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南方能源建设
南方电网数字传媒科技有限公司、中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司
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季刊

2095-8676

南方能源建设/Journal Energy Construction
正式出版
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    基于不同液化方式的液态二氧化碳储能系统研究进展

    郑平洋郝佳豪常鸿张振涛...
    102-111页
    查看更多>>摘要：[目的]随着新能源的大规模应用,新能源发电并网面临的挑战不断突显,储能系统的重要性日益上升.二氧化碳储能(Carbon Dioxide Energy Storage,CES)技术是近年来兴起的一种压缩气体储能技术,具有储能密度大、寿命长、系统设计灵活等优势.其中液态二氧化碳储能(Liquid Carbon Dioxide Energy Storage,LCES)技术在系统高压侧和低压侧均采用液相存储二氧化碳,储能密度高、运行稳定性强.[方法]文章首先介绍了LCES系统的运行原理和关键技术指标,指出二氧化碳液化的重要性和常见工艺.然后介绍了针对LCES系统低压侧CO2 液化的研究现状,包括采用混合储能工质、自冷凝、利用LNG冷能、采用蓄冷器,详细分析了各种方式的特点.[结果]研究表明,采用蓄冷器是最具优势的方式.进一步分析蓄冷液化面临的技术挑战及发展前景具有必要性.[结论]研究为LCES系统CO2 液化技术的进一步发展提供了指导.

    二氧化碳储能二氧化碳液化相变蓄冷研究现状发展前景

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    Highview Power液化空气储能中试装置热力学分析

    孙潇蔡春荣罗志斌王小博...
    112-124页
    查看更多>>摘要：[目的]构建以新能源为主体的新型电力系统,储能成为必不可少的支撑技术.液化空气储能是一种新兴的技术经济可行的大规模储能解决方案,具有广泛的应用前景.Highview Power液化空气储能中试装置是目前唯一公开了现场测试数据的液化空气储能系统.为探究液化空气储能的热力学原理,寻求提升循环效率的方法.[方法]根据Highview Power液化空气储能中试装置的工艺流程建立了热力学建模,利用测试数据验证了热力学模型的准确性.通过㶲分析研究制约循环效率的关键设备,通过控制变量法研究关键操作参数对储能过程和释能过程的影响.[结果]结果表明:制约循环效率的关键设备是循环压缩机和汽化器;增加高压压力和节流后压力、提高增压膨胀机的分流质量和入口温度、回收释能过程回热器的冷量有利于提升储能过程液化率、降低液化能耗;提高释能高压压力和膨胀机组入口温度有助于提升系统的输出功率和循环效率.[结论]提出了回收压缩热、提高压缩机等熵效率、减小汽化器换热温差等改进措施以提升循环效率.

    液化空气储能热力学过程㶲分析优化设计数学模拟

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    基于MPC的光-储协同调频优化策略

    严小珊唐惠玲吴杰康周治廷...
    125-138页
    查看更多>>摘要：[目的]为了降低光伏发电给电网带来的频率扰动,并进一步提升调频效果,提出了一种基于MPC(Model Predictive Control)的光-储协同调频优化策略,分析了该策略的基本原理、控制流程、约束条件、目标函数并优化了权重系数.[方法]构建了一个基于MPC的光-储并网系统模型,并根据该模型推导出了非线性状态空间方程.为了验证该策略的调频效果,设置了4种不同的仿真环境:无储能、带电池储能、带混合储能以及文章提出的策略.[结果]仿真结果表明:与其他场景相比,所提出的策略在调频效果上是最优的,无储能的条件下调频效果是最差的,此外,采用混合储能的调频方法优于使用电池储能的方法.[结论]在MATLLAB/Simulink平台上验证了所提策略的有效性.在光伏发电系统中,对储能和光伏最大功率点跟踪进行优化控制,能使电网频率更加稳定,从而提高整个系统的稳定性.该研究成果可为光伏发电并网提供参考依据.

