基于储能与可再生能源配置比差异的多能系统可靠性评估

为定量分析储能与可再生能源配置容量占比(即配置比)对多能供冷(热)系统可靠性的影响,建立了一种基于时序马尔可夫过程的多能源系统可靠性评估方法.首先,结合能源集线器模型构建能量平衡方程,其次以寿命周期能耗成本最低作为目标函数,结合地区负荷率分布建立考虑储能灵活调度的混合整数型优化模型,同时基于时序马尔可夫过程构建能源转化...     

基于弃风利用的空气源热泵供热系统的研究

为了满足节能高效、绿色环保的供暖方式,从解决部分弃风消纳的要求出发,设计了一种基于弃风利用的空气源热泵联合蓄热器的供热系统,建立了基于弃风利用的空气源热泵联合蓄热器的供热系统结构。根据选取乌鲁木齐市部分冬季气象数据,运用MATLAB实现了建筑系统热负荷数学模型的仿真,通过采用新疆某风电场的实际弃风统计数据,计算得到了新疆某高校建筑应用该供热系统的供热成本。通过仿真结果得出了3. 4年后热泵系统成本将低于锅炉集中供暖成本的结论,以此验证了基于利用弃风的空气源热泵联合蓄热器的供热系统具有经济更优性。     

一种家庭光伏储能容量的优化配置方法

提出一种以储能投资置换成本和运行成本最低为目标函数、计及电池寿命损耗的家庭储能容量双层优化配置模型,内层模型通过运行策略的优化对储能容量进行配置,外层模型对系统运行总成本进行规划,在规划阶段详细考虑家庭储能用户的经济优化运行,并构建电池寿命损耗模型,对运行中的电池寿命损耗进行量化评估.仿真结果表明:该方法可显著降低家庭...     

面向老旧小区的建筑供配电低碳改造技术研究

针对老旧小区电力容量不足的问题,对目前老旧小区供配电改造方法进行了总结分析,提出交流直流混合供电“柔性调节”改造方案。该方案通过加装光伏和储能系统构建建筑微电网,并对电动汽车充电、电采暖等可调负荷进行柔性调节,以变压器容量安全为约束,优化建筑配电网运行策略和系统容量配置,为建筑供配电设计改造提供支撑。将提出改造方案和常规方案进行了比较,提出方案在变压器容量安全和储能系统容量降低两个方面具有较好的优势,可实现老旧小区的用电安全和绿色低碳。该改造方法达到了区域内建筑电力负荷增长但无需扩容的目的,适用于扩容难、改造难的老旧小区,有助于改善居民用电质量,助力城市更新的实现。     

风电供热项目的开发模式及经济性分析

利用弃风电供热是解决我国"三北"地区弃风电现象的重要途径之一。结合我国北方地区的供热需求和弃风电现状,本文总结了我国目前较为成熟的几种风电供热的整体解决方案,分析不同解决方案的供热能力、适用范围、发展前景、以及优缺点等。总结了目前常见的几种风电供热项目的投资开发模式,并分析不同开发模式的适用性和项目经济性,给出相应的风电供热项目的开发建议,为风电供热项目的高层决策提供相应的技术支持。     

基于净功率频率分解的微电网混合储能优化配置研究

微电网利用储能系统、微型燃气轮机等能够快速响应负荷和间歇式能源功率变化的可调节资源,平抑风光出力的波动性,提高电源出力和负荷的匹配性,形成能够基本实现内部功率平衡的供电网络,降低间歇式电源并网对电网安全运行造成的影响。蓄电池等能量型储能的能量密度高,但频繁充放电会快速降低电池使用寿命;超级电容等功率型储能的能量密度低,但功率密度高,并且可充放电次数多。研究了微电网中采用蓄电池和超级电容组合的混合储能系统优化配置方法,利用快速傅里叶变换对一个控制周期内的微电网净功率进行频谱分析,确定混合储能系统的输出功率,建立了以混合储能配置成本最小化为目标的优化模型,并采用粒子群算法进行求解,最后通过算例验证该方法的有效性。     

考虑负荷不确定性的分布式能源系统鲁棒优化

针对分布式能源系统的经济效益有可能因实际负荷的不确定性无法充分发挥的问题,将考虑设备容量离散性的优化配置方法与最小最大后悔值法相结合,发展了考虑负荷不确定性的鲁棒优化配置方法.基于此方法,结合实例,采用由微型燃气轮机冷热电三联供和地下水地源热泵组成的分布式能源系统形式,研究负荷不确定性对系统配置和经济性的影响.考虑负荷不确定性有可能改变系统的优化配置容量、设备总造价及年总费用的最大后悔值,并降低系统优化配置方案在实际运行时的经济风险,使其经济效益更具鲁棒性.该实例研究验证了该方法的有效性.     

