本文测试了一类相对较新的热化学化合物的储热潜力。合成了 24 种不同的复盐水合硫酸盐水合物,通式为 AI 2 B II (SO 4 ) 2 ⋅ nH 2 O,并筛选了其作为热化学热电池材料的理想特性。材料根据以下标准进行测试:能量密度 ≥ 1.3 GJ/m 3 、脱水温度 ≤ 120 ◦ C 、在 P H2O ≤ 12 mbar 时 10 次循环能力。这 24 种盐的脱水温度在 55 到 198 ◦ C 之间,能量密度在 1.1 到 2.0 GJ/m 3 之间。 (NH 4 ) 2 Zn(SO 4 ) 2 ⋅ 6H 2 O 是唯一通过所有标准的材料,因此适合进一步研究。这种材料的能量密度为 1.78 GJ/m 3 ,经过一次脱水-水化循环后,脱水温度为 84 ◦ C ,并且可以进行至少 10 次循环而不会降低性能。还有五种其他感兴趣的盐满足三项标准中的两项。 (NH 4 ) 2 Ni(SO 4 ) 2 ⋅ 6H 2 O 的能量密度为 1.8 GJ/m 3 ,可循环 10 次,但脱水温度为 132 ◦ C。 (NH 4 ) 2 Fe (SO 4 ) 2 ⋅ 6H 2 O、(NH 4 ) 2 Mg(SO 4 ) 2 ⋅ 6H 2 O、Cs 2 Mg(SO 4 ) 2 ⋅ 6H 2 O 和 Cs 2 Ni(SO 4 ) 2 ⋅ 6H 2 O 的能量密度为 1.6 至 1.76 GJ/m 3 ,脱水温度低于 120 ◦ C,但它们需要 22.7 mbar 才能实现循环性。
2 用于储能的金属建模 4 2.1 热化学. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.1.3 反应焓. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................................................................................................................................................................................. 8 2.2.2 减少.................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................. ................................................................................................................................. 10 2.3 定义评估参数....................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................. 11 2.3.1 往返效率....................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................. 11 . ...
近年来,储能系统 (ESS) 在现代电力系统中发挥着重要作用,可提高系统稳定性和可靠性。本文介绍了 SMES 在提高与风能和太阳能光伏等混合可再生能源系统 (RES) 互连的多机电力系统稳定性方面的作用。它通过在多机系统中的不同位置创建对称故障来研究系统的暂态稳定性。混合 RES 模拟等效聚合 75 MW 光伏阵列和容量为 300 MW PMSG(永磁同步发电机)的风力涡轮机。它通过电压源和直流/直流升压转换器耦合公共直流链路。电压源逆变器与升压变压器和输电线相连,连接到多机系统。电压源转换器和逆变器使用模型预测控制器 (MPC) 来获得更好的输出电压曲线并提高系统稳定性。SMES 通过带有 PID-SDC(比例积分微分补充阻尼控制器)的直流/直流转换器连接。该系统能有效抑制发电波动时的功率振荡和平滑。该系统能降低系统各位置三相故障时多机侧的低频振荡。故障清除后系统稳定性提高 3.36 秒。利用 MATLAB/SIMULINK 软件进行时域仿真,研究整个系统的有效性。
电池储能系统 (BESS) 在主动网络管理 (ANM) 方案中作为灵活能源 (FER) 发挥着重要作用,它弥补了中压 (MV) 和低压 (LV) 配电网中非并发可再生能源 (RES) 发电和用电需求之间的差距。然而,锂离子电池储能系统 (Li-ion BESS) 容易老化,导致性能下降,特别是峰值功率输出和容量降低。当 BESS 控制器用于为配电(例如通过 ANM)或输电网络提供技术辅助服务(即灵活性服务)时,必须注意因老化而导致的电池特性变化。特别重要的是,BESS 的峰值功率变化有助于保护锂离子 BESS,通过出于安全原因限制其运行极限并从长远来看延长其使用寿命。本文首先设计了一种 ANM 方案架构,将锂离子 BESS 视为芬兰瓦萨现有智能电网试点项目 (Sundom Smart Grid, SSG) 中的 FER 之一。此外,锂离子 BESS 控制器设计为自适应的,在用于电网中的 ANM 操作时,包括其老化特性,即跟踪变化的峰值功率作为老化参数。利用在实验室中进行的加速老化测试收集的实验数据,计算了锂离子镍锰钴 (NMC) 化学电池的峰值功率能力。将通过现有 SSG 试点中的实时模拟研究,分析这种老化感知和自适应锂离子 BESS 控制器对电力系统运营商所需的灵活性服务提供的影响。
电动汽车 (EV) 有潜力降低交通运输部门的碳排放,并为实现全球净零排放目标做出贡献。然而,为了实现可持续的脱碳,电动汽车的电网到车辆 (G2V) 运行所需的电力应来自无碳或低碳发电源。虽然人们已经广泛探索了可再生能源 (RES) 在电动汽车 G2V 过程中的采用,但热电联产 (CHP) 技术仍未得到充分研究。因此,本文部署了协调的天然气和燃料电池热电联产技术以及 RES 和电池储能系统 (BESS),以促进电动汽车的 G2V 和车辆到电网 (V2G) 运行。虽然 BESS 支持 V2G 运行并储存来自 CHP 和 RES 的多余电力,但 CHP 的副产品热量可用于家庭和工业设施的供暖。此外,为了最大限度地提高环境和经济效益,CHP 技术采用混合电热负荷策略设计,使系统能够在遵循电负荷策略和遵循热负荷策略之间自主切换。使用三个不同的案例研究 (CS) 测试了所提出的优化问题,以在随机框架内最小化微电网 (MG) 的运营成本和二氧化碳 (CO 2 ) 排放量,同时考虑 RES 发电、负荷消耗和 EV 充电/放电周期的行为模式作为不确定参数。第一个 CS 仅使用 CHP 技术测试所提出的算法。其次,使用 CHP 技术和 RES 检查该算法。最后,添加 BESS 以支持和分析电动汽车的 V2G 运行对 MG 的影响。此外,还研究了生命周期评估以分析分布式发电的二氧化碳排放量。结果显示,第一、第二和第三个 CS 的运营成本分别降低了 32.22%、44.49% 和 47.20%。同时,各相应 CS 的 CO 2 排放量分别下降了 29.13%、47.13% 和 47.90%。这些结果证明了将热电联产与可再生能源相结合以促进 G2V 和 V2G 运营以实现运输部门脱碳的经济和环境效益。
混合可再生能源系统 (HRES) 可以利用可变可再生能源的互补性,更好地匹配电力需求负荷曲线。应谨慎确定 HRES 的大小,以便更好地匹配需求负荷,既不能过大也不能过小。本研究介绍了使用广义简化梯度法优化 HRES 组件的大小。案例研究旨在展示偏远农村地区的 HRES。探讨了独立和并网模式的案例。研究了可靠性从 100% 到 70% 的独立系统。研究了有偿和无偿向电网供电的并网系统,以探索 HRES 在不同价格制度下的可行性。使用 HOMER 软件验证所使用的方法,方法是将其结果与所考虑案例的 HOMER 结果进行比较。独立系统中可再生能源份额越高,组件生命周期每个阶段的就业需求就越大。此外,与传统系统相比,HRES 系统对环境的负面影响要小得多。可以得出结论,独立系统在创造就业机会和碳排放方面表现更好。相比之下,电网连接系统在可靠性和经济性方面表现更好。