基于多储能技术经济性比较的可再生能源发电系统多目标容量优化

研究基于蓄电池、熔盐储热、抽水蓄能及储氢技术经济性比较的可再生能源发电系统多目标容量优化。该容量优化模型以最小化平准化度电成本及失负荷率为目标,应用4种代表性多目标进化算法进行求解。提出基于超体积的多目标算法综合评价指标,此外考虑了储能运行特性及资源不确定性提高仿真计算的准确性。算法性能比较结果表明,非劣排序遗传算法的平均排序等级为1.6,其具有最优的综合性能;储能的定量技术经济性比较结果表明,不同可靠性条件下熔盐储热系统的经济性均为最优;不同负荷曲线及不同资源水平的敏感性分析验证了储能经济性比较结果的有效性。     

综合能源发展脉络、技术特点和未来趋势

新时代中国能源高质量发展需要创新动能。中咨公司雄安新区规划编制团队提出的综合能源(系统)概念被赞许是一种"很先进的理念",它充分利用属地低品位能源,以电力、天然气、氢能等为主供高品位能源,采用智慧能源技术,通过建立综合能源站工程+智慧能源微网工程,实现多能互补,实现能源的梯级利用循环利用,实现冷热电气水一站式服务。其整体能源利用效率和供能可靠率得以大幅度提高,用户可享受多种能源套餐式服务,政府可创新能源管理方式,是一种安全先进的城市供能模式。发展智慧能源技术,推广综合能源这一新型能源基础设施和新模式新业态,将助力提升我国能源与城市融合发展水平,大幅提高能源利用效率和服务水平,有利于在能源生产、输送、存储、应用和服务等全产业链上实现绿色、安全、高效。     

塔式太阳能电站熔盐换热器设计发展概述

熔盐换热器作为塔式太阳能熔盐储热发电系统中的一个重要设备,随着太阳能储热发电技术的发展,产生了各种不同形式的设计。从熔盐物性特点和太阳能储热发电技术特点的角度出发,对熔盐换热器设计要点进行了阐述。并通过归纳总结新型换热器技术在熔盐换热器上的应用,来展望熔盐换热器技术的发展趋势。     

智能型多能源供能(热)控制系统

介绍的智能型多能源供能(热)控制系统,在任何天气环境下,都能通过测量、微电脑处理,及时关闭/启动辅助供能(热)系统,较好地解决了各种气候环境下的生产供能(热)问题,为开发、利用天然可再生能源提供可靠保障。     

基于高温熔盐储热的火电机组灵活性改造技术及其应用前景分析

  目的  在分析常规火电机组灵活性改造方案存在问题的基础上,提出了一种新型的灵活性改造技术方案,即在传统的“锅炉-汽机”热力系统中嵌入大容量高温熔盐储热系统,削弱原本刚性联系的“炉机耦合”,实现火电机组深度调峰和灵活运行。  方法  根据汽、水和熔盐的不同热力特性,利用热力平衡原理,建立了“锅炉-高温储热-汽机”一体化热力系统。  结果  研究表明:火电机组进行高温熔盐储热改造,将极大地提高其深度调峰能力,且能解决常规改造方案存在的问题;同时,机组改造后对外提供高参数工业供汽的能力将得到大幅度提高,这将有效提高电厂经济效益,弥补调峰补偿机制的不足;高温熔盐储热技术也可以应用于火电机组延寿改造,不仅增加系统灵活调峰电源,还可以使老旧电厂企业资产继续发挥效益。  结论  在系统中选择一批火电机组进行大规模高温储热技术改造,可以在不增加煤炭总消费量的基础上,为系统提供大量灵活调峰电源,有效缓解新能源电力消纳问题;同时汽轮发电机组的容量被保留,可为电力系统提供备用容量和转动惯量,保障电力供应和系统安全稳定。该技术的推广,将有力促进火电厂转型升级,助力实现“碳达峰、碳中和”目标。     

氨基酸联产中的分布式供能技术应用探索

分布式供能是指将供能系统以小规模和分散式的方式布置在用户附近,同时输出电、热、冷等多种能源,具有能源利用率高、规模小、灵活性强等特点,但该技术在工业生产中几乎没有应用。“有机酸-氨基酸”的生产拥有丰富的余热资源,开展余热回收研究,以期实现节能减排和行业的可持续发展、提高产品生产技术水平。本研究利用分布式供能的系统基本原理,以热/电和冷(热)/热水/电/蒸汽等不同方式对热能的综合利用率进行应用探索,在工业产业层次,实现分布式供能,结果表明,全工况条件下冷/热/电/蒸汽多联供系统的能量利用效率达95%以上,显著高于单纯的热/电输出,可用于氨基酸企业工业生产中余热资源循环综合高效利用,有效提升资源循环综合利用率,对工业产业中热能回收应用具备指导意义。     

电储热供蒸汽前景探讨

电储热供蒸汽系统使用电加热储热材料,将热能储存在储热材料中,在需要蒸汽的时候,通过各种传热手段将热量从储热材料中取出,与水换热产生蒸汽。本文介绍了目前电储热供蒸汽系统的几种技术路线,并将该技术与常见的几种供蒸汽方式进行了对比,分析认为电储热供蒸汽系统的能源成本较低,但系统初始投资较高。此外,还分析了目前电储热供蒸汽系统的市场及政策环境,认为系统可在电站、工业区能源站、直接用户处应用。     