蓄热式空气源热泵在严寒及寒冷地区的应用和优化

为更高效地消纳冬季谷电富余电能、进一步提升空气源热泵经济性,提出蓄热式空气源热泵供热思路。结合各环节运行特性,利用TRNSYS软件建立新系统变工况性能分析数学模型,以单位供热量总成本c_t最低为目标,对系统关键参数进行了优化。并利用该方法进行了蓄热式空气源热泵、常规空气源热泵和蓄热式电锅炉供热系统的经济性对比,结合气候条件和峰谷电价等因素为类似地区选择最优供热系统。     

区域采用弃风电量供热

可靠运行灵活的风电弃风电量蓄热供热技术,不仅可以利用白白浪费掉的清洁能源,使电网、风电场都能获得额外经济效益,也是风电走出风机闲置和"弃风"尴尬境地的绝佳途径,能够有效解决电网外送困难和就地消纳能力不强问题,大大提高电网消纳风电和调峰能力。各项指标均符合和满足国家现行规定的要求,而且有比较乐观的供热市场前景。项目的实施,必将对风电发展产生推动作用。     

太阳能储热系统容量配置优化设计

针对太阳能储热系统容量配置进行设计优化。对相同地区建设的同规模太阳能光热电站,在储热时间从0变化至8h的情况下,分析此光热电站的SCA回路、年发电量、占地面积、镜场投资、支架系统投资、土地费用、储能系统投资、差额内部收益率、增量回收期等变化趋势,选择储热系统的最佳占比。通过此研究,确定合适的容量配置,可以降低太阳能弃光率,提高太阳能发电有效性及年利用率,使项目达到经济性最优。     

严寒地区消纳风电的热泵供热系统设计研究

选取辽宁沈阳地区的住宅小区建立以消纳风电为核心的风电热泵供暖系统.通过建筑能耗模拟软件计算住宅小区全年的能耗,将模拟的建筑空调能耗和风力发电机的月累计发电量相对比,设计出保障生活住宅冷热需求的风电供冷供热系统的方案.同时对系统方案进行模拟计算,将蓄电系统的结余电量最小值为目标函数通过MATLAB优化工具箱进行线性优化....     

分布式离网风电制冷储能系统的实验研究

为了实现分布式离网风电系统的高效制冷储能,构建了分布式离网风电制冷储能系统,并基于室外自然风况,开展了先蓄电后制冷与边蓄电边制冷两种运行模式下的风电制冷储能对比实验.结果表明,当系统采用边蓄电边制冷的模式运行时,可有效降低负载等效阻抗并减少蓄电池充放电损失,在实验风况条件下有效风能利用率为27.5%,蓄电池充放电效率为93.4%,风-冷转换的系统效率为60.7%,均高于先蓄电后制冷模式.     

大型建筑群复合式热泵供热供冷技术研究及规模化应用

建筑供热供冷是社会各界高度关注的民生工程,热泵是将热能从低品位提升到高品位的高效低碳供能方式,也是国际建筑领域实现碳中和的重要途径。本项目针对大型建筑群复合式热泵供热供冷系统存在总冷热负荷动态预测方法缺失、规划设计体系不完备、系统运行能效低、关键技术和产品不配套、规模化推广难度大等问题,以提升复合式热泵系统能效、有效推进规模化应用为目标,系统性地开展了“负荷预测-优化设计-智慧运行-关键产品-标准推广”的全链条创新工作：提出了基于建筑特征、用户需求的大型建筑群供热供冷系统总负荷动态预测方法,开发了冷热动态负荷特征因子数据库和建筑群负荷集合寻优工具;提出了一种多场景复合式热泵系统能源总线架构理论,建立了仿真平台及综合评价体系,形成了系统容量弹性配置方法;建立了数字孪生复合式热泵系统模型,提出分层控制架构和预测方法,建立了智慧优化运行控制体系;研发了大型复合式热泵系统的关键技术和成套产品;制定了相关工程标准。相关研究成果实现了规模化稳定高效利用可再生能源供热供冷的技术突破,对推进建筑用能方式变革和实现建筑领域国家双碳战略起到重要支撑作用。     

