浅析储能技术在公共建筑降本增效中的应用

本文重点介绍了电蓄能、冰蓄冷、水蓄冷三种公共建筑常见储能技术的工作原理,并从能源密度、响应速度、经济性等方面对三种技术开展对比分析。在此基础上,按照峰谷价差、全年制冷小时数两个维度将全国划分为16种不同应用工况,测算出三种储能技术在不同工况下的经济性,进而提出技术应用的合理化建议。

蓄热式中深层地热供暖系统运行策略分析

蓄热式中深层地热供暖系统提取地下2000~3000 m的中深层地热作为热源,并耦合蓄热装置,实现建筑物的清洁供能,平衡电网负荷。系统的运行控制策略对系统性能的影响较大。为了研究蓄热式中深层地热供暖系统的运行控制策略,基于TRNSYS软件建立了西安地区三种典型公共建筑的热负荷模型和蓄热式中深层地热供暖系统仿真流程。根据三种典型公共建筑的热负荷特性,探究蓄热式中深层地热供暖系统的运行控制策略对电网的“移峰填谷”效果和运行经济性分析。结果表明:对于办公建筑,释能优先运行模式和定比例控制运行模式具有较好的移峰填谷作用,其中,释能优先运行模式的日运行费用最低,为132.35元;对于酒店建筑,由于全天24 h均有热负荷,因此供暖系统运行策略为在谷电时间段内,热泵机组满负荷运行,首先满足建筑热负荷,剩余部分进行蓄热,在峰电时间段内,采用机组优先运行模式,日运行费用为326.83元;对于商场建筑,定比例控制运行模式的移峰填谷作用最佳,日运行费用最低,为120.49元。

计及负荷时空转移需求响应的数据中心聚合商最优运行策略

利用聚合技术构建数据中心聚合商以参与系统需求响应,提出一种计及负荷时空转移需求响应的数据中心聚合商最优运行策略。首先,根据数据中心的物理特性,建立负荷时空转移需求响应模型;然后,以数据中心运行成本最小化和数据中心聚合商利益最大化为目标,建立计及负荷时空转移需求响应的数据中心聚合商最优运行模型;最后,通过Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件以及大M法将双层模型转换成单层混合整数线性规划模型进行求解。仿真结果表明:所提最优运行策略可有效提高数据中心内工作负荷的灵活性,并促进数据中心运行经济性的提高。

新能源汽车生产线电池包移载设备研制与应用

区别于传统燃油汽车总装车间输送布置形式,新能源汽车核心部件电池包的输送装配线电动汽车(Electric Vehicle,EV)线为总装车间重要的组成部分。以某生产基地总装车间电池包输送线为例,介绍一种新型电池包移载设备,可以实现电池包在输送线和装配线的自动移载过程,提升总装EV线电池包自动化合装效率,减少人工输送安装的时间和成本,为企业带来较大的经济效益。

配电侧分布式电源储能装置的设计应用

波动性、间歇性和不可预测性是新能源发电的缺点,这些缺点是阻碍其发展的重要障碍,难以保障发电功率的平稳性。储能技术的应用和发展很好地弥补了新能源发电的缺点,保证大规模新能源发电的并网运行更加安全可靠。储能系统也能在电力系统负荷低谷时储存电能,负荷高峰时释放电能,从而缓解电力供应巨大峰谷差的压力。在此,通过试点工程的配网侧储能装置案例,为削峰填谷在实际配网设计时提供参考。

一种基于储能型铁路功率调节器的再生制动能量控制策略研究

针对某长大坡道线路牵引负荷实测数据,首先分析了牵引负荷具有峰值功率高、波动性强、工况之间交替频繁且再生制动能量丰富的特点,并且基于储能型铁路功率调节器,提出一种再生制动能量控制策略。然后通过MATLAB/Simulink搭建仿真模型,根据仿真结果分析系统各工况下的能量转移特性,验证该能量控制策略的可行性,在储能系统削峰填谷的同时,对牵引供电系统出现的功率因数低、三相不平衡等电能质量问题也起到治理的效果,具有良好的应用前景和经济价值。

