Introduction ........................................................................................................................ 1
像所有当前的工业系统一样,农业绝大多数依赖于可控资源(主要是化石燃料和电网电力)的能源供应。可以从这些来源提供的电源,以完全匹配需求系统的电源需求时机。能量过渡在很大程度上包括替换可再生能源(本质上是间歇性)来控制的来源,从而导致瞬时功率生产和需求之间的连接。储能是平衡生产和需求并维护需求系统的运营条件的潜在解决方案。在本文中,我们量化了可再生电源(太阳能和风能)对标准家禽农场运行的影响。考虑到家禽和当地天气数据的生长状况,包括温度,风速和太阳辐射,为发电和需求的平衡建模。我们评估了可再生电源供应在发电厂尺寸的功能,风能到极性发电混合和能源存储的情况,并评估电源模式对需求系统运行强度(生产力)的影响。我们表明,在存储容量有限的情况下,可以实现不可忽略的可再生能源份额,而不会在农场生产率上重大损失。然而,与年度需求相比,完全过渡到可再生能源将需要i)large储能的组合,ii) - 发电厂的大量过大尺寸和iii) - 排除发电组合(风/太阳能)偏离需求时机。存储和发电厂的尺寸更为关键。在年底之前,有用的储能与未使用的储能的比率随农场的能量混合和运营强度(生产力)而异。我们提出了不同能量配置对需求系统性能的含义。
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摘要:逆变供电可再生能源 (RES) 在现代能源系统中的渗透率很高,导致系统惯性响应降低。旋转惯性响应的降低与同步发电有关,可能会导致电力扰动后频率响应恶化。本文研究了沙特阿拉伯王国 (KSA) 电网的频率稳定性。它包括对 KSA 电网不断变化的能源格局的描述,以及对逆变供电 RES 的高渗透水平对 KSA 电网动态行为的影响的研究。通过使用 MATLAB/Simulink 仿真软件模拟未来 KSA 电力系统的案例研究,研究了 RES 的影响。在峰值和基本负载条件下,使用各种 RES 水平评估了 KSA 电力系统的频率稳定性。模拟结果表明,RES 的高渗透水平极大地影响了系统的频率响应,尤其是在非峰值条件下。此外,还讨论了电池储能系统 (BESS) 对补偿系统惯性响应降低的重要性。结果显示了聚合 BESS 对增强 KSA 电网系统频率控制的有效性。
目前部署的用于配电网电压优化的电压无功基础设施无法满足 21 世纪电网的严格技术要求。如果处理不当,传统的电压控制系统可能会阻碍可再生能源资源在未来智能电网中的广泛部署。例如,可再生能源和新型储能系统在配电系统中的引入对无缝电压控制构成了威胁。为了克服这些障碍,需要研究和实施智能电压无功控制方法。然而,要实现这些目标,需要全面了解电压无功技术的当代策略和发展。到目前为止,已经开发了各种技术来适应可再生能源大量渗透到配电网中。本文全面回顾了当前的技术,这些技术使配电系统运营商能够为可再生能源丰富的电网选择适当的电压无功控制策略。这篇评论文章研究了配电网的新兴电压无功技术及其优缺点。它还概述了该主题的一些未解决的研究问题和未来方向。 © 2022 作者。由 Elsevier Ltd. 出版。这是一篇根据 CC BY-NC-ND 许可协议开放获取的文章(http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)。
摘要 —本文研究了混合发电(同步发电机 (SG)、电网形成 (GFM) 和电网跟踪 (GFL) 逆变器)的微电网暂态稳定性,随着渗透水平的提高,朝着 100% 可再生能源发电微电网迈进。具体来说,通过电磁暂态研究评估了具有 SG 和 GFL 逆变器的微电网、具有 GFM 逆变器的 SG 以及具有 GFM 和 GFL 逆变器的 SG 在每种渗透情况下的动态,其中有两个关键动态事件:计划外孤岛和泵送感应电机负载中的切换。分析和仿真结果表明,与 SG 并联运行的 GFL 逆变器的微电网可以提供比 GFM 逆变器更快的功率响应,以补偿频率和电压的偏差。混合 SG、GFM 和 GFL 逆变器的方案具有最佳的暂态和稳态稳定性,以实现 100% 基于逆变器的资源 (IBR) 渗透。这项综合研究为微电网工程师在面临安装 IBR(GFL、GFM 或混合)的各种选择时了解微电网的稳定性提供了有用的参考。
