塔式太阳能热发电站设计点DNI优化研究

设计点法向直接辐射(direct normal irradiance, DNI)是塔式太阳能热发电站优化设计的重要参数。本研究采用由美国可再生能源实验室开发的数值模拟软件(system advisor model, SAM)对我国哈密地区典型配置的50 MW塔式太阳能热发电站进行数值模拟,考察设计点DNI为700 W/m~2～950 W/m~2时,各设计点DNI对应的最低成本电价的太阳倍数、镜场规模、储热时长、吸热器功率、发电量和利用小时数等,分析不同设计点DNI对塔式太阳能热发电站设计的影响。结果表明,在塔式太阳能热发电站设计时,开展设计点DNI优化研究工作是十分必要的,在本研究中,最低成本电价区间和最高年发电量的设计点DNI区间为750 W/m~2～850 W/m~2。     

塔式太阳能光热发电站镜场设计软件研究现状

“十四五”期间风光热储四维一体、多能互补将是能源利用新趋势，塔式光热发电凭借自身优势将迎来新的发展。但随着光热发电站镜场容量的增加，现有镜场设计软件计算开销大、效率低下的问题愈发的凸显。通过深入分析塔式太阳能热发电站镜场设计软件现状，对不同镜场设计软件中的初始布局、效率计算、布局优化、吸热器能流密度分布等关键算法进行系统梳理和优劣势对比，提出软件整体性能提升的路径，为塔式太阳能热发电站的建设及镜场设计软件开发提供了思路和理论参考。     

塔式太阳能热发电技术经济特性分析

化石能源的大量使用引起了全球性的资源枯竭、环境污染与气候变化等问题,已对人类的生活和社会的发展造成了严重影响。太阳能作为最为重要的可再生能源类型,已经得到了足够重视并规模化发展。塔式太阳能热发电作为聚焦太阳能光热发电类型中主流的发电类型正在迅猛发展,其技术可行性和经济合理性已达到商业化水平,具有较好的发展前景。通过研究塔式太阳能热发电站技术经济特性,对塔式太阳能发电系统投资、效率等影响系统发展参数的主要因素进行了分析。通过分析我国太阳能产业现状与发展趋势,展望了塔式太阳能热发电在我国的发展前景。     

塔式太阳能辅助燃煤发电系统技术经济性分析

塔式太阳能辅助燃煤发电是一种提高太阳能利用率、降低燃煤消耗的发电技术。该技术是将高温塔式太阳能热与常规燃煤发电机组相耦合,利用塔式太阳集热场产生高温蒸汽并参与燃煤电站系统作功。本文对某1 000 MW塔式太阳能辅助燃煤发电系统在太阳辐射资源和电网电力调度波动下的发电量及其构成(燃煤发电和太阳能发电)和电站全生命周期内的技术经济性进行了研究。结果表明:塔式太阳能辅助燃煤发电系统运营期内平均光电转换效率为18.2%,远高于常规塔式太阳能热发电站的光电转换效率;电站项目的平准化电力成本为0.319元/(k W·h),所得税后财务内部收益率为11.29%,具有良好的收益能力和较低的投资成本;塔式太阳能辅助燃煤发电系统比相同电力调度下1 000 MW燃煤电站少燃煤257.4万t,减少CO2排放723.8万t;当考虑碳捕集成本时,为使该塔式太阳能辅助燃煤发电系统与相同容量燃煤电站具有相同的市场竞争力,则需国家电价补贴0.065元/(k W·h)。     

槽式太阳能热发电站系统配置的经济性分析

基于槽式太阳能热发电技术特点,综述带熔融盐储热系统的槽式太阳能热发电技术系统流程,提出太阳倍数及储热时间是影响槽式太阳能热发电站经济性的关键因素。提出槽式太阳能热发电项目供电量与太阳倍数(SM)和储热时间的关系,并给出项目年利用小时数与太阳倍数的简化计算公式。依托内蒙古鄂尔多斯地区太阳能资源条件,以50 MW装机规模为基础,分析了项目供电量随太阳倍数、储热时间的变化关系,并依据此计算了50 MW项目投资水平及项目电价水平随太阳倍数及储热时间的变化趋势,为工程设计中技术经济优化奠定基础。     

槽式太阳能热发电项目投资效益分析

基于目前正在开展的槽式太阳能热发电典型项目,对项目的建设及经营成本构成进行分析,找出了影响项目成本的关键因素和内容。基于已开展的项目进行经济效益分析,并以单一变量法测算项目建设运行各影响因素对项目成本电价的影响程度。并根据分析与讨论的结果,提出对提高后续槽式太阳能热发电项目投资效益的建议。     

