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技術(shù)領(lǐng)域：抽水蓄能技術(shù)經(jīng)濟(jì)性
開發(fā)單位：瑞典馬拉達(dá)倫大學(xué)商學(xué)院， Masoume Shabani, Erik Dahlquist, Fredrik Wallin, Jinyue Yan; masoume.
文章名稱：Masoume Shabani, Erik Dahlquist, Fredrik Wallin, Jinyue Yan. Techno-economic comparison of optimal design of renewable-battery storage and renewable micro pumped hydro storage power supply systems: A case study in Sweden. Applied Energy, 2020.
技術(shù)突破：進(jìn)行了可再生微型抽水蓄能電站和電池蓄能電站的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)估，將NSGA-II算法與運(yùn)行策略聯(lián)系起來(lái)進(jìn)行規(guī)模確定、模擬和優(yōu)化，結(jié)果表明混合風(fēng)光電池儲(chǔ)能的系統(tǒng)是經(jīng)濟(jì)效益和可靠性的最佳選擇，與混合風(fēng)光微型PHS系統(tǒng)相比，壽命周期成本降低18.61%，電力供應(yīng)過(guò)剩系數(shù)降低6.12%。
應(yīng)用價(jià)值：該研究的建模和優(yōu)化過(guò)程可用于任何類似的案例研究。
目前很少有研究從投資成本、全壽命周期成本（LCC）、平準(zhǔn)化能源成本（LCOE）、缺電概率（LPSP）、月和年電力供應(yīng)過(guò)剩系數(shù)（SDR）以及年可再生能源電力供應(yīng)比（RER）等技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)，對(duì)孤島式可再生能源供電系統(tǒng)中的電池儲(chǔ)能和微型抽水蓄能（micro-PHS）的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行比較評(píng)價(jià)。
瑞典馬拉達(dá)倫大學(xué)的科研人員，將微型抽水蓄能和電池儲(chǔ)能裝置分別集成到小型可再生能源系統(tǒng)中，以評(píng)估效率、成本、成熟度和儲(chǔ)能時(shí)間。他們對(duì)瑞典偏遠(yuǎn)地區(qū)的獨(dú)立可再生微型抽水蓄能和電池儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過(guò)考慮投資成本、LCC、LCOE、LPSP、SDR以及RER等技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)，尋找最合適的解決方案。將可在再生能源部分的光伏組件數(shù)量和風(fēng)力機(jī)數(shù)量，微型抽水蓄能部分的上水庫(kù)高度、水庫(kù)容積、管徑、水庫(kù)深徑比、水輪機(jī)容量、泵容量，以及電池儲(chǔ)能部分的電池容量等參數(shù)為設(shè)計(jì)變量，采用改進(jìn)的非支配排序遺傳算法作為優(yōu)化算法進(jìn)行優(yōu)化研究。
結(jié)果表明，在完全滿足電力需求的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，混合風(fēng)光電池儲(chǔ)能的系統(tǒng)是經(jīng)濟(jì)效益和可靠性的最佳選擇，與混合風(fēng)光微型PHS系統(tǒng)相比，壽命周期成本降低18.61%，電力供應(yīng)過(guò)剩系數(shù)降低6.12%?；旌瞎夥姵貎?chǔ)能系統(tǒng)和混合光伏微型PHS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以滿足供電需求，但與風(fēng)光電池儲(chǔ)能相比，將導(dǎo)致更高的年供應(yīng)過(guò)剩系數(shù)和更高的壽命周期成本。
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西北農(nóng)林科技大學(xué)研究風(fēng)電注入對(duì)抽水蓄能發(fā)電機(jī)組動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)可靠性的影響
文章信息
技術(shù)領(lǐng)域：抽水蓄能機(jī)組動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)
開發(fā)單位：西北農(nóng)林科技大學(xué)，Diyi Chen.
文章名稱：Beibei Xu, Huanhuan Li, Diyi Chen, et al. Dynamic regulation reliability of a pumped-storage power generating system: Effects of wind power injection. Energy Conversion and Management, 2020
技術(shù)突破：建立了描述包括風(fēng)能的抽水蓄能發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)學(xué)模型，研究抽水蓄能發(fā)電對(duì)間歇性風(fēng)電注入的調(diào)節(jié)能力，針對(duì)不同的風(fēng)況（隨機(jī)風(fēng)、梯度風(fēng)和陣風(fēng)），從動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)性能和互補(bǔ)特性的角度分析了風(fēng)電/抽水蓄能綜合發(fā)電系統(tǒng)可靠性。
應(yīng)用價(jià)值：研究方法和結(jié)論有助于提高電網(wǎng)接受多種能源高度集成的能力。
多能源綜合系統(tǒng)越來(lái)越多地被用于電力系統(tǒng)的捆綁銷售，評(píng)估定速抽水蓄能發(fā)電（Pumped-Storage Generation System，PSGS）系統(tǒng)在抑制間歇性能量波動(dòng)中供電可靠性和調(diào)節(jié)性，對(duì)系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行關(guān)重要。然而，調(diào)節(jié)過(guò)程涉及到水動(dòng)力、機(jī)械及電力因素的耦合波動(dòng)，對(duì)整個(gè)混合動(dòng)力系統(tǒng)產(chǎn)生多重時(shí)間與尺度上的影響。這使得PSGS的功率響應(yīng)滯后于風(fēng)電功率的波動(dòng)，進(jìn)一步影響了混合電力系統(tǒng)的供電可靠性。
圖2 間歇注入風(fēng)電的抽水蓄能發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。六種運(yùn)行模式分別代表：（1）備用至發(fā)電模式，（2）備用至抽水模式，（3）發(fā)電至備用模式，（4）抽水至備用模式，（5）發(fā)電至抽水模式，以及（6）抽水至發(fā)電模式。
來(lái)自西北農(nóng)林科技大學(xué)旱區(qū)農(nóng)業(yè)水土工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科研人員，在MATLAB/Simulink中建立了描述該集成系統(tǒng)（包括風(fēng)能和PSGS）運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)值模型。然后，在評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，選取10個(gè)風(fēng)力工況，研究了PSGS的互補(bǔ)性和調(diào)節(jié)能力。結(jié)果表明，功率響應(yīng)延遲越大，導(dǎo)葉開度越大，PSGS對(duì)風(fēng)擾動(dòng)的互補(bǔ)響應(yīng)越弱。在較低的隨機(jī)風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)差（0.5 vs 1.5）、較大的風(fēng)速平均值（15m/s vs 13m/s）和較低的風(fēng)速偏差（5m/s vs 12m/s）下，PSGS具有良好的互補(bǔ)能力。此外，還演示了一種意想不到的調(diào)節(jié)行為：快速穩(wěn)定和峰值時(shí)間與功率響應(yīng)的超調(diào)、欠調(diào)和峰值的大變化相吻合。
