电力调控运行系统的优化方法

我国经济的发展带动了我国人民生活水平的提升,在我国人民生活水平提升的过程中,对于电力能源的需求量也在成倍地增加。为了有效地改善我国用电量突增的情况,我国的电力行业在电网专业的设备建设上在不断的提升中,电网设备的增加就意味着电网的具体结构更加的复杂,做好对于电力调控运行系统优化提高电力调控运行系统的运行效率对于确保电力的安全、高效的供应是十分重要且必要的。本文在分析电力调控运行系统优化重要性的基础上对如何做好电力调控运行系统的优化进行分析阐述。     

基于改进NSGA-Ⅱ算法的电-气-热综合能源系统多目标优化

随着电力、天然气和热力网络耦合紧密程度不断加深,综合能源系统协同优化成为了新的研究热点。提出一种适用于含非凸约束条件的综合能源系统多目标优化问题的改进NSGA-Ⅱ算法,通过维护全局的帕累托最优解集提升解的搜索效率,同时采用动态调整法,提高在高维等式约束下找到可行解的概率。算例分析验证了该方法的有效性。     

燃料电池分布式供能技术发展现状与展望

燃料电池作为一种清洁高效的发电方式,兼具效率高、排放低、安全无噪音等优点,是分布式供能领域的一项重要技术。燃料电池既可以利用传统煤炭、天然气,也可以融合可再生能源实现削峰填谷。在传统煤电领域,散煤的利用是环境污染的重要来源,通过直接碳燃料电池技术,有望解决散煤利用效率低下、污染严重的问题。联合天然气管网,基于燃料电池的微型热电联供系统可实现能源的梯级利用,相比传统的热电分供模式可大大提高能源利用效率。同时,电解池作为燃料电池的逆过程,可将可再生能源富余电力转化为化学能进行储存,实现"三弃"电力的有效转化,在可再生能源的分布式供应系统中具有广阔的发展前景。     

综合能源系统中热力子系统的稳态特性分析

综合能源系统（integrated energy system,IES）涵盖能源形式多样,涉及运行模式复杂,包含控制设备和耦合环节丰富,给其稳态建模和稳态潮流计算带来了挑战。为了获取综合能源系统中热力子系统的稳态特性,给出了典型综合能源系统的拓扑架构;分别建立了电力子系统、热力子系统、冷力子系统和分布式能源站的稳态模型,进而建立了混合潮流模型,并利用Newton-Raphson算法进行了混合潮流求解;分析了热力子系统的关键技术参数（包括源节点的供水温度、负荷节点的出水温度、热网管道的长度和直径、热负荷功率）变化对综合能源系统稳态潮流的影响。分析结果可支撑综合能源系统的规划、设计及优化运行。     

天然气管道能源管理系统未来的发展战略研究

天然气是未来社会发展的重要资源,在天然气在管道输送过程中,沿线压气站压缩机在管道运行中要消耗电力或燃气等能源。结合天然气管道能源管理的现状,对天然气管道能源管理过程中存在的问题进行了分析,根据能源管理工作现状和天然气管道的运营特点,设计了天然气管道的能源管理系统,并阐述了其主要研究内容。     

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。     

热泵系统优化的研究现状、方法及展望

分别介绍了地源热泵、空气源热泵和污水源热泵系统优化的国内外研究现状;对优化方法进行了阐述,分析了各种优化方法的特点;指出了热泵系统优化属于多目标优化,应根据热泵系统形式、优化目标和优化原则选择不同的优化方法,并给出了用遗传算法优化土壤源热泵系统的实例;目前的优化方法还有待完善,对未来的热泵系统优化发展的前景也进行了展望。     

“泛在电力物联网与综合能源系统关键技术”专题特约主编寄语

为了提高新能源在终端能源消费中的比例、促进能源转型,泛在电力物联网与综合能源系统概念应运而生。泛在电力物联网通过广泛互联能源设备、可控负荷、储能、可再生能源发电单元等,利用物联网技术搭建传感器网络,通过人工智能技术进行全维度态势感知、全时段优化控制、多主体友好互动。综合能源系统通过对多能流进行多级利用和整体调度,能有效改善分布式可再生能源“消纳难”的问题,提高能源综合利用率。泛在电力物联网和综合能源系统,二者相辅相成,可形成包含多能流、大数据的能源互联网体系。泛在电力物联网与综合能源系统将成为能源及电力工业发展的热点。     

综合能源系统多时间尺度复合调度优化运行方法研究

针对综合能源系统多能网络与设备特性差异,该文建立集成热电联产机组、风力发电机组、燃气锅炉以及电转气等设备的综合能源系统运行框架;提出能反映能源站电、气能流耦合特性的系统能量枢纽模型。建立综合能源系统的日前优化模型、日内滚动优化模型、实时计划优化模型。基于三种优化模型,提出日前-滚动-实时的复合协调优化运行策略。根据电、热负荷以及风电出力的日前预测数据制定日前调度方案,为系统全天的运行情况提供初步的参考信息;然后利用短期滚动预测数据进行滚动计划,对日前计划方案进行滚动修正,制定各设备出力的基本运行点;最后利用超短期预测数据进行实时计划,得到与实际电、热负荷与风电出力情况匹配度较高的计划方案。通过算例分析验证,结果表明该文所提综合能源系统复合协调优化运行方法可以有效降低系统的运行成本,可提升可再生能源的消纳能力,并增加可再生能源的利用率。     

