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RSS2019年 第6卷 第3期
2019, 6(3): 1-5.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.03.001
摘要:
[目的] 储能是能源互联网的重要组成部分和关键支撑技术，能够提供调峰、调频等多种服务，是提升传统电力系统灵活性、经济性和安全性的重要手段。 [方法] 综述了现有主要储能技术的特点，分析了电源侧、用户侧和电网侧应用场景下储能的作用和需求。根据应用现状，指出影响储能进一步发展应用的安全性、经济性和商业模式关键问题。 [结果] 最后从储能应用方角度提出应加强储能运行模拟、多重组合利用、集中和分散相结合等建议。 [结论] 研究结论可为储能技术的应用研究和发展提供参考。
2019, 6(3): 6-16.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.03.002
摘要:
[目的] 地下储气库选型选址是大规模压气储能电站规划设计的首要问题。 [方法] 通过对比分析现有文献，总结了4种地下储气库的优缺点，分析了我国适合建造地下岩穴储气库的硬岩地层分布范围及特点。基于我国第一个压气储能地下储气实验库的实验成果论证了硬岩岩穴地下储气库建设关键技术的可行方案；最后，以广东省为例探讨了大规模压气储能电站地下储气库的规划选址方法。 [结果] 研究成果表明：盐岩洞穴和硬岩洞穴是大规模压气储能电站的优选地下储气库类型；在我国光伏能和风能电站规划及建设集中的地区，适合建设硬岩洞穴储气库的各种岩石地层有分布广泛。 [结论] 我国广泛的各类硬岩分布解决了间歇性能源富集地区修建大规模压气储能电站选址困难的问题，试验研究也表明了硬岩地层优良的力学特性有助于解决地下储气库变形稳定性及密封性等关键技术问题。总之，我国现阶段建设压气储能电站地下储气库在技术上是可行的。
2019, 6(3): 17-26.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.03.003
摘要:
[目的] 近年来，储能技术及储能产业发展受到的关注度持续升温。 [方法] 在此背景下，对压缩空气储能技术及其商业应用场景进行了分析与综述。通过梳理国内致力于压缩空气储能技术示范的研究团队及其技术特点，较为全面地反映了国内压缩空气储能技术的发展方向；在此基础上，介绍了已投运数十年的德国汉特福及美国阿拉巴马州两座商业化压缩空气储能电站的配置参数及运行经验，综述了近年来国内外针对多种新型压缩空气储能技术的示范进展状况。结合压缩空气储能技术梳理、商业化储能电站回顾及新型压缩空气储能技术示范进展综述三方面的工作，可为国内压缩空气储能技术发展及国家多部委大力推动的储能行业发展提供借鉴。最后，从电源侧储能、电网侧储能及用户侧储能三类应用场景分析了压缩空气储能技术的适应性及应用潜力。 [结果] 德国及美国两座商业化压缩空气储能电站数十年的可靠运行经验，检验了压缩空气储能电站长期运行的可靠性。与此同时，国内自500 kW至10 MW等多容量规模压缩空气储能示范工程的先后投建，表明此项储能技术在国内已实现由理论研究阶段向示范验证阶段的突破。 [结论] 在当下政策环境，用户侧峰谷电价政策是较为典型的储能应用场景边界条件，在压缩空气储能技术推广中可以重点考虑。
2019, 6(3): 32-39.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.03.006
摘要:
[目的] 发展经济和保护环境是各学科学者对社会未来发展关注的重点。在世界能源格局中，我国的能源战略的指导方针，能源发展调整的方向，具体落实到低碳减排、节能的措施等等，成为了广大处于能源电力行业的人员迫切关注的问题。 [方法] 基于对我国能源战略的解读，阐述了能源革命是一个政策导向的、目标倒逼的过程。在当前国际国内背景下，考虑资源和环境两大因素，引入了能源强度、气候强度以及能源技术效率等衡量指标概念，比照当前的能源结构、效率和碳排放系数，对能源电力发展的方向做了梳理：一是提高能源效率，二是调整能源结构。而对与能源电力发展不可分割的低碳减排问题，则从减少排放和排放后的集中处理两个方面进行了量化分析和应用前景探讨。 [结果] 文章论证了能源发展的关键在于依靠科技创新，顺应能源结构调整的趋势，提高能源效率，大力开发可再生能源、加快从传统能源向清洁能源的转变。 [结论] 中国面临从化石燃料推动的经济发展模式向可持续性发展的模式的转变，低碳能源战略是中国能源的可持续发展之路。
2019, 6(3): 40-47.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.03.007
摘要:
