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利用季节性能源储存实现经济高效的建筑气候控制的模型预测方法
为了储存夏季剩余的电能供应并满足冬季的供热需求，需要一个高容量的季节性储能系统。这项工作的目的是将一种新型热化学季节性储能概念控制集成到建筑能源系统中。在这项工作中，开发了一个基于状态的模型，包括建筑物、水缓冲区和供热系统。为了阐述长期储存的影响，应用了长期天气预报并改变了供热。由于公共天气预报在几天的时间范围内是可靠的，因此使用测试参考年数据来近似公共预报期以外的天气预报。在此基础上，设计了两个模型预测控制 (MPC) 概念，以便在一年内高效运行该系统。层次结构由上级最佳发电调度 (OGS) 和下级 MPC 组成。这些概念遵循预定的长期石灰储存轨迹，并根据当前公共预测实现可能的短期收益。轨迹跟踪在目标函数或约束中制定。将新型石灰储存模块集成到建筑物的供热系统中，在现实情况下可将运营成本降低 18%，在电价波动较大的情况下，最高可降低 80%。这种降低潜力可以通过开发的控制方法充分利用，但它对控制器参数的变化、电价波动和天气数据非常敏感。此外，通过应用最佳的控制方法和参数集，可以避免更高级别的调度层次结构。
可再生和可持续能源评论
作为未来可持续能源系统的一个组成部分，区域供热已被广泛认可为提供节能空间供暖和卫生热水的便捷解决方案。在区域供热脱碳的道路上，第四代技术能够整合大量可再生能源和废热。本文回顾了这种整合所面临的挑战，研究了将太阳能热能、废热、地热和生物质能纳入区域供热系统所涉及的技术和非技术困难。研究表明，尽管太阳能热能区域供热是一项成熟的技术，但太阳能场大小、位置和集热器类型的优化仍然是一个活跃的研究领域。在废热应用中，热源和用户之间的距离通常是一个障碍。此外，低温废热和低焓地热源需要使用热泵。至于生物质，其理论上的可调度性在实践中受到物流挑战和生物质锅炉灵活性低的限制，大多只能覆盖基本负荷。因此，考虑到生物质用于生产生物燃料（脱碳难度较大的行业需要），生物质似乎不是供暖的长期解决方案。最后，季节性储存与热泵相结合的应用有望在最大限度地利用可再生能源方面发挥关键作用，但其规模和集成需要对热需求以及充电和放电温度进行动态分析。
格勒诺布尔城市供热网 Flaubert 变电站 180 kWh PCM 热存储的设计和运行
摘要：在法国格勒诺布尔建设新生态社区的框架内，正在建设一个创新的城市供热网络，旨在将低温变电站（47°C - 72°C）、200m² 太阳能热场、180kWh 相变材料 (PCM) 储热装置（基于管壳组件）和智能管理系统结合在一起。本文重点介绍城市供热网络 PCM 存储组件的设计和初步运行。设计简要介绍，重点介绍仪器、PCM 特性以及管壳式热交换器的热工水力特性。还介绍了针对不同功率（20kW、40kW、55kW、75kW、100kW）和入口温度（80°C、85°C）分析的充电循环，以及仅针对不同功率（25kW、40kW）分析的放电循环。该分析的结果用于确定系统的存储密度，在 56°C - 85°C 的温度范围内（不考虑绝缘），存储密度为 45kWh/m 3 （单个 PCM 为 69.7kWh/m 3 ）。
A1走廊局部能源计划
关键决策•更深的建筑织物升级往往会有很长的回报期，但可以具有额外的好处，例如减轻燃料贫困和创造就业机会•氢氢可供热到靠近工业用途的供热居所：越来越多的证据可在围绕生存能力，成本，成本，成本，发射和综合建筑供热的领域围绕这些领域，可以在这些领域中获得这些决定。氢可能能够降低低碳加热系统装置的前期成本和破坏。•进一步部署地面安装太阳能光伏和风力涡轮机，以减少消耗电力电力的排放。从理论上讲，大量土地可用于每年生产A1走廊的所有能源需求，尽管对这一范围的土地的占领可能具有挑战性。开发的视觉影响需要作为可行性研究的一部分以及替代土地用途进行评估。更大的部署本地可再生能源可以带来经济利益并加速脱碳，而对脱碳电力电力的更大依赖可以减少围绕大型土地的困难。
评估多载体储能的影响......
