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新能源发电与储能协同调控技术研究与应用

2023年06月12日 14:19  点击:[]

一、研究方向

新能源发电与储能协同调控技术研究与应用

二、团队组成

团队目前共有成员12人,其中教授2人、副教授6人、讲师4人,9人具有博士学位。团队拥有辽宁省百千万人才、沈阳市高层次人才等高级人才7人,专业背景包括新能源科学与工程、机械电子、控制理论与控制工程、风电工程、电气工程及自动化、太阳能工程、储能工程、电力系统自动化。团队学科背景互补,年龄结构合理。

三、团队主要研究内容

新能源发电与储能协同调控技术研究与应用团队(以下简称团队)致力于新能源发电以及储能对新能源的主动支撑技术研究,包括:光伏照明应用技术、零排放太阳能房技术、智能光伏调度储能技术、分布式发电与微电网技术、面向供能侧与用能侧的大数据分析及预测、储能系统建模方法、储能安全控制与优化等。

四、研究成果介绍

近五年团队成员获沈阳市、辽宁省科技进步一等奖各1项。承担国家自然科学基金项目1项,参与国家自然科学基金项目1项,主持纵向科研项目23项,横向科研项目36项,进款额2700万元。团队成员近五年发表高水平论文共计36篇,其中SCI检索27篇,EI检索5篇,中文核心期刊4篇。发表专著4部,参编教材7部。获专利34项,其中发明专利15项,软件著作权4项。

与企业合作项目

1. 多能互补协调与经济调度优化技术

团队研究分散式与集中式冷热电负荷及储能特性,并考虑风能与光能等清洁能源接入的相互影响因素,构建多能负荷参数体系。研究多能互补协调特性,提出设备级控制、单区域自治和多主体协同的能源互联网分层式优化管理模式,利用能量枢纽对多能源系统进行统一建模。在高精度的能量供给与用能负荷预测技术的基础上,合理制定供能与用能计划。采用多目标优化的人工智能算法,准确求解经济调度优化问题,实现各种形式能源的协同优化。

相关研究成果可用于楼宇及产业园区的综合能效管理,降低用户用能成本。目前团队同国网锦州、盘锦、鞍山、铁岭供电公司合作,承担国网辽宁省电力有限公司科技项目“基于MEGC多能源协调控制体系下空调负荷特性及主动响应调控技术研究”、“区域多能源一体化协调调控技术研究与应用”、“多能互补智慧农业系统电力需求响应与协调控制技术研究”、“基于CPSS的农村配电网分布式光伏集群协同调控技术研究”等科技项目,合同总金额200万元,开发了一系列综合能源调控管理模块,指导当地工商业、农业、居民等园区的综合能源系统调度管理工作,有效提升了能量综合利用效率,降低了碳排放,保障了能源供应安全。

2. 智能光伏双维追日技术

团队自主研发的智能光伏双维追日技术,双维追日光伏发电系统大数据管控平台实现太阳能建筑的能源管控智慧运行,通过太阳轨迹数据库建立,追日软硬件系统、用一体机GPRS无线远程控制技术实现远程操控。通过双维追日大型地面光伏系统及微型建筑智能支架技术,解决了后光伏时代受限于占用面积大无地方安装的发展瓶颈,无轴承、低成本高可靠性的新型防腐材料代替热镀锌防腐工艺,降低整体造价、维护量。

目前该成果与沈阳信元瑞科技有限公司合作,使双维追日光伏发电技术成果产业化并覆盖辽河油田所有采油厂。

3. 智能光伏储能分级能效倍增户用系统

分布式户用光伏主要应用到公共建筑及民用住宅。是目前乃至今后光伏能源的主要发展方向。分布式光伏可以通过市电并网接入国网系统实行即发即用余电上网最高效使用太阳能光伏能源,分布式光伏另一种应用就是光伏发电加储能既可以解决不便于接入电网的负荷需求又可以解决无电地区电能使用问题。对于电力系统大容量储能调峰技术瓶颈来说,有市电的分布式光伏可以用小容量户用储能借助于智能光伏物联网形成户用储能大容量群解决电力系统的削峰填谷技术瓶颈。由于采用分布式光伏并网系统加储能,通过智能光伏大数据综合管控平台,将分布式单元小型储能用智能物联网形成多户联网储能群,把与分布式储能连在同一电力网的弃风弃光等等所有谷弃电存储到储能群,在用电高峰的时候通过原有的分布式光伏并网设备借助于智能光伏管控平台送出去。本创新技术推广可操作性在于我国积极倡导的开放的售电业务市场,电业局及目前已经成立的众多售电公司为本技术的推广提供了保障性平台。关键技术:其一智能光伏大数据管控平台的创新,其二储能的高效充放电技术创新。