纯电重卡集群与电网友好互动的聚合调控系统设计与功能分析

在“双碳”战略目标持续推动下,重型卡车“油改电”发展势头强劲,纯电重卡(PEHT)已成为物流运输的主要方式。针对PEHT与电网友好互动的难点,从架构设计和功能应用的视角提出PEHT集群与电网友好互动的聚合调控系统。首先,基于电网侧视角,对上层PEHT集群互动管控平台的综合功能应用场景进行设计;然后,基于聚合商侧视角,构建中层PEHT充换电站聚合管控平台的六大功能;最后,基于负荷侧视角,对下层PEHT充换电站智能边缘终端从数据处理、资源管理、优化控制3个方面构建功能模块。分析表明,该系统实现了PEHT集群与电网的友好互动,有利于提升电网的安全稳定、灵活运行。

太原局集团公司疏港装车货运增量对策探讨

港口是大宗货物集散的主要物流节点,适于铁路运输的货源多,“公转铁”增量潜力大。国铁集团发布的《关于加快铁路现代化物流体系建设的意见》指出,到2025年,主要港口铁路集疏港比例由4%提升至6%以上。通过梳理太原局集团公司京唐港站、东港站、曹妃甸西站疏港装车情况,分析在疏港装车作业组织过程中存在的外运通道能力不足、装车占比较低、装车站装车能力不足、机车机班运用紧张等问题,并针对性地提出提高外运通道能力、增加铁路疏港装车占比、提升京唐港站装车效率、强化机车机班运用保障、增强关键节点和区段能力等补强措施,以达到提高疏港装车货运量的目的。

大型集装箱船特殊工况条件下的快速建造工艺与应用

在某大型集装箱船建造过程中,面临与船坞坞底改造工程同期施工的特殊工况。引入双岛不移位式建造工艺,突破场地条件限制。针对双岛建造精度管理的难点,经科学策划和全过程跟踪,确保全船精度指标完全符合建造标准,实现船坞坞底改造与总段连续搭载同步进行的目标。双岛不移位式建造工艺和精度管理方法可拓展至类似船舶的船坞搭载。

“东数西算”背景下数据中心碳减排效益分析

作为算力承接地,西部地区拥有丰厚的自然资源禀赋,需充分发挥其在能源、气候等方面的优势。“东数西算”背景下,数据中心急需对算力转移过程的碳减排效益进行量化分析。在考虑可再生能源、气候因素和传输过程3个影响因素的情况下,构建了数据中心工作负载转移的碳排放量核算模型,以“东数西算”八大节点为例进行算例分析。结果发现,相较于可再生能源和气候因素所减少的碳排放量,传输过程造成的额外碳排放量微乎其微,在仅考虑前两者的情况下,每转移1 kW·h的工作负载,碳排放量可减少0.053~0.344 kg。为提高负载转移带来的碳排放效益,西部地区应当引导数据中心向资源密集处聚集,大力发展清洁能源产业,加大清洁能源开发力度,促进清洁能源消纳程度,同时把握此次机遇,吸引数字产业落地,推动传统产业数字化转型。

考虑风电消纳的峰谷分时电价模型研究

在充分发挥电力可靠性管理在电力供应保障工作中的基础性作用目标大背景下,考虑我国部分区域风电消纳不足和调峰能力有限所导致的电力结构不稳定,构建发电侧与需求侧联动的峰谷分时电价模型,探索出一种电网向发电企业收取“过网费”、需求侧与发电侧直接交易的新模式。该模型根据电力需求价格弹性矩阵计算实施峰谷分时电价后的电力负荷,构建发电侧与需求侧约束条件,以火电机组平均发电成本为目标函数,综合考虑风电消纳影响,采用粒子群算法进行模型求解,并通过输配电价连接上网电价和用户电价,输电损耗电量连接发电量与用电量,达到发电侧与需求侧的联动。算例分析表明,所建立的模型能更好地消纳风电,同时也提高了火电机组发电功率的稳定性和经济性。