[目的] 为了减少风能和太阳能为代表的DERs产能间歇性、随机性、不可控的影响，以及参与电力市场竞争出现不利因素，提出了社区型能源互联网模型。 [方法] 考虑了由风电场、光伏电站和负荷组成的虚拟电厂(virtual power plant, VPP)集群所构成的社区型能源互联网模型，将单VPP进行互联，在满足单VPP内部供需平衡基础上，将盈余电量通过VPP集群进行博弈共享，最后与电力市场进行交易，实现逆向售电。 [结果] 模型实现了社区型能源互联网利益最大化目标，同时加上需求响应(demand response, DR)实现用户节约使用电费的目的。 [结论] 通过社区能源互联网示范工程，提出适合VPP运行策略模型，通过建立的收益在不同场景下验证发用电策略的可行性，为社区能源互联网的建设及交易指明方向。
2019, 6(3): 48-53.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.03.008
摘要:
[目的] 随着分布式储能技术的日趋成熟，分布式储能系统得到了业界的广泛关注，各类示范项目先后投运。然而，用户侧分布式储能项目的综合效益往往涉及投资方、运营方、用户和监管部分等多个参与方，且与用户的负荷特性和储能系统运行策略密切相关，科学合理且便捷的综合效益评估方法已经成为分布式储能项目广泛开展的关键技术问题。 [方法] 根据分布式储能项目的设备和资产构成，并结合用户负荷曲线划分多个典型运行场景，从而对不同场景下各类项目资产的成本、功能、效益、相关方进行映射，最终按照项目的内部运作机制和外部市场机制分析其综合效益。 [结果] 利用该方法，可对种类更广泛的分布式储能项目进行更加定量、客观的综合效益评估。 [结论] 基于实际的工程算例表明，所提的方法准确有效，为项目投资运营模式及技术方案的决策提供方法支持。
2019, 6(3): 54-58.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.03.009
摘要:
[目的] 由于风电、光伏、小水电、煤层气发电等多种间歇性能源具备波动性、随机性等特点，大规模接入电网后将给电网的安全稳定运行及控制带来很大的影响，而传统的电网运行控制系统不能完全适应对大规模间歇性能源的运行控制，因此需要开展含间歇性能源控制系统的研究，以实现对间歇性能源的运行控制。 [方法] 针对间歇性能源的特点，设计了多种能源联合运行控制系统的系统架构、关键应用技术，为间歇性能源的运行控制提供技术系统的支撑。 [结果] 所设计的多种能源联合运行控制系统实现了间歇性能源参与电网的运行控制，提高了系统应对间歇性能源波动的能力。 [结论] 系统已在贵州电网获得落地应用，验证了其对间歇性能源运行控制的可行性。
2019, 6(3): 59-63.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.03.010
摘要:
[目的] 为实现分布式能源系统经济、高效的为工业用户供能，基于工业园区电、热负荷的耦合特性，建立了分布式能源系统供能单元的性能模型，提出了优化运行策略。 [方法] 以广州某工业园区为研究对象，结合实际负荷数据，合理确定优化参数，计算了年发电量、年耗气量和一次能源利用效率，并对负荷增量的影响进行了研究。 [结果] 结果表明：机组启动热负荷对分布式能源系统的年发电量影响较大，采用优化运行策略，年发电量提升约18.7%，可以提高园区自供电比例，一次能源利用效率在85%以上。 [结论] 该优化运行策略是正确并有效的，可应用于热电耦合分布式能源系统的优化，有效提升分布式能源系统的供能，同时维持较高的一次能源综合利用效率。
2019, 6(3): 64-69.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.03.011
摘要:
[目的] 为了提高联合循环电厂运行灵活性，保证较好的机组运行经济性，避免燃气轮机在低效运行区，对燃机的进气冷却系统进行分析研究。 [方法] 基于GT-Pro/GT-Master软件，通过对采用进气冷却系统前后的燃机联合循环机组进行热平衡模拟计算，对机组的性能变化以及影响因素进行研究、对机组效率进行敏感性分析。 [结果] 分析结果表明：进气冷却系统可以大幅提高燃机的出力和效率；采用进气冷却系统后联合循环机组的出力增加，但效率略有下降。 [结论] 因此，对于联合循环机组，若电网允许机组多发电，则可以考虑设置进气冷却系统；若机组全年总出力固定，且年利用小时数并不饱满，则不宜设置进气冷却系统。
2019, 6(3): 70-74.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.03.012
摘要:
[目的] 为了提升综合能源系统方案规划的效率和精确度，对园区综合能源系统分析平台进行开发研究。 [方法] 以园区(包括楼宇型园区和工业型园区)综合能源系统建设为切入点，针对园区综合能源系统总体方案设计方法、园区综合能源项目效益影响因素和分析方法、智慧能源综合管理平台平台建设三个方面进行理论研究，并基于理论研究成果提出相应的平台工具开发设想，平台工具用于辅助支撑园区综合能源系统规划设计及投资运营效益分析。 [结果] 平台研究结果表明综合能源方案可自动生成且提升精度和效率。 [结论] 研究成果对后续园区综合能源项目建设运营具有一定参考指导价值。