天津市武清区某园区多能互补综合智慧供能系统研究

结合可再生能源的多能互补智能微网,有利于提高能源综合利用率,实现能源的优化配置。天津市武清区某园区包含数据中心、生物医药、总部经济等多种产业业态,具有一定的冷、热、电需要,适合建设多能互补综合智慧供能系统。依据园区用能需要,以多能化、智能化、节能化、再生化、美丽化5个方面相结合的一体化供能理念建设包含燃气分布式、分布式光伏、储能和充电桩的多能互补综合智慧供能系统,实现能源的清洁、低碳、高效利用,具有较高的示范推广意义。     

基于储热过程的工业供汽机组热电解耦研究

针对工业供汽火电机组的热电解耦问题,提出了"多罐-多换热器"的新型储热系统,以600MW亚临界机组为例,根据储、放热过程中的热力学特性,分阶段设计不同阶段的蒸汽、熔盐的流量配比。在储热过程中机组的能耗损失约为0.30(g/(kW·h))/MW,在放热过程中,机组的能耗损失约为0.02(g/(kW·h))/MW。     

集成熔盐储热燃煤发电系统的灵活性与能耗特性分析

集成熔盐储热是有望大幅提高燃煤发电机组运行灵活性的有效手段。本文针对集成熔盐储热的燃煤发电系统,建立了变工况模型与火用分析模型,针对以再热蒸汽为热源且加热熔盐后分别返回低压缸入口和凝汽器的两种熔盐储热系统,研究获得了燃煤机组运行灵活性和能耗特性的变化规律。结果表明：采用不同储热系统构型对燃煤机组的灵活性与能耗特性的影响差异明显。集成两种熔盐储热系统,燃煤机组的最低工作负荷从额定负荷的30%分别降低到20.58%与24.43%,系统火用损失则分别增加了48.67 MW与18.7 MW。     

镁基三元氯化物熔盐储热过程性能变化机理分析

为了解镁基三元NaCl-MgCl_2-CaCl_2氯化物熔盐储热过程性能变化本质,采用质量法监测熔盐在不同高温下储热过程的质量损失;采用DSC热分析和激光闪射热扩散系数测定法,监测熔盐在700℃下分别储热8、32、40 h后的热物性变化;采用滴定和原子吸收分析法测定熔盐储热前后的组成变化;采用XRD和SEM分析熔盐劣化产物性质。质量损失监测结果发现,在敞口容器中,熔盐在500℃储热时出现质量损失,随着温度提高质量损失程度明显增大;在有盖容器中,质量损失程度大幅度降低。DSC热分析结果表明,在敞口容器中,熔盐700℃下储热8、32、40 h后,熔盐熔点明显上升且相变潜热下降。组成测定、XRD与SEM分析结果显示,熔盐在敞口容器中进行储热,其性能劣化现象是NaCl蒸发和MgCl_2水解共同作用的结果,在储热8 h后MgCl_2几乎全部水解为MgO和Mg(OH)_2,形成粒径约1μm的颗粒均匀地分散在熔盐中形成固/液流体。激光闪射分析表明,含有MgO的固/液流体其热扩散系数明显上升。     

考虑风电场景缩减的多区域综合能源系统容量配置

以冷-热-电联供为核心的综合能源系统(IES)能有效提高能源利用率和供能灵活性。文章针对大规模风电接入对IES规划和运行的影响,提出了一种考虑风电场景缩减的多区域综合能源系统容量配置方法。采用混合度量的改进k-means算法对风电历史数据进行聚类,判定聚类场景数目和聚类中心;在充分考虑热网损耗和延迟效应的基础上,建立包含热网管道、节点、换热器的详细热网模型;通过热网连接多个区域综合能源系统,建立以系统年投资成本、运行成本和弃风惩罚成本之和最小为目标函数的多区域综合能源系统容量配置模型。仿真结果表明,该模型能大幅降低设备配置容量和系统运行费用,提高风电消纳率。     

天然气分布式供能系统在公共建筑节能方面的应用

针对天然气作为清洁能源在建筑节能方面的综合、梯度利用,概述申能能源中心能源供应系统,结合公用建筑天然气分布式供能系统的工程实例,介绍天然气分布式供能系统在清洁能源利用,分析公共建筑节能方面的实际效率,为天然气作为清洁能源的推广提供参考。     

分布式供能技术的发展现状与展望

在能源结构调整中，分布式供能技术引起了世界能源界的广泛关注，在国家大电站和电网能基本保证供电的情况下，分布式供能和中央电站供能的结合，对于保障国家供应和经济的发展将发挥重要作用。对分布式供能、分布式电力、分布式能源资源的概念进行了详细的说明，指出分布式供能技术就是以一些小型发电设备技术进步为依托，以靠近用户侧建立小型电站为主，并结合热电（冷）联产等应用拓展为前提的整体供能系统。对于该技术发展的经济和社会动力进行了分析说明，对分布式供能技术的特点、应用领域、涉及的主要技术内容和具体特性进行了介绍，最后对其发展前景进行了展望。     

