Automated energy management in distributed electricity systems: An EEPOS approach

The increasing capacity of distributed electricity generation brings new challenges in maintaining a high security and quality of electricity supply. New techniques are required for grid support and power balance. The highest potential for these techniques is to be found on the part of the electricity distribution grid.

This article addresses this potential and presents the EEPOS project’s approach to the automated management of flexible electrical loads in neighborhoods. The management goals are (i) maximum utilization of distributed generation in the local grid, (ii) peak load shaving/congestion management, and (iii) reduction of electricity distribution losses. Contribution to the power balance is considered by applying two-tariff pricing for electricity.

The presented approach to energy management is tested in a hypothetical sensitivity analysis of a distribution feeder with 10 households and 10 photovoltaic (PV) plants with an average daily consumption of electricity of 4.54 kWh per household and a peak PV panel output of 0.38 kW per plant. Energy management shows efficient performance at relatively low capacities of flexible load. At a flexible load capacity of 2.5% (of the average daily electricity consumption), PV generation surplus is compensated by 34–100% depending on solar irradiance. Peak load is reduced by 30% on average. The article also presents the load shifting effect on electricity distribution losses and electricity costs for the grid user.     

中国工业碳排放达峰的情景预测与减排潜力评估

实现2030年碳排放达峰不仅是中国为应对全球气候变化向国际社会做出的郑重承诺,也是中国未来经济结构转型与可持续发展的必然选择。基于中国实现2030年碳排放达到峰值的宏观目标为背景,本文以中国碳排放的主要行业工业为研究对象,首先运用拓展的STIRPAT模型对工业及其9个细分行业的碳排放达峰进行了情景预测,然后基于公平和效率的双重视角对工业细分行业的减排潜力进行评估。研究表明:(1)仅有低碳情景和抑制排放情景2可以实现中国碳排放2030年达峰,低碳情景是实现中国工业碳排放达峰的最佳发展模式,达峰时间最早(2030年),峰值最低(140.43亿t)。激进排放情景则是最差的发展模式,达峰时间最晚(2036年),峰值也最高(150.09亿t)。(2)工业内部各细分行业碳排放的最优达峰情景差别较大。建材和纺织制造业能够实现提前达峰,可以在这类行业率先实施达峰管理措施,使其带动其他行业陆续达峰。(3)最具减排潜力的行业是石油制造业,其次是电力行业,这些减排潜力较大的行业应该成为国家节能减排的重点对象。(4)基于工业各细分行业在减排公平性和效率性上的差异将工业9个细分行业分为四类。其中,石油、钢铁制造业和电力行业属于"高效高公平行业";化工、建材制造业属于"低效高公平行业";采掘业属于"高效不公平行业";纺织、轻工和机电制造业属于"低效不公平行业"。中国应针对不同类型的行业制定出相应的减排战略,将减排重点放在各行业最具潜力的方面。最后,文章对实现中国工业碳排放达峰管理提出了几点政策建议。     

降低超高压输电线路电晕噪声的对策研究

从电力金具的选型、设计、生产、运输、安装和优化改造等环节提出了降低超高压输电线路电晕噪声的对策措施。同时,通过对超高压输电线路铁塔可听噪声和金具电晕放电情况的检测,验证优化改造金具的降噪效果,查找金具安装的缺陷和漏洞,为金具制造和设计、预防电晕措施的选择及电力金具的改良、安装和运行等方面提供决策和参考依据。     

介质阻挡放电协同Ag/Al_2O_3对NO_x脱除的影响

为有效去除发电厂烟气中产生的NOx,利用介质阻挡放电(DBD)产生低温等离子体并结合催化剂Ag/Al2O3进行烟气脱硝实验,研究了在加入乙烯的条件下,平均负载量、催化温度和装置的布置方式对NOx脱除的影响。结果表明,随着负载的增多,NO脱除率呈现先增大后减小的趋势,5种负载量中最佳为1.76%;随着催化温度的升高,NO脱除率同样呈现先增大后减小的趋势,最佳的催化温度为150℃左右;3种不同布置方式对NO和NOx脱除有明显差别,单独催化剂在NO和NOx的脱除率都比较低;单独介质阻挡放电NO脱除率很高,但是NOx很却很低;而两者结合在NO和NOx都达到了很好的效果。     

