简介:摘要:在全球气候变暖,大气污染严重,资源紧缺的大环境下,氢能作为一种清洁能源具有十分重要的开发利用意义,因此氢能又被视为21世纪最具价值的高效能源之一。本文主要从氢能的特点和氢能在综合能源系统中的四大应用进行阐述,以促进氢能技术和产业的发展。
简介:摘要:综合能源系统是打破供电、供气、供冷/热等各种能源供应系统单独规划、单独设计和独立运行的既有模式,对各类能源的分配、转化、存储和消费等环节进行有机协调与优化,充分利用可再生能源的新型区域能源供应系统,是能源互联网的物理载体。目前,综合能源系统已成为国内外能源领域未来发展的重要战略方向,开展综合能源系统相关技术的研究,掌握关键核心技术,对推动我国能源战略转型,构建“清洁低碳、安全高效”的现代能源体系,扩大我国在国际能源领域的影响力具有重大战略意义。
简介:摘 要:综合能源服务符合世界各国对能源高效、安全、环保、可持续发展等方面的要求,迅速成为了发达国家新的能源战略竞争和合作的焦点,传统能源企业、能源服务商都在积极策划拓展综合能源服务市场。目前,国内的综合能源服务处于发展初期。随着能源互联网的快速发展,越来越多的企业着手开发综合能源智慧管理平台。本文主要介绍了面向工业园区大型用能企业的综合能源智慧管理平台的架构和应用设计,并展望了未来的综合能源服务发展方向。
简介:摘要:对社区综合能源系统需求侧潜在的大量可控负荷,提出了考虑需求侧可控负荷的含储能社区综合能源系统优化调度模型。首先,分析了综合能源系统的框架并以此建立了包含能源生产、转换、存储等模块的数学模型。其次,根据需求侧电、热可控负荷的响应类型建立了三类负荷响应模型。最后,以社区综合能源系统在一个调度周期内综合运行成本最小为目标,构建考虑可控负荷的社区综合能源系统优化调度模型。 关键词:需求响应;负荷曲线;储能;优化调度 1 引言 需求侧响应技术是社区综合能源系统重要的技术组成部分,通过采取一定的激励措施,使用户主动参与到社区综合能源系统的优化过程中,可以有效缓解出力机组的供能压力、提高运行的稳定性[1-2]。为促进能源更加高效的利用,相关研究人员先后针对区域综合能源系统的调度模型展开研究。文献[3]通过与用户直接签订协议,以直接控制空调、热水器等特定设备;文献[4-5]考虑微网在独立运行模式下,分析可平移负荷参与优化调度对系统调度成本的影响。 基于此,文中计及不同可控负荷参与到需求响应的特点,构建了可平移负荷、可削减负荷的数学模型,对社区综合能源系统的各个模块建立模型。 2 社区综合能源系统框架模型 文中研究的社区综合能源系统涵盖电、热、气等多种能源种类,该能源系统的主要构成设备包括光伏发电、风电机组等可再生能源、燃气微燃机、燃气锅炉、电锅炉等,辅以一定量的电、热储能设备。其拓扑结构图如图1所示。 图1 社区综合能源系统拓扑结构图 2.1 能源生产模块设备模型 (1)燃气微燃机模型 燃气微燃机是一类新发展起来的小型燃气热力发动机,烟气余热量与输出电功率之间的关系可由下式表示: (1) 式中: 为在t时段燃气轮机排出的烟气余热量; 为在t时段燃气轮机的发电效率; 为燃气轮机的热损失系数。 (2)燃气锅炉 在该社区型综合能源系统中,考虑到在传导过程中存在热辐射等因素,会出现部分能量损失,有: (2) 式中: 为燃气锅炉在时段t输出的热能; 为燃气锅炉在时段t的额定输出热功率; 为燃气锅炉的供热效率,文中取0.9。 2.2 能源转换模块设备模型 电锅炉是一类将电能转变为热能的设备,其在单位时间内产热量与消耗电能的关系为: (3) 式中: 为在时段t内电锅炉的输出热量; 为在时段t内电锅炉消耗的电量; 为电锅炉的制热能效比,文中取3。 2.3 能源存储模块设备模型 (1)蓄电池组模型 为了准确描述蓄电池的剩余电量值,一般采用荷电状态(State of charge,SOC)来表示蓄电池组的剩余容量与其完全充电状态下电量的比值,有: (4) 式中: 为蓄电池在t时段的SOC; 为蓄电池在t-1时段的SOC;τe为蓄电池的损耗系数; 、 为时段t内蓄电池的充、放电功率; 、Ef分别为蓄电池的充、放电标志位,Ec、 均∈{0,1}且不可同时为1; 为蓄电池的额定容量。 