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Incremental cost analysis model of distribution network based on economic dispatch of distributed new-energy storage system

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CLEAN ENERGY 2024年第2期8卷 89-103页

作者： zhou, zhuan Bian, Jiayu Yu, Zhiyong State Grid Xinjiang Elect Power Co Ltd Urumqi Xinjiang Peoples R China

With the implementation of China's carbon-peaking and carbon-neutrality strategy, new energy will achieve leapfrog growth. Due to the good economics of distributed new-energy generation, it can not only save users' own investment, but also help to achieve local consumption of new energy. However, it will also bring about a series of incremental costs to the power grid. This paper first enumerates the concept, development status and scheduling mode of a distributed new-energy storage system. Based on the above, it establishes a new-energy power generation model and an energy storage system charging and discharging model, and proposes a global optimization scheduling model for a distributed new-energy storage system, considering the time-of-use electricity price and taking the lowest total operating cost of the distributed new-energy power generation system as the objective function. Finally, it proposes a distribution network incremental cost analysis model based on the penetration of distributed new energy. The calculation results show that the incremental cost of grid-connected distributed new energy is 1.0849, 1.2585 and 1.3473 yuan/kWh, respectively, which indicates that the global dispatching model can optimize the power consumption structure of a distributed power generation system, and has the function of peak shaving and valley filling, but the incremental cost of the distribution network will also increase. A new-energy power generation model and an energy storage system charging and discharging model use a global optimization scheduling method, considering the time-of-use electricity price and taking the lowest total operating cost as the objective function. The results show the incremental cost of grid-connected distributed new energy. Graphical Abstract

关键词： distributed new energy electrochemical energy storage economic dispatch distribution network cost time-sharing price

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基于系统动力学的交通领域氢能需求预测

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电力自动化设备 2024年第4期44卷 33-39,47页

作者：周专苗帅袁铁江国网新疆电力有限公司新疆乌鲁木齐830011 大连理工大学电气工程学院辽宁大连116024

为预测“双碳”目标下氢能的需求,充分挖掘与氢能需求相关的影响因素,构建了基于系统动力学的交通领域氢能需求预测系统。绘制了交通领域氢能需求预测系统的因果关系图和系统流图,重点考虑公共汽车、重型卡车和家用汽车的氢能替代,通过... 详细信息

为预测“双碳”目标下氢能的需求,充分挖掘与氢能需求相关的影响因素,构建了基于系统动力学的交通领域氢能需求预测系统。绘制了交通领域氢能需求预测系统的因果关系图和系统流图,重点考虑公共汽车、重型卡车和家用汽车的氢能替代,通过历史数据检验模型的有效性,以新疆地区为例,设置低速、中速、高速3个发展水平来分析政策支持和经济投入对交通领域氢能需求的影响。模拟结果表明,交通领域的转型在2030年前发展得较为缓慢,政策和经济投资的影响在之后会逐渐明显,发展水平越高各类交通工具的增长幅度会越来越大,至2050年高速发展水平下的平均氢能替代率会达到低速发展水平下的2.2倍,高速发展水平下的售氢回报会达到低速发展水平下的2.5倍。

关键词：交通领域系统动力学需求预测发展水平分析氢能替代

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提升风电消纳的绿氢钢铁冶炼系统动力学建模

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中国电力 2024年第8期57卷 36-45页

作者：周专苗帅袁铁江国网新疆电力有限公司新疆乌鲁木齐830011 大连理工大学电气工程学院辽宁大连116024

富裕风电电解水制氢,耦合高污染的钢铁冶炼过程,既促进炼钢产业低碳转型,又可有效提升风电消纳能力。为了模拟绿氢钢铁冶炼对风电消纳能力的影响,综合考虑钢铁冶炼的可靠性、氢能发展的经济性以及风力发电的环境性,确定绿电-氢能-钢铁... 详细信息

富裕风电电解水制氢,耦合高污染的钢铁冶炼过程,既促进炼钢产业低碳转型,又可有效提升风电消纳能力。为了模拟绿氢钢铁冶炼对风电消纳能力的影响,综合考虑钢铁冶炼的可靠性、氢能发展的经济性以及风力发电的环境性,确定绿电-氢能-钢铁冶炼耦合系统内部交互关系和反馈机制;结合钢铁行业发展趋势和绿氢替代潜力,建立了提升风电消纳的绿氢钢铁冶炼系统动力学模型;同时考虑到政府支持力度与制氢技术的发展,构建差异化情景,分析不同条件下的氢能需求规模和风电消纳水平。基于新疆案例表明,加大氢冶金支持力度和提高制氢电解效率,能够有效提升钢铁行业的绿氢替代率并加速绿氢成本降低,进而实现风电的全额消纳,有效解决“弃风”难题。

关键词：风电消纳绿氢需求钢铁行业清洁冶炼系统动力学

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基于外部性理论的网侧储能成本疏导机制研究

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电网技术 2024年第1期48卷 110-120页

作者：苏彦冰周明武昭原刘婧宇王新刚周专吴界辰新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206 国网新疆电力有限公司新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830000 国网经济技术研究院有限公司北京市昌平区102209