辉光放电等离子体氧化降解水中邻苯二甲酸二丁酯

研究了辉光放电等离子体降解水中典型的环境内分泌干扰物邻苯二甲酸二丁酯(DBP)及降解过程中过氧化氢(H2O2)的生成规律。考察了电解质种类、共存污染物(甲醇、叔丁醇)及催化剂等条件对DBP降解及H2O2生成的影响。结果表明,在硫酸钠溶液中DBP降解效率和H2O2生成速率最高;甲醇、叔丁醇等共存污染物对DBP降解和H2O2生成有抑制作用;Fe2+,Fe3+和Cu2+对DBP的降解有催化作用,其催化效果为Fe2+>Fe3+>Cu2+。用高效液相色谱、离子色谱及气质联用仪等仪器分析了降解中间产物,提出了可能的降解机理。     

新疆油田抽汲排液污染控制研究

抽汲排液存在抽汲设备和工具密封性差,对井场环境污染比较严重的问题,为解决抽汲排液对井场造成的污染,分别对抽汲钢丝绳的选择、试油井口防喷盒的密封以及试油抽汲作业规程及其它方面作了研究和应用,使抽汲排液对井场造成的污染得到了较好控制,符合新疆油田创建"绿色油气田"的要求。     

稠油污水回用锅炉处理工艺的应用

新疆油田公司稠油污水处理普遍采用成熟的离子调整旋流反应水处理技术,污水处理后达到回用锅炉水质标准SY/T 0097-2000《稠油油田采出水用于蒸汽发生器给水处理设计规范》,供给油田专用高压注汽锅炉用水。采用相同技术建成的采油一厂稠油处理站污水回用锅炉处理工艺投用后,处理后污水回用锅炉,减少了含油污水的外排,充分利用了稠油污水的热能,取得了良好的经济和社会效益。     

雾化介质阻挡放电联合电晕放电对染料溶液脱色研究

实验将介质阻挡放电与电晕放电组合在一个反应器内,以靛蓝二磺酸钠溶液为实验废水,将高压电极上通入50Hz交流高压电,在常压空气中形成介质阻挡放电-电晕放电系统,放电产生的低温等离子体及其活性基团作用于染料分子。考察了电源电压、电极间距、处理时间对染料溶液脱色率和能量效率水平的影响,确定反应器工作状态为介质阻挡放电系统电极间距30mm、电晕放电系统电极间距25mm、电源电压20kV。     

介质阻挡放电联合催化臭氧化降解甲苯

采用介质阻挡放电区后结合MnOx/Al2O3/发泡镍去除甲苯,考察甲苯进气方式、臭氧产生方法及湿度对甲苯与O3同时去除的影响。结果表明,O3是等离子体区后催化降解甲苯的主要物种,介质阻挡放电联合催化臭氧化可实现甲苯及O3的同时高效去除。输入电压为9.0 kV时,甲苯的去除效率达92.8%,在80 min内O3的去除效率维持在99%以上。水蒸气对催化剂催化分解臭氧的活性没有直接的影响,O3浓度较高时湿度对甲苯降解效率的影响很小。GC-MS分析结果表明,甲苯降解的主要气相副产物有烷烃、酸、酮和含苯环有机物,提出了甲苯的降解途径。     

活性炭吸附和脱附-等离子体氧化净化有机废气的研究

根据滑动弧放电等离子体适于降解高浓度有机物废气的特性,结合活性炭吸附法,提出了吸附器的吸附浓缩和热脱附-等离子体氧化净化有机废气的方法。在活性炭吸附过程中,最初2 h内甲苯净化率达到100%,随着时间的增加净化率下降;在热脱附滑动弧放电等离子体净化过程中,甲苯降解效率最高为97.3%。将滑动弧放电等离子体反应器出口气相产物收集进行FT-IR检测,发现放电后有CO2、CO、H2O和NO2产生,并分析了甲苯的降解机理。