    协同调频光-储MPC混合储能电力系统

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    使用工况对锂离子电池电化学性能的影响

    辛甜高啸天肖楷罗志斌...
    139-145页
    查看更多>>摘要：[目的]锂离子电池储能技术在近年来得到快速发展和广泛应用,但在实际应用中发现具体使用工况对锂离子电池储能的实际使用寿命和盈利能力有着巨大影响,文章旨在研究使用工况对于锂离子电池电化学性能的影响,为今后的锂离子电池储能项目建设提供参考.[方法]测试并分析工作荷电区间、放电倍率、工作温度对锂离子电池实际工作性能的影响.[结果]充放电荷电区间、使用倍率、工作温度都会对锂离子电池的实际工作性能产生巨大影响.一方面,适当调节充放电荷电区间会明显提高电池的使用寿命;另一方面,目前调频储能项目常用的 2 C配置方式会明显降低锂离子电池的使用寿命,而将倍率降低至 1 C配置虽然会增加初始投资,但有望获得更低的周期度电成本.此外,温度控制对锂离子电池的使用寿命也极为重要,即使是个位数的温度差异也有可能造成长期使用后显著的电池不一致性.[结论]锂离子电池储能具有响应速度快、调节精度高、配置灵活等优点,随着"碳达峰、碳中和"工作的深入和电力市场的逐步建设,锂离子电池储能将会在提高电能质量方面发挥重要作用.注重使用工况对于锂离子电池性能的影响将会进一步提高锂离子电池储能的使用效能.要根据实际应用需求实际设计电池的使用工况,并以此为依据配置锂离子电池储能各项参数指标,从而赋予锂离子电池储能更加优异的性能,助力我国"双碳"目标的实现.

    储能锂离子电池使用工况电化学性能工作寿命

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    压缩空气储能技术研究现状及发展趋势

    袁照威杨易凡
    146-153页
    查看更多>>摘要：[目的]压缩空气储能具有储能容量大、安全性高、寿命长、经济环保、建设周期短等优势,是未来和抽水蓄能相媲美的长时储能技术,成为未来储能重点布局的方向.在此背景下,文章通过对压缩空气储能技术现状进行综述,分析不同压缩空气储能技术的工作原理、面临挑战及解决方案,以期对压缩空气储能技术的发展提供参考.[方法]文章首先对压缩空气储能技术原理进行了介绍;对系统中的压缩机、透平膨胀机和换热器等关键设备进行了阐述,分析了大规模压缩空气储能用的关键设备;并从地面关键工艺技术和地下储气设施两个角度介绍了大规模压缩空气储能系统的常用关键技术、发展现状及工程案例;最后对压缩空气储能技术的未来发展趋势进行了分析.[结果]结果表明:蓄热式压缩空气储能是当前国内的主流技术,且高温储热成为未来压缩空气储能发展方向,也是压缩空气储能提高效率的重要途径.同时,系统关键设备和技术优化、成本降低、应用场景发展等方面尚有一定改进空间.[结论]压缩空气储能作为一种长时储能,对未来构建新型电力系统具有重要的支撑作用.

    新型电力系统压缩空气储能压缩机透平膨胀机换热器

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    一种双工质气体压缩储能系统及其可行性分析

    郑开云池捷成张学锋
    154-161页
    查看更多>>摘要：[目的]压缩空气储能系统储气库容大、储气压力高,往往需要采用地下盐穴储气库,项目开发受制于盐穴资源的稀缺性.压缩二氧化碳储能系统采用常压柔性气膜储气仓储存二氧化碳气体,气膜仓体积巨大,占地面积过大,难以满足建设用地指标有要求的工业园区.为了实现气体压缩储能在工业园区的广泛应用,提出了一种双工质气体压缩储能系统.[方法]系统整合压缩空气储能与压缩二氧化碳储能两个系统,并共用储气库.储气库采用特殊设计的承压容器,由柔性隔膜分隔成等压且可缩放的空气腔和二氧化碳气腔.系统通过压缩空气回路和压缩二氧化碳回路的协同工作实现储能和释能,并保持储气库维持恒压运行.为了评估系统的储能效果及能量密度,对基于 3 MPa储气压力地面储气库方式的 100 MW/400 MWh储能系统进行初步的热力学计算,并对工程可行性进行分析.[结果]结果表明:系统的储能效率为 70.20%;能量密度为 3.85 kWh/m3.系统适合工业园区配套储能,并可发挥其电、气、冷、热多联供的功能,相比电化学储能,具有显著的商业竞争力优势.[结论]针对工业园区储能场景,双工质气体压缩储能选址灵活、技术可行、设备成熟、成本可控,具有重大的潜在商业价值.

