绿色工业园区供能技术方案及经济性分析

工业园区是经济发展的重要载体,园区的生产活动需要大量的能量供给,因此可靠、经济的供能技术是高耗能产业运行的重要保障。首先对当前主要供能方式的系统结构与运行特性进行分析,包括自备电厂、大电网购电、孤岛模式微电网和并网模型微电网;然后综合经济性、可靠性和环境效益,建立了供能技术评价指标体系;最后,以某电解铝生产园区为实际算例,分析4种供能方式在工业园区应用中的经济性表现,并综合未来碳价格和储能成本的发展趋势进行敏感性分析,可为工业园区投资者和相关政策制定者提供决策参考。

考虑碳减排需求的微电网低碳经济运行策略研究

在国内双碳目标以及国际碳关税、新电池法等绿色贸易壁垒影响下,用户侧碳减排需求急剧提升。微电网作为新型电力系统与用电负荷连接的重要桥梁,既能有效平衡本地分布式能源出力,同时可以推动用户侧绿色低碳转型,满足用户碳减排需求。为此,开展考虑碳减排需求的微电网经济运行策略研究。首先,构建了含风电光伏、绿电交易、储能、电动汽车、柔性负荷在内的微电网运行模型;然后,综合考虑碳排放成本、绿色电力交易和系统运行成本建立优化模型;最后,基于CPLEX求解工具对算例展开分析,结果表明所提方法能够适应新能源出力波动、电价变化以及碳价变化,显著降低系统碳排放量,满足微网内用户碳减排需求,提升系统低碳经济运行水平。

绿色可持续视角下的制浆造纸工业园区微电网多层规划研究

为降低制浆造纸产业用电成本,帮助其更好地实现绿色可持续发展,以制浆造纸工业园区为例,构建了一种针对造纸产业的微电网多层模型。该模型的电能侧以燃气轮机和分布式发电机组为核心进行供电;热能侧则主要借助电锅炉与余热锅炉互补的形式进行储热和供热。对该模型的实际工作水平进行测试,结果表明:该模型与传统的造纸工业园区能源系统相比具有规划结果更准确、节能效果更显著等优势,可以更好地实现造纸工业园区的节能、降耗、减排等。

双碳背景下龙王沟煤矿新型绿色矿山建设

在我国大力推进“碳达峰、碳中和”的背景下,加快建设安全、高效、可持续发展的绿色矿山变得尤为迫切。因此,以龙王沟煤矿为例,建设了符合龙王沟煤矿的新型绿色矿山模式。通过对龙王沟煤矿的地区资源及矿井现状开展调研分析,综合考虑矿山存在的煤矸石堆存困难、采煤沉陷面积大以及风光资源丰富的特点,笔者对龙王沟煤矿煤矸石综合处理、采煤沉陷区治理和风光微电网建设的可行性及可操作性进行了研究,并结合龙王沟煤矿新型绿色矿山建设实况对未来绿色矿山发展提出了逐步向智能化靠近的展望。研究取得了以下成果:首次提出了龙王沟矿产资源生产—煤基固废回填—风光电网建设—生态环境修复—风能光能发电—矿产资源生产的新型绿色矿山资源开发内循环和“采-选-充-控-平-建”一体化的新型绿色矿山建设技术;构建了从煤矸石中提取高岭土,废矸石用于充填采煤沉陷区的煤矸石综合利用模式(实现了经济增益,处理了煤矸石约625.2万t);建设了清洁、低碳、安全的风光微电网(初步估算平均年上网电量约13924.6万kW·h);减少了矿井二氧化碳排放量13367.6万kg;治理并利用了采煤沉陷区土地面积1060 m^(2)。龙王沟新型绿色矿山建设大幅提高了矿区土地利用率,缓解了矿井用电压力,减少了二氧化碳排放量,从根源上解决了制约龙王沟煤矿发展的难题,为绿色矿山建设提供了新思路。

基于一体式再生燃料电池的并网型微电网系统建模及分析

一体式再生燃料电池(unitized regenerative fuel cell,URFC)是一种集成了燃料电池发电与电解水制氢于一体的电化学装置,与风力、光伏发电相结合后,在并网型微电网系统中具有广阔的应用前景。为此,提出结合URFC、风电机组、光伏机组和传统电网的并网型微电网系统模型,并采用净现值作为衡量系统投资合理性的经济指标。以湖北地区某工业园区为研究对象,提出氢电供应因子用于协调并网型微电网系统的能源调度,并通过粒子群优化算法对系统进行设备容量优化和投资评估。结果表明:并网型微电网系统存在最优系统容量配置,当氢电供应因子为0.8时,微电网系统的净现值为最大值,具有良好的投资可行性。

区块链在分布式电力交易中的研究领域及现状分析

国家发改委、能源局陆续指出:要全面放开经营性电联用户发电计划,支持中小用户参与市场化交易,健全全面放开经营性发电计划后的价格形成机制。行政引导市场,市场发展技术,基于区块链技术的电力交易研究迎来了前所未有的行政和市场机遇。区块链以分布、公开、不可篡的区域共治模式,为社会和市场提出了一套全新的商业解决方案。该文依托区块链技术,探讨了基于分布式交易的电力交易市场、产消者以及相关服务产业的需求和行业现状,分析了区块链电力交易的发展趋势;归纳了电力交易领域区块链追求创新实验的主要方向,研究了电力交易区块链的总体架构设计创新、电力交易场景应用创新和区块链性能提升研究创新等内容;最后通过文献综述和百余个区块链电力交易系统实施案例,梳理了区块链技术在电力交易行业面临的挑战与应用前景。以期通过该文综述对分布式电力交易领域的未来研究有一定贡献。