浅析塔式光热电站发电区总平面布置

针对塔式太阳能热发电站的工艺特点,对其发电区较常规火电机组总平面布置的不同之处进行阐述。依托国内外工程经验,系统总结发电区的位置、组成、布置原则,对发电区布置格局中的汽机房、空冷平台、电气构筑物区、储热及蒸汽发生器区、水处理及供水设施区以及污废水设施区进行详细描述,并给出塔式太阳能热发电站发电区总平面布置实例。     

太阳能热发电技术研究现状

依据太阳能采集方式划分,太阳能热发电站的形式主要有三种形式:塔式发电系统、槽式发电系统和碟式发电系统。本文分别描述了其系统特性以及各类系统的工程应用情况,并就太阳能热电发展的影响因素做出了阐述。     

塔式太阳能热发电站定日镜追踪控制系统的设计

针对传统光热发电方式效率低、规模小、成本高等问题,设计了塔式太阳能热发电站定日镜追踪控制系统。在这一系统中,现地控制器根据太阳位置算法、空间转换模型计算出镜面角度的理论值,并结合光束界定系统与镜场管理系统纠偏,驱动伺服电机完成镜面俯仰角、旋转角的调整,实现定日镜的跟踪控制。试验结果表明,应用这一系统,定日镜反射太阳光斑的精度高,符合运行要求。     

塔式太阳能热发电腔式吸热器动态仿真模型

以大汉MW级塔式太阳能热发电系统过热型腔式吸热器为研究对象,采用模块化建模方法、根据吸热器的工作机制和热力学定律,建立过热型腔式吸热器的全工况动态仿真数学模型。模拟大汉兆瓦级塔式太阳能热发电站过热型腔式吸热器的动、静态特性。给出大汉兆瓦级塔式太阳能热发电过热型腔式吸热器太阳能辐照的阶跃扰动响应曲线,得出的结论对塔式太阳能热发电电站过热型吸热器的设计、塔式太阳能热发电电站运行策略的制定具有一定的指导意义。     

大规模电动汽车充放电优化控制及容量效益分析

建立了电动汽车充放电两阶段优化模型,并采用整数规划方法求解,以获取通过优化控制降低的峰荷量及车辆到电网(V2G)的放电量。考虑电动汽车起始充电时间、起始荷电状态的随机分布,采用拉丁超立方抽样方法进行抽样,以有效减小计算规模。以中国2020年和2030年电动汽车充电负荷为例,对电动汽车可控比例不同情景下的有序充电优化、V2G优化问题进行了仿真计算,并对成本效益进行了分析。考虑到未来参数的不确定性,对成本效益相关参数进行了灵敏度分析。分析结果表明,所提出的两阶段充放电优化控制模型能有效降低峰荷并平滑负荷曲线。同时可知,装机成本和电池寿命损耗成本的变化将对V2G的效益产生较大的影响,上网电价的变化则对V2G效益的影响较小。     

Economic analysis of solar energy development in North Africa

The economic analysis of solar energy development is the basis of promoting the solar energy planning in north Africa and realizing the clean energy power transmission among continents. In this paper, the cost development trend of photovoltaic(PV) power and concentrating solar power(CSP) generation is analyzed, and the levelized cost of energy(LCOE) of solar power generation is forecasted. Then, taking the development of Tunisian solar energy as an example in the context of transcontinental transmission, PV power with energy storage and PV-CSP power generation are given as two kinds of development plan respectively. The installed capacity configurations of the two schemes are given with production simulation method, and comprehensive LCOE are calculated. The studies show that based on the LCOE forecast value, the LCOE of PV-CSP combined power generation will decrease when the annual utilization hours of transmission channel is increased. It can be chosen as one of important mode of the North Africa solar energy development.     

Industrial power demand response analysis for one-part real-timepricing

Demand-side management (DSM) programs in the industrial sector appear to be economically feasible due to the large controllable loads and relatively low costs per control point. Innovative electricity tariffs provide one of the most important DSM alternatives. Because real-time pricing (RTP) is considered as an excellent management option which reflects the real cost of generating electricity to the end user, the electricity cost saving potential of RTP through demand management is presented in this paper. A unique analytical approach is followed to describe the potential electricity cost savings mathematically in terms of variables familiar to both the end user and utility. These variables include the installed power consumption capacity of the plant, the plant's spare energy consumption capacity, and terms that describe the structure of the RTP tariff     