“双碳”目标下构建以新能源发电为主体的新型电力系统需要大量灵活性资源保障其可靠运行。大规模的网侧储能为电力系统提供调峰、调频、惯量支撑等多元服务,具有重要调节作用。然而,网侧储能仅靠峰谷电价差获取电量收益难以回收其投建... 详细信息

“双碳”目标下构建以新能源发电为主体的新型电力系统需要大量灵活性资源保障其可靠运行。大规模的网侧储能为电力系统提供调峰、调频、惯量支撑等多元服务,具有重要调节作用。然而,网侧储能仅靠峰谷电价差获取电量收益难以回收其投建成本,已成为制约大规模网侧储能发展的主要原因。为此,基于外部性理论对网侧储能成本疏导机制展开研究。在分析市场环境下网侧储能对源-网-荷多主体外部性价值特点的基础上,建立包含储能外部性价值量化及储能成本疏导的网侧储能双层规划决策模型,即上层给出储能的规划容量,下层模拟网侧储能参与现货市场运营对市场电价的影响,并量化其对不同市场主体的外部性价值,同时反馈到上层决策模型引导储能投资;进而设计网侧储能的成本分摊方法及基于市场清算的成本疏导机制。算例结果表明,所提方法能够指导网侧储能的投建规模,所设计的成本疏导机制满足多市场主体激励相容,可以缩短储能项目的成本回收年限,并与现有电力市场交易规则兼容性好。

关键词：网侧储能外部性价值双层规划分摊因子成本疏导机制

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考虑多阻尼状态与限幅环节的新能源电力系统一次调频备用整定

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中国电机工程学报 2024年第1期44卷 147-159,I0012页

作者：杨牧青王程葛辰雨毕天姝王新刚周专新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206 国网新疆电力有限公司新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830001

一次调频是电力系统抑制扰动后频率变化的重要手段,该文针对新能源电力系统一次调频备用整定问题开展研究。首先,分析新能源电源渗透率上升对系统频率响应模型阻尼比的影响,建立适用于多阻尼状态的系统频率响应模型。随后,考虑新能源电... 详细信息

一次调频是电力系统抑制扰动后频率变化的重要手段,该文针对新能源电力系统一次调频备用整定问题开展研究。首先,分析新能源电源渗透率上升对系统频率响应模型阻尼比的影响,建立适用于多阻尼状态的系统频率响应模型。随后,考虑新能源电源调频动态响应的快速性与同步电源调速器限幅值的差异性,提出计及多机调速器限幅环节的系统频率响应改进模型。接着,将构建的系统频率响应改进模型等价转化到时域,建立各类电源一次调频备用与系统扰动后频率最低点的时域解析关系,并进一步提出其线性化表征方法。最后,面向扰动后频率稳定要求,在新能源电力系统经济调度问题中添加一次调频备用约束,建立新能源电力系统一次调频备用整定模型。IEEE 39节点算例仿真结果表明该文提出模型的正确性与有效性。

关键词：备用整定频率稳定多阻尼状态限幅环节

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大规模新能源接入弱同步支撑柔直系统的送端自适应VSG控制策略

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中国电力 2024年第5期57卷 211-221页

作者：朱子民张锦芳常清周专张晓林国网新疆电力有限公司电力科学研究院新疆乌鲁木齐830001 中电普瑞电力工程有限公司北京102200 国网新疆乌鲁木齐供电公司新疆乌鲁木齐830011 国网新疆电力有限公司新疆乌鲁木齐830000

新能源汇集经柔性直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)技术送出是促进新能源消纳的有效方式。但新能源渗透率的持续增加导致电网强度不断下降,采用传统跟网型(grid-following,GFL)换流技术... 详细信息

新能源汇集经柔性直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)技术送出是促进新能源消纳的有效方式。但新能源渗透率的持续增加导致电网强度不断下降,采用传统跟网型(grid-following,GFL)换流技术已无法满足系统稳定运行需求。为提高系统弱电网适应性,满足大规模新能源接入弱同步支撑柔直系统应用场景需求,提出在柔直系统送端换流站采用VSG控制策略。首先,建立整流侧控制小信号数学模型,利用根轨迹法深入研究虚拟阻抗对系统稳定性的影响。其次,提出利用交流电压变化率及电压差值等电气量构建虚拟电抗自适应调整项的改进VSG控制算法,在保证系统等效阻抗呈感性的同时,可提高送端交流系统的等效短路比,达到改善系统整体性能的效果。最后,通过PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真验证所提控制策略的有效性。

关键词：新能源发电弱交流电网柔性直流系统虚拟同步发电机自适应算法

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计及光热发电非线性运行特性的区域电网功率调节能力刻画方法

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中国电机工程学报 2024年第9期44卷 3541-3552,I0017页

作者：朱芝润余娟杨知方李文沅周专常喜强输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学) 重庆市沙坪坝区400044 国网新疆电力有限公司新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市830000

随着源网荷储一体化建设推进和多能互补系统发展,光热发电凭借其发电连续性、灵活性等优点,在多能互补系统中发挥的作用日益增大。准确描述光热电站运行特性并刻画含多能互补系统区域电网功率调节能力,对于实现电力资源优化配置有着十... 详细信息