    压缩空气储能压缩二氧化碳储能能量密度储能效率多联供

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    中国氢燃料电池汽车市场发展现状及展望

    刘畅林汉辰史陈芳达胡明月...
    162-171页
    查看更多>>摘要：[目的]燃料电池汽车产业作为氢能发展的主要赛道之一,在交通领域脱碳转型过程中承担着关键角色.针对当前政策环境和产业基础,对中国燃料电池汽车市场发展趋势和挑战展开系统性分析具有必要性.[方法]文章聚焦市场规模、细分方向、装备及氢源价格等市场要素,对政策驱动下的燃料电池汽车市场发展情况进行介绍与分析.[结果]中国燃料电池汽车市场的推广应用效果与政策扶持力度、奖补细则明确程度和地方优势企业带动密切相关;市场已根据主机厂和燃料电池系统配套企业综合竞争力初显头部企业效应;整车和动力系统价格相较 2021年下降5%～20%,但综合应用成本尚未达到市场化水平.[结论]尽管中国燃料电池汽车市场化进程仍掣肘于装备制造成本、氢源价格和基础设施配套等因素,但产业发展的决心坚定,将不断随着产品性能验证、基础设施建设、商业模式创新得以稳步发展,展现出更大活力.

    氢能燃料电池汽车示范城市群市场

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    水资源对我国绿氢产业的影响分析

    张明震张灿吴秀山程前...
    172-178页
    查看更多>>摘要：[目的]文章旨在研究分析我国水资源对绿氢产业发展的影响,揭示水资源与绿氢产业发展之间的矛盾,分析绿氢产业未来发展趋势,为我国可再生能源制氢项目发展布局提供有益参考.[方法]为了证明水资源会在"三北"等地区限制我国绿氢产业发展,结合实地调研情况和文献材料,从水资源政策、传统化工产业用水和制氢技术等角度进行分析论证.[结果]分析结果表明,在我国水资源相关政策限制下,绿氢产业布局应考虑水资源的制约,大规模制取绿氢以及绿氢对化石能源制氢替代,并不能有效节水,反而会促进化工产业用水量增加;在水资源制约下,我国绿氢产业发展须从全局用水角度考虑布局,并要充分结合既有化工产业的发展趋势,同时应考虑海水等可利用的丰富资源.[结论]我国绿氢产业发展不应忽略了既有政策框架、技术水平、产业布局和既有资源特性的问题,布局绿氢项目时,应充分考虑现状和未来趋势,从全局谋划、产业协调发展、资源有效利用等角度考量,解决水资源对绿氢产业的限制问题.

    绿氢水资源可再生能源制氢绿氢产业布局海水制氢

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    政策视角下光伏全产业链的地区差异性分析

    黄斌赵伟廖力达肖孟...
    179-188页
    查看更多>>摘要：[目的]"双碳"战略为中国能源发展提出了一条新路径,限制对传统化石能源的使用,就促使中国政府加大对新能源产业发展的支持.光伏作为一种覆盖面最广、最易获取的新能源,成为解决当前能源和环境问题的首选.但如果想要增大其市场规模、实现光伏产业的蓬勃发展,就必须要找出并解决当前阶段光伏的痛点与难点.[方法]文章对中国的光伏全产业链政策进行梳理分析,探究光伏产业激励政策存在的不足之处;并利用 2000-2021年A股市场上 33家样本企业的数据,建立DEA模型探究政策引导下的中国光伏产业综合创新效益和规模效益;再利用面板回归分析法探究不同地区政策对光伏产业上、中、下游企业创新能力的不同影响.[结果]研究表明:政策补贴对光伏上游企业的创新效益影响更为显著,与东部地区的企业发展成正相关关系,西部地区则相反,存在一定的地区差异性.[结论]应该提高在光伏技术创新层面的政策优惠力度,并结合地区优势进行合理的产业链规划布局.

    光伏回归模型全产业链分析政策效益双碳战略

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    广东能源与经济发展关系演变的实证分析

    吴东奇甘俊文郭经韬余欣梅...
    189-197页
    查看更多>>摘要：[目的]改革开放以来,广东在经济建设、能源发展上取得了显著成就.当前广东省经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段.在当今世界"百年未有之大变局"影响和"双碳"目标与产业转型升级的迫切需求下,广东省经济发展与能源消费关系的底层逻辑逐步改变.充分理解能源消耗与经济发展的关系,是最优化资源配置并利用好"双碳"机遇促进中国能源和经济协同高质量发展不可或缺的理论基础.[方法]选取有代表性的关键指标数据整合并使用格兰杰因果性检验量化分析广东省改革开放以来各个发展阶段下能源消费与经济增长的关系.[结果]分析结果显示,在改革开放至今的整个时间段上能源消费与经济增长间体现了不一致的统计关系方向,而 20世纪 90年代进入工业化中后期后,经济增长是能源消费显著的格兰杰原因.[结论]改革开放以来,广东省在不同发展阶段下能源与经济关系出现变化,工业化中期开始制造业的高速发展带动了能源消费增长,呈现出明显的需求导向特征.

    能源规划能源经济数据科学统计学格兰杰分析

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