输电系统固定成本分摊问题

在电力市场环境下，输电固定成本需要公平、合理地分摊给所有电网使用者。合理的分摊方法可以引导对现有输电设备的有效和合理的使用，并为将来的发电规划和负荷选址提供经济信号。文中对现有的输电固定成本分摊方法进行了全面而系统的综述，按照所分摊的成本、承担成本的主体、所基于的系统状态、冗余容量成本的分摊、对反向潮流的收费、对无功功率的处理、分摊的原则与方法等方面，对现有的输电成本分摊方法进行了详细的分析，论述了每一种方法的特点，并对各种方法进行了比较和讨论。     

输电系统固定成本分摊问题(续完)

(上接本刊 2 0 0 3年第 15期第 89页 )5　对反向潮流的收费不同的用户在同一条线路上产生的潮流方向可能是不同的。与线路实际潮流 (或称净潮流 )方向相同的潮流一般称为正向潮流 (netflow ,positiveflow或dominantflow) ,而与线路实际潮流方向相反的潮流一般称为反向潮流 (negativeflow或counterflow)。大多数分摊方法包括如何对引起反向潮流的用户进行收费的问题[7,8,2 6 ,2 9] ,但方法各异。5 .1　对引起反向潮流的用户给予奖励这种方法只向引起正向潮流的用户收费 ,而对引起反向潮流的用户给予奖励[18] 。其合理性在于 :反向潮流能够增…     

太阳能综合利用的冷热电联供系统控制策略和运行优化

随着节能减排观念日益深入,利用太阳能等可再生能源成为解决目前严重的化石能源危机和环境污染问题的有效途径,而冷热电联供(CCHP)系统以其能效高、污染少、可以实现能源的梯级利用等特点,成为未来分布式供能系统的发展趋势。在此背景下,将太阳能与CCHP系统相结合,设计了一种能够实现太阳能光伏光热综合利用且同时满足冷热电负荷需要的联供系统。分别建立了能源、环境、经济评价3个方面的评估指标,并利用判断矩阵法将上述3个指标形成了一个综合评估指标,同时设定了系统以热定电和以电定热2种运行方式,并分别设计了3种不同控制策略。通过算例分析了系统的电制冷机最优制冷比、太阳能光伏发电最优容量和运行控制策略的评估,验证了所提模型和控制策略的有效性和可行性,为太阳能综合应用于CCHP系统提供了参考。     

基于平准化电力成本分析的微电网电源优化配置

平准化电力成本是用于评价各种发电技术的主要经济性指标。将平准化电力成本引入微电网的电源优化配置问题中,提出了适用于独立微电网电源的平准化电力成本评价方法,建立了以平准化电力成本最小为目标的独立微电网电源优化配置模型。采用蒙特卡罗方法对微电源出力和系统可靠性进行仿真;采用遗传算法对模型进行求解;算例结果验证了模型的有效性,并评估了初始投资费用、燃料费用以及可靠性对优化配置结果的影响。所建立的模型能够精确评估微电网各电源联合发电的单位成本,合理配置各电源的装机容量,为微电网电源规划提供了一种新方法。     

激励性含风电竞标日前市场出清电价机制的建模

在日前市场出清电价机制中,为同时实现发电机组个体理性和激励相容以及市场出清总成本最小化的要求,应用基于VCG (Vickrey-Clarke-Groves)的机制设计理论,给出了一种含风力机组竞标的日前市场出清电价机制。建立了含风电竞标日前市场出清模型,采用抽样平均逼近法求解该市场出清模型。基于VCG机制设计理论,定义发电机组(常规/风电)获得的支付为该机组参与日前市场出清前后,日前市场出清总成本的变化量。采用某2节点系统和修改的IEEE14节点系统为例说明了该含风电竞标日前市场出清电价机制的基本特征。仿真结果表明,所提电价机制满足市场出清总成本最小化、激励相容以及个体理性等要求。     

基于学习曲线法的风电成本研究

通过对风电成本和装机容量历史数据的统计和分析,建立了德国和中国风电成本的学习曲线模型,通过该模型分析了德、中两国风电成本的经济性。通过对风机容量增长率的几种假设,预测了2025年中国的风电成本,并对风电产业的发展提出了建议。     

需求侧响应背景下分时电价研究与实践综述

分时电价作为一种价格型需求响应方式,通过峰谷差价引导用户"削峰"与"填谷",有效抑制负荷波动,提高社会效益,得到了广泛推广。总结国内外开展的TOU研究与实践。论述了基于电能成本和基于负荷响应的TOU价格决策模型,分析了需求侧响应背景下TOU价格制定与时段划分方法及其现状,并着重对用户响应行为分析方法进行了归类分析。总结了国内外TOU执行方式与范围,分析了实行TOU的成本与收益。最后在此基础上,讨论了TOU体系存在的不足,提出了开展TOU的建议与设想。