2019, 6(3): 75-80.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.03.013
摘要:
[目的] 园区能源互联网是对多种能源、负荷和电网进行统一协调优化实现能效最优的复杂系统，评价指标体系的构建和规划方案的综合评价，是园区能源互联网规划所必须解决的关键问题。 [方法] 从能源互联网的作用出发，构建了其规划的评价指标体系，对体系中各指标的定义及计算方法进行了详细说明，并基于层次分析法进行了量化评价，最后基于实际工程队对该指标体系及评价方法的应用进行了分析。 [结果] 利用该方法，可对各类园区的能源互联网项目进行更加定量、客观的综合效益评估。 [结论] 算例分析表明：所提的方法准确有效，为项目投资运营模式及技术方案的决策提供方法支持。
2019, 6(3): 81-86.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.03.014
摘要:
[目的] 为了分析火电机组超低负荷运行工况下过量空气系数对于炉膛燃烧稳定性的影响，更好地指导机组参与调峰。 [方法] 通过深入分析锅炉运行和炉内传热机理，以炉膛出口烟温表征炉内燃烧温度，并作为燃烧稳定性的指标，在MATLAB/SIMULINK中搭建炉膛出口烟温模型。以某300 MW火力发电机组为例，首先选择几个典型工况点采用相似性求解方法计算炉膛出口烟温与锅炉厂家给出的设计数据进行比对，检验计算方法基本正确之后代入超低负荷运行参数，计算深调峰工况下不同过量空气系数对应的炉膛出口烟温。 [结果] 仿真结果表明：模型算得炉温与锅炉厂家给出的设计数据对比，计算误差小于±15 ℃，计算方法基本正确，可以将其应用于超低负荷工况计算。 [结论] 随着负荷的降低，使炉膛出口烟温达到最大值的最优过量空气系数逐渐增大。因此在超低负荷运行工况下，可在一定范围内适当增大过量空气系数以提高炉膛出口烟温，进而提高锅炉燃烧的稳定性，并且过量空气系数小于2.0时，数值越大炉膛出口烟温越高。
2019, 6(3): 87-91.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.03.015
摘要:
[目的] 燃气轮机排气温度高，可增加底循环，利用排气的余热发电，从而提高燃料总的能量利用率。鉴于超临界CO2循环热效率高，并且具有系统简单、结构紧凑、运行灵活等潜在优势，可与燃气轮机组成新型的燃气-超临界CO2联合循环。 [方法] 为了充分利用燃气轮机排气余热，提出在简单回热超临界CO2循环的基础上，再嵌套一个简单回热循环的布置方式，并以PG9351(FA)型燃气轮机为例，对其热效率进行了计算分析。同时，在系统中增加余热利用装置，可将剩余热量用于供热、转换为冷量或发电。 [结果] 结果表明：对于选定的燃气轮机，超临界CO2循环最高温度可达约600 ℃，循环发电效率约32%，获得余热温度为170 ℃以上，余热热量占燃气轮机排气热量9%，联合循环发电效率约54%。 [结论] 燃气-超临界CO2联合循环发电系统具有较高的热效率，并且保留部分较高品位的余热，可进一步用于电厂运行。
2019, 6(3): 92-97.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.03.016
摘要:
[目的] 电网运行规划研究在电力系统中具有十分重要的地位，对电源布局具有决策意义，其本质上是一个多约束组合优化问题，重点研究了风电运行成本的计算模型。 [方法] 该模型对电源布局规划中需要重点考虑的约束问题进行了分析，采用粒子群算法用于解决此类目标优化问题，并结合模拟退火理论对传统粒子群算法进行了优化处理。 [结果] 通过仿真计算，与遗传算法及粒子群算法进行了对比分析，证实了这种算法的优越性，可以找到满足各种约束条件的最优电网出力方案。最后，进一步分析了在不同风速下对风电并网运行成本影响。 [结论] 该模型应用于电网规划分析是可行且有效的。
2019, 6(3): 98-104.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.03.017
摘要:
[目的] 针对锂离子电池SOH(State of Health)评估易受电池特性不一致影响，从而产生评估结果分散并最终导致难以满足电动汽车服役环境需求的问题。 [方法] 分析了典型储能元件NCM电池在寿命循环测试过程中的开路电压曲线、脉冲电压响应和增量容量曲线的相应变化。选取与电池容量衰减密切相关的6种特征参量，提出一种基于模糊逻辑的隶属函数，建立SOH评价集关联特征参量，并采用以相关系数为标度的层次分析法确定参量指标对评估结果影响权值的SOH综合评估方法，最后以完成寿命循环测试的4只NCM-21700电池对所提出方法的有效性进行了验证。 [结果] 结果表明：该方法能有效消减SOH评估结果的分散，评估平均误差不超过3%，最大误差不超过5%。 [结论] 所提SOH综合评估方法是正确并有效的，可为实际应用提供指导。
