国家可再生能源实验室(NREL)团队感谢汤加气象,能源,信息,信息,灾难管理,环境,环境,气候变化和沟通(MEIDECC)的成员可再生能源和能源效率(PCREEE),用于提供本报告中使用的重要信息和数据。nrel还赞赏与Local2030岛网络正在进行的合作,以促进点对点交换,以识别和实施全球群岛的最佳实践解决方案。此外,NREL作者感谢以下周到的反馈:Will Rolston(全球绿色增长研究所),Kaylyn Bopp,Jacob Holden,Alicen Kandt,John Barnett和Mike Callahan,以及Katie Wensuc的编辑协助。
本作品由美国国家可再生能源实验室撰写,该实验室由可持续能源联盟有限责任公司运营,受美国能源部 (DOE) 委托,合同编号为 DE-AC36-08GO28308。本作品由耐用模块材料联盟 (DuraMAT) 提供资金,该联盟是一个能源材料网络联盟,由美国能源部能源效率办公室和可再生能源太阳能技术办公室根据协议 32509 资助。本文表达的观点不一定代表美国能源部或美国政府的观点。美国政府保留,而出版商在接受文章发表时,即承认美国政府保留非独占、已付费、不可撤销的全球许可,可以出于美国政府目的出版或复制本作品的已出版形式,或允许他人这样做。
摘要 几十年来,波浪能领域一直是数值模拟、比例模型测试和商业化前期项目测试的主题,但波浪能技术仍处于发展的早期阶段,必须继续证明自己是一个有前途的现代可再生能源领域。波浪能系统一直在努力克服的困难之一是设计高效的能源转换系统,该系统可以将波浪激活体振荡产生的机械能转换成另一种有用的产品。动力输出装置 (PTO) 通常被定义为负责将机械能转换成另一种可用形式(例如电能、加压流体、压缩空气等)的单个单元。PTO 以及整个动力转换链非常重要,因为它不仅影响波浪能转换成电能的效率,而且还影响波浪能转换器 (WEC) 的质量、尺寸、结构动力学和能源平准化成本。由于海洋能源行业没有用于波浪能转换的工业标准设备,因此 PTO 系统设计变化很大。目前大多数 WEC PTO 系统都包含机械或液压传动系统、发电机和电气控制系统。WEC PTO 设计的挑战在于设计一个可以有效转换不规则、双向、低频和低交变速度波浪运动的机电组件。虽然可以提前预测总平均功率水平,但必须将可变的波浪高度输入转换为平滑的电输出,因此通常
我们推出了 PowerGridworld 开源软件包,为用户提供轻量级、模块化和可定制的框架,用于创建以电力系统为中心的多智能体 Gym 环境,这些环境可轻松与现有的强化学习 (RL) 训练框架集成。尽管存在许多用于训练多智能体 RL (MARL) 策略的框架,但没有一个可以快速制作原型并开发环境本身,尤其是在异构(复合、多设备)电力系统的背景下,其中需要电力流解决方案来定义电网级变量和成本。PowerGridworld 有助于填补这一空白。为了突出 PowerGridworld 的主要功能,我们提供了两个案例研究,并演示了使用 OpenAI 的多智能体深度确定性策略梯度 (MADDPG) 和 RL-Lib 的近端策略优化 (PPO) 算法学习 MARL 策略。在这两种情况下,至少有一些智能体子集在每个时间步骤中将电力流解决方案的元素作为其奖励(负成本)结构的一部分。
家用热水供暖占多户建筑总能耗的 32%,是实现脱碳的重要机会。我们进行了广泛的市场评估,以了解和记录全美多户建筑家用热水电气化的主要技术和经济障碍。通过该计划,我们进行了 77 次访谈,以了解改造和新建场景中热水系统电气化的主要市场驱动因素和技术挑战。受访者涵盖了热水系统生态系统中的广泛利益相关者,包括供应商、制造商、设计师、业主、公用事业公司和开发商。本文记录了关键的访谈要点,包括广泛的市场障碍、技术挑战和热门技术属性列表,这些属性可以为电热水器研究、开发和部署工作提供相关的设计标准。在经济和能源效率方面,受访者绝大多数提到空间限制、冷空气排放以及缺乏关于分布式与集中式设计选择的明确指导是大规模采用电热水器的主要挑战。业主和开发商寻求占地面积最小的系统,以最大限度地提高可出租空间和利润。此外,分布式热泵解决方案应平衡管道成本,以减少冷排气进入空调区域。最后,市场需要明确的指导,以选择分布式还是中央电热水系统。
考虑占用模式对于模拟建筑物的能源使用至关重要。当前的能源模型使用的输入将实际的占用多样性简化为静态的占用模式,无法表示建筑物之间和不同地点之间占用模式的众多变化。最近,从计量电力消耗数据推断占用时间表被用于模拟商业建筑的占用情况。然而,从计量数据到占用时间表的转换需要许多可能无法捕捉现实的假设,而且该过程受到来自先进计量基础设施的数据可用性的阻碍。随着信息技术的发展,占用建模不应局限于传统方法。社交网络和具有实时用户反馈的位置服务的普及,通过地图应用程序编程接口 (API)(如 Google 地图、SafeGraph、Mapbox、Foursquare 等)提供了可公开访问的数据。本文提出了一个自动化框架,用于使用此类 API 来校准商业区建筑的能源模型,以对参数占用模式进行建模。此过程包括三个主要步骤:数据提取和处理、参数计划生成和计划集成。我们在各个地区演示了此框架,在这些地区,我们使用地图 API 为运营和电动汽车充电事件生成更准确的行为模式。我们使用这些模式来确定关键社会人口和空间参数之间的能源使用差异。所提出的方法具有全球应用的潜力。用户可以利用此框架提取所选感兴趣位置的数据,从而为不同地区的商业设施创建更现实的行为模式。
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。
这项工作是由国家可再生能源实验室撰写的,该实验室由美国能源部国家能源部(DOE)国家可再生能源实验室(DOE)根据合同号DE-AC36-08GO28308。由美国能源部能源效率和可再生能源建设技术办公室提供的资金。本文所表达的观点并不一定代表美国能源部或美国政府的观点。美国政府保留和出版商,通过接受该文章的出版物,承认美国政府保留了不可限制的,有偿的,不可撤销的,全球范围内的许可,以出版或复制这项工作的已发表形式,或允许其他人这样做,以实现美国政府的目的。
摘要 — 电网形成 (GFM) 逆变器系统的功率硬件在环 (PHIL) 仿真有助于测试极端场景,例如并网到离网的转换和没有刚性电网的孤岛微电网运行。据作者所知,文献中的大多数研究都集中于电网跟踪逆变器系统的 PHIL 仿真。只有少数研究关注 GFM 逆变器,而这些研究具有挑战性且存在问题,尤其是对于大功率应用而言。本文提出了一种新颖的 PHIL 仿真平台,可实现大功率 GFM 逆变器系统的接口。本文提出了虚拟 GFM 逆变器的概念,作为所提出的 PHIL 接口的一部分。在 PHIL 接口中添加虚拟 GFM 逆变器扩展了传统的理想变压器模型 (ITM) 方法,使其能够克服现有 ITM 方法的不稳定性问题。在验证阶段,使用所提出的接口方法对三相、480 V、125 kVA GFM 逆变器系统进行了 PHIL 实验。结果证实,所提出的 PHIL 仿真方法对于 GFM 逆变器系统性能良好且稳定。关键词 — 下垂控制、电网形成逆变器、基于 ITM 的接口方法、电力硬件在环仿真。