智能光伏大数据管控平台技术创新,在智能监控(光伏系统、储能系统、智能家居、水系统、暖通系统、配电系统)、能源管理和能源调度方面对分布式光伏加储能系统及其负荷进行精细化管理和智能运维。

储能分级能效倍增智能光伏户用系统是在基于户用光伏发电系统基础上,集成储能分级、智能调度控制等先进技术,使户用光伏发电系统打造成智能光伏充放电高效的系统。

该技术成果与辽宁太阳能研究应用有限公司合作,20181024日,辽宁太阳能公司与建昌县政府成功签订入户式光伏扶贫项目,项目总额2.5亿。目前该技术已经在建昌率先完成981户,实现销售收入2000多万,成为辽宁省唯一国家级贫困县的指定产品和技术标准。

4. 面向供能侧与用能侧的能源大数据分析及预测技术

供能侧与用能侧的预测技术是现代化能源系统运行和管理中的一个重要研究领域。为实现能源系统中新能源及储能的优化调度、制定能源交易计划、能源系统安全评估、需求侧管理等功能,需要对综合能源系统中供能侧与用能侧需求进行精确预测。

在新能源出力预测方面,建立基于特征选择与深度学习的分布式电源出力预测模型,充分挖掘多元数据的隐藏信息,发现影响预测结果的重要特征(辐照度、温度、云团信息),利用深度学习模型,在平稳天气与突变天气下取得良好的预测效果。

在负荷预测方面,综合能源系统中多种能负荷特性及相关影响因素分析是多能负荷预测的基础,通过电--冷负荷的全年大致分布情况、季节特性以及周期趋势,将综合能源系统按区块划分主要分为工业区,商业区和居民区,通过大数据分析得到不同区域的用户对电---气等异质能源的需求的差异性。

该成果已应用于风力发电企业和电网企业。支撑我校承担的国家能源集团2021年十大重点项目之一“基于源荷协同储能的风电消纳技术研究与工程示范”,研究成果在国电和风风电开发有限公司下属储能型风电场及其附近负荷区域示范应用,有效降低了弃风率,提高了风电场的经济效益,并为风电场参与电力辅助服务市场交易奠定了基础。承担国网辽宁省电力有限公司科技项目“精密时空维度气象环境预测及应用技术研究”,项目金额56.58万元,提高了阜新等我省风、光资源丰富地区的新能源消纳水平。

5. 基于新一代液压喷射技术的大齿轮喷射润滑设备

团队研发的喷射润滑设备采用新一代液压喷射技术,具有操作简单、润滑效果好、自动报警、远程监控等优点。通过独有的液压系统,将粘稠的润滑油雾化成微小颗粒,成扇状面均匀喷射到齿轮面,实现了节油、免维修、自动控制的目的。油管传输距离可达9 米,因此适用不同安装地点、不同地形的机械设备。通过独特的过滤系统,保证喷油管路不发生堵塞问题,可适合于矿山等恶劣环境。

技术成果已取得3项实用新型专利,设备已广泛应用于火电厂、水泥厂、矿山以及大齿轮设备等行业。201912月,设备用于国家能源集团双鸭山电厂通过电控箱内部无源端子,集控中心可远程启停和对多个状态进行监视。2020 5 月,设备用于华电铁岭发电厂根据现场要求,喷射润滑设备与球磨机同步启停,同时集控中心可监控运行、电机启动2个状态。20231月,设备用于华能营口热电厂,在满足喷射润滑油的同时能够对球磨机进行振动分析。监测信息包括加速度、速度、位移、频谱等。


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