面向绿色生态乡镇的综合能源系统关键问题及展望

乡镇作为经济社会发展的重要一环,相比于城市,在自然资源禀赋、用能特性及能源设施基础条件等方面都具有自身独特特征。通过总结绿色生态乡镇的特征以及目前存在的问题,综合考虑乡镇清洁能源资源及冷、热、电用能需求,为实现电、气、冷、热多能互补,源、网、荷互动优化,从乡镇综合能源系统的多能源协同规划、运行优化、综合评价3个方面提出面向绿色生态乡镇的综合能源系统关键问题,对乡镇综合能源系统的未来发展方向进行了展望。     

SOFC内CH4-H2O重整反应及其影响因素数值分析

为研究CH_4-H_2O在镍基阳极固体氧化物燃料电池(SOFC)的传质传热、催化重整与电化学反应的关系,构建了一种单通道板式SOFC三维数值模型,模型耦合了质量、动量、能量、电荷传递以及CH_4-H_2O重整反应动力学,对操作温度、水碳比(S/C)、特别是电流密度(J)等影响因素进行分析并通过实验验证了模型的有效性。结果表明,CH_4-H_2O重整反应速率随温度变化明显;当J=0.6 A/cm~2时,操作温度高于750℃,S/C在3～3.5左右可防止直接CH_4-H_2O重整引起的热力学积碳;电流密度与CH_4转化率、燃料利用率和CH_4-H_2O重整速率反应密切相关,当J0.45 A/cm~2时,CH_4转化率迅速上升,但当J达到0.9 A/cm~2后,CH_4转化率趋于平稳。电流密度越大,燃料利用率越高,当J=0.9 A/cm~2,燃料利用率可达73.2%;此外,电流密度有助于抑制热力学积碳。     

考虑用户参与度的电动汽车能效电厂模型

为充分挖掘电动汽车集群的响应能力,探究补偿电价对用户参与度的影响,建立了考虑用户参与度的电动汽车能效电厂模型,该模型能够为能效电厂参与电力市场交易机制提供模型基础。构建了可综合考虑有功和无功响应能力的单体电动汽车的车网互动(V2G)模型;进而对电动汽车交通行为特性进行统计分析,根据不同类型电动汽车的响应特性,提出了考虑补偿电价的电动汽车用户参与度响应模型;在此基础上建立了考虑用户参与度的电动汽车能效电厂模型,定义了能效电厂有功和无功响应能力、储能能力、价格响应的成本函数,为能效电厂参与市场环境下电网的调度控制提供关键的模型参数。利用典型算例验证了考虑用户参与度的电动汽车能效电厂模型的有效性,仿真结果表明能效电厂的响应及储能能力具有时间分布特性,而能效电厂的价格响应特性受补偿电价的影响。     

考虑负荷及发电机出力不确定性的TCSC选址与定容

TCSC装置的应用能够有效地提高系统输电能力、降低网损、改善系统稳定性,但由于其成本相对比较昂贵,因此在输电网规划中,其选址与定容问题具有较高的研究价值。本文提出一种确定TCSC备选安装位置和安装容量的新方法。在选址子问题中,考虑到规划方案中系统负荷预测与发电机出力方式的不确定性,以静态电压稳定约束下的系统输电能力最大化为目标,采用将灵敏度法与非贯序蒙特卡罗仿真法相结合的方法来确定TCSC的备选安装位置。在安装位置已知的前提下,考虑到不确定因素的影响,以系统最大收益为目标,将蒙特卡罗法与非线性优化方法相结合来确定TCSC的安装容量。经IEEE118节点系统验证,本文算法能够有效解决TCSC的选址与定容问题。     

光电-光热区域综合能源系统太阳能消纳能力评估模型

合理评估太阳能消纳能力是支撑构建绿色、低碳、清洁的能源体系的重要环节。针对光电-光热区域综合能源系统太阳能消纳问题,提出了一种可充分考虑光照强度不确定性和系统安全运行约束的太阳能消纳能力鲁棒评估模型。首先,基于热力学第一定律构建了消纳能力评估指标;进而利用配电网二阶锥模型及线性热网能量流模型构建了两阶段鲁棒评估模型,提升了模型的可解性。最后,通过典型算例验证了太阳能综合利用可提高其消纳能力,并对光照强度波动、电网损耗、热电联产(CHP)机组类型、不确定度等因素对消纳能力的影响进行了分析。     

基于电网分区的分布式输电能力计算

结合电网中的不同电力公司所辖电网具有相互独立且互联的特点,提出一种适于大区域互联电网的分布式输电能力协同计算方法。该方法通过分解－协调模型实现互联电网的解耦,采用增广拉格朗日法和辅助问题原理实现输电能力按地理分区,形成一个迭代形式的分布式输电能力计算框架,迭代中通过交换边界节点信息将互联外网信息反映到各分区的计算中,各地的子网络计算相对独立。新英格兰10机39节点测试系统证明该文所提方法的有效性。     

双边交易模式下考虑静态电压安全性的阻塞管理

该文提出了一种在双边交易模式下考虑静态电压安全性的阻塞管理方法。该方法以各交易的阻塞成本最小二乘量为目标函数，利用阻塞成本空间中静态电压稳定边界的特性，求解得到能够最快速地进入阻塞成本空间电压稳定域的路径，并沿该路径找出满足系统电压安全性要求的运行点作为最终结果。通过IEEF118母线系统的验证可以看出，该文提出的方法能够很好地解决因电压安全性问题所造成的输电阻塞，充分考虑到了各交易的阻塞成本及其对静态电压安全性的影响，具有很好的市场指导意义。     

一种改进的步长控制连续性潮流计算方法

提出了一种改进的步长控制连续性潮流计算方法.在传统连续性方法的基础上,根据预测环节中得到的信息,自动选取合适的步长,从而确保系统内的各控制元件能够按照实际的顺序进行调节,在保证计算结果正确性的基础上,又能兼顾到计算速度.对568母线系统的计算表明该算法能够有效地控制步长,在保证计算结果准确性的前提下具有较高的计算效率.     

三相逆变器中软性开关技术的应用

文中就PWM逆变器的硬性开关的局限性讨论了软性开关的零电流和零电压的开关条件,进而介绍提供零电压或零电流的谐振回路的基本结构。文中专门讨论并联谐振型逆变器的一种典型线路及其存在的问题。     

大石桥地区地源热泵地埋管换热器测试与计算研究

地埋管热泵运行效果的关键是地埋管换热效率,由于在不同地区的地下土壤与岩石的热物性的不同,使得地埋管换热器的换热效率在不同地区有较大差别,会直接影响地埋管热泵的实际运行效果和大幅度增加工程的造价。以线热源理论作为理论依据来对大石桥公安局业务技术用房项目进行岩土热响应测试并计算土壤的热物性参数。与此同时,改进了一种工程简化计算公式,公式综合考虑了岩土热物性和建筑冷热负荷以及地埋管铺设形式,用该简化的公式得出的地埋管换热器的长度与原有的计算公式得出的结果基本一致,该公式可以作为工程运用的依据。