由于自然界风能资源复杂多变的特性,数值模型及工具在海上风电开发过程中风资源评估的重要性日渐凸显。对海上风能资源评估数学建模方法及工具的国内外技术现状进行了梳理,阐述了线性模型、计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)模型、中尺度气象模型等不同建模工具的技术特点及存在的不足。近年来,多尺度嵌套的建模框架日渐成为学术界和工业界关注的重点。将中尺度与微尺度模式结合在一起嵌套使用,能够有效解决单一尺度模型适用性不足的问题。海气耦合模型通过考虑海气相互作用,能够有效提高海上风场模拟的效果,未来将在海上风电风能资源与海洋环境评估领域发挥越来越重要的作用。此外,对现有的不同尾流评估模型的特点以及在尾流评估中需要解决的问题进行了讨论。总体而言,当下迫切需要更多研究工作来提高未来海上风能资源评估的准确性。
为解决环境污染和资源紧缺问题,国家大力支持发展新能源汽车产业,随着电动汽车数量的增加,车用退役电池如何回收利用成为产业发展的关键问题。从国内外政策分析、梯次利用环节的安全问题剖析等方面考虑退役电池梯次利用的安全性。梯次利用环节包括退役电池收集拆解、筛选、重组、应用等,着重从筛选重组环节入手,结合退役电池健康状态和剩余容量的状态评估,进行一致性分选的安全分析;同时根据现有的重组技术改善电池一致性差的问题,并对重组系统的安全性进行评估。依据上述分析,给出退役电池进行梯次利用各环节所存在的安全隐患,提出相应的管理政策,保障电池梯次利用的安全,为未来发展退役电池的梯次利用系统提供了参考。
海上油气平台从传统的单平台独立运行,到多平台通过电网、天然气管网互联形成了大型的区域海上油田群。平台群也形成了集成电、气、热、冷多种能源形式的综合能源系统,各能源系统之间的耦合交互程度不断加深而不断变化。但现有的研究缺乏对海上油气平台互联综合能源系统的能效评估指标,对整个能源系统的能效水平缺乏定量考核。为了更好地分析海上平台的整体用能特性,全面评估海上平台的综合用能特性,对海上平台能源系统的评估关键指标展开研究,提出了基于单位产品综合气耗、气电比、单位产品综合电耗的评估指标体系,指标体系能够反应综合能源系统一二次能源的使用情况和综合能效情况,便于平台群的实时分析和对标。
为了最大化提升风电的消纳能力,解决我国的弃风问题,提出了一种结合热电联产机组、风电机组、电锅炉和储热装置的综合能源系统。通过建立数学模型研究了3种不同运行方式下,系统对风电的消纳能力和热电联产机组的最佳运行模式。研究结果表明,仅通过热电联产机组自身调节的方式,系统的风电消纳能力只有77.9%;采用热电联产机组结合电锅炉相互调节的方式,可将风电消纳能力提升至92.8%;而采用热电联产机组、电锅炉和储热装置联合调节的方式,系统对于风电的消纳能力则达到97.3%。
在发电系统中配置储能可提高系统的灵活性,缓解高比例可再生能源发电并网给调峰带来的压力。在众多的储能技术中,蓄电池储能备受青睐,世界各国兴建了众多蓄电池储能示范项目以促进其发展。在电源端合理配置储能容量,有助于提高发电系统的经济性。为此,提出基于随机生产模拟的发电系统蓄电池储能容量优化配置模型,该模型以发电系统的综合成本最小为目标,计及系统、发电机组以及储能的运行约束;利用含储能的随机生产模拟算法优化确定储能充放电调度策略与最优配置容量。通过IEEE-RTS 79测试系统验证了所提方法与模型的有效性,可为储能电力市场运营和电源规划提供参考。
领导者比例的选取对樽海鞘群算法(salp swarm algorithm,SSA)求解电力系统最优潮流问题的计算结果具有较大的影响。以网损、电压偏移、发电成本、电压稳定度为目标,研究了领导者取种群中最优个体或取种群中适应度较好的前10%~50%的个体对算法求解单目标及多目标最优潮流问题优化效果的影响。对IEEE 30节点系统和IEEE 118节点系统的最优潮流计算表明,樽海鞘群算法中的领导者取为种群中适应度较好的前20%~40%个体时,同算法原有的领导者取种群中最优个体的更新策略相比,可以获得更好的最优潮流求解结果。该文的研究成果可为樽海鞘群算法用于最优潮流相关问题提供借鉴参考。
为解决新能源场站生产管控混乱、运维低效等问题,借助大数据、云平台、物联网等相关技术的迅猛发展,建设新能源监控与大数据中心,以提高新能源场站的管控能力,提升新能源发电企业效益。现有的新能源大数据平台多侧重于单一机型或场站的智能化优化,缺乏集团级新能源业务的整体统筹,难以实现多种设备、不同系统间的协调与融合。针对现阶段新能源大数据平台建设的局限性,建设集团级新能源监控与大数据中心,实现资源与经验的高度融合与共享,已成为新能源行业发展的必然。依托中国大唐集团新能源两级中心建设背景,梳理新能源生产设备管控业务流程,设计云边协同的平台技术架构,实现从底层感知到顶层决策的多层次融合,为新能源异构资产上云、异构数据的分析处理提供指导,可为新能源行业集团级智慧平台建设提供参考与借鉴。
风电场上风向风力机风轮的尾迹将极大地影响下风向风力机的发电量和寿命。通常,如果在风电场建成后检测到尾迹效应,风电场运营商会采用如尾迹重定向,诱导因数控制等控制技术以降低尾迹的影响,为此有必要开发一种能够在线检测尾迹撞击风轮的技术。现有的风力机尾迹检测手段存在高成本或低可靠性的缺陷,提出了一种基于应变检测的实时在线数据分析方法。该方法可以在风轮被全部尾迹击中和部分尾迹击中的情况下,为控制系统提供可靠的尾迹撞击检测结果。采用美国可再生能源实验室开发的风电场模拟工具FAST.Farm,对所提出的方法在均匀风和湍流风情况下进行了仿真,仿真结果验证了本方法在典型风况条件下的有效性。
该文提出智慧新能源城乡建设的新理念。通过对盘锦大洼区城乡村地区的取暖现状、生物质资源现状、红村矿区多能互补取暖项目等进行实地调研,给出了大洼区适宜在既有清洁能源取暖的基础上增加户用光伏取暖、小型生物质发电,形成以电网为基础,综合多种清洁能源输入的区域分布式综合能源系统的新能源建设方案,并针对方案提出了相应技术模式和商业模式。在此基础上,对未来盘锦地区分布式综合能源微网建设进行展望。
为实现餐厨垃圾的资源化利用,各地迅速新建餐厨垃圾处理厂。由于餐厨垃圾处理项目存在达产的滞后性及处理量的波动性等问题,造成餐厨垃圾处理项目中沼气利用系统规模及配置不合理,沼气发电机组运行效率低,经济性较差,沼气资源化利用未得到体现。以某新建餐厨垃圾处理项目为例,结合已投案例能耗数据,详细分析项目沼气产量,电负荷、蒸汽负荷等能耗数据,采用“以气定电,欠负荷”的设计原则确定沼气冷热电三联供(combine cooling, heating and power,CCHP)系统的装机规模和系统运行策略。最后通过与常规处理方式对比,从经济效益、节能效益和环境效益等3个方面综合分析了沼气CCHP系统的可行性及合理性。