摘要在过去几十年中,环境问题以及减少化石燃料的使用并用可再生能源(RESS)代替它们以面对温室气体(GHG)排放率不断提高的全球趋势。建筑物消耗了大量的能源,因此,它们负责全温室气体排放的明显部分。因此,当我们谈论能源系统的脱碳化时,建筑物是需要考虑的能源系统的重要部门。使用RESS,智能技术以及信息和通信技术以及能源效率的提高,是许多努力,可以提高建立在脱碳途中的作用。在新环境中,建筑物不是能源系统的被动参与者,他们能够积极发挥作用并参与能量良好的运营。尽管他们能够以最佳的方式管理资源并满足居民的当地能源需求,但他们可以参与能源和平衡市场,并支持网络运营商作为服务提供商。在本文中,我们对活跃建筑物的概念,挑战和前景进行了全面的评论,为希望开始在这一领域工作的学术界和行业的研究人员铺平了道路。
世界对能源的需求一直在快速增长。煤炭和石油等可用自然资源的快速枯竭导致传统系统无法公平和可持续地满足日益增长的能源需求。当前的趋势清楚地表明,世界将面临传统能源资源本土可用性的限制。因此,需要高效且经济地满足能源需求。近年来,现代电网网络变得更加复杂和互联,以应对可再生能源分布式发电(DG)(如风能和太阳能光伏机组、电动汽车(EV)、储能系统(ESS)、不断增长的电力需求和电力市场重组)的大规模渗透[1,2]。在过去的几十年里,由于全世界环保意识的增强,电力部门的脱碳成为能源转型路线图的核心。风能、太阳能、水力发电、生物质能、地热能等可再生能源(RES)可以从自然资源中发电,以减少能源短缺和排放。随着可再生能源和电动汽车的普及,了解和研究这些资源在电网中高普及率的影响和含义势在必行。然而,如果不与储能系统结合,这些可再生能源和电动汽车就不能作为长期的电力解决方案 [ 3 ]。这些可再生能源和电动汽车的变化性和间歇性导致电网的不确定性增加,除了电力需求的不确定性之外,这意味着更复杂的操作和控制。随着可再生能源的大规模普及和电动汽车数量的增加,储能系统已成为必然。能量可以以多种形式储存,如动能、势能、电化学能等。这种储存的能量可以在电力短缺的情况下使用。这些存储系统提供可靠、连续和可持续的电力,同时提供各种其他好处,如降低峰值、提供辅助服务、提高可靠性等。储能系统需要处理电网中需求和供应之间的功率偏差/不匹配。对于独立系统和并网系统,这些 ESS 用于从 RES 中提供持续发电 [4]。最近,多个 ESS 的组合有所增加,因为它比使用单个 ESS 提供更多好处。混合 ESS 结合了各种储能元件的特性,以提高系统的可靠性和稳定性。电动汽车已被用来克服污染和排放问题。然而,适当的电动汽车 (EV) 充电基础设施对于确保完成完整的往返行程起着至关重要的作用。许多消费者面临驾驶里程焦虑、电动汽车充电站的可用性、电动汽车充电时间较长,是购买电动汽车的障碍。最近,提出的无线电力传输技术可以在电动汽车行驶时为其充电,并有效地减小电池组的尺寸,从而提高整体可靠性和效率 [ 5 ]。许多研究人员提出了新的电网整合技术、可再生能源的最佳利用作为电动汽车充电站的解决方案以及电动汽车的整合。
摘要:由于可再生能源 (RES) 大量集成为分布式发电机,电力系统发生了范式转变。主要是太阳能光伏 (PV) 板和风力发电机与现代电力系统广泛集成,以促进电力能源领域的绿色发展。然而,集成这些 RES 会破坏现代电力系统的频率。迄今为止,由于与可再生能源转换系统相关的电力电子转换器的惯性减小和控制复杂,频率控制尚未引起足够的重视。因此,本文对太阳能光伏和风能集成系统的频率控制进行了重要的总结。总结了惯性模拟、卸载和电网形成等先进技术的频率控制问题。此外,还概述了频率控制中的几种尖端设备。控制高级 RES 集成系统频率的不同方法的优缺点已得到充分证明。概述了现有方法的可能改进。指出了重点研究领域,并指出了未来的研究方向,以便采用前沿技术,使得该综述文章与现有的综述相比独树一帜。该文章可以为行业人员、研究人员和学者提供良好的基础和指导。
摘要:可再生能源(RESS)在能量混合中的渗透正在确定以分散功率产生为特征的能量情景。在Ress发电技术之间,太阳能光伏(PV)系统构成了非常有前途的选择,但是由于太阳能的间歇性质,它们的生产无法编程。PV设施与电池储能系统(BESS)之间的耦合允许在发电中实现更大的灵活性。但是,由于大量可能的配置,PV+Bess杂种植物的设计阶段具有挑战性。本文提出了一个初步程序,旨在预测一个适合与给定的PV植物配置结合的电池家族。提出的程序适用于建造的新假设工厂,以满足商业和工业负载的能源需求。根据对类似的实际植物进行的性能分析,估算了PV系统产生的能量。电池操作是通过分别调节电荷和放电的两个决策树样结构来建立的。最后,将无监督的聚类应用于所有可能的PV+Bess配置,以识别可行解决方案家族。
同时推迟或避免大规模额外投资的做法引起了公众的关注。到 2030 年,能源效率的提高和需求响应 (DR) 预计将使对新一代发电容量的需求从 214 吉瓦降低到 133 吉瓦 [8]。此外,随着间歇性可变可再生能源 (RES) 的大量普及,需求响应已被提议作为解决电网供需波动的一种策略 [9]。随着可再生能源的高普及率,需求响应也被提倡作为控制电网供需波动的解决方案 [10,11]。多项研究结果为客户提供了各个领域的信息,使他们能够更好地根据价格变化调节可中断、不可中断、可转移和不可转移设备的用电量。人为和自动控制系统已经得到了广泛的研究,以降低建筑物在高峰时段的电力需求 [12,13]。
由于人口增长和技术发展,全球对能源的需求正在迅速增加。满足未来能源需求的关键是选择可靠、经济高效且长期可持续的能源。在其他可再生能源 (RES) 中,太阳能作为解决能源困境的长期解决方案前景广阔,因为它既经济实惠又环保。由于对能源的巨大需求、化石燃料的稀缺以及替代能源价格高昂,太阳能业务正在全球范围内逐步扩张。对其快速扩张的研究非常深入和积极,以至于它现在已成为改善新兴国家经济状况和为许多穷人提供生活的工具。与其他可再生能源相比,太阳能在未来全球能源供应方面显然遥遥领先,因为它具有优越的可获得性、可负担性、容量和效率。