提高XLPE高压直流海缆经济性的研究展望

结合我国高压直流海缆工程直流海缆选型、电压等级和输送容量的关系,以单位输送容量所需直流海缆原材料投入作为典型经济性指标,发现随着单回路直流海缆电压等级和载流量升高,直流海缆经济性呈上升趋势.通过对比不同路线提高电压等级和载流量后直流海缆耗材的变化,可知分别通过提高直流海缆绝缘电气水平和导体最高允许运行温度的方式实现电压等级和载流量提升对提高直流海缆经济性更为有效.此外选取导体最高运行温度为70℃的±525 kV直流海缆为典型规格,利用有限元仿真分析外加电压提高至972 kV和导体运行温度提高至90℃后直流海缆绝缘场强分布的变化,结果表明电压等级和导体运行温度的提高均会造成绝缘场强翻转后靠近绝缘屏蔽处的场强进一步升高,且二者存在协同作用,在此基础上,设定绝缘屏蔽与绝缘界面存在向绝缘内尺寸为0.125 mm的半圆形突起,有限元仿真结果表明该点的场强对比无突起情况增大了35.8％.     

面向碳中和情景的中国跨区域电氢协同优化配置研究

为实现碳中和目标,构建高比例清洁能源电力系统势在必行。绿氢可为难以直接用电的终端用能领域提供零碳解决方案,成为可再生能源和部分终端用能之间的纽带,实现间接电能替代。如何在高比例清洁能源系统中对电能与氢能进行优化配置,是未来电力、绿氢发展中需要面对的重要问题。通过构建的电氢协同系统模型(GTSEP),量化评估电氢耦合的系统性价值,分析输电、输氢之间的关系,以全系统综合用能成本最低为目标,实现全国范围内大规模、跨区域电力与氢能生产、储存和运输的协调优化。将全国划分为七个区域,预计2060年绿氢需求量为7500×104t,全社会用电量需求将达到17×1012kW·h,根据满足绿氢需求的不同方式,共设置4种模式进行对比分析。结果表明,采用电氢协同模式,各区域内利用可再生能源发电就地制氢并利用的总量为4000×104t,跨区输氢总量3500×104t,约占总需求的46%左右,其中直接管道输氢780×104t,输电代输氢1.1×1012k W·h,绿氢平准化成本为9.32元/kg。电氢协同的零碳能源系统可以充分发挥氢易于大规模存储的优点和电能易于传输的特点。     

皱纹铝套变形对挤包绝缘直流电缆电场分布的影响

为研究高压直流电缆皱纹铝套受力变形对电缆绝缘结构造成的损伤,以及在运行过程中对电气性能的影响,针对500 kV直流电缆开展绝缘线芯热膨胀测试和皱纹铝套压扁试验,确定皱纹铝套变形在绝缘线芯表面造成的缺陷情况。建立有限元模型,分析绝缘场强分布随温差变化情况,以及皱纹铝套变形导致绝缘线芯表面缺陷后的场强分布情况。仿真结果表明：电缆在负载过程中绝缘场强随着绝缘温差的变化而变化,此外绝缘表面存在缺陷会进一步导致场强畸变,且畸变程度与外加电压和绝缘温差有关。     

不同燃料路径氢燃料电池汽车全生命周期环境影响评价

氢燃料电池汽车续航里程长、能量转换效率高,其燃料可通过可再生能源电解水制取.氢燃料电池汽车的推广应用将促进电力系统消纳不稳定的可再生能源电力.已有文献缺乏对氢燃料生产、储运等不同路径的环境影响全生命周期综合分析.考虑中国当前主要的制氢、输氢和发电技术,根据不同技术组合设计17条氢燃料路径,通过GREET软件对这些路径的...     

支撑电力系统清洁转型的储能需求量化模型与案例分析

目前,储能需求的研究多集中于特定应用场景中电化学电池等持续放电时间较短的储能装置的配置,缺乏对系统整体性储能需求规划的方法及经济性影响的研究.针对短时和长期2种不同类型储能的特点,建立了以系统综合成本最低为优化目标的量化分析模型和方法,从总量、结构和成本3个维度量化分析系统级储能需求,将储能规划嵌入电源规划的混合整数优...     

基于双馈风机转子侧变流器的次同步谐振抑制方法

从双馈风机产生次同步谐振的机理出发,当双馈风机转速变化时,其电磁转矩变化量可以分为转子转矩变化量和定子转矩变化量两部分。基于双馈风机转子侧变流器,提出一种新的抑制次同步谐振的附加阻尼控制策略。通过在转子侧变流器控制策略中引入附加控制,产生一个与转速反相的附加转矩,为系统提出正阻尼。然后,利用PSCAD/EMTDC对所提出的附加阻尼控制策略进行仿真验证。结果表明,通过对转子侧变流器进行附加阻尼控制后,可以有效抑制次同步谐振的发生。     

中国二氧化碳捕集利用和封存技术经济性与规模预测

针对双碳目标背景下中国二氧化碳捕集、利用和封存(CCUS)产业发展潜力和规模预测的全局性量化研究相对缺乏的问题,预测和梳理了CCUS技术不同环节的未来技术经济成本,以及在化石能源延续场景下不同行业碳捕集需求。基于中国CO₂利用、封存潜力及其空间分布构建2060年中国不同地区成本-规模计算模型,预测CCUS技术的全流程经济成本及其对应规模潜力。研究结果表明,中国宜采用就地和异地相结合的封存调度方式,以及就地利用的方式,满足化石能源延续场景下27×10⁸ t/a的CO₂减排需求。其中,采用利用方式减排CO₂约5×10⁸ t,全流程成本约为-1 400～200元/t;采用地质封存方式减排CO₂约22×10⁸ t,全流程成本约为200～450元/t。基于模型计算结果,提出了重点发展基于电制原材料(P2X)技术的化工利用产业、构建CCUS产业集群、探索多方共赢合作模式的建议,形成连接减排需求密集地区和封存靶区的全国主干输送管道推荐方案,计算得到...     

基于电池储能的MMC-HVDC系统的建模与仿真

由于交直流混联电网中的交流系统和直流系统之间存在有功功率耦合,因此基于模块化多电平换流器(MMC)的高压直流输电(HVDC)系统无法完全隔离故障时交直流侧之间的相互影响。文中提出将基于电池储能系统(BESS)的MMC应用于HVDC系统以实现交直流侧功率解耦控制的方法。首先分析了基于BESS的MMCHVDC系统的基本结构和工作原理。然后,基于数值积分和嵌套的快速仿真方法,推导了基于BESS的子模块和基于BESS的MMC换流器的戴维南等效电路。最后,搭建了±400 k V的两端MMC-HVDC系统对所提建模方法和系统的解耦效果进行了验证。结果表明,基于BESS的MMC-HVDC系统交流侧有功功率和直流侧功率可以彼此解耦,在交流或直流故障期间可以保持功率的正常输送。