2019, 6(3): 105-112.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.03.018
摘要:
[目的] 对配电网的全面评估需要综合考虑其安全性、经济性、可靠性、适应性和优质性。 [方法] 为了更合理客观地对配电网进行评估，从这5个方面建立了一套科学合理的配电网评价体系，应用主成分分析法提取配电网指标数据之间隐含的内在联系，使所求出的各指标权重客观合理，应用模糊综合评价法对整个配电网状况进行更为全面准确的评估，其中对实际数据评分结果的区间进行划分，并统一了模糊综合评价法中的定量类指标的评价等级标准。 [结果] 从而解决了模糊综合评价法无法处理大量定量类指标数据的问题，降低了计算复杂度，同时保持了评估结果准确性。 [结论] 最终使得对配电网的评估更加真实合理可靠。对江西配电网的算例分析结果表明文章的评估方法是科学有效的。
2019, 6(3): 113-119.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.03.019
摘要:
[目的] 为填补在特高压电网和新能源并网技术高速发展背景下，对信息化和智能化的更高要求中，传统电能质量在线监测系统凸显出的部署成本高、维护工作量大、覆盖程度低和功能单一等短板。 [方法] 提出了基于故障录波数据挖掘进行电能质量特征参数辨识、提取和计算的方法，设计了利用现有录波器和调度数据网开展非侵入式的广域电网电能质量监测、评估和决策支持的系统架构。 [结果] 试点应用结果表明：系统监测的电能质量指标全面，采集精度优于标准要求，事件识别、诊断准确率高，在厂站覆盖率、监测点容量、文件上送、预警、发布等方面有明显优势。 [结论] 系统设计具备可行性，能以较小投入实现对现有电能质量在线监测系统在广域电网的延伸和补充。
2019, 6(3): 120-125.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.03.020
摘要:
[目的] 通过调研《3C绿色电网建设评价标准》指标的执行情况，分析指标适用性，为评价指标的修改完善提供建议。 [方法] 自《3C绿色电网建设评价标准》2013年发布实施以来，有效地指导了南方电网的多项变电站、线路、配网的建设工作。本次调研广东、广西、云南、贵州、海南等地共计52个变电站，其中三级项目15个，二级项目15个，一级项目17个，5个小型扩建类项目。 [结果] 标准对绿色电网建设起到了积极的指导作用，参评项目在完成后基本能够实现拟建绿色等级，证明大部分评价指标条款能够落地执行。标准也存在一些问题，如指标引导性需增强、指标限值需调整等。 [结论] 应从提高指标的引导性，结合技术发展修订指标限值等方向，开展下一步标准修订工作。
2019, 6(3): 126-131.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.03.021
摘要:
[目的] 为获取微电网安全经济运行方案，提出了基于支持向量机回归理论的微电网最优经济运行的数学模型，实现了微电网中各分布式电源的负荷预测，根据实时电价分析了分布式电源的出力情况，并给出了相应的理论依据。 [方法] 为尽可能准确地构建微电网模型，以系统的运行成本、环保成本和综合效益为目标，构建了以常见五大分布式电源为主的最优经济运行的数学模型，采用Yalmip/CPLEX对模型进行了求解，获得了各分布式电源的实时出力情况。 [结果] 计算结果表明：以综合效益为目标的调度方案能够实现微电网整体的运行成本最低，协调了微电网的经济性与环保性。 [结论] 该模型可为微电网并网的资源优化利用和提高供电可靠性的相关研究奠定理论基础。
2019, 6(3): 132-138.
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2019.03.022
摘要:
[目的] 新能源并网的大规模提升导致电网系统调峰调频的需求增加，如何完善电力辅助服务市场机制引起广泛关注。而且随着储能电池技术的日趋成熟及储能系统自身的优势，储能联合其他类型能源参与辅助服务的经济效益如何成为关注热点。 [方法] 重点介绍了我国电力辅助服务市场的发展历程，并结合2018年上半年各区域辅助服务市场相关数据分析了不同区域参与辅助服务的特点，对电改形势下的辅助服务市场机制作了进一步预测分析；同时介绍了储能参与辅助服务的市场前景及补贴政策。 [结果] 通过市场机制和补贴政策的梳理，明确了储能参与辅助服务市场的巨大前景。 [结论] 以火电联合储能参与AGC调频的实例验证了储能参与辅助服务具有良好的经济性，为相关投资者提供决策支撑。
