基于虚拟储能的综合能源系统分布式电源功率波动平抑策略

针对含分布式可再生能源的热电联供综合能源系统,提出一种基于虚拟储能技术的热电联供综合能源系统联络线功率波动平抑策略。分析了综合能源系统中热电联供系统的结构特点与电热耦合方式。热电联供综合能源系统中的可控设备包括微型燃气轮机、热泵、蓄电池和超级电容。虚拟储能系统是基于建筑物蓄热特性的模型。引入可控设备及虚拟储能系统状态指标,采用加权滑动平均滤波算法确定联络线目标平滑功率;将联络线波动功率在可控设备间分配,并基于设备状态映射表,引入设备修正系数以确定其最终出力。在上海某高校"中意绿色能源实验中心"进行验证,结果表明,所提策略能够实现电热耦合协调,保证功率波动平抑效果,在满足虚拟储能状态约束的前提下,保证客户的舒适度,延长可控设备的使用寿命,并充分发掘热电联供综合能源系统的控制灵活性,增强分布式可再生能源的综合消纳能力。     

分布式光伏储能系统综合效益评估与激励机制

配电网中分布式能源渗透率不断增加,其有效消纳与控制成为新的热点课题。储能和分布式发电系统的结合可以平滑这些间歇电能并网,降低光伏发电对电网的冲击,并提高电网对新能源的接纳能力。鉴于储能发展的必要性以及分布式光伏储能项目面临的成本和经济性问题,建立分布式光伏储能系统全寿命周期的综合效益评估模型。该模型从项目成本、年收益、总利润和静态投资回收期等方面研究了分布式光伏储能系统的经济性,并从配电网改造和备用成本等方面评估了项目的社会整体效益。算例结果表明,分布式光伏储能系统发电自用率高,年净收益增长明显,其经济性对上网电价和度电补贴的依赖较小。随着光伏和储能技术的发展成熟,无储能系统将不再具备经济性优势,分布式光伏储能系统拥有更大的发展潜力。最后,结合国外可再生能源的发展经验,从社会效益回馈用户、电价激励和金融支持等角度提出了政策和激励建议,以促进分布式光伏行业的健康发展。     

光伏及储能技术对数据中心的减碳成效分析

双碳政策下,数据中心作为高耗能行业和重点用能单位,节能降碳迫在眉睫,提高可再生能源的利用率是数据中心绿色转型的重要路径。该文以笔者参与的数据中心园区绿色能源试点项目为例,对分布式光伏和储能的应用效果进行定性、定量分析。通过实施屋顶光伏、车棚光伏、路灯光伏及储能等方案来统计各系统年发电量,并进行碳减排量和节能效益计算,对光伏和储能技术的应用成果进行量化分析,并在双碳管理平台上直观呈现降碳成效,可为类似项目提供参考。     

能源互联网储能技术应用研究

发展能源互联网是大势所趋,既需要优质的顶层设计,也需要成熟的底层技术。从能源互联网的重要技术支撑——储能出发,首先分析能源互联网中需要储能参与实现的目标及对储能系统的基本要求;然后从发电侧、系统侧、用户侧出发归纳储能系统的主要功能,主要功能除了削峰填谷、改善电能质量之外,还包括实现能源网络耦合、促进新的用能方式等;接着根据储能系统的功能分析储能在能源互联网中的作用方式;最后指明了能源互联网对储能的需求、储能的主要功能、储能的作用方式之间的对应关系。     

考虑碳排放的综合能源系统储能优化配置研究

在碳达峰、碳中和的战略目标下,整合多种异质能源、降低碳排放成为综合能源系统发展的重要议题。储能系统作为综合能源系统的重要组成部分,其系统的优化配置需要考虑碳排放因素的各种影响。该文针对综合能源系统降低碳排放的需求,研究碳排放下储能的优化配置问题,构建电/热混合储能的双层优化模型。首先建立综合能源系统的内层优化运行模型,考虑冷、热、电的能量平衡和蓄电、蓄热设备等运行的约束条件;其次构建综合能源系统电/热混合储能的外层优化配置模型,在分析投资成本、维护成本、运行成本等经济性目标的基础上,将碳排放目标加入优化目标函数中,以分析碳排放因素对综合能源系统储能优化配置的影响;最后,研究以实际数据为算例,对该文提出的模型方法进行仿真分析。结果表明：通过合理配置储电、储热设备可提高综合能源系统运行的经济性,也可减少因供能不足造成的缺电、缺热问题,用户在电储能系统营利时,会一定程度提高系统的碳排放。研究提出优化配置混合储能设施以降低综合能源系统碳排放的建议。     

