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期刊信息

双月刊,2014年12月创刊
主管单位:南方电网数字传媒科技有限公司
主办单位:中国能源建设集团
广东省电力设计研究院有限公司
编      辑:《南方能源建设》编辑部

出       版:

《南方能源观察》杂志社有限公司

名誉主任委员:杜祥琬 院士
主任委员:彭雪平 全国工程勘察设计大师
联合主编:杨勇平院士 范永春正高级工程师
副 主 编:张春文 电力行业勘测设计大师
编辑部主任:郑文棠
地       址:广州市黄埔区科学城天丰路1号
电       话:(020)32116683; 32115630
标准刊号:ISSN 2095-8676
CN 44-1715/TK
邮       箱:nfnyjstg@gedi.com.cn
优先发表栏目展示本刊经同行评议确定正式录用的文章,这些文章目前处在编校过程,尚未确定卷期及页码,但可以根据DOI进行引用。
显示方式:
基于PKO算法的含电氢耦合综合能源系统优化调度
覃文力, 荣娜, 刘兴艳
当前状态:  doi: 10.16516/j.ceec.2024-219
[摘要](0) [HTML全文](0) [PDF 1159KB](0)
摘要:
  目的  在“30·60”双碳的背景下,为解决可再生能源的不确定性和不连续性导致综合能源系统功率平衡性表现不佳的问题。  方法  文章构建含电解水制氢耦合燃气掺氢技术以及氢储的电氢耦合环节,设立了弃风弃光惩罚机制,构建含电氢耦合环节的综合能源系统优化调度模型。针对求解该模型求解时易陷入局部最优和收敛速度慢等问题,引入斑翠鸟优化算法(Pied Kingfisher Optimizer,PKO)。  结果  模型以系统总成本最小为目标函数,求解得到各能源网络机组出力的优化调度结果;PKO与传统优化算法相比,具有更快的收敛速度,更能达到全局最优解的目标。  结论  算例分析表明,所提模型和方法相较于其他方案,总成本分别减少了15.04%和6.99%,有效提高了综合能源系统新能源利用水平,降低了系统总成本,更具经济性。
考虑碳超额率和电转气的园区综合能源优化运行研究
姜立兵, 申建华, 庞万, 孙浩, 曲宸熙
当前状态:  doi: 10.16516/j.ceec.2024-218
[摘要](9) [HTML全文](3) [PDF 1529KB](2)
摘要:
  目的  随着“碳达峰、碳中和”目标的提出,低碳环保理念被推向了一个崭新的高度。园区作为能源终端,成为低碳减排的重要载体。  方法  针对含电-气-热耦合的园区综合能源系统运行经济性及弃风弃光问题,提出一种基于电转气(P2G)的园区综合能源优化运行方法。引入电解槽、甲烷反应器、氢燃料电池替换传统的P2G,为新能源消纳提供了有效的方法。  结果  为进一步降低园区二氧化碳的排放,引入基于碳超额率的阶梯式碳交易机制。以园区的日运行成本作为优化目标,建立优化调度模型,设定满足园区综合能源系统的供需平衡及设备的运行约束条件。结果显示:系统运行成本降低了12.4%,系统的碳排放量降低了16.2%,风电与光伏的利用率分别提高了29.3%和25.7%。  结论  运用CPLEX商业求解器进行求解,通过设置多个运行情景,对比验证了所提策略有效提升了园区综合能源系统的经济性和低碳性,为园区实现碳减排目标提供了有力支持。
框架式重力储能度电化净现值分析
徐志强, 李峻, 张春琳, 洪剑锋
当前状态:  doi: 10.16516/j.ceec.2024-140
[摘要](68) [HTML全文](14) [PDF 1239KB](4)
摘要:
  目的  框架式重力储能系统因其具有高经济效益、低系统成本、不受地理条件限制等特点而具有广泛的应用前景。  方法  文章运用平准化度电净现值(levelized net present value of electricity, LNPVE)模型详细探究了框架式重力储能系统在整个生命周期中的收益变化规律。以重力储能系统中资金流动的净现值为基础,构建了包括系统初始投资、折现率、上网电价以及政府补贴等的系统折现度电收入模型(levelized revenue of electricity, LROE),利用折现度电收入LROE与度电成本(levelized cost of electricity, LCOE)建立了平准化度电净现值模型,并探究了系统的折现率、上网电价、系统寿命以及系统充放电效率变化时LCOE、LROE、LNPVE、总净现值收入、总折现成本的变化情况,综合考虑不同参数对系统经济性的影响。  结果  折现率、系统寿命、上网电价和充放电效率的增大都会改善系统的经济性。此外,随着系统寿命的增加,系统的LNPVE减小而总净现值收入增加,在评估系统的经济性时综合考虑多方因素更为恰当。  结论  研究的度电净现值模型可以为框架式重力储能系统的建设和收益分析提供参考。
基于地面构筑物式与斜坡式重力储能系统研究综述
袁照威, 李峻, 李军, 刘彪
当前状态:  doi: 10.16516/j.ceec.2024-139
[摘要](163) [HTML全文](29) [PDF 2218KB](6)
摘要:
  目的  重力储能作为一种新型的储能形式,其在平衡电力供需、应对间歇性能源波动等方面在电力系统中发挥着越来越重要的作用。  方法  文章以基于地面构筑物和斜坡式重力储能为例,详细分析两种形式重力储能在国内外的研究情况。首先与传统储能形式进行对比,给出重力储能的工作原理及其优势。其次,给出了基于地面构筑物的重力储能系统和斜坡式重力储能结构的研究现状及其经济成本分析,详细介绍了山地矿车式和山地缆车式两种典型的斜坡式重力储能系统结构,阐述了坡度、重物质量等参数对系统效率、成本性能的影响。最后针对重力储能系统的技术特点给出了展望和建议。  结果  基于地面构筑物的重力储能结构稳定,初期投入成本较高,适用于功率波动大的用户采用。斜坡式重力储能建设成本低、操作简单,适用于高山地形,且功率需求小的用户采用。  结论  随着重力储能技术的逐步成熟,其成本不断降低,未来将作为一种新型储能对电力系统构建起到重要支撑作用。
“双碳”目标下我国农村能源发展现状与分析
字琼珍, 王昌梅, 吴凯, 杨斌, 尹芳, 张无敌
当前状态:  doi: 10.16516/j.ceec.2023-147
[摘要](109) [HTML全文](48) [PDF 1340KB](4)
摘要:
  目的  通过对人类利用能源的历史、中国农村能源的现状分析,总结出我国农村主要的能源结构特点。  方法  通过文献法、对比分析法等研究方法去探究农村能源发展现状,识别农村能源发展存在的问题以及未来发展趋势。  结果  从农村能源使用的多元化来看,薪柴的使用量逐渐减少、农村沼气的发展逐渐趋于平缓、农村电网改造完成后农村用电趋于饱和、随着“西气东输”政策的实施燃气占比逐年上升、太阳能热利用大面积普及后稳中有降、随着光伏发电技术的突破太阳能发电量快速提升。  结论  针对中国农村能源现状,农村能源中传统利用方式逐渐被改变,新能源的发展得到了重视,文章结合国家政策找出了农村能源相应的能源特点,探究“节能减排”的新时期“双碳”目标下农村能源的发展趋势。
