风光火蓄联合发电系统日前优化调度研究

为提升规模化新能源的并网消纳能力,需要在电网中配置灵活性储能,并进行火电机组深度调峰。以考虑火电机组全过程调峰成本、污染物惩罚成本及新能源弃电惩罚成本的系统运行成本最低为优化目标,并结合系统运行约束,构建风光火蓄联合发电系统的日前优化调度模型。通过Yalmip优化工具箱对模型进行求解,得到风光火蓄联合发电系统在某夏冬典型日的优化调度结果,并与不考虑抽水蓄能的风光火联合发电系统进行比较。结果表明,所建立的模型能够实现风光火蓄联合发电系统的多能互补运行;通过抽水蓄能协调配合,能够有效缓解火电机组的调峰压力,从而降低新能源弃电率和系统运行成本。     

抽蓄电站提供多时间尺度备用的优化策略

"碳达峰、碳中和"背景下,新能源发电将成为未来电力系统中的主要发电形式。然而,其随机性与波动性增加了电网不同时间尺度上的运行备用需求。抽水蓄能作为成熟的储能技术之一,具有调节速度快、容量大等优势,在电网辅助服务中的作用已备受重视。然而,抽蓄电站在电能量市场与各类辅助服务市场中的运行策略、收益最大化问题还有待深入研究。为此,本工作在电力市场环境下建立了抽蓄电站参与电能量市场与多时间尺度备用市场的优化决策模型,并着重分析了备用补偿价格对其运行策略的影响,为抽蓄电站参与电力市场的运行决策提供了解决方案。算例分析表明:抽蓄电站通过提供备用服务能够明显提高其运行收益;并且,抽蓄电站提供多种备用时的总收益明显高于提供单一备用时的收益。本文算例分析中,提供多种备用的总收益至少提高了44.37%。     

电力系统中抽水蓄能电站调峰作用的研究

探讨核电、风电等清洁能源大规模接入电网后带来的电力系统调峰问题,研究抽水蓄能电站的调峰作用。通过对2020年全国各区域电网电源结构、负荷特性、调峰能力等数据预期进行综合分析,计算出核电、风电机组接入电网后应参与调峰的容量,得出需配套建设抽蓄电站的比例。为今后电力系统的规划建设提供理论依据。     

梯级水库等效蓄能在风电消纳中的应用

风电并网容量的不断增加,使得电力调峰变成了电力系统消纳风电上最为关键的制约因素之一。针对这一现状,通过深度挖掘梯级水电站之间的反调峰能力,利用梯级水库的可调库容,实现可再生能源过剩时水电厂少发而前者不足时后者多发的效果,即等效成为一个虚拟的抽水储能电站来提高电网的调峰错峰能力和响应特性。最后以考虑区域电网调峰最优化为目标,在现有电网结构不变的情况下,考虑梯级电站的工况转移限制约束,建立了面向风电最大化消纳的梯级电站等效蓄能模型,并以我国西北某地区为例进行分析和验证。     

关于新型电力系统中抽水蓄能电价机制的思考

基于国家提出的"碳达峰""碳中和"的能源转型战略目标,以新能源为主体的新型电力系统加快构建,抽水蓄能在新型电力系统中发挥越来越重要的调节和保障作用.国家发展改革委高度重视抽水蓄能发展,陆续出台了一系列促进抽水蓄能健康有序发展的重要政策,为抽水蓄能健康有序发展创造了有利条件,但关于抽水蓄能电量电价仍有待商榷的问题.本文通过梳理电价相关政策,解读新机制重要作用,重点分析新机制下抽水蓄能电量电价,建议综合考虑新能源消纳、抽水蓄能标杆价、电力市场规则等因素,进一步完善新型电力系统下抽水蓄能电价机制.     

新价格形成机制下抽水蓄能电站投资建设盈利能力研究

在我国"碳达峰、碳中和"目标下,加快发展抽水蓄能电站,是提升电力系统灵活性、经济性和安全性的重要方式,是构建以新能源为主体的新型电力系统的迫切要求.2021年4月30日,国家发展改革委印发了《关于进一步完善抽水蓄能价格形成机制的意见》(发改价格〔2021〕633号),明确抽水蓄能电站执行两部制电价形成机制,为促进抽水蓄能可持续发展奠定了政策基础,对非电网投资主体意义重大.本文梳理了我国抽水蓄能发展现状及存在问题,对抽水蓄能项目盈利能力、提高自身竞争力及区域布局进行研究分析,为投资建设抽蓄电站提供参考.     