基于有限理性决策的分布式风电开发模式

在利用风力发电的开始阶段,实施方面临着大面积连片式的优质风资源匮乏,部分地区弃风限电现象严重等问题,在众方协调下,提出风电项目小型化、分散化、智能化和专业化的开发建设模式,并基于两层交互的有限理性决策,研发出更有效的风电能源。     

基于进化算法的离网混合能源系统控制与优化

针对偏远农村地区电力发展薄弱,自然资源丰富的特点,提出了集光伏、风电、沼气发电于一体的多能互补混合可再生能源系统。以经济性和可靠性为目标,建立了混合系统的数学优化模型和控制策略,采用差分进化算法优化了该混合系统的各部件容量和运行状态,结果证明了该方案的可行性。     

“热电协同”提升热电联产灵活性

可再生能源被更多利用的大趋势下,风力发电迅猛发展。然而,弃风电现象频发成为风电发展所面临的主要问题。弃风电具有地域上主要发生在北方、时间上主要发生在冬季夜间的特征。弃风电现象与北方供暖季热电联产"以热定电"运行导致发电机组调节能力大幅下降有直接关系。本文从热电供需匹配问题出发,提出在电厂余热回收和增加供热距离的基础上,在电厂利用蓄热装置与电热泵,实现热电厂热电解耦。系统在不减少供热量的前提下,大幅提高了发电调节范围。湿冷机组可在37%~95%额定发电功率范围内调节,空冷机组可在57%~87%额定发电功率范围内调节。且随着采暖季供热负荷下降,机组调节范围可进一步增加。湿冷机组供给87%额定热负荷时,发电功率调节范围可扩大至19%~95%。     

电力辅助太阳能供热系统技术经济分析

基于北方寒冷地区分布式,低密度村镇冬季供热问题以及电力负荷的高峰低谷现象,围绕济南地区节能65%的居住建筑提出了蓄热水箱式电力辅助太阳能供热系统和相变地板结构电力辅助太阳能供热系统。利用折算采暖期计算费用,在不同太阳能保证率下比较了一个采暖期内采用蓄热水箱和相变地板结构蓄热的电力辅助太阳能供热系统技术经济性。结果表明:在济南的太阳辐照和电价情况下,当太阳能保证率为10%时,蓄热水箱蓄热的电力辅助太阳能供热系统折算采暖期计算费用最少为5596元,比城市集中供暖系统节省13.5%,是最适于济南地区的供热方式。两种蓄热方式对采暖期计算费用的变化趋势影响不同,设计使用电能辅助太阳能供热系统需要考虑初投资。     

《区域供冷供热系统技术规程》编制思路及要点解析

《区域供冷供热系统技术规程》是国内首部针对区域供冷供热系统应用的技术标准。简述了该规程的编制背景、编制过程、主要内容及重点难点条文,对规程中创新性提出的区域供冷供热系统负荷预测、经济效益评价、容量配置、多能源系统设计、优化运行的方法和指标等进行了详细解读。期望通过该规程的制定和实施,更好地规范、引导、促进区域供冷供热技术的应用和发展。     

基于混合储能的并网光伏发电系统功率控制研究

针对并网光伏发电系统输出功率的波动,提出利用混合储能系统对功率进行平抑。介绍了光伏最大功率跟踪和并网逆变的控制,为实现发电和并网功率的匹配,考虑蓄电池和超级电容器各自特性的优势,对混合储能系统提出了三级式功率分配策略;通过设计相应的控制方法和以功率分配单元的输出功率作为参考值,混合储能系统控制变换器进行合理充放电。混合储能系统不仅保证了并网功率按计划运行,而且稳定了直流母线电压、满足了随机负荷供电。通过仿真验证,三级式功率分配策略有效,控制方法可行。     

冰蓄冷空调系统与空气换热器相结合进行冬季供热的效果分析

针对日益增加的夏热冬冷地区冬季供热需求,提出增设一套空气换热器并与冰蓄冷空调相结合,实现全年供冷与供热的新系统。以上海某餐厅现有的冰蓄冷空调系统为例,计算了满足供热要求的改造方案,分析了方案的技术经济性,并与新增燃气锅炉供热系统进行了比较;分析了夏热冬冷地区5个典型城市应用新系统的供热性能和经济性。结果表明:在整个供热季,上海地区利用冰蓄冷系统改造而成的供热系统一次能源效率平均值为1.53,相比于燃气锅炉提高了70%,节能率为39.4%;5个城市的供热季平均一次能源效率均在1.5~1.6之间。利用本文方法对现有的冰蓄冷空调系统进行供热改造,具有投资少、工程量小、节能率高等特点,是解决长江流域冬季供热的一种新途径。