乙醇抑制氢气-空气混合物爆炸的实验研究
苏傲成, 王筱蓉, 姜根柱, 朱源
当前状态:  doi: 10.16516/j.ceec.2024-108
[摘要](80) [HTML全文](47) [PDF 2275KB](3)
摘要:
  目的  在加氢站制氢过程中,乙醇和氢气混合后易形成可燃气体,一旦受到火花或高温引燃,可能发生爆炸。为了降低加氢站制氢储氢过程中的爆炸风险,进行实验研究是至关重要的。  方法  针对在1 bar和400 K下不同当量比和不同乙醇掺混比例的氢气-乙醇-空气混合物,进行爆炸特性参数的分析。通过计算混合燃气的可燃极限和爆燃指数来评估爆炸危险程度,从而制定有效的安全措施降低爆炸风险。  结果  实验研究结果表明,当量比的增长会缩短爆炸时间,使其最终趋于稳定值,氢气体积分数(30%、50%、70%)对应的稳定爆炸时间为0.03 s、0.025 s以及0.019 s。最大爆炸压力、最大压力上升率以及爆燃指数都是随着当量比的增加先增大后降低,在当量比为1.3时达到峰值。随着乙醇的添加混合气的可燃极限不断降低,且UELmixture(混合物可燃性上限)的降低幅度明显高于LELmixture(混合物可燃性下限)。此外,最大压力上升率以及爆燃指数随着乙醇的添加都呈现明显的降低趋势,计算得出本研究的最大爆燃指数为11.85 MPa·m/s。  结论  研究成果揭示了当量比和掺混比例对混合燃料爆炸特性影响规律,为加氢站制氢和储氢过程中降低爆炸风险提供坚实的理论基础。
乙醇氢气预混燃料层流燃烧特性
陆皓炜, 姜根柱, 王筱蓉
当前状态:  doi: 10.16516/j.ceec.2024-179
[摘要](79) [HTML全文](29) [PDF 3736KB](1)
摘要:
  目的  随着化石燃料的日渐枯竭,生物燃料逐渐进入大众视野,乙醇氢气混合燃料作为新一代可再生清洁燃料引起了广泛关注,开展乙醇氢气预混火焰燃烧特性的影响研究非常有必要。  方法  文章基于定容燃烧系统,结合高速纹影技术,在初始温度为370 K,氢气比例为50%,当量比为0.7~1.4,初始压力为1、2、4 bar条件下研究了当量比和压力对乙醇氢气预混火焰的层流燃烧特性的影响。聚焦火焰的传播燃烧特性,计算得到了层流燃烧速度并分析了其影响因素,借助Chemkin仿真平台建立相关反应模型,采用Marinov的乙醇氧化反应机理,对其层流燃烧特性进行详细的化学动力学分析。  结果  研究表明,层流燃烧速度与绝热火焰温度具有正相关性且均在φ=1.1达到最大值;压力对净放热速率影响显著,当量比越大其峰值出现在更高温度区域;R1:H+O2⇔O+OH是促进火焰层流燃烧速度最敏感的反应。随着压力的增大,H、OH、O自由基的峰值摩尔分数均逐渐减小且向上游移动,随着当量比的增大H、O自由基摩尔分数逐渐下移,OH自由基摩尔分数先增加后减少。  结论  当量比、压力以及活性自由基对乙醇氢气预混层流燃烧特性的影响显著,可为后续研究提供理论依据。
基于TICC聚类的自监督学习核电设备运行工况划分
张大志, 郑胜, 崔文浩
当前状态:  doi: 10.16516/j.ceec.2023-361
[摘要](78) [HTML全文](55) [PDF 1257KB](1)
摘要:
  目的  随着核电的数字化发展,越来越多的核电设备数据得以被采集,运维人员通过数据分析即可获得各设备的运行工况。准确的核电设备的运行工况划分是实现核电设备健康评估、核电设备异常发现的基础。但是由于核电设备内部的传感器种类繁多,导致需要分析的数据量过于庞大,为人工划分核电设备的运行工况带来了巨大的挑战。为了能够实现核电设备运行工况准确快速地自动划分,提出了一种基于TICC聚类的自监督学习核电运行工况划分算法。  方法  首先,对核电设备的历史运行数据进行归一化处理,并利用手肘法确定最佳聚类数。再利用TICC聚类算法为核电历史运行数据进行工况分类,通过分类结果为各个工况的数据片段打上工况标签。最终,利用带标签的工况数据训练卷积神经网络获得工况划分模型。最终通过真实的核电设备运行数据进行验证。  结果  实验结果表明,所提出的算法的划分准确率达到了96.6%,划分速度仅需耗费3.2 s。  结论  相较于K-means算法与TICC算法,研究提出的算法在准确率上和划分速度上均有较大提升,该算法可以有效地帮助核电运维人员完成核电设备的运行工况划分。
基于POT的多元统计过程核电数据异常检测方法
张大志, 罗骁域, 郑胜
当前状态:  doi: 10.16516/j.ceec.2024-099
[摘要](94) [HTML全文](44) [PDF 4103KB](7)
摘要:
  目的  核电设备的安全运行对核电厂至关重要,发生事故所带来的损失是不可估量的。因此,对核电设备进行有效的异常检测十分必要。针对固定阈值和人为检测方法的局限性,这些方法难以适应时序数据的动态变化,文章提出一种基于POT的多元统计过程的异常检测方法。  方法  文章采用主成分分析方法构建异常检测模型,将模型的SPE统计量作为POT算法的初始阈值,然后将超过初始阈值的部分进行广义帕累托分布拟合,从而确定最终的动态阈值。当异常分数超过最终阈值则发出异常警告。通过将多元统计过程控制和极值理论相结合,该方法利用多元统计过程控制快速发现核电厂运行数据中的异常情况,并结合极值理论对极端事件的建模与分析来提高异常检测的灵敏度和可靠性,能够快速发现核电厂高维运行数据中存在的异常情况。  结果  在仿真实验结果中,文章提出的方法相较于常规的多元统计方法和POT方法,具有更高的准确率、召回率。在核电厂不同设备上的实际运行数据的实验中,证明了该方法在异常检测上的有效性。  结论  将多元统计过程控制和极值理论结合,提出的异常检测方法不仅能检测到由数据相互关系改变引起的异常,而且能利用POT方法确定最终阈值避免传统多元统计过程控制中出现的误检。该方法能处理核电厂高维时序运行数据,提高异常发现的效率,确保了核电厂安全高效地运行从而提高核电厂的经济效益。
含裂隙天然气水合物储层注热开采数值仿真分析
薛娈鸾, 彭瑞
当前状态:  doi: 10.16516/j.ceec.2024-120
[摘要](70) [HTML全文](32) [PDF 3240KB](2)
摘要:
  目的  天然气水合物是一种极具开采价值的清洁能源,但水合物开采后期热量供给不足导致产气速率较低。储层改造能够显著增加水合物储层渗透率,提高热量传递效率。基于此,对压裂改造后含裂隙水合物储层注热开采方式下产气速率的影响机理进行分析。  方法  文章以压裂改造后的水合物储层为研究对象,建立了单裂隙水合物储层注热开采的温度-渗流-化学数值模型,仿真分析不同注热温度、裂隙开度、注热速度对水合物储层产气速率的影响,并进行注热参数正交设计分析。  结果  研究结果表明:裂隙注热开采水合物的过程中,注热温度、注热速度、裂隙开度对产气速率的影响规律均分为3个阶段,并且注热温度越高、注热速度越大、裂隙开度越大,水合物储层产气速率越大。对注热参数正交分析发现,注热温度对峰值产气速率有显著影响,注热速度次之,裂隙开度影响程度最小。  结论  文章明确了单裂隙水合物储层注热开采产气速率影响机理,定性评价水合物开采效率,为水合物现场开采提供一定思路。