“双碳”目标下抽水蓄能提升系统保供能力的技术经济性研究

本工作通过时序仿真模拟,对抽水蓄能在典型省级电网中的保供技术经济性进行量化分析。首先,根据典型省级电网未来电力规划数据,计算得出该省级电网2025年与2030年全年电力系统运行情况,结果表明系统在全年部分时段处于供电紧平衡状态,系统备用率不足10%,充裕性和安全性面临巨大挑战。其次,选取抽水蓄能与火电机组两种灵活性调节电源,对比分析新增两种调节电源下系统供电可靠性改善情况和两种方案的量化经济性,结果表明,以2030年该省级电网模拟结果为例,配置1200万千瓦抽水蓄能和火电机组均能够将该省级电网系统全年备用率提升10%以上,解决系统备用率不足问题,提升系统保供能力。考虑系统碳排放变化所产生的环境成本,抽水蓄能改善系统供电水平的年度综合成本低于同等水平下的火电机组,同时能够对新能源消纳水平的促进和碳排放水平的降低起到积极作用。最后,比较分析了抽水蓄能与锂离子电池储能对于提升系统供电可靠性的综合经济性,结果表明抽水蓄能对于改善系统供电可靠性和充裕性等方面的综合经济性优势显著。     

抽水蓄能电站金属结构运行维护方法研究

抽水蓄能具有调峰、调频、调相、储能、系统备用和黑启动等"六大功能",在保障大电网安全、促进新能源消纳、提升全系统性能、助力乡村振兴和经济社会发展中发挥着重要作用,是以新能源为主体的新型电力系统的重要组成部分."十四五"时期,随着"四个革命、一个合作"能源安全新战略深入推进,能源转型不断深化,能源互联网加快建设,抽水蓄能...     

联合运行式抽水蓄能电站的建设运行现状及发展思考

实现“双碳”背景下清洁能源产业蓬勃发展,抽水蓄能电站作为当前最具规模、技术成熟、高效经济、运行可靠的储能设施对促进新能源消纳、构建新型电力系统、保障电网安全稳定运行具有不可替代的重要作用。目前纯抽水蓄能电站正大规模开发建设,但优良站址将逐渐减少,《抽水蓄能中长期发展规划(2021～2035年)》中大力倡导结合常规梯级水电站建设联合运行式抽水蓄能泵/电站。本文针对新时期国家对抽水蓄能电站发展的新需求,系统分析了联合运行式抽水蓄能电站的特点及优势、发展现状及存在问题,对联合运行式抽水蓄能泵/电站的建设和发展提出了相关的参考建议与对策,以期对联合运行式抽水蓄能电站的发展提供一定的借鉴。     

抽蓄联合全可再生能源孤岛微网配置优化模型

针对全可再生能源孤岛微电网中的源荷功率平衡问题,研究基于抽水蓄能快速启停和强调节能力的风-光-抽蓄联合孤岛微电网电源与储能系统容量配置多场景鲁棒优化方法。针对海岛负荷需求特性及可再生能源、抽蓄资源分布特性,研究了适用于海岛的包含风、光、抽蓄和蓄电池组的孤岛微网拓扑结构模型;考虑海岛抽水蓄能及蓄电池电能储放特性、可再生能源出力不确定性以及岛内负荷需求不确定性,研究了微网功率协调优化方法,建立以孤岛微网成本最小为目标的容量配置鲁棒优化模型及其求解算法。以某海岛的实际负荷需求及可再生能源发电资源数据为基础的仿真结果表明,文章所提出的抽蓄联合孤岛微电网的容量优化配置方法,在实现经济性目标的同时,可以有效地提升可再生能源利用率和微网在多种场景下的运行可靠性。     