基于纳什均衡理论电网需求侧共享储能定价策略

随着新型电力系统建设的推进,用户侧小型储能装置愈发受到重视。然而无序的充放电管理模式既给电网带来安全运行隐患,又造成资源浪费。基于此,提出一种通过储能聚合商云服务平台实现用户侧小储能装置联合调度的运行模式。建立综合考虑储能运营商、储能装置投资者和电网等各参与主体的最优运行模型,然后基于纳什均衡理论建立各参与主体在约束条件下的合作博弈模型。通过算例仿真分析,对模型求解得出最优共享储能定价方案。结果表明:多主体合作最优定价方案达到了削峰填谷、节约资源的目的,同时实现了电网、储能聚合商、储能装置投资者的多方共赢。提出的定价机制被验证具有一定的可行性和科学性。

商用车AMT挡位决策控制策略研究

为解决商用车AMT行驶时换挡规律不合理、车辆重复换挡的问题,提出基于车辆质量估算的挡位决策控制策略。对商用车AMT系统的工作原理进行详细介绍;基于此系统对车辆的归一化负载进行分析;基于动能定理方法对车辆质量进行估算;基于车辆估算数据,找出AMT车辆的换挡规律,从而采取基于牵引力与行驶阻力的挡位选取方法对换挡期间的车速进行补偿。以某型AMT商用车为研究对象,进行实验测试。测试结果表明:采用以上质量估算方法的估算误差最大值为5.38%,最小值为1.78%。估算效果较好,可以有效防止车辆在行驶时的频繁换挡,达到车辆正常行驶目标。

考虑削峰填谷的电气化铁路混合储能系统容量优化配置

随着我国电气化铁路的快速发展,能耗问题日益突出,极大影响了铁路的运营效益。为提升铁路的经济效益,通过混合储能系统实现再生制动能量的回收利用,在此基础上,提出了一种考虑削峰填谷的电气化铁路混合储能系统能量管理策略,通过控制储能的充放电阈值实现对铁路负荷的削峰填谷。基于此能量管理策略建立电气化铁路混合储能系统全寿命周期的经济性优化模型,以储能充放电阈值与容量配置参数为优化变量,以全寿命周期的最大净收益为优化目标,对混合储能系统经济性进行优化。采用改进的粒子群优化算法求解具体算例。通过算例分析与方案对比,验证了所提方法的有效性。

计及谷时段风电消纳的储能系统平抑风电功率波动控制策略

储能系统(energy storage system,ESS)仅参与平抑风电功率波动为单一场景的控制策略,存在ESS频繁充放电以及不能有效解决负荷低谷时段风电消纳等问题。为此,提出了一种计及谷时段风电消纳的ESS平抑风电功率波动控制策略。首先,根据风电特性与负荷需求的时序关系,确定ESS在一个周期内的充电和放电区间段。其次,提出了分区间控制的ESS控制策略,在充电区间段以平抑风电功率向上波动为目标存储电量;在放电区间段以平抑风电功率向下波动为目标释放电量。最后,考虑ESS的实时荷电状态(state of charge,SOC)和风电消纳,提出了基于模糊控制的ESS充放电功率修正方法。以某风电场实际数据为例,在风储联合发电系统仿真平台上进行了测试,验证了所提运行策略的可行性和优越性。

考虑削峰填谷的分布式电源集群协同控制方法

针对大规模分布式光伏并网导致的主网调峰压力以及通信难度增大的问题,提出一种考虑削峰填谷的分布式电源集群协同控制方法。首先,以系统运行成本和净负荷方差最小为目标,联合分布式光伏和储能设备等配网侧可调资源,构建分布式电源削峰填谷模型;然后,基于集群的边界耦合关系,提出集群分区解耦机制;最后,采用一致性交替方向乘子法(ADMM)对各集群优化模型进行并行求解。仿真结果表明,所提方法在保证配电网运行经济性的同时,能有效平抑净负荷峰谷差,缓解主网调峰压力。