掺醇生物柴油混合燃料蒸发特性
危昊翔, 王筱蓉, 姜根柱, 黄晨峻, 张溟睿
当前状态:  doi: 10.16516/j.ceec.2024-145
[摘要](55) [HTML全文](35) [PDF 2628KB](0)
摘要:
  目的  在当前能源需求增大和提倡环保背景下,需要寻找传统燃油发电机的替代能源。故通过研究蒸发特性找到特性更佳的燃料。  方法  采用液滴悬挂实验研究673 K和773 K环境温度时,添加0%、20%、30%、50%乙醇含量的油酸甲酯混合燃料液滴的蒸发特性。  结果  结果表明,环境温度从673 K升高至773 K时,混合液滴的蒸发速率提高。并且随着乙醇含量的不断增加,两个环境温度的液滴蒸发速率相差越大。在较低环境温度时,液滴的蒸发过程较平稳,液滴蒸发速率呈现逐渐减小的趋势,乙醇的添加导致液滴平衡蒸发阶段延长,增加了蒸发时间,抑制蒸发过程。而在较高环境温度时,蒸发过程波动较大,液滴蒸发速率呈现逐渐增长的趋势,并在50%乙醇含量时达到最大值。乙醇的添加导致微爆炸现象的发生,缩短了蒸发时间,促进蒸发过程。同时提高环境温度和乙醇含量,有利于液滴微爆炸现象的发生以及强度和次数的增加。  结论  基于液滴悬挂实验的油酸甲酯和乙醇混合液滴蒸发特性的实验结果,为相关燃料研究和应用提供了重要的数据支撑和参考。
熔盐反应堆技术:进展、挑战与展望
张凡, 郭波龙
当前状态:  doi: 10.16516/j.ceec.2024-180
[摘要](486) [HTML全文](121) [PDF 1168KB](48)
摘要:
  目的  文章旨在全面系统地探讨熔盐反应堆(Molten Salt Reactor,MSR)技术的发展现状,明确MSR作为第四代核电技术的优势,并分析其商业化应用面临的主要挑战。通过分析MSR技术的发展历程、技术分类及各国研发进展,为MSR技术的未来发展提供有价值的参考。  方法  采用文献综述和比较分析的研究方法,梳理了MSR技术的发展历程,详细分类了MSR技术的不同类型,并深入分析了美国、中国、俄罗斯、法国、加拿大等国在MSR技术研发方面的最新进展;同时,结合MSRE实验堆和TMSR项目等实际案例,探讨了MSR技术的关键技术进展及面临的主要挑战;此外,还分析了国际合作和技术创新对MSR技术发展的影响。  结果  研究发现,MSR技术因其安全性高、燃料利用率高的优势,受到了全球广泛关注。美国通过熔盐堆实验(Molten-Salt Reactor Experiment,MSRE)验证了MSR的工程可行性,中国在钍基熔盐堆核能系统(Thorium Molten Salt Reactor Nuclear Energy System,TMSR)研究项目中取得了熔盐制备和纯化方面的重要进展。俄罗斯、法国、加拿大等国也在MSR技术领域取得了显著成就。然而,MSR技术的商业化应用仍面临诸多挑战,包括供应链建设、燃料供应、监管框架适应、废料处理、安全保障措施以及复杂的维护和运营等。  结论  尽管MSR技术面临诸多挑战,但其在安全性、燃料利用率和设计灵活性等方面的优势,使其拥有广阔的发展前景。国际合作和技术创新是推动MSR技术进步的关键因素。随着相关技术的不断进步,这些挑战正在逐步得到解决。未来,MSR技术有望成为全球能源结构转型的重要支撑,在提高燃料利用率、降低核废料产生和提升反应堆安全性等方面发挥重要作用。随着研究的深入和技术的成熟,MSR技术有望实现商业化应用,为全球清洁能源转型贡献力量。
适应新型电力系统的调峰火电机组空气预热器安全评估策略
王志敏, 黄骞, 柳冠青, 周勇, 张楠, 李诚, 李水清
当前状态:  doi: 10.16516/j.ceec.2023-343
[摘要](141) [HTML全文](101) [PDF 1798KB](172)
摘要:
  目的  “双碳”目标下新型电力系统建设要求存量火电转向调峰运行,因此火电机组灵活运行下的安全性成为提升电力系统整体稳定性不可或缺的一环。其中,空气预热器是影响火电机组宽负荷运行能力的关键辅机设备,针对其由烟温波动与过量喷氨诱发的堵塞与腐蚀问题,开发回转式空气预热器积灰堵塞实时评估及安全状态监测模型至关重要。  方法  依托我国中部地区某600 MW和350 MW机组宽负荷运行监测大数据,建立了一种基于阻力系数的不同时间尺度逼近的空预器堵塞评估模型;进一步,以空预器出口烟气温度及冷端工作温度为监测指标,统计其在机组多个负荷段的参数超限比例。  结果  结果表明,机组处于39%调峰负荷下监测温度约有20%的超限概率;独立计算两指标下的堵塞风险相较以联合分布计算会一定程度低估其折损率。此外,通过两台机组数据的验证,堵塞评估模型可实现量化机组在空预器吹灰周期内(短期)和中长期的堵塞状态演化趋势。  结论  所提评估策略可应用于SCR脱硝系统、磨煤机等其他火电机组设备及系统,可量化机组调峰运行安全风险,指导火电机组高效、稳定地配合新型电力系统调度。
海上直驱风力发电机组主轴轴承振动测试研究
熊康, 李源, 马奔奔, 王林, 袁容
当前状态:  doi: 10.16516/j.ceec.2023-308
[摘要](164) [HTML全文](145) [PDF 3028KB](162)
摘要:
  目的  风力发电机组运行环境恶劣,易发生各类故障。主轴承作为传动系统的中枢部件,其前期故障不易察觉,故障评估十分困难,且海上作业受窗口期限制,如何准确评估海上机组主轴承的运行状况,成为了行业的一大难点。  方法  该研究针对某海上7 MW级别的直驱机组发电机主轴承运行状况,通过理论公式推导了风轮载荷在传动链中的传递过程,得出主轴承所受的径向载荷和轴向载荷;通过主轴承有限元计算分析,得出轴承滚道内的承压区载荷分布,与理论推导相互验证,初步确定了振动监测测点位置。  结果  最后,根据轴承测点位置,在风机现场进行了振动监测,得到了清晰的时域振动曲线,分析了主轴承的振动有效值、冲击信号响应频次、加速度包络特征等振动监测结果,并配合轴承内部润滑油脂成分检测结果,定性判断了主轴承内部具体部件的损伤程度。  结论  该研究明确了大兆瓦级直驱海上风电机组主轴承测点位置,准确评估了主轴承运行状况,可为设计和维护人员提供技术支持。
工业化后期广东省能源行业发展的经济贡献测算
吴东奇, 甘俊文, 郭经韬, 余欣梅, 廖毅
当前状态:  doi: 10.16516/j.ceec.2024-058
[摘要](149) [HTML全文](42) [PDF 1290KB](158)
摘要:
  目的  能源是工业的粮食和国民经济的命脉。改革开放以来,广东经济建设取得的巨大成就离不开能源行业发展提供的支持和后勤保障。广东作为能源消费大省和资源小省,能源自给率较低,一直面临能源匮乏的挑战。经过多年发展与转型,广东能源行业正逐渐形成传统火电、核电、海上风电、光伏发电等多元能源组合的新型能源体系,能源行业也从经济生产的制约因素之一转变为省内高新技术制造产业链的有机组成部分。从宏观经济角度分析能源行业发展的经济贡献,对制定科学的能源产业发展规划,推动广东能源与经济协同高质量发展具有现实意义。  方法  首先整合代表广东能源行业与经济发展的指标数据建立研究数据集,然后分别使用向量自回归模型与Feder两部门生产函数模型对广东能源行业的整体经济贡献与溢出效应进行定量分析。  结果  分析结果表明,工业化后期阶段下广东能源行业与整体经济发展间存在相互促进的关系,能源行业生产对经济增长的整体贡献与溢出效应均较为显著,但能源投资的经济拉动作用相对较低。  结论  研究从实证角度测算了广东能源行业的经济贡献,根据结果提出了广东能源行业高质量发展的建议,可为广东能源发展规划与政策制定提供参考。
计及燃气-蒸汽联合循环机组和风电消纳的热电联合调度模型
游磊, 金小明, 刘云
当前状态:  doi: 10.16516/j.ceec.2023-294
[摘要](107) [HTML全文](82) [PDF 1360KB](16)
摘要:
  目的  燃气-蒸汽联合循环机组已广泛用于热电联产,但其最小发电功率受到供热量的限制。尤其在北方冬季供暖期,燃气-蒸汽联合循环机组无法压低出力,从而挤占了风电上网空间并造成弃风。  方法  针对这一问题,研究了在热电联合调度中发挥燃气-蒸汽联合循环机组的运行灵活性是否能够促进风电消纳,为此建立了用于描述燃气-蒸汽联合循环机组多样化运行模式的数学模型,进而构建了一种考虑风电消纳的热电联合经济调度模型,联合优化煤电机组组合、燃气-蒸汽联合循环机组多样运行模式、各机组出力分配和备用容量分担。  结果  案例仿真发现在风电消纳困难时段,燃气-蒸汽联合循环机组由二拖一模式切换到一拖一模式可使弃风率降低1.28%,由抽凝模式切换到背压模式可使弃风率降低4.55%。  结论  案例分析表明,热电联合调度中充分利用燃气-蒸汽联合循环机组运行模式的灵活性,可以在热负荷较高时段压低机组出力,增大风电消纳空间并降低弃风,且可以在热负荷较低时段增大机组出力范围,为系统提供旋转备用,优化机组备用分担。
输电塔风致倒塌破坏研究进展
周琦, 王振华
当前状态:  doi: 10.16516/j.ceec.2024-041
[摘要](237) [HTML全文](54) [PDF 682KB](20)
摘要:
  目的  输电塔是电力系统中关键的基础设施,输电塔风致倒塌将给电力系统带来重大损失。为了找出输电塔抗风致倒塌的解决方法,有必要对输电塔风致倒塌破坏的原因、影响因素、倒塌过程等进行研究。  方法  从事故分析、真型试验、风洞试验、数值模拟四方面对输电塔风致倒塌研究成果进行了回顾,分析和总结了相关研究成果,并给出了后续研究的建议。  结果  研究表明:输电塔风致倒塌的原因有输电塔塔身存在薄弱杆件、规范中输电线路风荷载计算存在缺陷、规范未考虑的极端风荷载等。  结论  建议围绕极端风荷载模型、横风向及扭转向风荷载的影响、单塔及塔线体系的精确模型、完善相关规范等方面开展研究。
提高高压变频器安全性及运行可靠性的策略
李铜林
当前状态:  doi: 10.16516/j.ceec.2023-184
[摘要](237) [HTML全文](110) [PDF 952KB](117)
摘要:
  目的  “节能减排”是近些年来国家对工业项目的技术要求,变频技术可使工艺设备在不同工况下调整出力,从而节约资源。但变频器属于电力电子设备,IGBT元件本身故障率相对较高,且对运行环境要求苛刻,因此提高高压变频器的安全性、运行可靠性十分重要。  方法  在高压变频器个别功率单元故障退出情况下,依据中性点漂移技术,调整中性点位置及三相电压之间的夹角,使高压变频器可以在旁路掉部分故障功率单元后仍可以正常运行;将高压变频器的实时状态送至DCS,根据DCS逻辑组态,实现高压变频器整机自动旁路技术;设置单独的高压变频器室,通过空调、通风、风道系统等,为高压变频器提供一个相对较好的运行环境。  结果  通过对高压变频器采取内部策略和外部环境策略后,高压变频器的故障率有所降低,延长了高压变频器的无故障安全运行时间。   结论  采用中性点漂移技术及整机自动旁路技术,可以降低高压变频器的故障概率及频次;联合改善运行环境的温度和湿度条件,可以提高变频器持续可靠运行时间,对提高变频器的安全性及运行可靠性有显著帮助。
漂浮式海上光伏智能气候预警平台的实践与研究
周程晟, 方世东
当前状态:  doi: 10.16516/j.ceec.2023-277
[摘要](444) [HTML全文](365) [PDF 2717KB](297)
摘要:
  目的  旨在探索一种新型的漂浮式海上光伏系统,该系统不仅能够有效收集海上太阳能资源,还能实现智能化气候预警功能。  方法  研究通过结合海上光伏技术与智能化气象监测技术,构建一种可行的智能化海上光伏气候预警平台。首先,利用漂浮式海上光伏平台将太阳能转化为电能;其次,通过智能化监测系统实时监测海洋天气状况并发出预警,以提高光伏发电的可靠性。  结果  试验表明,该漂浮式海上光伏系统能够在不同海域及气象条件下有效收集太阳能,并利用智能化气象监测系统及时预警海洋气象变化。  结论  研究发现该平台具有广阔的应用前景和市场潜力,可为海洋可再生能源发展提供借鉴,并向相关研究与实践提供思路与方法。
基于智能控制的燃煤锅炉灵活调峰技术分析
宋民航, 杨宏燕
当前状态:  doi: 10.16516/j.ceec.2023-347
[摘要](431) [HTML全文](92) [PDF 3927KB](50)
摘要:
  目的  随着对火电机组灵活调峰的需求骤增及信息技术的飞速发展,火电企业正由传统运行及管理模式,向更加清洁、高效、可靠的数字化及智能化方向发展,如何提高燃煤机组灵活调峰过程中的智能化、精准化及可靠性,已成为行业内人员所关注的重点问题。  方法  文章针对深度调峰的背景需求,首先对燃煤锅炉灵活调峰中的典型问题进行总结,同时分析了应用于锅炉的控制理论整体发展状况。基于此,分别从锅炉燃烧性能优化控制、宽负荷脱硝精准控制、锅炉运行能效控制、主辅机设备监测及诊断等4个方面对基于智能控制的燃煤锅炉灵活调峰算法模型及应用进行了综合分析。  结果  在此基础上,详细探讨了智能控制理论及模型在燃煤锅炉灵活调峰中的研究进展及应用效果。  结论  目前,基于燃煤锅炉灵活调峰过程中的常见问题,需要在燃烧组织方式稳燃能力深度提升的基础上,提高基础数据获取准确性,促进数据及知识的互补融合,加强多目标优化控制及DCS控制系统优化等,同时兼顾调峰经济性与机组寿命之间的辩证优化关系,从而为提高燃煤锅炉灵活调峰能力提供智能化及精准化解决方案。
浅谈海上漂浮光伏电站防雷设计
周程晟
当前状态:  doi: 10.16516/j.ceec.2023-132
[摘要](221) [HTML全文](523) [PDF 2631KB](269)
摘要:
  目的  主要探讨海上漂浮光伏电站防雷设计的原理、方法及措施,以满足海上漂浮光伏电站在恶劣气候情况下的安全运行。  方法  通过对海洋环境、海上漂浮光伏电站结构和雷电特征等因素进行深入分析,文章提出了一系列有效的防雷措施。首先,采用金属结构能够提高漂浮光伏电站的耐雷能力。其次,安装避雷针能够吸收和释放雷电能量,降低雷电对电站的影响。此外,建立地网能够有效分散地面电势,降低雷击风险。绝缘材料的使用有助于减少雷电对电站设备的直接侵袭。同时,安装监测设备可以实时监测雷电活动,及时采取应对措施。定期检查和维护是保障防雷系统稳定运行的重要环节。  结果  详细阐述了每一项防雷措施的原理和实施方法,同时针对防雷设计中的一些技术难题提出了解决思路。例如,如何确保避雷针的良好接地,如何选取合适的绝缘材料等。这些成果为海上漂浮光伏电站的防雷能力提升提供了有效参考。  结论  研究的成果将有助于提高海上漂浮光伏电站的防雷能力,保障电站的安全运行。在充分考虑海洋环境、海上漂浮光伏电站结构和雷电特征等因素的基础上,采取合适的防雷措施,能够有效降低雷击风险,确保电站的稳定运行。这对于推动可再生能源发展,保护环境具有重要意义。进一步研究可对防雷设计提供更多的参考和指导,以应对未来更为复杂和恶劣的气候条件。
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《南方能源建设》2024年5期封面目次
2024, 11(5)  
[摘要](27) [PDF 5174KB](12)
摘要:
二氧化碳利用路径气候效益与经济可行性评估
梁希, 余晓洁, 夏菖佑, 刘牧心, 高志豪
2024, 11(5): 1-14   doi: 10.16516/j.ceec.2024.5.01
[摘要](227) [HTML全文](24) [PDF 1375KB](12)
摘要:
  目的  碳利用技术可以将CO2转化为燃料、化学品和建材等有价值产品,是一种减缓气候变化、促进资源循环利用的创新科技手段。气候效益和经济性评估是目前碳利用技术分析的难点,也是其技术发展和推广的关键。  方法  文章从背景分析、基准线选择、边界划分及指标计算等角度,综合构建了一个用于量化分析碳利用减排效益和经济性的方法学。并利用该方法学对4种典型CO2利用技术的单位减排量、平准化减排成本和单位减排收益等关键指标进行了分析。  结果  研究表明:CO2强化石油开采(CO2-EOR)的单位减排量为1.62~5.85 t CO2/t油。当桶油价格在390元左右时,不同注采比条件下CO2-EOR的单位减排收益为2~1152元/t CO2。CO2加绿氢制甲醇的单位减排量为4.89 t CO2/t甲醇,单位减排收益为负值,即仍需18~833元/t CO2的补贴或同等碳价格水平的支持才能实现减排的盈亏平衡。CO2钢渣固碳技术用于生产建筑材料的单位减排量为0.94 t CO2/t钢渣微粉,单位减排收益为36~164元/t CO2;CO2养殖微藻用于生产生物柴油的单位减排量为0.36 t CO2/t微藻粉,其单位减排收益可达3万~9万元/t CO2。除文章重点研究的指标外,实际的项目决策还需考虑技术稳定性、市场环境和资源条件等因素对经济性的影响。  结论  不同碳利用技术在不同情景下的减排效果和适用性各异,为确保发挥其积极减排作用,需完善制度建设,推动其融入碳市场,并评估其实际气候影响,以支持具备气候效益的技术。
碳中和背景下直接空气捕碳(DAC)的技术发展和经济性评估
张柠涛, 王茹洁, 汪黎东
2024, 11(5): 15-25   doi: 10.16516/j.ceec.2024.5.02
[摘要](54) [HTML全文](15) [PDF 3190KB](7)
摘要:
  目的  旨在探讨面向碳中和背景下直接空气捕碳(Direct Air Capture,DAC)技术的发展现状、应用案例及其经济性评估,以期为我国实现碳减排目标提供参考。  方法  文章综述了DAC技术的工作原理、类型、运用案例,并分析了其在国内外的发展情况。通过比较不同研究中的成本数据,评估了DAC技术的经济性,并讨论了当前面临的挑战与可能的解决措施。  结果  研究发现,DAC技术能有效从空气中捕集CO2,具有布置灵活、可与可再生能源结合等优点。但其商业化应用仍受到高成本、高能耗和大规模部署的技术挑战的限制。国内外的案例分析揭示DAC技术在实际应用中的效率和成本问题亟待解决,同时也显示了通过技术改进和政策支持可能实现的优化潜力。  结论  尽管存在挑战,DAC技术仍是实现碳中和目标的潜在储备技术,尤其对中国等面临严峻碳减排压力的国家具有重要意义。需要集中研究力量开发更高效、低成本的吸收/吸附剂,改进系统设计,降低能源消耗,并积极探索与可再生能源的结合使用。政府的政策支持和社会的广泛认可也是实现DAC技术商业化的关键因素。通过这些措施可以推动DAC技术的发展和应用,助力实现碳减排和环境保护的双重目标。
浙江省碳捕集利用与封存技术研究进展
侯成龙, 来振亚, 陈嘉映, 吕洪坤, 丁历威, 章康, 张晓龙
2024, 11(5): 26-36   doi: 10.16516/j.ceec.2024.5.03
[摘要](34) [HTML全文](19) [PDF 1958KB](9)
摘要:
  目的  能源安全前提下的绿色低碳转型与工业结构调整是浙江省“碳达峰碳中和”工作面临的严峻挑战。由于浙江省煤电发电量占比较高,碳捕集利用与封存技术(CCUS)有望在浙江省能源与工业等领域的双碳技术体系中扮演重要角色,是实现化石能源大规模低碳利用的重要技术选择。  方法  从CO2捕集、输送、利用与封存方面综述了浙江省CCUS技术的研究进展,介绍了浙江省CCUS工程示范项目的开展情况;总结了CCUS全链条各环节主要技术的特点,简要分析了当前CCUS技术发展的问题;展望了CCUS技术在浙江省的发展前景,并提出了发展建议。  结果  浙江省在CCUS各环节,特别是CO2捕集方面拥有良好的技术储备。省内全流程示范项目工艺路线多样,捕集侧包括燃烧前和燃烧后捕集,利用与封存侧涵盖生物、矿化、化工利用及地质封存,各环节技术成熟度差异化较明显。项目规模较小,初投资和运行成本普遍较高,空间分布分散,不利于形成产业集群。  结论  需准确把握浙江省重点领域CCUS潜力和源汇条件,因地制宜推广CCUS集成项目,持续开展技术研发,并在激励机制、政策法规、商业模式等方面予以保障。
变压吸附捕集CO2技术研究进展及其在石化行业应用案例分析
刘强, 肖金, 于航, 罗海中, 何庆阳, 林海周, 薛榕
2024, 11(5): 37-49   doi: 10.16516/j.ceec.2024.5.04
[摘要](330) [HTML全文](70) [PDF 1666KB](33)
摘要:
  目的  作为CCUS(Carbon Capture, Utilization and Storage)中重要的碳捕集手段,变压吸附(Pressure Swing Adsorption,PSA)捕集CO2技术受到广泛应用。但过高的捕集能耗和运行成本制约了技术的推广和落地,如何精准地依据实际情况选择合适的捕集技术并降低捕集能耗尤为重要。  方法  针对国内外变压吸附技术的基础研究与技术应用进行了讨论,并以某石化企业采用PSA技术捕集CO2的实际应用案例,分析了该技术在石化行业应用的经济性和前景。  结果  在文章案例中,采用PSA吸附捕集CO2技术的项目对煤制氢装置净化单元、低温甲醇洗单元产出的约80万t中浓度碳源进行捕集封存,针对73.9%浓度的CO2原料气,装置实现了96%的CO2回收率以及98%的捕集纯度,在杂质气体方面,H2S、CH4及CH3OH均控制在0.015%以下,可实现约56 kWh/t CO2的捕集电耗。研究发现,变压吸附技术具备吸附剂再生能耗低、压阻低、工艺连续及吸附剂稳定性强的优势,表现出技术与经济可行性。由于变压吸附以物理吸附为主,因此PSA对于低浓度的原料气CO2处理可能会面临能耗较高且富集浓度不足的问题。  结论  综上,PSA捕集CO2技术适宜用于中浓度碳源的处理,在未来石化、水泥等行业中排放的尾气处理上具有潜力。