3 考虑可控负荷参与的含储能社区综合能源系统优化调度模型 文中综合考虑了系统的经济性和碳排放两个方面的指标因素,并将系统的CO2排放量换算成碳化物排放惩罚成本计入系统的综合运营成本F。目标函数F即为: (7) 式中,F1为系统的机组运行维护成本;F2为系统向外电网购电费用;F3为系统需求侧可控负荷参与优化调度的激励费用;F4为系统在运行过程中排放CO2的惩罚成本。 4 算例分析 4.1 算例数据 文中选取某试点社区作为算例分析对象,该小区以24h作为一个调度周期,采样间隔为1h,且根据用能需求按照分时电价向大电网购入电能,其中11:00-16:00、19:00-22:00为峰时段,电价0.82元/kWh;0:00-8:00为谷时段,电价为0.25元/kWh;8:00-11:00、16:00-19:00、22:00-24:00为平时段,电价为0.53元/kWh。天然气购入价格为2.5元/m3,蓄电池组、储热罐的额定容量为300kWh,最大蓄放能次数均为8次。 图2 负荷及可再生能源出力预测曲线 为进一步分析优化前后对系统运行的影响,分析对比了优化前后需求侧可控负荷的分布情况,如表1所示。 表1优化前后可控负荷响应情况 参数 场景1 场景3 可平移电负荷 时段/h 6/7/8/9/10 17/18/19/20/21 功率/kW 87.8/100.7/133.6 170.2/150.8 87.8/100.7/133.6 170.2/150.8 可削减电负荷 时段/h 11/12/13/14/15 11/12/13/14/15 功率/kW 36.9/38.3/38.7 38.7/36.9 123/127.7/129.0 130.0/123.0 可平移热负荷 时段/h 5/6/7/8/9 16/17/18/19/20 功率/kW 36.4/65.1/47.9 84.8/106.0 36.4/65.1/47.9 84.8/106.0 可削减热负荷 时段/h 18/19/20/21/22 18/19/20/21/22 功率/kW 13.5/18.2/17.2 13.9/12.3 45.1/60.7/57.3 46.2/41.0 由表1可知,经过优化后可平移负荷是整体平移,相比优化前仅改变了用能的时段,并没有改变负荷的用能功率;而可削减负荷则在最大削减次数限制下优先在用能高峰期响应削减操作。 5 结论 本文在构建社区型综合能源系统需求侧可控负荷模型的基础上,考虑了电、热可控负荷及储能设备参与优化调度,以系统在一个调度周期综合运行成本最小为优化目标建立优化调度模型,提高了系统的经济性。 参考文献 林俐,张玉.激励型需求响应参与主动配电网优化调度的不确定性分析[J].华北电力大学学报(自然科学版),2020,47(05):10-20. 贾宏杰,王丹,徐宪东,等.区域综合能源系统若干问题研究[J].电力系统自动化,2015,39(7):198-207. 孙可,何德,李春筱,等.考虑冰蓄冷空调多模式的工厂综合能源系统多能协同优化模型[J].电力建设,2017,38(12):12-19. 陶耀东. 含电动汽车及可平移负荷独立微电网控制策略的研究[D].哈尔滨工业大学,2017. 李振坤,岳美,胡荣,等.计及分布式电源与可平移负荷的变电站优化规划[J].中国电机工程学报,2016,36(18):4883-4893+5112. 南思博,李庚银,周明,等.智能小区可削减柔性负荷实时需求响应策略[J].电力系统保护与控制,2019,47(10):42-50.
简介:摘要: 本设计包括叶片、微型滑台、光电开关、风信号检测装置、竖直支撑架、太阳能集热板、变向引风器、定向引风器、发电机、底座、传动轴、加热套筒和变向引风器轴。竖直支撑架均布于底座上,顶端中间位置与调风器连接。发电机固定在装置的底部。传动轴的下端与发电机连接,并穿过加热套筒,上端与叶片连接。竖直支撑架的上部安装有若干次太阳能集热板,下部安装有若干层变向引风器通过变向引风器轴安装在两个相邻的竖直支撑架之间,变向引风器由固定的定向引风叶片与可调节的变向引风叶片组成,变向引风器轴底部与微型滑台相连接。太阳能集热板安装在两个相邻的竖直支撑架之间,太阳能集热板与加热套筒连接。具有协同发电的作用