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2015年  第2卷  第2期

特约专稿
从战略高度审视中国天然气发电,CHP和CCHP
华贲
2015, 2(2): 1-8. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2015.02.001
摘要:
在揭示经济—能源—环境关系历史规律与中国能源困局关系的基础上,阐明了实现“中国梦”目标要求中国在近20年内实行的“补足和部分跨越”的能源低碳转型战略。提出在稳步发展非化石能源电力的同时,抓住工业化和城镇化、智慧能源网络构建等历史机遇,大力开发国内丰富的各类天然气资源、保障供应和合理价格的基础上,重点在新开发区推广大中型天然气CHP/CCHP能源供应系统,按16 h/d模式运行,兼作保障电源和昼夜调峰,是能源利用模式的集成创新;到2020/2030年装机容量可达200 GW/450 GW,发电占总量15%以上,拉动总能效从37%提高到50%,消除终端燃煤导致的雾霾,减排CO2。最后提出了制订能源战略、立法执法替代行政审批,装备制造配套和商业模式创新等具体建议。
区域分布式能源网优化运行与多边交易研究
胡泊, 王爽
2015, 2(2): 9-14. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2015.02.002
摘要:
基于能源网络的拓扑分析和运筹学方法,研究提出了包括气、电、热(冷)等能源品种的能源网在两层架构下,能源交易和流动方案、产能/储能设施运行方案、用能设备的运行方案等系统协同优化的运行逻辑方案。通过构造对应的数学模型和区域分布式能源网研究案例,验证所提方案的理论有效性。
一种新型压缩空气储能系统的理论分析
王焕然
2015, 2(2): 15-19. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2015.02.003
摘要:
根据中国西部干旱、缺水、高风沙和限制使用天然气的地区特点,提出了一种压缩空气储能的技术方案,并对其储能过程和发电过程进行了热力学分析,重点分析了压缩过程指数、最高储气压力和透平进气温度对系统能量转换效率的影响规律。研究结果表明:(1)系统电耗随多变指数的升高基本保持不变,能量效率都随多变指数的升高而增加,而热耗随多变指数的升高而大幅减小。(2)系统电耗和热耗都随压缩空气储能系统高压储气室内压力的变大而增加,而系统的能量效率随压缩空气储能系统高压储气室内压力变大而减小。(3)系统电耗和热耗都随高压气体透平进气温度的升高而下降,而系统的能量效率随高压气体透平进气温度的升高而升高。该研究对在中国开展和大规模推广应用压缩空气储能技术具有一定的参考价值。
计及限流—储能协调控制的高渗透率微电网故障穿越能力探讨
陈磊, 郭芳
2015, 2(2): 20-27. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2015.02.004
摘要:
高渗透微电网在短路故障时的应对机制及暂态性能将对配电网的运行产生重要影响,确保故障下微电网与配电网的安全可靠运行具有极强的理论和现实意义。解析了不同故障位置下微电网的应对处理机制,并提出了一种结合故障限流器与储能装置的协调控制理念,以期使高渗透微电网在无需孤岛运行时实现故障穿越,在应转为孤岛运行时实现平稳过渡。在此基础上,针对国内外的相关研究现状开展了概述及分析,并以某微电网系统范例为具体对象,验证了限流-储能协调控制在强化微电网暂态性能的有效性和可行性。
复合储能在微网中的应用研究
石晶, 龚康, 刘洋, 王姝
2015, 2(2): 28-34. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2015.02.005
摘要:
