分布式发电技术及新能源设备发展状况研究

分布式发电具有能源利用效率高、对环境污染少、可靠性高等优势,其可以实现小范围的功率平衡和能量优化。目前,分布式发电技术已经成为电力系统发展的前沿技术。笔者介绍了分布式发电技术及新能源设备发展状况,分布式发电系统将成为大电网的配网模式之一,其有效地融入到智能电网中,对提高电网的安全稳定和节能降耗起到积极的作用。     

面向分布式发电系统的CIM扩展

IEC 61970标准《能量管理系统应用程序接口（EMS-API）》，实现了能量管理系统中应用软件的无缝集成，但是IEC 61970没有分布式发电系统的公共信息模型（CIM）。文中对原有 IEC 61970中的CIM进行扩展，建立了光伏发电系统、风力发电系统、燃料电池发电系统、储能系统的CIM，实现了包含分布式发电系统的完整的电网信息模型，并应用于微网能量管理系统的设计。     

基于分时电价模式的分布式风-光联合发电系统功率消纳模型研究

分时电价的方法能反映用电负荷的市场化行为,指引用户的用电时段,同时也可促进分布式可再生能源的消纳利用。基于用电负荷三段式分类方法,本文提出了分时电价机制下分布式风-光联合发电系统接入配网系统的功率消纳模型。该模型采用配网系统对内分时电价的方式来提高分布式风-光联合系统的并网消纳功率,并结合模拟退火算法对模型进行优化求解。最后通过仿真算例验证了本方法促进分布式风-光联合发电系统功率消纳、配网系统和用户取得双赢效果的可行性。     

基于分时电价模式的分布式风-光联合发电系统功率消纳模型研究

分时电价的方法能反映用电负荷的市场化行为,指引用户的用电时段,同时也可促进分布式可再生能源的消纳利用。基于用电负荷三段式分类方法,本文提出了分时电价机制下分布式风-光联合发电系统接入配网系统的功率消纳模型。该模型采用配网系统对内分时电价的方式来提高分布式风-光联合系统的并网消纳功率,并结合模拟退火算法对模型进行优化求解。最后通过仿真算例验证了本方法促进分布式风-光联合发电系统功率消纳、配网系统和用户取得双赢效果的可行性。     

平抑风电出力的风储系统控制策略

为了平抑风电出力,采用了双层模糊控制优化策略的风储系统。首先,利用小波包将风电场出力进行分解,得到平抑目标功率和储能系统充放电初级参考指令。接着,根据储能设备的荷电状态和充放电初级参考指令利用模糊控制对储能设备的荷电状态进行调节。然后,利用第二层模糊控制实现储能设备之间的能量相互流动,优化储能设备的充放电功率指令,改善对风电功率波动的平抑效果。最后,在Matlab/Simulink中搭建了风储系统模型,通过仿真验证了双层控制优化策略的有效性。研究结果为风力发电储能系统设计提供参考。     

基于超级电容储能的风电场功率调节系统建模与控制

随着风电装机容量的不断提高,风电输出功率的波动性给电网带来的不利影响越来越得到重视。文中介绍一种基于超级电容储能的风电场功率调节系统,利用超级电容器组作为储能元件,平抑风电场有功、无功功率波动,维持风电场输出端电压,降低风电场对电网电能质量的影响。基于功率调节系统的结构特点和工作原理,提出了一种网级控制、超级电容能量管理和变流器控制相结合的控制策略,并建立了变流器的动态小信号模型,进行了环路控制器设计。利用仿真软件PSCAD/EMTDC对系统的控制策略进行了仿真分析,仿真结果验证了该装置具有良好的运行性能。     

超级电容储能技术在分布式发电系统中的应用

介绍了超级电容储能系统的基本原理和分类,分析了储能技术在分布式发电系统中的作用,论述了超级电容储能系统的基本结构。超级电容储能系统对于提高分布式发电系统的能源利用率、改善系统的稳定性、可靠性及经济性会起到重要的作用。     

