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交能融合项目投资可行性分析及商业模式探索

南方能源建设 2024年第5期11卷 105-115页

作者：王浩黄菲菲唐超林瑞刚中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司广东广州510663

[目的]为实现“碳达峰、碳中和”的战略目标,交通行业向绿色化和低碳化转型发展势在必行,交能融合是交通领域达成双碳目标的重要技术路径之一,投资决策模型和商业模式增强了交能融合发展的动力。[方法]通过分析投资估算组成及决策要点,... 详细信息

[目的]为实现“碳达峰、碳中和”的战略目标,交通行业向绿色化和低碳化转型发展势在必行,交能融合是交通领域达成双碳目标的重要技术路径之一,投资决策模型和商业模式增强了交能融合发展的动力。[方法]通过分析投资估算组成及决策要点,提出经济评价指标和环境效益指标,构建投资决策模型,并从发展路径、框架及典型场景构想等方面对交能融合的商业模式进行探索。[结果]通过对典型交能融合项目的投资可行性分析,验证文中所提交能融合投资模型的有效性。基于我国光资源情况划分的区域,将我国交能融合模式推广分为单项产业融合推广区域、多产业融合推广区域、产业集群融合推广区域。将交能融合商业模式的发展划分为培育、提升和创新3个阶段,并分析了不同阶段的市场定位、投融资主体及方式、运营方式及盈利机制,归纳形成不同阶段的商业模式典型场景,实现商业模式的不断升级。[结论]文章提出的交能融合投资决策模型有助于提高投资者的决策效率和效果,商业模式有助于推动交能融合的市场化发展。

关键词：交能融合投资可行性推广可行性发展路径商业模式

基于变分法减少损耗的直驱式波浪发电系统功率优化

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太阳能学报 2024年第3期45卷 186-192页

作者：林炳骏杨俊华林汇金梁惠溉吴凡曈邱达磊广东工业大学自动化学院广州510006 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司广州510006

为提高不规则激励力下直驱式波浪发电系统的输出功率,改善波能捕获能力并减少系统主要损耗,结合电机与水动力方程,建立直驱式波浪发电系统数学模型,基于变分法构造能量泛函,求解泛函极值后得出最优控制律;设计扩展卡尔曼滤波器(EKF)观... 详细信息

为提高不规则激励力下直驱式波浪发电系统的输出功率,改善波能捕获能力并减少系统主要损耗,结合电机与水动力方程,建立直驱式波浪发电系统数学模型,基于变分法构造能量泛函,求解泛函极值后得出最优控制律;设计扩展卡尔曼滤波器(EKF)观测系统不易获取的相关状态变量,离线调整泛函惩罚项系数,在不增加整体计算量的情况下获得理想参考电流,并应用磁场定向控制策略进行跟踪,同时兼顾电磁力约束与功率捕获关系。仿真结果表明,所提方案响应速度快、状态观测精度高,可有效提升功率捕获能力、减少系统主要损耗、提高输出功率。

关键词：波浪能损耗波能转换变分法功率捕获

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海上漂浮光伏发电技术及其融合发展展望

南方能源建设 2024年第2期11卷 42-50页

作者：岳云峰彭欣然王洪庆卢斌中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司广东广州510663

[目的]在“双碳”背景下,我国沿海省市逐步加大向海洋开发清洁能源的力度。海上风电场建设已经初具规模并已逐步实现平价上网,海上漂浮式光伏(Floating Photovoltaic,FPV)试点项目正在不断涌现。探索多种海洋资源的综合开发,在能源领域... 详细信息

[目的]在“双碳”背景下,我国沿海省市逐步加大向海洋开发清洁能源的力度。海上风电场建设已经初具规模并已逐步实现平价上网,海上漂浮式光伏(Floating Photovoltaic,FPV)试点项目正在不断涌现。探索多种海洋资源的综合开发,在能源领域集约用海,打造海上综合能源系统,对于沿海省份高质量地实现碳中和具有重要意义。[方法]总结了目前国内外海上FPV技术发展及工程试点情况,分析了各种海上FPV技术的优势及挑战,预测了在中国近海发展FPV的市场规模,提出并探讨了海上FPV与海上其他基础设施的融合发展方式,并结合案例给出了融合建设场景及经济性分析。[结果]海上FPV技术目前总体处于试验和试点阶段,未来在国内外市场应用空间广阔,其主要技术难点是浮体在严苛海洋环境条件下的生存能力,现有试点工程单位造价相对较高,但与其他海洋设施结合发展潜力巨大。[结论]海上漂浮式光伏与海上风电等其他海上设施融合建设可以有效提高能源设施的利用效率,降低建设和运行的成本。海上风光互补还较好地解决了单一能源供应的稳定性和安全性问题。

关键词：漂浮式光伏海上FPV 海上风电海洋牧场融合设计浮体结构

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基于5G技术的海上风电通信系统研究

南方能源建设 2024年第2期11卷 51-58页

作者：李铜林曾甫龙中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司广东广州510663

[目的]海上风电项目众多设备位于海洋之上,交通不便导致运维检修难度大。海上设备信息的快速、无延迟、安全送达陆上显得格外重要。针对通信系统的特殊需求,文章提出了基于5G技术的海上风电场通信系统方案。[方法]首先建立信号覆盖面大... 详细信息