用于高温供汽的燃气轮机热电联产储热系统仿真与性能研究

文中设计了用于高温供汽的燃气轮机热电联产两级储热系统,建立了储热系统稳态仿真模型,给出了系统在设计工况和部分负荷工况条件下的性能,同时分析了烟温对系统性能的影响。仿真结果表明:两级储热系统第二定律效率显著小于第一定律效率,调节烟气流量和储释热回路熔盐流量可方便地进行部分负荷调节,系统总熵产随供汽流量(供热负荷)增大显著增大;系统第二定律效率随烟温降低明显增大。此外,分析表明,该系统在燃气轮机停机时的第二定律效率显著优于燃气锅炉供热方式。     

基于熔盐储热的燃气-蒸汽联合循环机组灵活运行策略

为提高燃气-蒸汽联合循环机组运行的灵活性,提出一种熔盐储热耦合燃气-蒸汽联合循环机组运行的方式,并给出了灵活运行策略。结果表明,这种运行方式可以有效提高燃气能源利用率,并且可以根据终端用能情况进行灵活调整。在保证燃机高效运行的基础上,可以充分利用启动、变负荷、停机过程中的燃机乏气余热进行储热,可操作性强。以终端供热情况为例,计算了耦合熔盐储热和未耦合熔盐储热时联合机组的经济收益,发现耦合熔盐储热时机组的运行收益是原来的11.8倍。提出的运行方式为高效灵活的燃气-蒸汽联合循环机组运行提供了一种研究思路。     

基于热电互动的分布式能源系统优化研究

  [目的]  为实现分布式能源系统经济、高效的为工业用户供能,基于工业园区电、热负荷的耦合特性,建立了分布式能源系统供能单元的性能模型,提出了优化运行策略。  [方法]  以广州某工业园区为研究对象,结合实际负荷数据,合理确定优化参数,计算了年发电量、年耗气量和一次能源利用效率,并对负荷增量的影响进行了研究。  [结果]  结果表明:机组启动热负荷对分布式能源系统的年发电量影响较大,采用优化运行策略,年发电量提升约18.7%,可以提高园区自供电比例,一次能源利用效率在85%以上。  [结论]  该优化运行策略是正确并有效的,可应用于热电耦合分布式能源系统的优化,有效提升分布式能源系统的供能,同时维持较高的一次能源综合利用效率。     

考虑感应电动机稳定约束的城市综合能源系统暂态过程优化控制模型

针对由可再生能源或清洁能源供能的城市综合能源系统中的感应电动机,在多能源形式的供能和负荷波动及不确定性条件下的运行稳定性问题,提出了一种考虑综合能源系统中多种类可再生电源及多能源负荷协调的感应电动机临界转矩优化。首先建立含综合能源的电网广义负荷模型;其次基于戴维南等值电路对感应电动机负荷的外部网络进行等效;最后推导感应电动机转矩方程,进而提出城市电网感应电动机暂态过程优化方法。以某城市综合能源网为例,采用BPA软件建立城市综合能源系统等值模型,仿真结果验证了文章所提方法的有效性。     

蒸汽加热熔盐换热试验研究

电力系统新形势要求火电机组实施灵活性改造,其中一种有效方式是增加储热装置。为提高系统效率,研究了利用蒸汽直接加热熔盐的储热方案,通过熔盐储换热试验平台,对不同工况下的系统充热流程、蒸汽加热熔盐的传热特性和能量转换效率进行了试验研究。结果表明：蒸汽加热熔盐储热方案是可行的,单向循环模式和连续循环模式都可以稳定地加热各个温度段的熔盐;低温时熔盐泵功耗比中高温时增加约6%;高温时换热器的总传热系数比低温时增加约15%。     

区域能源利用初探——由点到面促进城市节能减排

区域能源利用体系除了具有优异的节能效果外,还能获得保护城市环境、充实城市机能等辅助功效。"多源、互补、共享、融通"是区域能源利用的本质特征,它有别于传统的"点状节能",有望为我国面向生态文明的新型城镇化进程中所面临的能源与环境问题提供相对理想的解决方案。基于集中能源中心的区域供能方式仍然是当前区域能源利用的最主要模式,另一方面,立足于系统内用户间能量互补与平衡功能的区域能源融通系统,为区域能源、资源的合理、高效利用提供了新的机遇和形式。为了促进区域能源利用的推广与应用,需要进行有效的顶层设计,构建跨行业、跨部门的综合管理体制,出台相应的政策和法规。政府应加强对相关能源服务公司的监管,促使其与用户签订长期、稳定的能源供应合同。构建区域能源系统的用户间距离不能太远,并可通过优化计算确定最佳供能范围与管网布局。为了应对来自中央空调和小型供暖、热水系统的竞争,有必要进一步挖掘区域能源的非节能效果,并评估其经济效用。公平合理的利益分配机制是区域能源融通系统得以存在的重要基础,是稳定发展的关键。