多能互补分布式综合供能系统及典型开发方案研究

多能互补分布式综合供能具有绿色、低碳和高效等典型特征,已经成为国内外能源领域研究与发展的重点。论述了多能互补分布式综合供能系统的基本概念、主要技术特征、系统主要构成与关键技术等,并以国内某典型科技创新园为例,分析其负荷需求和资源禀赋,开发了"五化一体"综合供能实施方案。该方案以燃气分布式、分布式光伏、分布式风电、污水源热泵和储能为供能主体,构建了电力、热力、冷煤水、燃气和中水等能源网络,并借助智能化技术实现供能系统的优化运行,满足不同用能主体用能需求。最后,针对我国多能互补分布式综合供能系统发展现状与存在的问题给出相关建议。     

相变储能材料研究进展

当今社会高速发展,化石燃料资源枯竭带来的能源供需缺口不断增大,亟需开发具有可再生能力的清洁能源。相变储能材料是解决热能供需矛盾、缓解能源危机最合适的材料之一。本文回顾了相变储能材料的分类方法,介绍了代表性相变储能材料的熔点及储热性能。同时分析讨论了通过封装及复合载体材料提升相变储能材料储热性能和稳定性的一些策略。此外,介绍了相变储能材料在食品工业、路面系统、空调系统及建筑领域的应用现状。     

考虑储能寿命和参与调频服务的风储联合运行优化策略

储能系统与风电场联合运行,不但可跟踪风电场计划出力,还可参与电网的辅助服务。以风储联合运行的总收益最大为目标,考虑储能系统跟踪风电计划出力与参与电网二次调频服务,建立风储联合运行的优化模型。该模型重点考虑了计及不同荷电状态下的储能寿命损耗和储能参与调频时向上调频电量与向下调频电量的平衡。基于实际风电场运行数据设计算例并进行仿真分析,结果表明,考虑储能寿命损耗和储能调频电量水平,不仅可以合理衡量储能参与各项服务所带来的收益,还可以充分发挥储能的作用并提高风储联合的收益。     

楼宇型分布式能源站中蓄能系统的应用探讨

介绍了楼宇型分布式能源站的特点及装机配置,并以武汉某分布式能源站为案例,分析了蓄能系统在楼宇型分布式能源站中的意义,提出蓄能系统设备配置及运行策略的建议。     

储能产业技术路线分析

近年来随着电网对系统灵活性、经济性和安全性要求的不断提高以及分布式能源和可再生能源产业的大力发展,储能技术在电网及能源方面的应用也越来越广泛,从而得到了快速发展,该文首先对储能产业进行了概述,对目前国内外各储能技术路线进行整理和分析,指出先进的储能技术及储能产业未来的发展趋势,最后提出现阶段储能产业存在的问题。     

计及先进绝热压缩空气储能多能联供特性的微型综合能源系统优化调度模型

先进绝热压缩空气储能（Advanced adiabaticcompressed air energy storage,AA-CAES）是一种清洁的大规模物理储能技术。相对于其他类型的储能技术,AA-CAES技术具有多能流联供的独特特性,这一特性使得其在微型综合能源系统中具有广阔的应用前景。考虑AA-CAES电站的多能联供特性,研究了含AA-CAES电站的微型综合能源系统优化调度策略。介绍了含AA-CAES电站的微型综合能源系统基本构成;基于AA-CAES电站的实际热力学过程,构建AA-CAES电站的冷热电多能流联合调度约束模型;在此基础上,以最小化系统运行成本为目标,建立含AA-CAES电站的微型综合能源系统优化调度模型;最后,采用天津中新生态城的数据进行模型验证。     

Bottlenecks and Countermeasures of High-Penetration Renewable Energy Development in China

China has become the world’s largest producer and consumer of energy, and ranks first in its wind and solar power installation capacity. However, serious wind and solar curtailment in China has significantly hindered the development and utilization of renewable energy. To address problems in the consumption of renewable energy, this paper analyzes four key factors affecting the capacity of power generated from renewable energy sources: power balance, power regulation performance, transmission capacity, and load level. Focusing on these bottlenecks, we propose seven solutions: centralized and distributed development of renewable energy, improving the peak-load regulation flexibility of thermal power, increasing the proportion of gas turbines and pumped-hydropower storage, construction of transmission channels and a flexible smart grid developing demand response and virtual power plants, adopting new energy active support and energy storage, and establishing appropriate policies and market mechanisms. The Chinese Government and energy authorities have issued a series of policies and measures, and in the past three years, China has had remarkable achievements in the adoption of renewable energy. The rate of idle wind capacity decreased from 17% in 2016 to 7% in 2018, and that of solar decreased from 10% in 2016 to 3% in 2018.     