[目的]海上风电项目众多设备位于海洋之上,交通不便导致运维检修难度大。海上设备信息的快速、无延迟、安全送达陆上显得格外重要。针对通信系统的特殊需求,文章提出了基于5G技术的海上风电场通信系统方案。[方法]首先建立信号覆盖面大、可靠性强的PTN+一体化小基站,再将5G一体化小基站和PTN网关融为一体,通过宽带PTN接入,实现快速、便捷的5G信号覆盖,并采用特定带宽的5G网络,提高通信系统的安全性。[结果]基于PTN+一体化小基站方式的5G通信系统建成后,实现了基于光传输的、支持多业务且利用特定带宽的IP传输。此系统可以帮助规划梳理各风机子系统,实现风机内部全方位信号覆盖,并可以将风机、海上升压站等设备运行状态及数据快速、安全的传输到陆上运维中心,解决风机多子系统、多业务实时安全传输困难的问题。[结论]研究的5G通信系统改善了海上风电通信,并利用特定带宽和新兴技术,实现了海上风电场的通信及时性和可靠性,提高了海上风电场海上运维人员的沟通效率,符合海上风电项目海上设备的通信需求,有望在工程中应用推广。

关键词： 5G技术海上风电通信系统信号一体化小基站

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波浪发电系统功率优化LQG滑模控制

太阳能学报 2024年第4期45卷 296-301页

作者：黄逸杨俊华林汇金梁昊晖罗琦王超凡广东工业大学自动化学院广州510006 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司广州510663

直驱式波浪发电系统浮子位置和速度存在物理约束,基于线性二次高斯控制,提出约束反馈优化功率方案。通过流体力学工具得到辐射力数据,建立系统状态空间模型。采用标准卡尔曼滤波器获得系统全状态量信息,构建最小性能指标函数,计算状态... 详细信息

直驱式波浪发电系统浮子位置和速度存在物理约束,基于线性二次高斯控制,提出约束反馈优化功率方案。通过流体力学工具得到辐射力数据,建立系统状态空间模型。采用标准卡尔曼滤波器获得系统全状态量信息,构建最小性能指标函数,计算状态反馈增益;考虑建模误差,设计滑模控制器,利用Lyapunov函数证明系统稳定性,补偿系统模型失配时的状态量偏移及功率损耗;离线计算反馈增益并调整滑模变结构控制参数,降低控制策略复杂性。仿真结果表明,所提控制策略动态性能好、鲁棒性强,能保证物理约束并提升系统输出功率。

关键词：波浪能波浪能转换滑模控制模型失配线性二次高斯法

基于矩匹配模型降阶的直驱式波浪发电系统功率优化

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太阳能学报 2024年第5期45卷 191-197页

作者：梁惠溉杨俊华林汇金林炳骏吴凡曈邱达磊广东工业大学自动化学院广州510006 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司广州510663

为改善复杂工况下直驱式波浪发电系统功率捕获效果、降低控制器计算负担,基于矩匹配算法改进模型预测控制策略。通过建立系统水动力模型,选取波浪关键频率,利用Sylvester方程计算该频率下系统期望矩,得到匹配幅相特性的降阶模型。根据... 详细信息

为改善复杂工况下直驱式波浪发电系统功率捕获效果、降低控制器计算负担,基于矩匹配算法改进模型预测控制策略。通过建立系统水动力模型,选取波浪关键频率,利用Sylvester方程计算该频率下系统期望矩,得到匹配幅相特性的降阶模型。根据系统降阶模型,构造并求解可计及电机铜耗的改进二次型成本函数,计算理想电磁力,得到q轴期望电流跟踪值,提升波能捕获能力同时减少系统主要损耗。仿真结果表明:矩匹配降阶算法拟合程度高、动态行为好,所提控制策略波能转换效率提高,系统输出平均功率增加。

关键词：波浪能波浪能转换模型预测控制永磁直线同步电机模型降阶

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能源领域双层多段式碳排放驱动因素分析

洁净煤技术 2024年第S1期30卷 149-155页

作者：张毅李学军汪觉恒余虎程远林张舒中国能源建设集团湖南省电力设计院有限公司

能源领域是各省乃至全国如期实现碳达峰的主战场。开展能源领域碳排放驱动因素研究，对各省科学制定碳减排政策、规划降碳减碳路径具有积极意义。采用定性和定量相结合的方法，以中部某省为例，根据能源消费品种和终端消费部门2个层级... 详细信息

