严寒地区宜居低碳牧居建筑设计

为改善捡烧牛粪燃能的利用方式,探索广大高原严寒牧区牧民住房绿色低碳转型路径,释放放牧草地生态系统蕴含的巨大减排增汇潜力和价值,文中以装配式低碳牧居替代捡烧牛粪的帐篷为导向,综述了近年来国内外严寒牧区牧民住房在装配式建筑、骨架与围护结构、光风互补供电系统和太阳能供暖系统四个方面绿色低碳技术的进展与态势,结合牧户调查、技术研发和牧居示范工程建设的实践,归纳、探讨了净零碳排放牧居技术路径,解析了取得初步成果的主要参数、经验和不足,为严寒地区牧居低碳化设计提供借鉴。得出“三室一廊”牧居、装配式骨架结构、低能耗围护结构、可再生能源替代和精细化管理可能成为牧区人与自然和谐共生现代化中新一代牧居的美好图景的结论。

某离岛孤网型风光储柴综合能源系统供电方案研究

离岛孤网存在输配电困难的问题,为了满足边缘海岛的用电需求,本文以某离岛孤网型风光储柴综合能源系统工程为背景,通过收集该岛屿风光资源数据和电网现状,讨论了四种含高比例可再生能源的风光储柴综合能源系统供电方案在边缘海岛上的供电方案可行性,同时本文采用PVSYST软件和WASP软件探讨了四种供电方案中光伏、风电和储能系统的选型方案。结果显示,风光储柴装机方案中柴油发电调峰的电量占比不超过30%时可不设风电,能起到减少弃电和大幅降低工程投资的作用(总投资可降低64.89%)。本文可为建设高可再生能源比例的相关离岛孤网型综合能源系统实际工程应用案例提供指导。

海洋浮标风光储柴供电系统仿真研究

大型海洋浮标投入使用后,其搭载的观测设备和智能传感器的数量更多、种类更加多样化,负荷的增加对浮标供电系统的发电量及运行稳定性提出了更高的要求。针对大型海洋浮标耗能高等特点,在MATLAB/Simulink平台上搭建了一套风光储柴综合供电系统模型。同时,结合海洋环境下浮标震荡和舱内高温现象,设计了一种供电系统的能量协调控制策略。对复杂工况下系统的运行状态进行了仿真实验,实验结果验证了模型的正确性和控制策略的可行性。

低碳型海岛风光潮储供电系统的设计

中国是海洋大国,岛屿众多,实现海洋低碳清洁能源利用是建设海洋强国的重要战略目标。针对偏远海岛的用能需求、资源现状和供能现状,首先分析了海岛居民的日常用电需求,采用不同用电负荷的同时系数方法,计算海岛的电力负荷情况;然后为充分利用海岛丰富的风能、太阳能和潮汐能资源,设计了一种低碳型海岛风光潮储供电系统,同时结合无土栽培温室大棚、固体废弃物回收利用、主动式太阳能蒸馏等前瞻性创新技术,构建低碳型海岛能源系统;通过分析海岛的资源特点,根据电力负荷需求对该供电系统进行设备选型;该供电系统可提供多种供电模式,通过自动切换为负载提供高质量电能。最后,基于EnergyPLAN模型对所设计的低碳型海岛风光潮储供电系统的合理性进行了验证,结果表明:低碳型海岛风光潮储供电系统能够实现海岛的电力供需平衡。该供电系统能够满足海岛居民的用电需求,可实现海岛的低碳可持续发展,为独立海岛供电系统的建设及优化提供了解决方案。

基于双向变流器的风光互补系统在通信电源中的应用研究

文章概述了风能发电系统和光伏发电系统的原理和工作方式。针对传统通信电源的局限性,引入了基于双向变流器的风光互补系统,并探讨了双向变流器的原理、拓扑结构,进一步研究了风光互补系统与通信电源需求的匹配性。

一种风光互补智能照明供能系统设计

随着我国经济的不断发展,能源开采造成的环境污染已经成为急需解决的问题。为了减少对传统电能的依赖,设计了一种风光互补智能照明系统,以利用风能和太阳能对照明供电。从风光互补智能照明系统整体结构、供电系统、控制器结构、蓄电池储能单元的设计出发,结合风机发电、光伏发电和蓄电池充放电的原理,介绍了该系统的能量控制管理过程,最后利用Matlab软件对照明供电系统进行仿真。仿真试验结果表明,该系统控制策略合格,具有昼夜互补、季节性互补特点,有着良好的市场前景。