二氧化碳加氢合成甲醇工艺系统分析
翟云楚, 金丽艳, 谢佳家, 张杰, 孙铠, 童晓凡
2024, 11(5): 50-56   doi: 10.16516/j.ceec.2024.5.05
[摘要](26) [HTML全文](27) [PDF 1002KB](8)
摘要:
  目的  二氧化碳捕集、利用和封存是实现全球温室气体净零排放的重要举措。二氧化碳加氢催化合成甲醇是碳的有效利用方式之一,将二氧化碳转化为重要燃料、化工产品甲醇,还可与电解水制氢结合,将产物甲醇作为氢气的储存载体。  方法  通过Aspen Plus模拟软件构建二氧化碳加氢催化制甲醇工艺模型,对于30万t/a的甲醇生产规模,考虑氢源来自电解水制氢,详细分析了温度、压力、二氧化碳/氢气进料比对甲醇产量的影响。  结果  模拟计算结果表明:合成温度为250 ℃,二氧化碳/氢气进料比为7.33时,甲醇产量最高;考虑直接与电解水过程结合,合成压力选取5 MPa是合理的;氢气的含水量对甲醇的产量有一定影响,原料氢气每增加100 kg/h的含水量,甲醇产量仅降低0.1%。  结论  通过模拟确定了二氧化碳加氢合成甲醇系统关键工艺参数的选取依据,证明了电解水得到的氢气不经过干燥、压缩处理,直接与甲醇合成工艺结合的可行性,新能源制氢耦合二氧化碳加氢合成甲醇工艺是具有应用前景的甲醇合成技术。
我国碳定价机制构建关键问题
魏欣, 张宗艺, 杨利鸣
2024, 11(5): 57-62   doi: 10.16516/j.ceec.2024.5.06
[摘要](21) [HTML全文](12) [PDF 1566KB](9)
摘要:
  目的  文章旨在深入分析和完善我国的碳定价机制,以更有效地促进社会向绿色低碳转型,同时在全球碳达峰、碳中和进程中提升我国的领导力和主动权。  方法  通过综合梳理全球碳定价机制的当前状况与未来趋势,深入剖析了我国现有碳定价机制存在与总体气候政策目标关联不足、碳市场产权性质不明确、市场主体不活跃等不足。进一步探讨了碳价上涨对我国减排效果和能源供应保障的潜在影响。  结果  结合我国国情,文章给出了利用碳市场碳配额、碳税、碳市场与碳税协调、碳金融构建我国碳定价机制的策略方向与对应举措。  结论  在明晰我国碳定价机制发展思路的基础上,为我国在国际碳定价机制上赢得更多话语权提供了国内电证碳市场协同、提升我国绿证“纯度”、参与推进国际碳市场互认进程、合作促进各国间碳定价协调机制建立等对策参考。
广东省红树林碳储量与碳汇潜力估算
苏思琪, 邹冠华, 余云军, 文芳, 张乃文
2024, 11(5): 63-74   doi: 10.16516/j.ceec.2024.5.07
[摘要](594) [HTML全文](131) [PDF 811KB](59)
摘要:
  目的  红树林生态系统具有极高的固碳能力,是全球碳循环的重要部分。探索其碳汇潜力可促进减缓和适应气候变化,为我国碳达峰与碳中和提供一种潜在的海洋方案。  方法  通过研究红树林蓝碳评估的方法学,开展广东省碳储量和碳汇潜力的估算。广东省红树林碳储量约为3 222.035 kt C,其中植被碳储量约为1 094.465 kt C,土壤碳储量约为2 127.57 kt C。不同红树林群落中,桐花林的植被碳储量含量最高,约为1 508.931 kt C,其次依次为白骨壤、秋茄、无瓣海桑,植被碳储量分别约为1 508.931 kt C、859.115 kt C、193.296 kt C和660.693 kt C。  结果  根据《红树林保护修复专项行动计划(2020-2025年)》,2025年广东省营造红树林55.00 km2,碳汇潜力可增加36.171 kt CO2-e ~99.891kt CO2-e,有较大的碳汇潜力。  结论  研究可为广东省红树林碳汇造林提供科学依据,对我国碳达峰与碳中和事业具有重要意义。
我国生态系统碳汇发展形势与建议
何柳, 李学山, 高佳, 杨富淋, 刘伟
2024, 11(5): 75-85   doi: 10.16516/j.ceec.2024.5.08
[摘要](226) [HTML全文](83) [PDF 1120KB](10)
摘要:
  目的  2030 年前碳达峰、2060 年前碳中和已被确定为中国经济社会高质量发展的重要战略目标。当前,碳汇是实现碳中和的重要措施之一,有效的碳汇激励政策是实现“碳中和”的保障。  方法  通过梳理国内外生态系统碳汇发展,揭示我国碳汇发展存在的主要问题,对我国碳汇项目建立全面认识。研究碳汇项目参与碳市场交易的机制,明晰获益渠道。并进一步通过试点经验对比分析研究,通过具体问题具体分析的方式,得出相关结论。  结果  结果表明,我国碳汇项目开发以林业碳汇为主,其他碳汇项目开发较少,项目周期以中短期为主,项目开发增速有所放缓。当前我国碳汇发展面临的3个主要问题:(1)开发碳汇的方法学种类少限制多;(2)开发过程长机制不完善;(3)开发后碳市场激励效果不显著。  结论  研究表明我国未来生态系统碳汇工作仍面临巨大挑战。为推动碳汇高质量发展,仍需加快调整与升级碳汇支持政策、加大碳汇科技投入和积极发展“碳汇+”产业。
交能融合背景下的高速公路光储充一体化发展路线展望
张力, 刘海洋, 段德萱, 黄晶晶, 张炳成, 叶小盛, 徐展
2024, 11(5): 86-94   doi: 10.16516/j.ceec.2024.5.09
[摘要](42) [HTML全文](10) [PDF 1462KB](9)
摘要:
  目的  新能源汽车的蓬勃发展给高速公路用电负荷带来了更高要求。文章基于我国高速公路用电负荷、光资源禀赋以及适用于高速公路服务区的储能技术分析,研究了光-储-充一体化发展路线的公路交能融合模式的自洽性,并结合工程实例,对公路交能融合模式的可行性进行论证和分析。  方法  通过分析我国公路里程数、新能源汽车市场渗透率、以及公路交通的光储资源,基于新能源汽车增长可能导致的公路用电负荷增长和公路交通的光资源利用空间,得出高速服务区的光储充综合能源利用模式。结合已有交能融合自洽模式的工程示例,对高速公路光-储-充一体化发展模式提出建议。  结果  数据表明,到2025年,全国新能源汽车保有量将超过2 500万辆,新能源车将达到37.5 TWh的电能消耗,电能需求潜力巨大。同时我国道路沿线及周边地区光资源丰富,所蕴含的光伏发电潜力约为1 022.8 TW,而通过测算可得,高速公路的基础设施年均能耗约为17.99 TW。  结论  交通与能源融合的主要路径应从开发基于道路交通自身基础设施的风、光自然资源禀赋,形成自洽供给的交通能源系统入手,从而构建交通系统能源供给分布式、清洁化、可再生、近零排放的系统解决方案。光-储-充一体化的交能融合开发路线能够将可再生能源就地消纳,在推进公路用能清洁化的同时缓解电网压力,潜力巨大。文章可为我国公路交能融合的发展提供一定的理论支撑与借鉴。