微网是接纳分布式能源的有效方式之一,储能技术应用于微网可以改善电能质量、控制功率平衡、提高运行稳定性以及优化能量管理等。复合储能系统将功率型和能量型储能元件有机结合,兼具两类储能元件的优点,可以有效发挥储能技术在微网运行控制中的作用。从复合储能在微网中的应用模式、控制策略以及优化配置三个方面研究其在微网中的应用情况。首先根据储能元件在系统中连接方式的不同,分析集中式与分布式复合储能的应用模式和适用场合;然后基于储能单元改善微网运行特性的控制方法,分析复合储能系统中各储能元件的协调控制以提高系统动态响应特性和运行经济性;最后分析复合储能在微网中的优化配置问题,结合复合储能在微网中的运行控制提出其优化配置建议。
规划咨询
电池储能系统对微电网运行特性的改善作用研究
郭金川, 贺艳芝, 郭芳, 伦振坚
2015, 2(2): 35-40. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2015.02.006
摘要:
光伏发电、风力发电等可再生能源发电系统的波动性、间歇性和不可预测性会对微电网的运行特性产生一定的影响,包括电压波动、闪变、谐波,频率波动以及柴油发电机输出功率大幅波动、定子电流三相不平衡等.电池储能系统(BESS)由于其快速的有功/无功响应特性,可用于微电网中平滑分布式电源的输出功率,从而改善微电网的运行状况.首先研究了可再生能源发电系统的随机波动对微电网运行状况的影响,提出了采用P/V控制调节可再生能源发电系统的输出功率,同时稳定微电网母线电压的控制策略.并针对一种典型的微电网结构,仿真验证了BESS对微电网运行状况的改善作用.
基于正态分布区间数的综合能源系统效益评价研究
张璐, 张斌
2015, 2(2): 41-45. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2015.02.007
摘要:
综合能源系统构成复杂,且系统内部指标数据种类繁杂,使得在对其进行综合效益评价的时候,由于指标信息的不完善,可能导致最终的评价结果出现误差,带来巨大的经济损失。根据综合能源系统的特点,提出采用基于正态分布区间数的多属性决策方法来解决效益评价信息不完全的问题,并利用期望—方差准则对方案进行排序并择优。最后,通过案例计算验证该方法在综合能源系统效益评价研究中的适用性和有效性。
含分布式电源的配电网重构
辛文成, 沈彦君, 苏成, 殷勤
2015, 2(2): 46-51. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2015.02.008
摘要:
为了使分布式电源接入配电网效益达到最大化,提出含分布式电源的配电网重构。针对常用的含分布式电源的配电网结构原型,提出了一种基于邻接矩阵和粒子群优化的混合算法。根据含分布式电源配电网的结构特点,建立了含分布式电源配电网的数学模型,并以负荷损失最小为主要目标函数。运用Matlab对算法进行编程,将该算法运用到此配电网模型中,对算例仿真结果进行分析,表明该算法不依赖网络的原始结构,并且具有迭代次数少、求解快速、简单有效的特点,避免了复杂的数学运算,具有很好的实用性。
天然气分布式能源系统在大型数据中心的应用研究
印佳敏, 陈泽韩
2015, 2(2): 52-56. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2015.02.009
摘要:
数据中心电耗大、冷负荷高,对供能的可靠性要求高。分布式能源系统通过对能源进行梯级利用,具有高效环保、运行灵活等特点,适用于为数据中心供能。以广州某数据中心为例,设计了一套天然气分布式能源系统。评价结果显示该方案增加了数据中心的供能可靠性,同时可以降低运营费用、减少污染物排放,具有一定的可行性。
天然气分布式电源的用户运行分析和发展环境研究
刘利平, 陈泽韩, 王路, 丁一, 刘泽鑫
2015, 2(2): 57-61. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2015.02.010
摘要:
总结和梳理了了天然气分布式电源(DG)应用的技术和政策环境、同时结合实际用户数据对分布式电源的综合应用进行分析,对运行方式和经济效益进行研究。分析表明,分布式电源即使在现有相对不利的市场环境下,对城市特定用户、工业园在技术和经济上具备应用条件,同时随着政策价格的发展,将得到越来越广泛的应用,对现有电力供应模式带来深远的影响。
基于可信性理论的有源配电网可靠性分析
梁赟, 冯永青