能源领域是各省乃至全国如期实现碳达峰的主战场。开展能源领域碳排放驱动因素研究，对各省科学制定碳减排政策、规划降碳减碳路径具有积极意义。采用定性和定量相结合的方法，以中部某省为例，根据能源消费品种和终端消费部门2个层级，不同终端消费品种分段分解的方式，将2005—2020年某省能源领域碳排放分解成3个时期、7个终端消费部门和14种驱动因素。从分解结果可得，具备正向效应的碳排放驱动因素包括GDP、人均可支配收入、交通工具数量和总发电量，负向效应的驱动因素主要是各终端部门的能源消费强度；2005—2010年和2010—2015年最大负向驱动因素为终端能源消费强度，占比分别为-65.9%和-51.1%,2015—2020年的最大负向驱动因素转为经济结构，占比为-14%,生产总值对3个时期碳排放增长的正向贡献度最大，分别为78.2%、49.9%和23.1%;从2010年、2015年和2020年3个关键节点年的贡献率雷达图可以看出，经济对碳排放的贡献率仍为正，但逐渐降低，能源消费强度的负向贡献率逐渐降低表明该省经济发展与碳排放还未完全脱钩，但整体向着脱钩趋势发展。从能源消费强度对碳排放的驱动效应减小这一结果可得，仅通过能耗双控政策来控制能源消费总量和能源消费强度对节能有较大作用，但对双碳目标的实现影响较小，为确保双碳目标如期实现，能耗双控向碳排放双控转变是关键，下一步将聚焦碳排放总量和碳排放强度降低的路径探索。

关键词：能源领域碳排放 LMDI分解贡献值贡献率

交能融合背景下的高速公路光储充一体化发展路线展望

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南方能源建设 2024年第5期11卷 86-94页

作者：张力刘海洋段德萱黄晶晶张炳成叶小盛徐展中国电力工程顾问集团有限公司北京100120 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司广东广州510663 中国能源建设集团浙江省电力设计院有限公司浙江杭州310012

[目的]新能源汽车的蓬勃发展给高速公路用电负荷带来了更高要求。文章基于我国高速公路用电负荷、光资源禀赋以及适用于高速公路服务区的储能技术分析,研究了光-储-充一体化发展路线的公路交能融合模式的自洽性,并结合工程实例,对公路... 详细信息

[目的]新能源汽车的蓬勃发展给高速公路用电负荷带来了更高要求。文章基于我国高速公路用电负荷、光资源禀赋以及适用于高速公路服务区的储能技术分析,研究了光-储-充一体化发展路线的公路交能融合模式的自洽性,并结合工程实例,对公路交能融合模式的可行性进行论证和分析。[方法]通过分析我国公路里程数、新能源汽车市场渗透率、以及公路交通的光储资源,基于新能源汽车增长可能导致的公路用电负荷增长和公路交通的光资源利用空间,得出高速服务区的光储充综合能源利用模式。结合已有交能融合自洽模式的工程示例,对高速公路光-储-充一体化发展模式提出建议。[结果]数据表明,到2025年,全国新能源汽车保有量将超过2500万辆,新能源车将达到37.5 TWh的电能消耗,电能需求潜力巨大。同时我国道路沿线及周边地区光资源丰富,所蕴含的光伏发电潜力约为1022.8 TW,而通过测算可得,高速公路的基础设施年均能耗约为17.99 TW。[结论]交通与能源融合的主要路径应从开发基于道路交通自身基础设施的风、光自然资源禀赋,形成自洽供给的交通能源系统入手,从而构建交通系统能源供给分布式、清洁化、可再生、近零排放的系统解决方案。光-储-充一体化的交能融合开发路线能够将可再生能源就地消纳,在推进公路用能清洁化的同时缓解电网压力,潜力巨大。文章可为我国公路交能融合的发展提供一定的理论支撑与借鉴。

关键词：高速公路储能光储充一体化光伏交能融合

百万千瓦二次再热汽轮发电机刚性框架基础动力性能研究

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振动与冲击 2024年第4期43卷 69-75页

作者：杜林林岳方方王进沛王浩邵晓岩胡云霞李伟科国机集团科学技术研究院有限公司国机集团工程振动控制技术研究中心北京100080 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司广州510663

1 000 MW超超临界二次再热机组在降低能耗、减少污染方面具有显著优势,近年来,这类机组投运量增长显著。汽轮发电机作为电厂的关键核心动力装备,其基础结构振动控制是保障电厂安全可靠运行的重要环节。二次再热机组汽轮发电机轴系长、... 详细信息

1 000 MW超超临界二次再热机组在降低能耗、减少污染方面具有显著优势,近年来,这类机组投运量增长显著。汽轮发电机作为电厂的关键核心动力装备,其基础结构振动控制是保障电厂安全可靠运行的重要环节。二次再热机组汽轮发电机轴系长、转子重,为降低振动影响确保机组平稳安全运行,以往1 000 MW超超临界二次再热机组汽轮发电机基础普遍采用弹簧隔振基础。该研究围绕1 000 MW超超临界二次再热机组汽轮发电机刚性框架基础的动力性能开展数值分析和模型试验研究,结果表明:1 000 MW超超临界二次再热机组汽轮发电机刚性框架基础具有良好的动力性能,正常运转阶段各扰力点振动线位移响应幅值不大于20μm,满足我国标准限值要求。研究成果可为1 000 MW超超临界二次再热机组汽轮发电机基础结构选型和设计提供技术支撑。

关键词：二次再热机组汽轮发电机基础刚性框架基础动力性能缩尺模型试验