基于超级电容-蓄电池混合储能的小型直驱风机综合控制策略及运行特性研究

针对小型分布式直驱风力发电机对运行工况快速变化的敏感性问题以及功率波动问题,利用超级电容-蓄电池混合储能系统的互补特性,提出了一种以直流母线为控制对象、以直流电压恒定为控制目的混合储能系统的控制策略,来抑制风速变化对风机运行稳定性的影响,提高机组运行效率。小型直驱风机、超级电容-蓄电池混合储能系统及逆变器的数学模型进行了详细研究分析,在此综合控制策略的基础上,搭建了带超级电容-蓄电池混合储能装置的小型分布式直驱风力发电系统并网模型,并对其并网运行特性进行了仿真分析,验证了该控制策略的有效性。该策略可以有效抑制风机输出功率的波动性,提高了其运行稳定性。     

乌鲁木齐地区风光互补发电系统优化研究

风光互补发电系统的设计和运行需要考虑地理位置、气象条件、设备特性和负载要求等因素。目标是合理配置各组件,充分利用两者的互补性,达到提高系统运行可靠性和经济性的目的。本文对乌鲁木齐地区风光互补发电系统进行了优化研究,首先利用气象观测数据分析风能资源和太阳能资源状况,然后根据风力发电机和光伏电池的功率特性分别建立能量输出模型,最后根据最优化理论建立风光互补发电系统优化设计的数学模型,并利用遗传算法进行了求解分析。结果表明本文提出的优化方法具有一定的合理性。     

基于超导储能系统的风电场功率控制系统设计

风电场输出功率的波动性和间歇性会给电网带来不利的影响。为了降低风电场并网对电能质量的影响，文中阐述了一种基于超导储能系统的抑制风电场功率波动的间接控制方法。利用超导储能系统的四象限功率运行能力来补偿风电场输出的有功和无功功率波动，并抑制由此产生的电网电压波动;通过合理设计超导储能系统功率调节器的带宽来优化储能量。通过对风电场连接于弱电网的仿真，验证了所提出的功率控制策略的有效性。     

多能互补促进新能源发展

随着风能、太阳能发电等新能源的快速发展,其并网消纳将面临愈来愈难的局面。通过研究表明,多种类型电源之间互补运行是促进风能、太阳能发展消纳的重要途径。文章介绍了多能互补的含义、实施多能互补的目的以及多能互补中各类电源的作用,提出了多能互补的形式,并就其应用情况提出了典型案例。     

清洁能源与优质电源论析

简要论述了开发利用清洁能源、可再生能源和优质电源的意义,这些能源在我国的蕴藏量及开发现状。我国今后能源建设的方针是继续大力布局与开发水电能源,继续优化火电能源结构,有序地发展核电,科学地发展风力发电和太阳能发电,并积极探索其他新型能源。     

多能互补——促进可再生能源发展的有效途径

可再生能源的利用已成为保障国民经济可持续发展的重要战略之一。陕甘青宁电网区域内目前可规模化开发利用的再生能源主要包括：水电、风电、光伏电等。文章重点探讨陕甘青宁电网水电、火电、抽水蓄能、风电、光伏电互补的必要性、技术可行性及经济合理性。     

Marine renewable energy in China： Current status and perspectives

Based on a general review of marine renewable energy in China, an assessment of the development status and amount of various marine renewable energy resources, including tidal energy, tidal current energy, wave energy, ocean thermal energy, and salinity gradient energy in China＇s coastal seas, such as the Bohai Sea, the Yellow Sea, the East China Sea, and the South China Sea, is presented. We have found that these kinds of marine renewable energy resources will play an important role in meeting China＇s future energy needs. Additionally, considering the uneven distribution of China＇s marine renewable energy and the influences of its exploitation on the environment, we have suggested several sites with great potential for each kind of marine energy. Furthermore, perspectives on and challenges related with marine renewable energy in China are addressed.     

工业建筑的节能措施

文章对工业建筑的节能优化措施进行探讨,采用墙体节能、门窗节能、外遮阳技术、屋面节能等措施,降低运行成本、实现节能减排等方面,归纳出工业建筑节能优化措施的发展方向.     