压缩空气地下咸水含水层储能技术

能源危机和温室效应促进了可再生能源的利用,储能技术是解决太阳能、风能波动问题的重要手段。压缩空气储能（Compressed Air Energy Storage, CAES）技术是仅次于抽水蓄能的第二大蓄能技术。目前CAES多是通过洞穴实现,其主要缺点是对地质要求较高,合适的洞穴数量有限,为扩大其应用,可使用地下咸水含水层作为储层。本文介绍了CAES电站的工作原理、优缺点及各国的发展现状,并分析了利用地下咸水含水层进行压缩空气储能的可行性、优点及一些问题与技术方法,如储层内残余烃的影响、氧化与腐蚀作用、颗粒的影响及缓冲气的选择,表明含水层CAES将是拓宽CAES应用的重要途径。     

Seasonal Storage of Thermal Energy with Radiatively Heated Storage Walls

It is shown by calculations that if a highly effective translucent insulating material were available a storage system with energy collecting walls could be constructed. Conditions are derived under which the thermal losses in midwinter are compensated by radiative gains. Thus effective longterm storage becomes possible. Several variations of this principle are considered in detail: a cubic storage system, a storage element incorporated into the roof of a building and an earth storage system. It is demonstrated that with an overall heat transfer coefficient of 0.2 W/m²K a water tank of 50 to 100 m³ is sufficient for the thermal energy needs of a single family dwelling.     

Energy Storage Performance of a PCM in the Solar Storage Tank

High-temperature solar thermal power station with solar energy storage is one of the effective ways to solve energy shortage and environmental pollution. The heat storage characteristics of phase change materials in solar energy storage tanks directly affect the performance of the system and its future promotion and utilization. Based on the knowledge of heat transfer, fluid mechanics and engineering thermodynamics, this paper uses MATLAB software to compile the dynamic heat storage characteristics calculation program of phase change materials in energy storage tanks, and verify the results. This paper analyzes the phase change heat storage process with three PCM initial temperatures and three HTF speeds. The results show that when the initial temperature of the PCM changes from 185°C to 210°C, the latent heat storage heat increases by 21.8%, and the total heat storage decreases. Increasing the HTF speed from 1.8 m/s to 2.2 m/s, the melting time was reduced from 414 minutes to 390 minutes, and the total heat storage and sensible heat storage were also increased. The results also show that changing the initial temperature of the PCM and the flow rate of the HTF will change the thermal storage performance of the system. The research has certain reference significance for mastering the basic principle of high temperature solar thermal power generation system and promoting the application of the system.     

Comfort Range Thermal Storage

The utility of incorporating substantial thermal storage capacity within the externally insulated shell of a residential structure, and within an arbitrarily selected Comfort Range (CR ~ 65–75 °F) is considered. Comfort Range Thermal Storage (CRTS) is found to increase the operating efficiencies of the broad range of generally considered heating and cooling sources. These include oil or gas-fires boilers or furnaces, air conditioners, heat pumps, solar collectors and (ambient) temperatures of opportunity. Composite building materials which incorporate components having large phase transition enthalpies in the CR are particularly advantageous. CRTS also supports effective space heating through use of architectural windows.     

Long-term Energy Storage Challenge

正Energy storage is the capture of energy produced at one time for use at a later time.Storage devices are crucial to expanding the wind and solar industries and reducing pollution because they allow the energy that is generated now to be consumed later.One of those storage technologies we most likely think of is the battery storage technology.     

分区蓄热水箱应用于太阳能热泵中的蓄放热分析

针对冬季太阳能辐射弱且不稳定的特点,提出一种应用于太阳能热泵的分区蓄热水箱,以水泵驱动蓄热水箱循环区与蓄热区的热量传递,并运用热力学原理对水箱循环区与蓄热区的运行状况进行模拟,分析了水箱两区在不同水泵体积流量下的逐时温度变化并与整体式水箱进行对比。结果表明,分区蓄热水箱克服了整体式水箱的热惰性,启动灵活,能在较短时间内达到热泵运行的理想温度,显著提高了系统的性能。     

石油储备与安全

介绍了能源安全概念的由来 ,发达国家特别是美国、日本的石油储备以及政府的石油安全政策 ,提出了我国建立石油储备体系保障能源安全的重要性和做法。     

蓄冷式冷藏运输

通过对易腐货物运输市场需求变化的分析，对各种冷藏运输方式进行了比较，研究了蓄冷式冷藏运输的优越性，为发展新型的冷藏运输方式提供了参考依据。