本书分为六章,主要内容包括适用于远洋海岛群的多功能储/换船舶特性分析及参数设计、含高渗透率可再生能源的远洋海岛群电源规划理论及方法、远洋海岛群物资/能量综合打包与外送策略、远洋海岛群岛间混合电能传输网络及岛内灵活配电网规划策略四大部分。
书中以远洋海岛群为研究对象,结合现有的前期研究与海岛实际情况,设计适用于远洋海岛群、可实现物资/能量双重化运输的多功能储/换电船舶系统并对其进行特性分析,提出了多能源礁盘电站的布局设计方案及容量优化方法,提出了多能源礁盘电站的布局设计方案及容量优化方法,探讨构建高可再生能源渗透率的远洋海岛群综合能量供给系统的总体规划方案,提出远洋海岛群物资/能量综合打包及外送策略,研究含储/换电船舶的远洋海岛群混合电能网络规划方案,并对远洋海岛群源、网、荷、储各类单元的灵活规划及方案配置优选。同时,结合实际海岛群的典型拓扑与运行工况,对相关理论、技术和所提方案进行详细剖析与比对,深入浅出,内容详实。
远洋海岛群综合能量 供给系统概述
1.1远洋海岛群综合能景供给系统的研究背景及崽义
全世界海域分布着数量众多大大小小的海岛.的地理位置与自然环境造就了其巨大的经济、军事、科学和生态等价值。2018年.我国自然资源部公布的《2017年海岛统计调查公报》中显示,我国共有海岛11 000余个,海岛总面积约占陆地面积的8%。其中距离大陆超过lOOkm的海岛数量约占海岛总数的4%,这一类海岛称为远洋海岛。但是,仅有少数离岸距离较近的近海海岛实现了电力供应,实现24h供电的海岛仅400余个,实现电力供应的无居民海岛仅占全国无居民海岛总数的3 2%
虽然近海海岛一直是海岛资源开发、生态保护以及综合管理等各项工作的中心,然而远洋海岛的开发也不容忽视。远洋海岛作为维护国家海防和海洋权益的重要支点和平台,具有特殊的地缘战略意义;同时,各类丰富的自然资源以及的贸易地位又使其具有广阔的经济发展前景。可靠的能量供给是远洋海岛发展建设的动力,也是目前尚待解决的重点问题。远洋海岛受工程造价、系统运维和电力传输技术的制约,架设大陆一海岛供电网络非明智之举。长期以来,远洋海岛供电系统基本上依赖柴油发电机供电,燃料补给困难,无法承担大规模负荷,给远洋海岛的长期驻守带来了困难,也严重影响了当地居民的生活和海岛经济的发展。此外,内燃机组的高噪声、高排放与高污染等问题,也不利于远洋海岛的可持续发展。
远洋海岛群蕴含了丰富的风能、光伏、波浪能、海流能等可再生能源、以西沙群岛为例,相关研究表明,西沙群岛年日照小时数约为2900h,年太阳辐射总量在6000MJ以上,属于中国太阳能资源富的地区之一;其有效风能密度年平均为180~285M.I/m‘,年有效风能为1050kWh/m。;南海波浪能蕴藏量达6325Mw,西沙海区为主要分布Ⅸ之一;西沙群岛属强海流区,功率密度为4.35kWh/m。,蕴藏丰富的海流能源。
若能有效利用海岛群清洁能源.并将其转化为电力、储能、氢能、淡水、交通动力等复合资源,即可建立能独立平稳运行的远洋海岛群综合能量供给系统,维护国家主权领土完整,限度开发利用远洋海岛群提供有力的能源保障,口r有效促进当地经济社会发展,推进国家远洋海岛海洋战略的实施。1.2远洋海岛群综合能量供给系统的研究现状
目前,中国的面积500㎡以上的岛屿为6536个.其中有人居住的岛屿约450个,总体上呈现小岛多、大岛少,无人岛多、有人岛少,缺淡水岛多、有淡水岛少的特征。
对传统的大型近海群岛,其电能需求与可靠性要求较高,往往通过海底电缆与大陆联网,能够保证日常情况下的用电需求。对于重要海岛或高供电密度海岛,一般通过建设双回路海缆工程.即日,保证其供电可靠性,而不在岛内开发额外的发电设备。但是,目前有条件实现这类并网工程的岛屿不到总岛屿数的5%。
在余下的岛屿中,仍以柴油机组发电为核心,随着可冉牛能源发电、电力储能等技术的发展.海岛电网已从单纯依赖柴油发电向综合利用多种清洁能源发展。钉效利用海岛丰富的风能、太阳能、波浪能、海流能等可再生能源不仅能为海岛提供长期稳定的能量供给,有利于生态环境保护,而且可与海水制淡、海水制氢及旅游等产业结合,对开发与管理海岛、保持海岛经济社会环境的持续协调发展.促进海洋经济发展具有重大意义。凶此,针对海岛的可再生能源开发方面的研究受到电网部门 和研究机构的高度关注。
目前中国已建成了数十个海岛微电网示范工程,依据类型主要可分为并网型海岛微电网工程与独立型海岛微电网丁程。不同于第一类不在岛内建设发电没备的海岛,并网型海岛微电网通常选择低压小容量的联网工程,并在岛屿因地制宜地配置适当容量的可再生能源设备,使两者协调实现海岛负荷的可靠供应。例如,我国鹿西……
国家自然科学基金重点项目成果(51537003) 国家电网公司电力科技著作出版项目
国家自然科学基金重点项目成果,图书针对全清洁化能源的远洋海岛群微网中具有随机性、波动性和间歇性的风光、波浪、海流等可再生能源的预测、调度和控制问题及不稳定性能源资源的转换、输运与消纳问题,开展了潮流与物流并存的远洋海岛群综合能量供给系统规划与岛屿电网与储电船舶的多形态能源转换与消纳优化研究。本书构建了远洋海岛群综合能量供给系统的基础理论及关键技术体系,为提升远洋海岛群能量供应的总体能效及可靠性,以及未来的工程实际应用奠定坚实基础.。
国家自然科学基金重点项目成果,图书针对全清洁化能源的远洋海岛群微网中具有随机性、波动性和间歇性的风光、波浪、海流等可再生能源的预测、调度和控制问题及不稳定性能源资源的转换、输运与消纳问题,开展了潮流与物流并存的远洋海岛群综合能量供给系统规划与岛屿电网与储电船舶的多形态能源转换与消纳优化研究。本书构建了远洋海岛群综合能量供给系统的基础理论及关键技术体系,为提升远洋海岛群能量供应的总体能效及可靠性,以及未来的工程实际应用奠定坚实基础.。
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