- 柯世堂;毛竞竹;王伯洋;王文才;黄国庆;朱松晔;
“海上风电+”融合发展新模式是我国未来风电发展技术的制高点,风能和波浪能联合发电是实现“海上风电+”这一高技术战略性新兴产业的最重要形式之一,而风-浪联合发电结构体系的研发是实现该目标的重要支撑和建设基础。海上风-浪联合发电结构体系是由叶片、机舱、塔筒、浮筒、浮子、浮台和锚链组成的多柔-刚体混合多体动力学复杂体系,时常遭受海上极端的台风、波浪、海流等多灾害耦合作用,如何保障风-浪联合发电结构体系的结构安全强度和体系稳定性能,是其深海化和大型化发展面临的巨大挑战,亦被列为世界十大海洋科学问题和工程技术难题之一,成为国际风工程与结构工程领域的最前沿趋势与学科交叉研究热点。文章首先从浮式风力机结构体系和波浪能发电装置出发,分别概述了各自结构体系发展历程和研发现状;其次梳理了海上风-浪联合发电结构体系的概念设计理论与研发现状,着重介绍了风-浪联合发电混合结构体系的研究成果;最后从结构体系设计通用规范、双重非线性气动/水动荷载预测方法、体系降载减振新技术研究等方面提出未来挑战。
2025年01期 v.6;No.40 1-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 2324K] - 王圣;徐静馨;姚杰;
我国光伏发电装机容量已连续9年位居世界第一,成为我国构建新型电力系统的重要支柱。然而,伴随着光伏电站大规模建设与运行,一方面从行业角度给光伏产业带来了诸多挑战,另一方面从实际运行角度也存在较多故障。文章从资源环境、弃光现象、产能过剩、经济性和技术发展等5个方面剖析了光伏产业发展中面临的重要挑战,重点从光伏组件、逆变器和其他常见故障等3个方面重点阐述光伏电站在运行过程中遇到的常见故障及处理方法。文章对光伏电站155起日常故障进行统计分析,结果显示光伏组件故障占比最高,为53.5%;汇流箱、线缆、支架等其他故障占比34.8%;逆变器故障占比最小,为11.6%。研究结果为光伏产业的高效、稳定运行提供重要参考。
2025年01期 v.6;No.40 14-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1278K] - 涂远东;吴薛伟;
当前,越来越多的储能设备被投资建设且并入电网,用以提高电网的运行灵活性,帮助消纳更多新能源。由于增加储能设备需投入相应的建设成本,可研究其他形式的已有储能资源开发途径,以作为补充。随着研究的深入,电力系统与其他形式能源系统的联合运行开始被重视,其系统内部相应储能资源的开发成为可能。文章聚焦供热系统中管网虚拟储能开发的相关问题,分多个部分进行研究。在理论基础部分,从原理上论证了开发供热管网虚拟储能并使其参与系统调度的可行性。在技术部分,分析了开发利用虚拟储能的技术难点及相应的措施建议。文章针对在实际中开发利用虚拟储能可能遇到的机制问题,从宏观政策支持、系统间数据通信、市场价格机制、市场代理模式方面进行了分析,并给出了相应的对策建议。
2025年01期 v.6;No.40 22-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1006K] - 孙宇;许昌;韩星星;蒋小雪;谭康辉;
我国海上风电正处于快速发展阶段,但如何进一步提升机组能效和降低开发成本仍然是当前的关键规划问题。文章提出了一种基于七参数的非等间距规则排布优化方法,通过引入群体优化算法——蜉蝣算法,对该布局方法的关键参数进行优化,从而实现对海上风电场规则布局的整体优化。通过案例验证了所提优化方法的有效性。文章研究的微观选址规则布局优化方法为大型风电基地的规划设计提供了有价值的参考,能够在风电基地场址划分和布局设计等工作中发挥指导作用。
2025年01期 v.6;No.40 28-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 1690K]
- 孟雷金;王肖祎;张汛杨;常伟国;何晟;
随着我国城市化进程不断加快,人们对建筑物舒适度的要求不断提高,大型公用建筑能耗强度较高,其供冷供热能耗占总能耗近60%。“双碳”目标提出后,降低公用建筑能耗是建筑节能和绿色建筑实施的必经之路。文章以冬冷夏热地区某新建医院为例,对其采暖制冷负荷进行模拟分析,根据负荷需求,结合区域供能特点,采用光伏+地源热泵,结合区域供热和绿电,配置了适用于冬冷夏热地区的多能协同冷热联供系统。该系统不仅具有良好的节能降碳优势,与常规“水冷机组+燃气锅炉”供能相比,还具有明显的经济效益。在冬冷夏热地区大型公共项目中具有一定的推广意义。
2025年01期 v.6;No.40 35-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1295K] - 陈明轩;王文雍;张宝平;王浩然;徐小薇;
为了提升离网条件下的风光储氢系统经济性和新能源利用率,合理制定多目标下的系统日前调度计划,文章提出了一种基于期望点容差度量的优化方法。首先,基于离网风光储氢系统结构以及各子系统的运行约束,建立包含系统净运行成本和新能源消纳的多目标优化数学模型;其次,引入期望点和容差概念,将多个优化目标函数转变为多个不等式约束并定义容差度量函数,将多目标问题转变为单一优化目标问题,利用Yalmip求解器对模型进行求解;最后,基于离网下风光储氢系统的仿真算例进行方法验证和核心参数讨论,结果表明,所提方法保证了推荐的优化调度方案在帕累托前沿上,兼顾了新能源消纳和系统的经济性,证明了方法的有效性,解决了多优化目标问题非支配解的推荐选择问题。
2025年01期 v.6;No.40 41-48+62页 [查看摘要][在线阅读][下载 3297K] - 徐清;严妉妉;张汛杨;常伟国;何晟;
随着全球能源危机和环境问题日益严峻,大力发展新能源供热、供冷,研究新能源供热、供冷安全经济技术路线,对确保国家能源安全、环境改善、未来能源生产方式转型,都具有非常重要的意义。文章阐述了国内外新能源供热供冷技术现状,总结了目前新能源供热供冷的主要技术,深入分析了国内在该领域具有代表性的4个实践案例,系统评估了4种目前应用最广泛的新能源供热供冷技术的安全与经济性,为新能源供热供冷技术的发展和应用提供有益的参考和借鉴。
2025年01期 v.6;No.40 49-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1612K] - 任栋;章志平;刘建虎;张孝文;杨生进;姚云鹏;
风电机组塔筒共振问题严重影响机组结构稳定性与寿命,是风电场设计运行的关键所在。文章全面分析大型柔塔振动行为,创新运用快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT),结合先进数据分析方法深入探究。鉴于现代塔筒柔性和高度增加带来的挑战,研究通过实测西、北方向振动数据,利用FFT将时域信号转换为频域成分,精准识别关键共振频率,首次明确其与风轮旋转频率及叶片通过频率的耦合关系,揭示共振诱发机制。基于此,文章提出运行转速动态优化的振动控制策略,能有效避开共振频率范围,降低振动响应。结论表明低风况下共振概率小,风速突增时概率大;额定转速下共振风险低,但应避免长期在10.3 rpm运行。该研究为改善运行策略、提高塔筒安全性和耐久性提供创新建议,为风电场运行管理提供重要依据。
2025年01期 v.6;No.40 55-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1510K]