紧抓机遇,主动作为,创新方式,取得了积极成效。

“东数西算”背景下大型数据中心建设对电网规划的影响研究

随着数字新基建的不断发展,数据中心单机柜功率密度不断增加,数据中心耗电量大、用电成本高的问题也越来越突出。将数据中心有序向清洁能源丰富的西部转移,不仅可促进数据中心绿色发展,就地消纳风、光等绿色能源,而且能减少线路上远距离传输的功率。在此背景下,研究数据中心对电网规划的影响非常有意义。首先,考虑数据中心负荷情况,建立了数据中心的能耗模型,并根据风电场与光伏电站出力的概率密度函数,构建考虑数据中心在内的电网规划双层模型。上层以每条线路是否建设为优化对象,以线路投资费用最小为目标函数,得到电网规划方案。下层按照网架结构并考虑数据中心用能特性,以储能系统的投资成本、风光未利用惩罚成本之和最小为目标函数对储能系统进行优化配置,将储能系统容量返回上层作为系统潮流约束的一部分进行下一次优化。采用改进型粒子群算法和YALMIP联合求解。最后,用改进的18节点算例系统验证了所提模型与方法的可行性和有效性。

构建100%可再生能源电力系统述评与展望

大力推动可再生能源发展是应对当前能源危机和环境问题的重要手段,全球许多国家和地区陆续提出未来向100%可再生能源电力系统(100%renewableenergypower systems,100%REPS)转型的设想,相关学术研究成果在近年来也持续大量涌现。为全面综述该领域的国内外研究现状和发展趋势,对进一步开展该领域相关研究工作提供参考和借鉴,该文阐述100%REPS的基本概念及其与碳中和电力系统、纯清洁能源电力系统的联系和区别,从技术、经济、政策3方面分析构建100%REPS将面临的主要挑战。在此基础上,从电源规划、网架规划、无功配置、稳定性分析与控制、运行调度、电能质量优化6个环节,综述当前相关研究成果,拟定应对这些挑战的潜在研究方向,分析其中需要重点关注的难点问题,进而提出一套面向100%REPS的研究框架。最后,对未来100%REPS的应用实践与探索进行总结和展望。

考虑大范围多种类能源互补的中国西部清洁能源开发外送研究

中国清洁能源集中在西部、北部,当地用电负荷小,难以就地消纳,需要在全国范围优化配置。从新能源特性的角度研究中国西部地区风能、太阳能、水能等不同种类清洁能源的互补特性,进而研究多能互补在缓解新能源发电间歇性、随机性、波动性方面的效益,提出一种考虑网络约束与新能源随机特性的时序运行模拟技术,并对中国西部新能源大规模开发情景进行生产运行模拟计算。研究结果表明:建设西北与西南联网通道,可以实现多能互补,改善新能源外送电力品质,提高清洁能源外送通道利用效率。

碳中和目标下水电高占比电网研究框架与发展形态

碳中和目标下水电高占比电网的煤电陆续退役、新能源加速发展,将带来调节能力和安全稳定弱化等诸多问题,电源结构和网架形态的适应能力面临着重大挑战。为应对水电高占比电网在能源转型过程中面临的共性问题与挑战,建立了一种面向碳中和发展目标的水电高占比电网研究框架体系,从电源规划、网架规划、稳定性分析与控制、规划方案评估与运行模拟4个层面对碳中和能源转型过程中需要研究的关键问题进行了分析。在此基础上,以过渡期和形成期两阶段对碳中和目标下水电高占比电网的发展形态进行了阐释。以中国四川电网为例,提出了碳中和目标下四川电网电源结构形态和主网架形态的演化路径,表明了所提研究框架和发展形态的适用性。

美国《清洁发电计划》与地方减排

美国联邦环保局于2014年6月18号发布了《清洁发电计划》,以期通过各州的减排行动促成清洁发电。美国发布《清洁发电计划》的法律依据是《清洁空气法案》,该法案第111条(d)建立了美国联邦环保局和各州之间的伙伴关系。据此,美国联邦环保局可以设定减排目标,各州则通过创建与联邦环保局指导原则一致的计划,实现美国联邦环保局的目标。每个州可以根据其特定州情以及政策目标来设计具体方案以实现目标。由于美国特殊的宪政体制,美国地方政府在处理环境问题时有着较大的权力,也具有较强的政策设计能力。

西北电力系统如何应对大规模风电开发与利用

分析了我国风电大规模开发面临的主要问题,并指出要解决风电并网的调峰和电力系统稳定等难题,必须依靠和建设统一坚强智能电网,坚定不移的实施"一特四大"战略,在坚持电网电源统一规划的基础上,实施风电与火电配套建设和打捆外送,实现区域间能源资源优化配置,建立风能全国消纳平台,促进新能源、常规电源与电网科学有序协调发展。

广东省液化天然气一体化试点项目的规划

广东省是能源消费大省 ,能源供应短缺以及以煤为主的能源消费结构所带来的环境污染问题是制约广东省经济发展的主要因素之一。为改善环境质量和满足经济发展对电力需求的增长 ,广东省拟从国外进口液化天然气 ,用作珠江三角洲 9个城市和香港居民燃气 ,燃气电厂、陶瓷厂等工业用户以及燃气空调和商业用气。并立下了广东省液化天然气一体化试点项目 ,分二期建设。该项目已完成规划 ,并于 1999年底获得国家立项批准 ,进入实施阶段。由于液化天然气具有安全、可靠、清洁、廉价、方便等优点 ,特别是环保效果明显 ,决定了该项目将会有美好的前景。

煤电与清洁电源协同演进优化模型及综合评价体系研究

在碳达峰、碳中和目标下,电力行业面临巨大的低碳转型压力。积极谋划煤电有序退出、在保证电网安全前提下加速清洁电源替代是实现双碳目标的必然选择。建立了煤电与清洁电源协同演进双层迭代优化模型。上层为电源投资决策模型,计及负荷和风光出力波动特性,以月为时间单位进行决策。下层是以运行经济性和满足调峰能力为目标的短期运行优化模型。进而,分析经济、技术、安全、环境因素对能源演进路径的影响,构建了对规划方案的综合评价指标体系,对能源演进路径薄弱环节进行辨识。最后,借助所提模型研究了某省级电力系统未来30年煤电与清洁电源协同演进路径,并对演进路径进行了综合评价,针对薄弱环节提出了相应的能源发展建议。

省级电网全清洁能源供电运行控制技术与应用

电力在能源转型中发挥着重要作用,未来能源转型将呈现清洁、低碳、电气化的发展趋势。主要介绍省级电网全清洁能源供电运行控制技术与应用。首先,介绍了电网实现全清洁能源供电面临的技术问题;其次,分析了电网在全清洁能源供电情况下的电力电量平衡方程;再次,基于电网和水电机组出力约束条件,分析调度发电计划优化函数。最后,以青海近三年内成功实现的全清洁能源供电为案例,从工程实践角度分析全清洁能源在省级电网实现的可行性和主要过程,并探讨三次全清洁能源供电在技术和交易模式上的创新。全清洁能源供电的实践与探索对电网提升多能互补协调控制和新能源消纳能力,促进清洁能源发展提供实践经验,也为电网承载新能源革命提供有益的借鉴。