考虑储能的配电网预防重构策略

预防重构能够确保配电网在一定安全裕度下运行,但网络拓扑频繁变化会降低系统稳定性,增加运行成本.考虑到储能充放电特性和网络最大供电能力,以一天内重构次数最少为一级目标函数,以储能最大出力能力和最大供电能力指标为二级目标函数,建立配电网多级目标预防重构模型.提出储能充放电和重构的动作策略和联合提升最大供电能力的方法,在最大供电能力指标低于安全警戒线时优先利用储能调节,不足时再联合网络重构调节.采用广义简约梯度算法和混合粒子群算法对模型进行求解.最后,以IEEE-33节点配电系统为例的计算分析结果表明,在预防重构中利用储能的备用调节作用,可避免拓扑频繁发生变化,验证了本文模型和策略的可行性.研究成果对于利用预防重构提高配电网运行安全可靠性具有一定参考意义.     

泛在电力物联网在电力市场应用中的展望

随着电力体制改革的不断深化,电力用户借助分布式发电、储能系统和电动汽车等新兴技术已经具备了参与电力交易的能力,但传统电力系统的运行控制方式却难以适应新时代开放电力市场的需求。国家电网有限公司所提出的泛在电力物联网（ubiquitous power internet of things,UPIoT）战略可以实现电力系统各环节互连、状态全面感知和优化控制,是建设开放电力市场的有效技术支撑。基于此,分析了新时代电力系统发展所面临的挑战以及建设泛在电力物联网的必要性;研究了泛在电力物联网在开放电力市场中的典型应用;对面向电力市场的泛在电力物联网关键技术进行了讨论,为构建现代化开放电力市场提供参考。     

并联混合动力汽车复合电源控制策略的研究

通过对复合电源在混合动力汽车(HEV)中应用的研究,设计了针对某款并联式混合动力汽车的复合电源结构,并对其效率特性进行了分析,提出了复合电源的功率分配控制策略以及电池给超级电容充电策略,基于MATALAB/Simulink,建立了复合能量存储系统模型,并嵌入ADVISOR软件中,在城市道路循环UDDS工况下进行了仿真研究。仿真结果表明,通过采用该复合电源控制策略,可以充分发挥超级电容和蓄电池各自的优点,改善整车储能系统的存储效率,提高制动能量的回收效率。     

能源互联网背景下的微电网能量管理分析

能源互联网背景下,可再生能源并网规模日益扩大。由于可再生能源发电功率具有很强的随机性,电力系统运行中出现了所谓“双侧随机问题”,影响安全稳定运行。如何对各种可再生能源进行经济有效的能量管理,是实现能源互联网的关键技术之一。为实现微电网运行的整体优化,对包含各种分布式电源的微电网,建立以综合发电成本最低、环境效益最好作为优化目标的多目标优化模型。利用遗传算法,进行能量管理的优化研究。以联网运行的含有多种分布式电源的微电网为算例进行仿真计算,仿真结果表明了优化模型及算法的有效性。     

基于DRL的无人船混合动力系统能量管理策略研究

无人船混合动力系统的能量管理是提高无人船能源供应稳定性和提升无人船续航里程的关键因素。该文针对无人船运行特点,设计一种光柴储混合动力系统,并提出一种基于深度强化学习的无人船混合动力系统能量管理策略。该文首先分析光柴储混合动力无人船的动力系统结构和运行模式,引入深度强化学习理论,将结合深度学习与强化学习的深度Q网络算法应用于混合动力无人船的智能能量管理方法。仿真结果表明混合动力船舶相较柴电动力船舶在成本、节能和环保等方面具有优势,所提出的能量管理策略具备自学习能力,能合理有效地自主应对突发场景,从而有效支撑无人船技术的发展。