风光互补供电系统在黄家湾输水工程中的试验研究

风光互补供电系统可以充分利用风能及太阳能,从而为输水工程中的金属结构设备提供安全、稳定、可靠的电力能源,有效解决传统供电方式的各种弊端。针对黄家湾输水工程区域太阳能、风能的分布差异,可以有效利用风能及太阳能的互补特性,提高发电效率。通过工地现场风光互补供电系统的应用研究,验证了该系统的安全可靠性,也可为今后类似项目提供借鉴。

风-光-柴互补供电系统

针对边远地区基层单位用电困难而风、光资源丰富的现状,提出了将风力发电技术、光伏发电技术、柴油发电机发电技术集为一体的风-光-柴互补供电系统。并结合甘肃省某地风-光-柴互补供电系统的应用实例,具体介绍了系统的设计与计算方法。实践表明,该供电系统是安全、可靠、切实可行的,是解决偏远地区基层单位日常用电问题的有效途径。

新能源供电多能互补发电系统设计

为了克服单一新能源发电具有转换效率不足、电能输出不稳定和新能源利用率较低等缺点,设计一款以风能、太阳能和海洋能等多能融合实时互补的发电系统,包括互补发电能源转换装置的设计、斩波电路、电能储能电路的设计和基于MATLAB(SIMULINK)的系统仿真验证。主要研究能源获取后进行的DC-DC斩波技术和充电技术。结果表明互补电能变换电路能够获取稳定的直流电压;直流母线通过逆变电路可以为后续的交流负载供电,同时可以通过充电电路给蓄电池供电,蓄电池采用分组管理的方式解决了过量充放电的问题并降低了充放电次数,蓄电池可以通过逆变为交流负载供电或者直接为直流负责供电,整个蓄电池储电部分达到了电能缓冲的目的。设计的新能源供电多能互补发电系统很好地解决了单一发电系统存在的问题,并给出了系统实现的完整方案,经过仿真验证系统能够实现新能源多能互补的发电目的,为新能源的有效利用提供了一个可行的途径。

风光储独立供电系统电源优化配置

风光储独立供电系统是解决边远地区供电问题的有效途径,对其合理地配置电源以提高供电可靠性、经济性是系统规划设计阶段的主要问题。在建立基本元件模型的基础上,以系统等年值投资费用最低为目标,考虑系统运行约束条件,构建了风光储独立供电系统的电源优化配置模型。提出了基于粒子群优化算法的数值求解方法。在算例分析中,分别以蓄电池和电解槽-储氢罐-燃料电池循环系统作为储能装置,对比分析了不同储能模式下的系统优化配置方案,结果表明,在满足相同供电可靠性指标的前提下风/光/蓄电池系统的优化配置更经济,合理地评估停电损失和设置可靠性指标可有效降低系统冗余投资。

独立风-光-蓄混合发电系统的建模与优化

为缓解乌鲁木齐地区环境污染状况,系统地研究了该地区独立风-光-蓄混合发电系统,提出了基于直流总线的独立风-光-蓄混合发电系统结构,对混合系统中的风力发电机、光伏模块及铅酸蓄电池等关键部件进行建模,经济模型采用总净现值成本和平准化能源成本模型,可靠性模型采用负荷失电率.依据乌鲁木齐地区风能、太阳能和户用负载数据,利用遗传算法对该地区独立风-光-蓄混合发电系统进行优化设计.结果表明:独立风-光-蓄混合发电作为一种新型发电方式,可以减少环境空气中总悬浮颗粒物、二氧化硫和氮氧化物等污染物的排放.优化的混合发电系统包括1台风力发电机、12.561 1 m2的光伏模块和14.701 9 kW·h的铅酸蓄电池,负荷失电率为0.019 8,系统最小总成本为87 262元.

自然能供电的照明系统优化设计

针对在自然能发电系统的设计中合理设计能源组合形式,并进行容量计算,以及合理配置机组容量的问题,进行了研究和探讨。系统利用风力发电和太阳能发电两种方式获得电能,采取蓄电池储存富余电能,通过逆变器实现输出供电,以解决风电、光电资源较丰富区的商业楼宇照明供电。为得到合理的风/光发电设计比例,使系统成本最小,发电效率最高,在设计中根据系统所在地理位置及技术要求进行了发电系统的优化设计。实验证明,该系统组合方案较经济、合理。

牧区风能太阳能供水新型模式研究

我国北方牧区常规能源较为短缺,电网覆盖有限,很多地方还没有通电,但可再生能源的储量却非常丰富,在我国广大偏远北方牧区有丰富的风能和太阳能资源,风能太阳能供水已经成为解决牧区及偏远地区饮水安全问题的主力军。但由于风能太阳能能存在一定的不稳定性,靠单一能源供水保证率不高,不能很好满足牧区供水的需求。提出高保证率北方牧区风能太阳能互补供水新型高保证率的供水模式。