2015, 2(2): 62-65. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2015.02.011
摘要:
随着分布式发电技术逐步成熟,需要对有源配电网可靠性进行评估。由于分布式发电设备是新应用的配网元件,缺少历史统计数据,进而使得传统可靠性分析方法难以开展。为解决这一难题,提出了基于可信性理论的配电网可靠性分析方法。首先构建了评估指标,即随机模糊停电电量期望值、随机模糊用户平均停电持续时间、随机模糊用户平均停电频率指标。然后建立了基于可信性理论的算法,利用随机模糊期望值求解随机模糊停电电量期望值、随机模糊用户平均停电持续时间,利用平均机会测度求解随机模糊用户平均停电频率。应用所提方法对IEEE系统的计算表明,本文提出的算法具有一定的实用性,可以应用于配网的可靠性分析工作。
勘测设计
分布式能源站燃气内燃机的余热利用方式探讨
黄镜欢, 施海云
2015, 2(2): 66-69. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2015.02.012
摘要:
通过对燃气内燃机分布式供能系统的余热来源、余热温度、可利用程度等进行分析,并对余热利用系统设计时需要关注的内燃机排气背压、余热系统烟气阻力及排烟温度等参数等进行研究,最后对主要的余热利用设备的原理及技术应用进行了探讨,对燃气内燃机分布式供能系统余热利用系统方案设计具有一定参考意义。
生物质直燃发电厂锅炉炉型选择探讨
黄长华, 程永霞
2015, 2(2): 70-75. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2015.02.013
摘要:
目前生物质直接燃烧发电是生物质利用的主流技术之一,锅炉设计选型是生物质发电厂技术的主要核心,选择什么样的炉型,不仅影响着生物质电厂的投资、经济型,还影响着生物质电厂的使用寿命。对生物质直燃发电厂的几个炉型比较研究,为生物质直燃发电厂的炉型选择提出建议,供生物质发电厂设计时参考。
一种新型太阳能冷热联产系统的设计
陈永根, 吴阿峰, 李伟科, 郭祚刚, 梁培婷
2015, 2(2): 76-79. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2015.02.014
摘要:
基于节能环保的理念,设计了一种新型太阳能冷热联产系统。该系统利用太阳能作为能量来源,半导体制冷片作为制冷元件,同时回收系统的废热,整套系统的能源利用效率较高。以能量平衡与传热理论为基础,结合理论计算和数值模拟,证明该系统可实现冷热联产的功能,制冷能效COP为0.7,热量利用效率达73.5%。
分布式储能设备在广东省的应用分析
史正军, 刘苏, 朱浩骏, 邓婧, 李俊杰
2015, 2(2): 80-85. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2015.02.015
摘要:
随着电网新技术的发展,分布式储能成为推进智能电网建设,增强电网优化配置的重要依托技术。针对广东电网目前对新能源接入、提高电能质量、供电可靠性等方面的需求,提出分布式储能是满足上述需求的重要技术手段,介绍了储能设备的主要分类、特点及功能,并结合实例,对分布式储能设备在各领域的具体应用进行了研究,最后对分布式储能设备在广东省的发展提出了指导性意见。
小水电灵活并网控制技术研究
宋旭东, 余南华, 陈辉, 周克林
2015, 2(2): 86-90. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2015.02.016
摘要:
小水电作为一种清洁无污染、可再生、具有良好生态与社会效益的绿色能源,其重要性日益突出。小水电大多分布在山区地带,其中多数小水电为缺乏库容调节能力的径流式水电站。由于山区10 kV馈线供电距离长,沿线大量小水电的无序并网,导致馈线电压经常性越限,严重影响配电网的正常运行。提出一种灵活的网络控制方法,利用调整小水电并网点的方法,改变馈线潮流方向,从而实现抑制馈线电压越限的效果。同时根据广东某地区的小水电线路案例,设计了相应的算例进行仿真计算,验证了所提出方法的正确性和适用性。