随着源网荷储一体化建设推进和多能互补系统发展,光热发电凭借其发电连续性、灵活性等优点,在多能互补系统中发挥的作用日益增大。准确描述光热电站运行特性并刻画含多能互补系统区域电网功率调节能力,对于实现电力资源优化配置有着十分重要的意义。然而,现有含光热电站经济调度模型,尚未计及储热系统充、放热过程能量损失成本,也缺乏对含光热电站区域电网的功率调节能力研究。为此,提出一种计及光热发电非线性运行特性的区域电网功率调节能力刻画方法。首先,考虑光热电站运行过程非线性约束及储热系统能量损失成本,构建计及光热发电非线性运行特性的电力系统经济调度模型。进一步,为解决光热发电非线性运行特性影响电网功率调节能力刻画这一问题,提出含光热电站电力系统经济调度模型线性化转换方法。在此基础上,基于多参数规划理论和K-means聚类算法,提出计及光热发电非线性运行特性的区域电网多时段功率调节能力刻画方法,实现联络线传输功率可行域的解耦计算,进而表征区域电网功率调节能力。最后,选取IEEE 30节点系统以及国内某省实际电力系统作为算例系统进行分析,验证所提方法的准确性及有效性。

关键词：光热发电线性化方法多参数规划经济调度联络线传输功率可行域

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可再生能源电解水制氢系统规划优化与生产模拟

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中国电力 2024年第4期57卷 52-60页

作者：张丝钰张宁代红才冯长有周专朱克平国网能源研究院有限公司北京102209 国家电力调度控制中心北京100031 国网新疆电力有限公司新疆乌鲁木齐830063 国网浙江电力有限公司浙江杭州310008

可再生能源电解水制备所得的氢气,可助力部分难以实现电气化替代的部门深度脱碳,并推动不同部门和能源网络之间形成协同效应。系统配置与生产运行方案的优化是降低绿氢制取成本、提升其经济竞争力的关键。本文提出了一种可再生能源电解... 详细信息

可再生能源电解水制备所得的氢气,可助力部分难以实现电气化替代的部门深度脱碳,并推动不同部门和能源网络之间形成协同效应。系统配置与生产运行方案的优化是降低绿氢制取成本、提升其经济竞争力的关键。本文提出了一种可再生能源电解水制氢系统规划优化与生产模拟模型,深入分析风电/光伏、电化学储能等关键设备以及电解槽的容量配比、电价水平等关键因素对氢气平准化成本的影响机理,并结合西北、东南2个代表性地区开展典型案例研究。研究结果表明,用电成本是影响绿氢经济性的主要因素,绿氢项目向新能源富集地区聚集,在少数优质资源地的绿氢制取成本已降至20元/kg左右。若未来电价水平与当前基本持平,绿氢项目运行模式将逐步由并网向将电网作为备用的模式转变。研究结论可为绿氢项目的规划建设提供理论指导与重要参考。

关键词：绿氢电解水规划优化平准化成本电解槽储能

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From structure to function: unveiling the structure of the Nav channel–toxin complex

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National Science Review 2019年第5期6卷 859-860页

作者： zhuan zhou Zuying Chai Changhe Wang Institute of Molecular Medicine and Peking-Tsinghua Center for Life Sciences and PKU-IDG/McGovern Institute for Brain Research.Peking University School of Life Science and Technology and Frontier Institute of Science and Technology Xi'an Jiaotong University

Voltage-gated sodium channels (Nav)are essential for the generation and conduction of the action potentials in excitable cells, including neurons,endocrine cells and *** sodium current was first recorded

关键词： From structure to function toxin complex unveiling the structure of the Na_v channel

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基于医疗废物和沼气的零碳排放制氢系统研究

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现代化工 2024年第5期44卷 233-238页

作者：周专边家瑜荆世博余金赵欣悦陈衡国网新疆电力有限公司新疆乌鲁木齐830000 国网新疆电力有限公司经济技术研究院新疆乌鲁木齐830000 华北电力大学北京102206

为了实现清洁高效的资源利用,提出了一种利用医疗废物和沼气的零碳排放制氢系统,该系统由等离子体汽化、固体氧化物燃料电池、蒸汽轮机循环和自热重整组成。混合系统被设计为一个能够生产氢气、热量和电力的多联产系统,以自身维持整个... 详细信息

为了实现清洁高效的资源利用,提出了一种利用医疗废物和沼气的零碳排放制氢系统,该系统由等离子体汽化、固体氧化物燃料电池、蒸汽轮机循环和自热重整组成。混合系统被设计为一个能够生产氢气、热量和电力的多联产系统,以自身维持整个计划生产氢气所需的能源消耗。对制氢系统的热力学和技术经济性进行了研究,结果表明,以医疗废物和沼气为原料的制氢工艺的能量效率和效率分别达到63.20%和59.15%,高于其他工艺;此外,该系统可以在3.25 a内收回初始成本,预计净现值将在25 a内达到80752.48万元。

关键词：医疗垃圾沼气制氢系统耦合参数分析

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