碳交易机制下含碳捕集设备虚拟电厂经济调度

为解决碳交易市场开放后火电机组排放成本过高的问题,提出一种考虑碳交易机制由碳捕集机组、风、光、储能多个电源与柔性负荷聚合而成的虚拟电厂经济调度模型。计及碳交易机制,综合考虑源-荷两侧对碳减排的作用,以虚拟电厂净利润最大为目标制定调度计划。首先将碳捕集系统中CO_(2)变化量以碳捕集系统的溶液变化量表示,建立灵活运行碳捕集系统数学模型;其次为充分挖掘柔性负荷削峰填谷以及碳减排的潜力,采用价格需求弹性矩阵对负荷进行优化;最后使用Matlab中YALMIP与CPLEX对构建的经济调度模型进行仿真求解。仿真结果表明,建立的虚拟电厂经济调度模型可实现最优运行,优化后的负荷在降低用户购能成本的同时降低了系统碳排放,验证了碳捕集系统辅助火电机组调节的能力。

湖水源数据中心余热回收系统性能模拟研究——以东江湖大数据产业园为例

为充分利用湖水源数据中心无主机全自然冷却系统的余热、降低废热对自然水体的影响,基于夏热冬冷地区办公建筑动态负荷特性,建立了移峰填谷策略下数据中心水源热泵联合蓄热水箱余热回收系统,与传统风冷热泵供热、水源热泵余热回收系统对比,研究其节能降费潜力。模拟表明:与传统风冷热泵供热相比,水源热泵余热回收供热节能率为46.1%;通过增设蓄热水箱,制定峰谷电价下的运行策略,供热系统节能率提高了41.9%。此外,从冷却水回水侧回收余热有利于提升冷却系统能效,机房送风温度23℃,供水温度17℃时,通过余热回收,冷却系统能耗降低13.1%,机房能源使用效率(power usage effectiveness,PUE)由1.131降至1.111。通过经济性分析发现,相比于风冷热泵供热,水源热泵余热回收全年电费节费率为19.7%,在移峰填谷策略下,与水源热泵余热回收相比节费率进一步提高了64.4%,节能降费效果显著。

基于Stackelberg博弈的配电网分布式光伏低碳化消纳方法

为促进配电网分布式光伏发电功率就地消纳,缓解弃光、电压越限等问题,提出了一种利用交易电价和低碳农业用电设备进行就地消纳的方法,构建了低碳化源荷协调双层优化模型。上层模型以光伏发电和农业园区方整体综合收益最大为目标,通过Stackelberg博弈模型,确定最优交易电价和各园区时移消纳功率;下层模型综合考虑低碳农业用电设备的低碳效益、配置数量等信息,以不同计量时段的最大低碳消纳效益为目标,农业园区控制就地消纳违约率,确定可时移负荷的优化控制方案和不同园区的最大低碳消纳效益。配电网仿真结果表明,采用交易电价和可时移低碳负荷消纳模型后,配电网分布式光伏就地消纳情况得到改善,弃光电量减少,电压质量得到改善,光伏发电和农业园区方综合收益均得到提升。

基于动态无功电压灵敏度的有源配电网移动式储能优化调度

随着城市负荷尖峰以及分布式电源渗透率的持续攀升,有源配电网存在负荷峰谷差进一步增大以及电压越限的风险。移动式电池储能系统(MBESS)具备时间-空间灵活性和四象限输出能力,考虑其有功出力参与削峰填谷、无功出力参与电压调节,提出了一种基于电压灵敏度分析的有源配电网MBESS的优化调度方法。首先,针对MBESS出力与接入位置之间的耦合影响,推导定有功功率条件下满足仿射关系的无功电压修正灵敏度;其次,考虑不同网络结构下不同节点电压的调整需求,提出一种动态无功电压修正灵敏度的计算方法,旨在确定MBESS的时序最优接入方案;然后,构建充分考虑运行经济性与可靠性的MBESS双层优化调度模型;最后,以IEEE 33节点配电系统为例,采用增强烟花算法对所提模型进行求解,结果表明所提方法能够在保证MBESS具备较好经济效益的同时,有效减小负荷峰谷差以及提升配电系统的整体电压水平。