饱和铁心型超导限流器应用技术研究
冯晓东
2015, 2(2): 91-95. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2015.02.017
摘要:
短路电流水平越来越大对电力系统的安全稳定运行造成了极大的威胁。饱和铁心型超导限流器具有稳态阻抗小、损耗小、恢复时间短、限流效果好等优点,是限制电力系统短路电流的理想设备之一。介绍了饱和铁心型超导限流器的工作原理,阐述了其国内外发展现状,并在此基础上分析了其应用于电力系统应考虑的重点问题。
核电站常规岛主厂房结构抗震性能设计
郁静红
2015, 2(2): 96-101. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2015.02.018
摘要:
核电站常规岛主厂房结构布置受限于工艺流程,含较多的错层、跃层,使结构的刚度与质量分布严重不均匀,往往超过了规范的适用条件,地震期间若出现功能中断或设备受损都将造成巨大的损失。基于性能的抗震设计应用于主厂房结构的抗震设计与评估中,在承载力和变形能力两个方面量化其抗震水平,确保主厂房的抗震能力满足预期设防目标。承载力依据现行抗震规范设计,变形能力的评估细化到构件的层次进行,在此基础上选取了5条地震波记录对典型常规岛主厂房结构进行弹塑性分析。结果表明:核电站常规岛主厂房结构能够在地震作用下保持不倒塌,结构具有较大冗余度,能保证核岛安全。
岭澳核电站半速汽轮发电机基础结构型式分析
钱萍, 尹春明
2015, 2(2): 102-106. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2015.02.019
摘要:
汽轮机是核电主厂房中最重要的电气设备之一,其运行的稳定性直接影响到整个发电系统的稳定。不同国家的规范对汽轮发电机基础的设计提出了不同的技术措施,这些技术措施均从降低基础的振动线位移或振动速度着手。正确的基础选型,能够以较小的经济投入达到较优的振动控制目的。对比分析了欧、美基础设计理念的差异,对弹簧隔振基础的隔振性能进行了详细的论述,指出了弹簧隔振基础能够更好地适用于欧洲汽轮机核电机组,使得机组具有隔振、抗震、不均匀沉降可调等诸多优点,能够确保国内首台百万级半速汽轮发电核电机组的安全运行。
中美建筑结构可靠度体系的对比研究
王圆, 潘英
2015, 2(2): 107-110. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2015.02.020
摘要:
通过比对美国国家标准局《为美国国家标准A58拟定的基于概率的荷载准则》与我国现行可靠度设计标准(GB 50068—2001和GB 50153—2008)的有关规定,分别从可靠度水平的度量指标、可靠度水平的设置原则、影响结构可靠度的不定因素、可靠指标的量值、保证工程可靠度水平的举措等方面对比分析中美两国可靠度体系的异同,为工程概率安全分析以及国内规范的修订提供参考依据。
一种电力通信传输网可靠性指数计算方法
王雅娟, 高会生
2015, 2(2): 111-114. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2015.02.021
摘要:
为了量化评估电力通信传输网的可靠性,提出了一种电力通信传输网综合可靠性指数的计算方法,其主要思想是基于可维修网元的有效性指数,得到简单通信系统的可靠性指数,进一步推演到复杂的电力通信传输网的可靠性指数,该指数可直接反映网络集中型业务的年度故障时间期望值。本方法符合电力传输网的业务分布特点,适合通过计算机仿真和计算,可用于电力传输网的可靠性评估、比较和优化效果验证等。
PTN网络保护技术在电力系统中的应用研究
魏承志, 赵曼勇, 金鑫, 黄维芳, 杨颖安
2015, 2(2): 115-118. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2015.02.022
摘要:
PTN网络结合了SDH和传统以太网的优点,可以满足智能电网对时间同步、组播、QOS等通信需求。分析了广域继电保护新业务的时延需求、通道恢复时延同路径需求和PTN常用的保护技术,研究了适用于满足广域继电保护业务的网络保护技术.最后通过搭建的仿真测试环境检验了Wrapping保护和1∶1 LSP保护对PTN网络时延的影响。仿真结果表明Wrapping保护和1∶1 LSP保护可以满足广域继电保护业务对网络时延的要求。
降雨条件下双层土斜坡稳定性的简化分析方法
吕特, 张洁, 郑文棠, 于永堂
2015, 2(2): 119-123. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2015.02.023
摘要:
Green-Ampt模型原理简单、使用方便,在浅层滑坡的降雨入渗分析中有很大的应用潜力。推导了适用于双层土斜坡的Green-Ampt降雨入渗分析模型,并给出了降雨入渗量随降雨时间变化的解析表达式。提出的模型预测的孔隙水压力分布与Richards模型预测结果类似。在此基础上,基于极限平衡法提出了双层土斜坡的安全系数计算方法。研究表明,随着降雨时间的增加,湿润锋位置逐渐下移,安全系数随着也慢慢减小。当下层土强度较高时,最危险滑动面位于第一层土体的底部,在一段时间内安全系数将不随时间发生变化。但当雨水入渗深度足够大时,最危险滑动面重新位于湿润锋位置处,此时安全系数将随着入渗深度的增加再次增加。斜坡安全系数降低的速率随着降雨强度和斜坡坡度的增加而增加,因而在相同条件下高强降雨及坡度较陡斜坡更为危险。方法计算简便,可以更方便的应用于工程实践,并且具有继续研究的价值。
工程管理
海外电力总承包项目的可用性风险分析
林幼晖
2015, 2(2): 124-128. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2015.02.024
摘要:
电厂的可用性考核,是对电厂总体质量的综合性考核,是系统设备配置合理性、冗余度、质量、安装、调试、运行水平等的综合考核,这是对EPC工程最大、最难、最综合的考核,也是衡量海外电力总承包项目成败的重要指标,本文通过国际惯例来诠释海外电力总承包项目可用性的意义、常见罚则,并给出量化计算可用性风险的方法及应对可用性罚款风险的常用措施。研究成果将对越来越多走出国门的中国企业有很好的指导作用。
投资运营
光伏电力经济效益实用分析方法研究
李健, 林声宏, 党三磊
2015, 2(2): 129-132. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2015.02.025
摘要:
光伏电力的发展将取决于其经济性是否合理,研究了光伏发电成本分析模型及其影响因素,并从光伏发电的降损效益、用户节省购电效益、发电效益三方面进行量化分析,通过对IEEE 36节点配电系统进行仿真计算,结果表明合理规划光伏电源的接入对电网侧和用户侧都能够产生显著的经济效益。
川藏高海拔地区变电工程造价水平分析研究
吴子怡, 周唯, 肖宇
2015, 2(2): 133-139. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2015.02.026
摘要:
近年来西藏地区及四川高海拔地区电力工程建设规模不断扩大。准确把握川藏高海拔地区变电工程的造价水平,合理控制投资和确保投资效益并确保工程项目的顺利实施,是值得深入研究与思考的技术难点。在川藏两地恰巧处于同一地区,相同的海拔区域,依据川藏联网相关的输变电工程造价统计数据,重点研究分析不同的定额和费用标准对川藏高海拔地区工程投资的变化影响情况,为未来规划的特高压电网进一步优化经济合理性,做好设计经验积累。
运行维护
带电检测技术在电网设备运行维护中的应用
任双赞, 张默涵, 詹世强, 刘晶, 卢鹏
2015, 2(2): 140-145. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2015.02.027
摘要:
为确保电网设备状态检修及隐患排查工作的顺利进行,带电检测在设备运行维护中的应用目前已被列为各项工作开展的重点。对当前在电网设备运行维护中广泛使用的红外检测、紫外成像检测、超声波检测、超高频检测、暂态地电压法检测、谐波电场法检测、化学成分分析等检测技术的原理及适用范围分别进行了归纳和总结,可为后续从事电网带电检测工作的技术人员提供了参考。