浅析火力发电厂锅炉运行优化系统

在现在国家能源急迫需求下,电力生产得到了空前提高,因此,电力生产的效率和成本也需要得到提高以适应国家能源战略的调整。现有的电力锅炉运行系统显得跟不上步伐,因此需要改造锅炉的运行优化系统以提高效率和质量。优化系统是基于现代控制理论研究开发的过程优化控制系统,通过引进先进的系统理念和思想,并结合国内燃煤电厂实际情况进行了适应性改进。并且在国内多家电厂得到了实验验证,取得了很大效益。     

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。     

结合燃气-蒸汽联合循环的液化天然气冷能发电利用

提出了结合燃气-蒸汽联合循环的利用液化天然气（liquefied natural gas,LNG）冷能的朗肯循环发电系统,实现LNG冷能梯级利用。朗肯循环蒸发器和燃气-蒸汽联合循环凝汽器换热量匹配一致,循环水系统实现闭式且不受环境温度影响。对系统进行模拟并分析了影响系统的主要参数,结果显示：随着朗肯循环冷凝温度的降低,朗肯循环净输出功率和净效率均有提升;随着循环水温度的提高,朗肯循环的净输出功率和净效率都将提高,而蒸汽轮机输出功率减少,但二者总的输出功率降低幅度不大。     

电站锅炉烟气余热利用技术方案研究

超临界电站锅炉排烟热损失量很大,对锅炉尾部烟气余热进行回收利用可以有效提高电厂的热经济性,减少煤耗,降低环境污染。目前火电厂最广泛提高烟气余热利用效率的方式是加装低温省煤器装置。对某超临界机组锅炉余热利用技术进行研究,分析不同低温省煤器布置方案,提出采用双级低温省煤器回收电站锅炉余热利用技术方案,即采用低温烟气与低加凝结水换热技术、前置式空气预热器与低温省煤器组合的能源梯级利用方式,实现最优节能及最佳投资收益。     

冷热电联产经济性分析

冷热电联产(CCHP)技术可提高一次能源的利用率,降低环境污染.文章分析了天然气和电力价格对冷热电联产系统经济性的影响,在一定的天然气价格下,联产系统的经济性随着电价的升高加速增加.     

天然气发动机驱动的制冷空调技术

介绍了天然气发动机驱动的制冷空调系统，并分析了利用天然气作为制冷空调能源与常规电制冷装置相比的优势。天然气发动机驱动的制冷空调系统可进行有效热回收，实现了能源的梯级利用，提高了系统的能源综合利用效率。     

我国风电利用技术现状及其前景分析

我国风电产业发展迅猛,多种风电利用技术也伴随而生。从我国风电利用技术的现状与存在问题出发,综述并对比了我国集群风电并网运行、风电与其他能源互补、风电的大规模直接利用及分布式风电接入与控制等技术现状,指出我国风电向集中式和分布式并重、促进多能互补利用技术推广、发展高效率低成本的风电利用技术方向发展的趋势,最后从加强新能源激励政策、新能源消纳市场机制、风电并网与技术标准建设方向提出了建议。     

冷热互联系统研究及其能效计算准则讨论

随着节能减排的不断深入和能源效率的逐步提高,同时利用冷量和热量的冷热互联系统将得到进一步的推广应用。与传统的制冷系统和制热系统的能效计算相比,冷热互联系统能综合利用冷热两部分的能量,原来单独冷、热量的能效计算法则是否适用于新的系统需要重新考虑。本文构建了复叠机组和热泵机组互联(A系统)、以及常规制冷机组和热泵互联(B系统)两种冷热互联系统,提出了3种能效计算方式,通过具体实验操作和分析给出了3种系统的COP计算方式和结果,其中第3种计算方法综合考虑了制冷系统制冷量和热泵系统制热量作为收益,将整个系统的轴功率看作补偿能量,最为合理。     

四种跨临界CO2压缩式热泵系统的热力性能研究

CO2是具有很大潜力的天然替代工质之一,CO2跨临界循环放热过程中具有较大温度滑移,与水侧温升过程相匹配,因此适合用于热泵热水器系统。国内外学者提出了许多提高跨临界CO2循环效率的方法,其中包括引入回热器、喷射器等设备,从不同角度对比分析在常规跨临界CO2热泵系统中引入回热器、喷射器后系统的性能变化。本文在前人工作的基础上,建立相关热力学计算模型,并进一步对四种不同形式的跨临界CO2热泵系统（常规跨临界CO2热泵系统（TCHS）、带回热器的跨临界CO2热泵系统（TCHSI）、带喷射器的跨临界CO2热泵系统（TCHSE）及带喷射器与回热器的跨临界CO2热泵系统（TCHSEI））的性能进行研究,对比分析排气压力一定的情况下四种循环的热力性能;从最优排气压力的角度出发,分析对比不同系统中气冷器出口温度变化对系统最优排气压力和制热系数的影响,以及喷射器等熵效率对系统性能的影响。以上研究为CO2压缩式热泵系统的实用化进展奠定良好的理论基础。