为提高新能源的消纳能力,实现综合能源系统低碳、经济运行,提出一种气、热、电联产(combined gas,heat and power,CGHP)系统模型和一种考虑荷侧用能替代的综合能源系统源、荷侧协同运行策略。首先,根据电转气和碳捕集系统的运行特性,搭...为提高新能源的消纳能力,实现综合能源系统低碳、经济运行,提出一种气、热、电联产(combined gas,heat and power,CGHP)系统模型和一种考虑荷侧用能替代的综合能源系统源、荷侧协同运行策略。首先,根据电转气和碳捕集系统的运行特性,搭建CGHP系统模型的基本构架,围绕该基本架构,研究分析了CGHP系统的热电运行特性和电–气–热的量化关系。其次,根据源侧能源价格信息,建立碳交易机制下负荷间替代转换的综合需求响应模型。最后,在保证用户用能满意度的前提下,以综合能源系统日运行成本最低为目标,合理安排系统源、荷侧的调度计划。算例结果表明,所提模型和运行策略具备可行性和有效性,为促进综合能源系统消纳新能源、降低CO_(2)排放和系统日运行成本等方面提供了参考。展开更多
碳捕集和可再生能源利用已经成为减少碳排放的重要措施。但捕集到的二氧化碳利用方式不明确,弃风弃光现象频发,限制了上述2种措施的减排效果。文章通过耦合电转气(power to gas,P2G)技术和碳捕集系统(carbon capture system,CCS),将其...碳捕集和可再生能源利用已经成为减少碳排放的重要措施。但捕集到的二氧化碳利用方式不明确,弃风弃光现象频发,限制了上述2种措施的减排效果。文章通过耦合电转气(power to gas,P2G)技术和碳捕集系统(carbon capture system,CCS),将其扩展到园区级电-热-气综合能源系统中,建立了一种高比例可再生能源渗透水平下的经济低碳多目标优化模型,在多情景下模拟分析了该综合能源系统在某工业园区的运行效果。结果表明,该耦合能源系统排放的大部分CO2可以被有效捕获并送往P2G装置用于合成燃气,为利用CO2提供了新的思路,同时显著提高了系统对可再生能源的消纳能力。对P2G设备容量的敏感性分析表明,单纯增加P2G容量虽然能减少弃能率,但会增加碳排放,因此对P2G的容量规划应当综合考虑可再生能源可用量与碳排放之间的关系。展开更多
随着全国碳交易市场政策落地,为充分挖掘区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)低碳减排能力,提高多区域综合能源系统接入主动配电网(active distribution network,ADN)的经济交互效益,提出了考虑灵活性资源与低碳...随着全国碳交易市场政策落地,为充分挖掘区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)低碳减排能力,提高多区域综合能源系统接入主动配电网(active distribution network,ADN)的经济交互效益,提出了考虑灵活性资源与低碳交互结构的区域综合能源系统联盟参与配电网调峰调度的优化调度策略。建立了以主动配电网为主体,区域综合能源系统联盟为从体的主从博弈模型。主体以最大化交互效益目标制定分时电价策略,从体成员间通过联络线实现多能共享,考虑碳交易制度以供能与碳交易成本之和最小为目标,响应主体电价策略,建立了下层多区域综合能源系统联盟合作博弈优化模型。引入包含需求响应、储能和电动汽车在内的灵活性资源,配合碳捕集-电转气耦合机组优化联盟内部各系统的低碳供能策略,满足联盟负荷需求。基于纳什议价理论完成联盟成员合作收益的分配。通过算例验证所提策略能够有效减少各区域综合能源系统碳排放,并保障主从交互经济效益。展开更多
On basis of adopting polygeneration systems for power and alternative fuels,capturing CO2 with near zero energy penalties,and storing CO2 on sites,a new kind of Energy Network can integrate energy utilization,CO2 capt...On basis of adopting polygeneration systems for power and alternative fuels,capturing CO2 with near zero energy penalties,and storing CO2 on sites,a new kind of Energy Network can integrate energy utilization,CO2 capture,transportation and storage synthetically.Techno-economic analysis of this solution focusing on Inner Mongolia and the Yangtze River Delta districts had been carried with comparison to the chain method for energy utilization and CO2 sequestration.This solution can save 21.5% of energy,and reduce 35% of total costs.The adoption of advanced polygeneration systems contributes 52.2% of the total saved costs,and the integration of energy utilization and CO2 sequestration in the Energy Network contributes 47.8%.From the aspect of CCS,the CO2 sequestration cost in the Energy Network can be as low as 12 $/t due to the lower energy penalties of capture in polygeneration systems and the combination of CO2 source and sink.The Energy Network exhibits attractive performance on energy saving,costs reduction for CCS,which may be a promising solution for sustainable development of China.展开更多