风光互补供电系统在输电线路视频监控中的应用

目前采用的太阳能供电无法满足输电线路视频监控全天候以及在连续阴雨天持续稳定运行从而形成危险点现场监控盲点,风光互补供电系统利用风能和太阳能资源的互补性实现全天候发电,有效地解决了该问题。本文介绍了风光互补供电系统结构和工作原理,通过分析输电线路全天候视频监控系统各设备的实际用电需求,设计了蓄电池、风力发电机、太阳能光伏电池阵列的配置方案和安装方案。

基于物联网的风光互补发电监测系统

风光互补发电系统是利用可再生能源风能和太阳能进行发电的系统,具有较高的性价比。相较于传统的化石能源具有清洁无污染,可持续利用的特点。针对风光互补发电形式,提出了基于物联网技术的远程监控系统,重点介绍了系统的硬件设计、软件设计和客户端软件的实现。该系统应用于风光互补发电系统中,可实现对风光互补发电过程的各种数据的实时监测和远程控制。

风光互补发电系统简介

利用西部地区风、光资源,设计一风力发电机组和太阳能光伏电池为一体的风光互补发电系统。通过一个实例,说明了供电系统的可行性,解决了当地日常用电问题。

基于加权开断概率与断开后果严重度的含风光电源电网脆弱线路识别

风光电源的接入提高了电网故障发生的几率,给故障传播中脆弱线路的识别增加了难度。为此,从线路受冲击与断开后果2个角度建立了线路脆弱性评价指标集。基于潮流转移过程中线路的开断概率和计及风光电源出力随机波动下线路的过负荷风险因子定义线路加权开断概率,从而提高风险线路受冲击后退出运行的可能性;同时,考虑电网的电气结构和状态转移特性,采用模糊层次分析(fuzzy analytic hierarchy process,FAHP)与改进熵权法定义断开后果脆弱指标,以衡量线路开断的综合影响。改造前后IEEE 39节点系统仿真结果表明:所提出的综合脆弱性指标能够有效地将高风险线路识别为脆性源,对含风光电源电网的安全稳定运行、连锁故障的预防具有一定的指导意义。

风光互补发电系统对配电网可靠性的影响

风能和太阳能的瞬时性和不可控性使风力发电和太阳能发电并网后会对配电网的可靠性指标造成影响。为此,介绍了一种风光互补发电系统,以最小路法对配电网的可靠性进行计算,分析风光互补发电系统对配电网的影响,并分别与单独的风力发电、光伏发电系统进行比较。得出风光互补优化后对配电网的扰动远小于单独的风力、光伏发电系统对配电网扰动的结论。

计及含储热光热电站与电锅炉联合运行的供热期弃风消纳策略

为解决西北地区冬季供热期热电联产机组以热定电运行模式下系统风电消纳能力不足的问题,提出了计及含储热光热电站与电锅炉联合运行的供热期弃风消纳策略。该策略通过考虑电锅炉与光热电站联合运行,在利用光热电站的储热系统实现热能的存储与时移利用的同时,由光热电站与电锅炉、热电联产机组一同提供系统热负荷,以此提高热电联产机组的调峰能力,进而促进系统风电消纳。基于IEEE-30节点系统以及甘肃河西电网的算例仿真对所提策略进行来的验证,结果表明:所提弃风消纳策略能够在促进系统风电消纳的同时,提高光热电站对太阳能热的利用率,并降低系统总成本。研究结果可为西北地区冬季供热期热电联合调度提供参考。

独立风/光/储混合微电网多目标电源容量优化配置

海岛和偏远地区远离大电网,但可再生能源丰富,采用含风力、光伏等可再生能源的独立微电网供电是解决其电力紧缺的重要手段。为了充分利用可再生能源及更好地满足海岛和偏远地区电力用户需求,提出独立风/光/储微电网电源容量配置的多目标优化模型,该模型以电源总成本、负荷缺电率、电能浪费率、风/光输出功率波动率4个指标最小为目标函数,并采用具有自适应交叉和变异操作的改进遗传算法进行求解。对某海岛独立微电网,考虑了单峰和多峰2种日负荷特性校验所提出模型和方法的有效性。仿真结果表明:采用该方法可获得多个可行优化方案,便于决策者根据实际规划目标需要进行选择;当负荷缺电率降低时,电源总成本、能量浪费倍率和风/光输出功率波动率均增大;在负荷缺电率相同的情况下,用该方法获得的方案在电能浪费率和风/光输出功率波动率方面均优于HOMER软件配置方案。