新兴技术可以连接电力、天然气和区域供热等各种能源网络，从而高效利用可再生能源。另一方面，冬季天然气和热负荷增加导致天然气网络压力不足和区域供热网络热损失增加，可能会对热电联产机组参与能源市场和整个综合能源系统的运营成本产生重大影响。因此，本文提出了一个多网络约束机组组合问题，该问题存在多载体储能技术，旨在最小化综合电力、天然气和区域供热系统的运营成本，同时满足三个网络的约束。此外，还开发了一种信息缺口决策理论，用于研究在风险偏好和风险规避策略下能源的不确定性，不需要概率分布函数。此外，研究了多载体储能技术在综合网络中的作用，结果表明，在采用储能技术的情况下，总运营成本降低，风电不确定性对总运营成本的影响减小。
引用 (APA)：Wittchen, KB、Jensen, OM、Real, JP 和 Madsen, H. (2020)。D 地区热存储容量和智能电网灵活性分析
本文描述了典型的丹麦独立式单户住宅在由单独的热泵供热的情况下，在电网中提供热容量和灵活性的能力的理论分析。已经建立了一组原型房屋模型，用于通过 BSim 中的动态模拟分析它们随时间转移能源使用的能力（Wittchen 等人，2000-2019 年）。建立原型是为了分析不同时期建造的单户住宅，这些时期通常与建筑法规或建筑传统的变化有关。最后，原型建模的结果被缩放到位于区域供热区以外的丹麦单户住宅总数，以估计这些房屋未来的热容量。分析表明，高峰时段内高达 99% 的空间供暖能源需求可以转移到高峰时段之外，对室内温度的影响可以接受。本文描述了模拟方法和不同原型房屋的结果，以及全国范围内的热存储潜力的上调。此外，本文还描述了基于峰值响应和价格信号响应的选定房屋的灵活性研究。
第四代区域供热和...的新发展
[1] Østergaard PA、Lund H、Mathiesen BV。智能能源系统和第四代区域供热。Int J Sustain Energy Plan Manag 2016；10：1-2。https://doi.org/10.5278/ijsepm.2016.10.1。[2] Østergaard PA、Lund H。智能区域供热和电气化。Int J Sustain Energy Plan Manag 2017；12。https://doi. org/10.5278/ijsepm.2017.12.1。[3] Østergaard PA、Lund H。编辑 - 智能区域供热和能源系统分析。Int J Sustain Energy Plan Manag 2017；13。https://doi.org/10.5278/ijsepm.2017.13.1。 [4] Østergaard PA、Lund H、Mathiesen BV。社论 – 智能能源系统和第四代区域供热系统。Int J Sustain Energy Plan Manag 2018；16：1-2。https://doi. org/10.5278/ijsepm.2018.16.1。[5] Østergaard PA、Lund H、Mathiesen BV。第四代区域供热的发展。Int J Sustain Energy Plan Manag 2019；20。https://doi.org/10.5278/ijsepm.2019.20.1。
化学品选择器 - 核心
1. 取锅炉/冷冻机的总输出功率。2. 对于供热系统 - 将输出功率乘以 12 得到系统容量的估计值（单位：升），然后除以 250，例如对于 500kW 供热系统：乘以 500 x 12 = 6,000 升 ÷ 250 = 24。因此，添加 24 升 CORE 化学品。3. 对于冷冻/冷却系统 - 将输出功率乘以 15 得到系统容量的估计值（单位：升），然后除以 250。例如对于 250kW 冷冻系统：乘以 250 x 15 = 3,750 升 ÷ 250 = 15。因此，添加 15 升 CORE 化学品。
诺丁汉引领智能城市技术与……
诺丁汉市议会是区域供热系统的早期拥护者，于 1995 年成立了 EnviroEnergy Ltd，这是一家由市议会拥有的独立能源公司。诺丁汉使用可再生能源为其区域供热系统供电，该系统主要通过其主要资源：焚烧垃圾来供电。诺丁汉焚烧炉每年焚烧 16 万吨城市垃圾，将其转化为约 18 万兆瓦的高压蒸汽，产生的能源足以为诺丁汉周边约 100 家企业和 4700 户家庭供电，包括大学和维多利亚购物中心。
能源转换与管理
为了鼓励脱碳并推动可再生能源在所有能源领域的广泛渗透，开发高效的能源存储系统至关重要。有趣的电网规模电力存储技术是卡诺电池，其工作原理是基于以热能的形式储存电能。充电阶段通过热泵循环进行，放电阶段通过热机进行。由于涉及热能和电能流，可以采用卡诺电池为热电能源系统提供更大的灵活性。为此，需要有效的调度策略来管理不同的能量流。在此背景下，本文提出了一种详细的基于规则的控制策略来调度集成到区域供热变电站和光伏电站的 10 kWe 可逆热泵/有机朗肯循环卡诺电池的协同工作，以满足当地用户的热能和电力需求。卡诺电池与区域供热变电站的结合，可以通过卡诺电池储存的热能来降低热能需求峰值，从而缩小区域供热变电站的规模，并大幅降低投资成本。由于所涉及的能量流多种多样，运行模式也多种多样，因此开发了一种卡诺电池调度逻辑，以根据边界条件最大限度地降低系统运行成本。为了研究主要系统设计参数的影响，采用了详细而精确的卡诺电池模型。研究了两种具有不同热泵冷源布置的参考系统变体。在第一种情况下，热泵从免费废热中吸收热能。在第二种情况下，热泵冷源是区域供热变电站的回流分支。模拟结果表明，在第一种情况下，卡诺电池可以使区域供热变电站的规模缩小 47%，每年可带来 5000 多欧元的收益。大约 70% 的经济效益归因于可以减少区域供热变电站的功率大小，从 300 kW 减少到 500 kW 以上。估计回收期不到 9 年，而在第二种情况下，卡诺电池无法提供收益。最后，通过广泛的敏感性分析研究了一些参数（例如光伏电站表面、存储量、电价曲线和可逆热泵/有机朗肯循环特定投资成本）对系统技术经济性能的影响。根据结果，光伏板表面对经济收益没有显著影响，而存储容量对系统调度和运营成本有很强的影响。事实上，可以确定，对于所考虑的应用，13 m 3 是可使回收期最短为 8.22 年的存储量大小。如果热能价格不上涨，而电价上涨，则会导致经济收益下降，因为从经济平衡来看，缩小区域供热规模所带来的好处并不那么重要。可逆热泵/有机朗肯循环的单位投资成本不影响运行成本；因此，它不会改变卡诺电池管理，也不会改变经济收益。单位投资成本影响回收期，回收期从单位成本 2000 欧元/千瓦时 (€2000) 的 8.6 年增加到单位成本 5000 欧元/千瓦时 (€2000) 的 15.7 年。