中国新型公路交通能源综合系统发展对策研究
张灿, 张明震
2024, 11(5): 95-104   doi: 10.16516/j.ceec.2024.5.10
[摘要](24) [HTML全文](9) [PDF 861KB](8)
摘要:
  目的  交通运输是我国碳排放最大的领域之一,在碳达峰、碳中和目标下,如何构建以能源互联网为基础的新型交通能源综合系统是我国交通运输领域低碳转型的重要命题。  方法  文章聚焦公路交通能源综合系统,对我国新型公路交通能源综合系统的发展目标、政策背景等进行梳理,并讨论其创新与启示。  结果  我国新型公路交通能源综合系统围绕“交通能源-交通经济-交通低碳”的多目标需求,目前已发展出充换电、“光储充”一体、“油气氢电光充储”等多种交通能源综合服务商业模式,相应的协同规划与建设、运行与控制、先进储能、多级协调能源管理等关键技术也正在逐渐发展,但还面临规划、运营、环保等多方面问题,后期应通过扩大市场宣传、破除体制机制障碍、加强技术协同等方式引导新型公路交通能源综合系统快速发展。  结论  探讨我国面向未来的新型公路交通能源综合系统,为我国交通运输领域高质量发展提供一份思考。
交能融合项目投资可行性分析及商业模式探索
王浩, 黄菲菲, 唐超, 林瑞刚
2024, 11(5): 105-115   doi: 10.16516/j.ceec.2024.5.11
[摘要](32) [HTML全文](12) [PDF 2705KB](7)
摘要:
  目的  为实现“碳达峰、碳中和”的战略目标,交通行业向绿色化和低碳化转型发展势在必行,交能融合是交通领域达成双碳目标的重要技术路径之一,投资决策模型和商业模式增强了交能融合发展的动力。  方法  通过分析投资估算组成及决策要点,提出经济评价指标和环境效益指标,构建投资决策模型,并从发展路径、框架及典型场景构想等方面对交能融合的商业模式进行探索。  结果  通过对典型交能融合项目的投资可行性分析,验证文中所提交能融合投资模型的有效性。基于我国光资源情况划分的区域,将我国交能融合模式推广分为单项产业融合推广区域、多产业融合推广区域、产业集群融合推广区域。将交能融合商业模式的发展划分为培育、提升和创新3个阶段,并分析了不同阶段的市场定位、投融资主体及方式、运营方式及盈利机制,归纳形成不同阶段的商业模式典型场景,实现商业模式的不断升级。  结论  文章提出的交能融合投资决策模型有助于提高投资者的决策效率和效果,商业模式有助于推动交能融合的市场化发展。
风电主轴配对单列圆锥滚子轴承工作游隙分析
卜忠颉, 章滔, 何录忠, 刘林, 阳雪兵, 熊顺
2024, 11(5): 116-122   doi: 10.16516/j.ceec.2024.5.12
[摘要](31) [HTML全文](12) [PDF 1113KB](3)
摘要:
  目的  单列圆锥滚子轴承双支撑的主轴系结构在风电机组中得到了广泛的应用,确定合适的轴承工作游隙,对轴承和主轴系的可靠运行至关重要。  方法  以某中速永磁风电机组主轴系为研究对象,建立了轮毂、主轴、上风向轴承和下风向轴承一体化的动力学分析模型;计算得到了不同轴向游隙下,轴承滚道寿命、承载区域以及最大接触应力的变化趋势。  结果  确定了配对单列圆锥滚子轴承理想的轴向工作游隙范围为−0.74~−0.3 mm。  结论  研究结果对轴承和主轴系的可靠运行具有重大意义,为配对单列圆锥滚子轴承轴向工作游隙的确认提供了方法和参考。
黏土中桩靴插拔对邻近三桶导管架基础的影响研究
王金玺, 范少涛, 嵩贺兴, 郝迪
2024, 11(5): 123-131   doi: 10.16516/j.ceec.2024.5.13
[摘要](24) [HTML全文](12) [PDF 2297KB](4)
摘要:
  目的  移动式平台进场安装海上风机的插拔桩施工过程风险大,易影响邻近基础结构的工作性能,甚至导致其失稳破坏。  方法  为厘清桩靴插拔过程对临近基础的影响机理,文章针对类矩形桩靴,采用CEL大变形方法,开展了其在均质和非均质黏土中插拔过程模拟,重点分析了插桩过程对邻近导管架基础产生的附加倾覆角演变机理;并基于大变形模拟结果,利用小变形进一步研究了桩靴拔出后土体软化效应对邻近桶各向极限承载力的影响。  结果  研究结果表明,在桩靴挤土作用下,三桶导管架基础均会发生先顺后逆的转动位移,且随着净间距的增加而逐渐减小。同时,挤土导致的土体软化会使邻近桶各向承载力降低。  结论  受插拔桩靴的影响,非均质土中的三桶导管架的倾覆角度更大,所对应的贯入深度更深。插拔桩靴所造成的软化区域影响范围在均质黏土中水平方向延伸较大,深度方向较小。在均质黏土中,平均强度损失较小,三桶导管架的水平向、转角向的承载力损失较少。在均质和非均质黏土中,竖向承载力折减明显,最大折减系数可达0.72。
大规模新能源接入的电力系统惯量缺失机理及惯量水平评估
李逸欣, 吴伟杰, 张伊宁, 郑敏嘉, 娄源媛, 庾力维, 蔡颖倩
2024, 11(5): 132-139   doi: 10.16516/j.ceec.2024.5.14
[摘要](33) [HTML全文](24) [PDF 771KB](7)
摘要:
  目的  为满足我国“30、60”的碳达峰、碳中和目标,大量风电、光伏等新能源发电通过变流器接口接入系统,以替代燃煤同步机组出力,极大地影响了电力系统惯量及相应的频率动态特性。  方法  首先分析传统电力系统惯量运动方程及传统发电机扰动后的惯量响应阶段的功频动态过程,再定性讨论了大规模新能源接入后的系统惯性缺失机理。  结果  讨论了国内外常用的集中惯性评价指标,阐述了用系统的总动能和惯性常数作为电网惯性评价指标的依据。  结论  结合某省级电网的新能源开发和消纳的规划,对该省级电网的惯量水平进行了工程化评估,提出了相应的惯量提升建议。
海上换流站站用电系统方案研究
梁泽勇, 刘生, 陆子凯
2024, 11(5): 140-148   doi: 10.16516/j.ceec.2024.5.15
[摘要](25) [HTML全文](13) [PDF 1253KB](3)
摘要:
  目的  针对海上换流站的特点,提出海上换流站站用电系统设计方案。  方法  通过分析国内外对海上换流站站用电的要求,结合海上风电场的建设情况及实际需求,提出海上换流站站用电系统的设计方案。  结果  首次提出海上换流站设置站外电源的方案,简约化的接线方案可提高设备利用率和站用电的转换效率,并对其控制保护进行分析,验证该接线方案的实用性和可靠性。对比海上升压站低压配电系统的方案,提出了不设置应急段母线及柴油发电机在出口处并接的优化方案,并通过实例分析海上换流站负荷特性,提出了柴油发电机容量、油箱容量、柴油发电机进线断路器选择的方法。  结论  研究的方案在保证站用电可靠性的前提下进行了优化设计,具有较强的实用性和适用性,为海上换流站站用电系统设计提供指导。