单轴压缩下混凝土的能量演化规律

为研究混凝土在破坏过程中的能量演化规律,对混凝土试件在不同侧应力(0,0.1f_c,0.3f_c,0.5f_c)、不同应变速率(10^-5/s,10^-4/s,10^-3/s,10^-2/s)下进行循环加-卸载试验,得到单轴压缩下输入总能量、弹性能和耗散能随应变增长的演化和分配规律。试验结果表明:在整个加载阶段,应变速率为10^-5/s及10^-4/s时,混凝土输入总能量、弹性能、耗散能都随应变的增大而先增大后减小;应变速率为10^-3/s及10^-2/s时,混凝土输入总能量、弹性能、耗散能都随应变的增加而逐渐增加;在相同侧应力下,应变速率增大,混凝土在破坏时积聚的能量和混凝土的储能会增加;混凝土达到储能极限时弹性能比例最小为30%,而最大为58%;在应变速率相同时,混凝土的储能极限随着侧应力的增大而增大,侧应力会抑制裂缝的发展;在侧应力为(0.1,0.3)f_c时,混凝土的弹性能密度随侧应力增大呈线性增大。研究成果有助于研究人员了解混凝土的破坏过程。     

台阶式消能工在金平水电站的应用

主要介绍了金平水电站竖井溢洪道出口台阶消能方式、消能工的布置及运行情况,阐述了台阶式消能工的消能原理及消能率,结合水工模型试验成果及实际泄洪情况对金平台阶消能进行了总结,结果表明:台阶消能工消能率在80%以上,台阶上不发生空蚀,大大减轻了下游消能压力。     

明渠漂浮植被水流内部能量损失和传递规律研究

明渠漂浮植被会对河道过流能力造成不利影响。本文针对明渠漂浮植被均匀流,基于前人的过流断面能量平衡理论,研究明渠漂浮植被水流过水断面上的能量传递规律和能量平衡机理,推导出了断面上能量提供、能量损失和能量传递的表达式和相应能量累积的表达式,基于Plew的实测流速和切应力得到沿水深方向上的能量累积分布。结果表明在任意点和任意平面上,能量提供均等于能量损失与能量传递之和,断面上的能量损失主要集中在漂浮植被区,并且在植被区和非植被区的交界面达到最大。断面内总的能量传递为零,植被区和河床底部产生的能量提供不能弥补其能量损失,需要其他流区的能量不断地向这两个流区传递。在近壁流区,紊动动能累积值与能量传递累积值几乎相等,说明近壁流区内的绝大部分能量转化为紊动动能,非常小的一部分因抵抗近壁流区中的阻力而在该区内转化为热能损耗掉。     

The calculation of mechanical energy loss for incompressible steady pipe flow of homogeneous fluid

The calculation of the mechanical energy loss is one of the fundamental problems in the field of Hydraulics and Engineering Fluid Mechanics. However, for a non-uniform flow the relation between the mechanical energy loss in a volume of fluid and the kinematical and dynamical characteristics of the flow field is not clearly established. In this paper a new mechanical energy equation for the incompressible steady non-uniform pipe flow of homogeneous fluid is derived, which includes the variation of the mean turbulent kinetic energy, and the formula for the calculation of the mechanical energy transformation loss for the non-uniform flow between two cross sections is obtained based on this equation. This formula can be simplified to the Darcy-Weisbach formula for the uniform flow as widely used in Hydraulics. Furthermore, the contributions of the mechanical energy loss relative to the time averaged velocity gradient and the dissipation of the turbulent kinetic energy in the turbulent uniform pipe flow are discussed, and the contributions of the mechanical energy loss in the viscous sublayer, the buffer layer and the region above the buffer layer for the turbulent uniform flow are also analyzed.     

高垌水利枢纽闸坝堰型选择和消能方案研究

结合“高垌水利枢纽水工整体模型试验”的研究成果，针对闸坝堰型选择和消能方案两大问题进行了深入的分析论述。经研究推荐低堰三角形分流墩联合消能布置。