内置单摆主动共振波能装置通过实现波能系统(波能装置+水)共振,具备很高的波能转换效率,但其效率的进一步提升会降低装置运行的稳定性,针对该问题,提出了内置双摆主动共振波能转换装置。基于势流理论及多刚体动力学理论推导得到其刚度...内置单摆主动共振波能装置通过实现波能系统(波能装置+水)共振,具备很高的波能转换效率,但其效率的进一步提升会降低装置运行的稳定性,针对该问题,提出了内置双摆主动共振波能转换装置。基于势流理论及多刚体动力学理论推导得到其刚度控制模型,根据能量转换机理提出了船体外形优化原理及俘能系统(power take off,PTO)阻尼优化方法。通过Fluent仿真实验验证了其在不同周期与波高的规则波况及非规则波况下均可保持较高的俘能效率。同时,装置稳定性更高、无波向要求,应用范围更广。研究成果进一步丰富了主动共振波能技术的理论内容,为波能技术商业化提供了理论和技术基础。展开更多
文摘为提高新能源的消纳能力,实现综合能源系统低碳、经济运行,提出一种气、热、电联产(combined gas,heat and power,CGHP)系统模型和一种考虑荷侧用能替代的综合能源系统源、荷侧协同运行策略。首先,根据电转气和碳捕集系统的运行特性,搭建CGHP系统模型的基本构架,围绕该基本架构,研究分析了CGHP系统的热电运行特性和电–气–热的量化关系。其次,根据源侧能源价格信息,建立碳交易机制下负荷间替代转换的综合需求响应模型。最后,在保证用户用能满意度的前提下,以综合能源系统日运行成本最低为目标,合理安排系统源、荷侧的调度计划。算例结果表明,所提模型和运行策略具备可行性和有效性,为促进综合能源系统消纳新能源、降低CO_(2)排放和系统日运行成本等方面提供了参考。
文摘碳捕集和可再生能源利用已经成为减少碳排放的重要措施。但捕集到的二氧化碳利用方式不明确,弃风弃光现象频发,限制了上述2种措施的减排效果。文章通过耦合电转气(power to gas,P2G)技术和碳捕集系统(carbon capture system,CCS),将其扩展到园区级电-热-气综合能源系统中,建立了一种高比例可再生能源渗透水平下的经济低碳多目标优化模型,在多情景下模拟分析了该综合能源系统在某工业园区的运行效果。结果表明,该耦合能源系统排放的大部分CO2可以被有效捕获并送往P2G装置用于合成燃气,为利用CO2提供了新的思路,同时显著提高了系统对可再生能源的消纳能力。对P2G设备容量的敏感性分析表明,单纯增加P2G容量虽然能减少弃能率,但会增加碳排放,因此对P2G的容量规划应当综合考虑可再生能源可用量与碳排放之间的关系。
文摘随着全国碳交易市场政策落地,为充分挖掘区域综合能源系统(regional integrated energy system,RIES)低碳减排能力,提高多区域综合能源系统接入主动配电网(active distribution network,ADN)的经济交互效益,提出了考虑灵活性资源与低碳交互结构的区域综合能源系统联盟参与配电网调峰调度的优化调度策略。建立了以主动配电网为主体,区域综合能源系统联盟为从体的主从博弈模型。主体以最大化交互效益目标制定分时电价策略,从体成员间通过联络线实现多能共享,考虑碳交易制度以供能与碳交易成本之和最小为目标,响应主体电价策略,建立了下层多区域综合能源系统联盟合作博弈优化模型。引入包含需求响应、储能和电动汽车在内的灵活性资源,配合碳捕集-电转气耦合机组优化联盟内部各系统的低碳供能策略,满足联盟负荷需求。基于纳什议价理论完成联盟成员合作收益的分配。通过算例验证所提策略能够有效减少各区域综合能源系统碳排放,并保障主从交互经济效益。
基金supported by the National Basic Research Program of China ("973" Project) (Grant No.2005CB221207)the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos.50520140517,50706052)
文摘On basis of adopting polygeneration systems for power and alternative fuels,capturing CO2 with near zero energy penalties,and storing CO2 on sites,a new kind of Energy Network can integrate energy utilization,CO2 capture,transportation and storage synthetically.Techno-economic analysis of this solution focusing on Inner Mongolia and the Yangtze River Delta districts had been carried with comparison to the chain method for energy utilization and CO2 sequestration.This solution can save 21.5% of energy,and reduce 35% of total costs.The adoption of advanced polygeneration systems contributes 52.2% of the total saved costs,and the integration of energy utilization and CO2 sequestration in the Energy Network contributes 47.8%.From the aspect of CCS,the CO2 sequestration cost in the Energy Network can be as low as 12 $/t due to the lower energy penalties of capture in polygeneration systems and the combination of CO2 source and sink.The Energy Network exhibits attractive performance on energy saving,costs reduction for CCS,which may be a promising solution for sustainable development of China.
文摘内置单摆主动共振波能装置通过实现波能系统(波能装置+水)共振,具备很高的波能转换效率,但其效率的进一步提升会降低装置运行的稳定性,针对该问题,提出了内置双摆主动共振波能转换装置。基于势流理论及多刚体动力学理论推导得到其刚度控制模型,根据能量转换机理提出了船体外形优化原理及俘能系统(power take off,PTO)阻尼优化方法。通过Fluent仿真实验验证了其在不同周期与波高的规则波况及非规则波况下均可保持较高的俘能效率。同时,装置稳定性更高、无波向要求,应用范围更广。研究成果进一步丰富了主动共振波能技术的理论内容,为波能技术商业化提供了理论和技术基础。