AI技术在电力系统发展中的应用与前景
刘舒巍, 杨和辰, 余夏, 舒斌, 吴其荣
2024, 11(5): 149-158   doi: 10.16516/j.ceec.2024.5.16
[摘要](34) [HTML全文](29) [PDF 885KB](8)
摘要:
  目的  在现阶段能源紧缺和碳减排双重压力下,以电为中心的清洁能源转型势在必行,在此背景下,电力系统的稳定性、运行管理自动化、智能化将是电力系统发展的必然选择,而人工智能(AI)技术则是实现这一目标的关键手段之一。  方法  首先介绍了国内外电力系统碳排放情况,并在此基础上指出了中国电力系统低碳发展的困局及可行的解决方案,继而论述了AI技术在电力系统发展中的应用与前景。  结果  针对低碳、低能耗电力系统转型,提出了火电行业资本和资源整合、碳捕集技术应用等低碳改造,以及促进清洁能源消纳、平稳替代等一系列电力系统低碳发展路线,并指出在能源转型背景下,AI技术将成为电力系统自动化、智能化平稳运行的关键,能够广泛应用于电力调度、继电保护、电力设备管理、电力系统稳定评估与决策等电力系统运行管理领域,具备广阔的应用前景。  结论  随着第三代AI技术的不断优化甚至第四代AI技术的不断开发,未来其在电力系统中的应用将越来越广泛。
电动汽车集群充电负荷计算方法研究
游磊, 金小明, 刘云
2024, 11(5): 159-167   doi: 10.16516/j.ceec.2024.5.17
[摘要](26) [HTML全文](10) [PDF 1194KB](5)
摘要:
  目的  电动汽车的普及使得人们的出行变得更加环保,但大规模电动汽车充电也增大了电网供电的压力。为了评估电动汽车充电对电网的冲击,构建了一种基于蒙特卡洛法的大集群电动汽车的充电负荷计算方法。  方法  在该方法中,电动汽车根据用途被分为6类:私家车、公交车、出租车、网约车、公务车和物流车。对每一类电动汽车,提取其典型电池性能参数,并建立概率模型描述其出行和充电行为的随机性。再结合各类电动汽车规模的预测,通过随机取样模拟每个电动汽车的日内充电安排,进而确定其日内充电负荷,最后通过聚合方法得到电动汽车集群的总充电负荷。  结果  以2030年南方某省电动汽车集群作为仿真案例。  结论  案例分析表明所提出的方法能够提供各类型电动汽车和整个集群的日内充电负荷。同时在所有电动汽车类型中,公交车的充电负荷峰值最高,达到4 639.5 MW,其次是私家车的负荷峰值,但不到公交车的70%,而出租车的负荷峰值最低。整个电动汽车集群充电高峰在夜晚19:00-23:00,负荷峰值可达10.092 7 GW。
双碳背景下大型能源企业碳资产管理体系构建
朱静慧, 高佳, 余欣梅, 汪晶毅, 赵理政
2024, 11(5): 168-177   doi: 10.16516/j.ceec.2024.5.18
[摘要](28) [HTML全文](10) [PDF 1048KB](7)
摘要:
  目的  随着“双碳”目标的提出及碳市场规模日益扩大,如何管理碳资产、 实现碳资产保值增值成为大型能源企业绿色低碳发展面临的重要问题,文章针对大型能源企业面临形势、管理模式现状、管理体系构建方法等方面进行综述分析,为我国大型能源企业在碳资产管理上提出相关建议。  方法  首先研判了全国碳市场启动与国家核证自愿减排量CCER即将重启背景下能源企业面临形势,而后对当下企业碳资产统一管理模式与分散式管理模式之间的成本差异进行分析,进而提出碳资产管理“四统一”原则、“企业总部-碳资产管理公司-控排企业”三级制度、交易风控“五个原则”体系,通过搭建大型能源企业统一碳资产信息化管理平台,逐步深化数据管理及开发、低碳分析及咨询、市场交易及碳金融3大板块业务,构建碳资产管理业务生态链。  结果  通过对当下能源企业面临形势、发展现状、政策要求进行梳理分析,理清了碳资产管理体系优化方法与未来业务发展方向。  结论  文章综述了双碳背景下大型能源企业碳资产管理体系及业务架构,现阶段管理模式上仍存在分散管理带来的一系列问题,需要从顶层管理、组织实施、资金保障、风控管理、人才保障、激励考核等多途径逐步优化管理,实现碳资产保值和增值目标,助力本土区域乃至全国“双碳”工作顺利开展。
能源低碳利用评价指标与技术综述
高超, 韦斌, 隋宇, 吴杰康, 孙烨桦, 詹耀国, 邓小玉, 陈亚彬
2024, 11(5): 178-190   doi: 10.16516/j.ceec.2024.5.19
[摘要](17) [HTML全文](15) [PDF 1450KB](6)
摘要:
  目的  面对国家“双碳”战略的推进,我国各地区能源将在其独特资源禀赋上,向低碳利用方向发展。为了解低碳能源发展水平,需要对能源低碳利用进行评价研究。  方法  文章首先对能源低碳利用评价对象进行分析;然后对能源低碳利用评价指标进行分类与整理;接着梳理和介绍各评价方法和模型的特点,说明对能源低碳利用评价研究的作用。  结果  能源低碳利用评价对象可分为能源系统评价和区域性能源评价,从能源低碳指标、能源利用指标和能源安全指标3个方面综述了评价指标,合理运用主客观赋权评价方法可以更全面、准确地评估了解能源低碳利用的情况。  结论  当前能源低碳利用评价通常只作为评价指标体系的一部分体现。随着低碳能源的发展、清洁能源占比的提升,低碳能源利用进行评价的重要程度将越来越大。
工业园区碳排放核算与“双碳”转型路径研究
王仲, 马思明, 王婷婷, 陶炜, 徐婧
2024, 11(5): 191-199   doi: 10.16516/j.ceec.2024.5.20
[摘要](647) [HTML全文](167) [PDF 1088KB](132)
摘要:
  目的  工业园区作为我国工业化与城市化发展的重要载体,在提供大量基础设施和公共服务的同时也成为我国碳排放的主要源头,是实现我国碳达峰、碳中和目标的重要切入点和着力点。为实现工业园区碳排放精细化管理,提出了工业园区碳排放转移过程分析与“双碳”路径优化决策理论研究框架。  方法  首先,分析工业园区范围内能源、工业、建筑、交通、基础设施等业务场景的碳排放特性,建立基于清单分析法的工业园区碳排放核算模型;其次,考虑工业总产值、产业结构、能源结构、能源消耗量等因素对碳排放的影响,建立基于STIRPAT方法的碳排放影响因素分解模型;最后,分析数字化技术赋能绿色低碳转型的作用机理与影响路径,提出“双碳”路径优化决策方案。  结果  以江西省赣州经开区为研究对象,计算2020—2022年工业园区的碳排放量和碳排放强度,识别碳排放量增加的主要影响因素,从产业结构、能源结构、政策制度和平台建设4个方面规划了工业园区“双碳”转型路径。  结论  研究表明,所提模型能够充分提炼工业园区统计数据的信息,具有科学性和有效性,为工业园区“双碳”转型路径决策与园区数字化碳管理工业互联网平台建设提供了理论支撑。

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