摘要 随着基于逆变器的可再生能源 (IBR) 的快速整合,岛屿电力系统的能源脱碳进程不断加快。此类系统的独特之处在于,由于潜在的发电中断或可再生能源不可预测导致的不平衡,频率会快速变化,这对在没有外部支持的情况下维持频率最低点提出了重大挑战。本文提出了一种具有数据驱动的频率最低点约束的机组组合 (UC) 模型,包括频率最低点或最小惯性要求,有助于限制发电机严重停运后的频率偏差。这些约束是使用线性回归模型制定的,该模型利用了现实世界的全年发电调度和动态模拟数据。通过在实际岛屿电力系统中使用历史天气数据进行为期一年的模拟,验证了所提出的 UC 模型的有效性。本文还评估了从实际系统运行假设中得出的替代最小惯性约束。研究结果表明,与替代的最小惯性约束相比,所提出的频率最低点约束显著改善了高光伏 (PV) 渗透水平下的系统频率最低点,尽管发电成本略有增加。
摘要:在过去的十年中,光伏(PV)细胞的效率显着改善,使PV产生成为可持续微电网的共同特征。由于PV驱动的微电网达到间歇性PV功率的高穿透性,因此必须过量生产的最佳调度以最大程度地减少能量。未能在调度过程中精确评估减少的能源成本会增加浪费的能量。在不考虑成本系数的情况下应用目标函数会导致在特定时间间隔内导致不足的减少功率浓度。在这项研究中,我们提供了一种优化方法,以计划在PV生成的整个每日期间,将微电网资产安排均匀分发。在我们的优化模型中建立的每个削减间隔都具有不同成本系数的应用。在最终步骤中,削减成本被添加到目标函数中。拟议的成本最小化算法优先选择较低缩减成本的间隔,以防止在特定时间内降低限制。通过诱导限制的分布,这种新颖的优化方法具有提高PV驱动的微电网的成本效益的潜力
摘要:加州已制定了两个雄心勃勃的目标,旨在在未来几十年实现高水平的脱碳,即 (i) 到 2030 年和 2045 年分别使用可再生能源 (RE) 技术生产 60% 和 100% 的电力,以及 (ii) 到 2030 年引入至少 500 万辆零排放汽车 (ZEV),作为到 2035 年所有新车均为 ZEV 的第一步。此外,在加州,光伏 (PV) 与锂离子电池 (LIB) 存储相结合以及电池电动汽车 (BEV) 分别是新 RE 装置和新 ZEV 最有希望的候选者。然而,有人担心同时实现这两个目标可能会对电网的稳定性产生负面影响,从而影响其整体能源和碳排放性能。本文基于原始电网平衡模型,结合历史每小时调度和需求数据以及未来对 BEV 充电每小时需求的预测,通过提供全面的生命周期碳排放和能源分析来解决这些问题。本文评估了五种不同的情景,结果明确表明,未来加州 80% 的可再生能源电网组合不仅能够应对 BEV 带来的增长需求,而且可以实现低碳排放(<110 g CO 2-eq /kWh)和令人满意的净能源回报(EROI PE-eq = 12–16)。
摘要:以三种方式定义了腐蚀渗透率(CPR):(1)特定环境中的任何金属在金属中的化学反应暴露于腐蚀性环境时导致的任何金属都会恶化,(2)腐蚀量损失的厚度损失的厚度,(3)腐蚀的速度扩散到材料内部的腐蚀速度。这项研究的目的是用碳化硅(SIC*)钢筋计算铝基质复合材料(ALSI10MG(b))的CPR,并具有基质复合百分比的变化。通过浸入Alsi10mg(b)和Alsi10mg(b)+SIC*的湿腐蚀试验中,在HCl酸,NaOH,NaCl的溶液中进行了湿腐蚀测试。在不同的pH(1,3,5,7,9,11和13)中也进行了湿腐蚀测试。发现,当pH时浸入HCl溶液的样品是1。我们还观察到添加SIC*可以降低材料的腐蚀速率。最后,这项研究表明,复合材料AC-43100(ALSI10MG(B))85% + 15%SIC*,它是抗腐蚀攻击的最佳材料,它具有最小的CPR值,其最小的CPR值低于腐蚀标准<0.5 mm/yr。