多元化绿色交易体系下直流微电网优化配置方法

随着可再生能源政策的变革,健全多元化绿色交易体系以代替财政补贴是发展的趋势。以直流微电网为研究对象,提出多元化绿色交易体系下的优化配置方法。首先分析了中国多元化绿色交易体系现状,提出了直流微电网参与绿色交易市场的3种模式,结合政策规则和市场供需关系分析市场价格机理并建立了单一市场收益模型。其次,为灵活响应负荷供电和可再生能源消纳需求,提出了一种综合能量调度策略,并以系统等年收益最大为目标,采用K-means聚类和改进粒子群算法求解系统经济优化配置模型。最后,分析绿色交易体系和能量调度策略对配置结果的影响,并与HOMER仿真结果进行比较,算例结果验证了所提方法的有效性。

考虑绿色属性的多微网间电能可信自治交易方法

绿色电力交易是厘清可再生能源绿色属性、激励能源低碳化转型的重要举措。当前,微网的分布式可再生能源消纳方式仍以“自发自用,余量上网”为主,未能合理量化分布式可再生能源的绿色属性,也未能充分利用需求侧消纳绿色电力的诉求和潜力。为此,提出了考虑绿色属性的多微网间电能可信自治交易方法。首先,建立了微网间绿色电力交易机制,以交易手段引导绿色电力资源的合理配置;然后,提出了基于纳什议价的微网间绿色电力交易滚动出清及结算方法,保证绿色电力交易的资源配置的最优性以及市场红利分配的公平性;最后,建立了基于联盟链的绿色电力交易实现方法,设计了绿色电力交易智能合约及基于简化代理拜占庭容错(SDBFT)的绿色电力交易共识过程,实现了可信自治的多微网间绿色电力交易。仿真算例验证了文中机制及模型的有效性。

发展绿色微电网,提升工业用能的低碳水平与安全保障能力

工业用电占我国全社会用电量的66%,工业电力负荷主要集中于工业厂区或园区内。绿色微电网是统筹好工业用电可靠、经济和低碳三个目标、提升能源利用效率的一种重要方式,也是提升工业领域能源基础设施绿色化水平的重要内容。当前,部分工业厂区和园区供电存在可靠性低、经济成本高、用能形式粗放等问题,可通过适当加快工业绿色微电网的规模化示范应用和商业化推广,在增强我国工业产品低碳竞争力的同时,促使能源基础设施投资平稳运行。应着力拓宽工业绿色微电网的投融资渠道,完善技术规范标准体系和管理体制机制,继续深化电力市场化改革,为新型商业模式提供良好的投资环境。

零能耗建筑的电气设计与应用

通过对零能耗建筑——中新天津生态城公屋展示中心项目的介绍,探讨零能耗建筑实现的相关技术,并着重分析光伏发电系统、微网系统、能耗计算、能耗控制以及绿色建筑标准在零能耗建筑中应用的内容。

基于100%绿色能源供电目标的海岛微电网群容量优化配置

针对常规化石燃料机组在解决海岛供能时带来的环境污染问题,该文以100%的可再生能源发电满足海岛负荷需求为目标,探讨基于100%绿色能源供电的海岛微电网群优化配置问题。首先,构建由不同功能类型的微电网组成的海岛微电网群,并制定其100%可再生能源供电的运行规则和相应的协调控制策略;然后,根据蓄电池、抽水蓄能电站的运行特性提出以储能装置运行成本最小化为目标的运行成本动态优化策略,以使总成本最小化;最后,通过NSGA-Ⅱ算法求解不同场景下的容量优化配置模型,并分析可再生能源发电和负荷波动的不确定性对优化配置结果的影响。算例结果表明,所提的海岛微电网群优化配置模型能够在满足经济可靠性的要求下,实现100%绿色能源供电的目标,为发展"生态友好型"海岛微电网提供工程参考。

绿色建筑中热电联供型微网的优化设计与运行

针对天津市某绿色建筑的热电联供系统,首先建立含电、热负荷并与电网连接的系统模型,该模型包括微型燃气轮机、光伏、储能装置;然后以规划期总成本净现值最小为优化目标进行优化设计,对天然气价格、电价和负荷变化进行敏感性分析;对系统各发电单元运行情况和系统配置方案的经济性进行分析。

主流开源区块链框架可扩展性分析

介绍区块链技术发展由来,除了比特网网络,当前主流开源区块链框架主要为Hyperledger/Fabric和以太坊。在公有链应用中,除了比特币之外,以太坊几乎成为ICO项目唯一平台,在联盟链和私有链应用中,Fabric是企业使用最多的,也是开源社区最活跃的区块链平台。但是现阶段的以太坊和Fabric并不完美。本文主要从可扩展性方面来介绍以太坊和Fabric的缺点和可改进的地方。

绿色低碳能源站的设计与实践——以陕鼓分布式能源智能综合利用示范项目为例

陕鼓分布式能源智能综合利用示范项目是利用既有锅炉房对陕鼓临潼代王厂区能源进行整合的绿色化提升改造项目,旨在打造区域能源中心。本着“因地制宜、节约能源、节约资源、绿色低碳”的设计目标,充分利用浅层地热能、太阳能等可再生能源和空压站、污水能等余废热,建立智能微电网,设置智能管理控制系统,实现了工业厂区内的能源智能综合利用,并获得了住建部绿色建筑二星标识。项目实际运行至今效果优良,实现了可再生能源在工业厂区的规模化应用,充分体现了可持续发展与节能低碳的规划设计理念。项目可再生能源及余废热利用总量约为2 748 170 kW·h/a,对应可减少代王厂区内CO_(2)排放量约974.8 t/a,是绿色低碳能源站设计与实践的示范项目。