·“新型储能安全技术”专栏特约主编寄语·……………………………………………(1)
·“新型储能安全技术”专栏·
液氢安全研究现状………………………………………王 登,吕 洪,沈亚皓,刘 敏,赵 波,张存满(3)
基于局部异常因子的锂离子电池储能系统故障诊断…………………………………………彭鹏,林 达,汪湘晋,丘意书,董 缇,蒋方明(11)
可再生能源制氢建模技术研究………………………………………………………………………吴启亮,章雷其,赵 波(18)
氢电耦合系统安全风险研究………………………………刘 敏,张雪松,赵红霞,王许志,鲁晨昱,李文博,张存满(24)
脉冲充电模式下的电池外特性分析…………………………………………朱承治,陈 悦,慈 松,陈铁义,周杨林,谢知寒(42)
碱液制氢电解槽动态阻抗建模………………………………章寒冰,叶吉超,胡鑫威,唐毅博,黄 慧,韩 剑,程浩然(49)
·电力市场·
考虑电价碳价不确定性的燃煤发电基准电价优化模型………………………………………项中明,唐家俊,徐立中,甘 雯,孙龙祥,杨 莉(59)
碳市场与电力市场协同运行关键问题研究………………………………………………………………………杨玉强,徐程炜,邓 晖(66)
·能源互联网·
基于WRSR和BOA-Catboost的电力用户分类模型研究……………………………………………………仲 赞,邢 翼,俞 伟,李 健,刘广生(76)
考虑乡村生产生活碳排放的乡镇微能源网多目标优化…………………………………………吴 蓉,候宝宇,俞 阳,郑樟磊,郑 辉,黄炎阶(85)
配电网分布式储能的分层优化配置方法…………………………………………刘 欣,宁新福,金 翼,杨岑玉,钟伟东,诸宇浩(95)
·输变电·
基于视频识别的电力占道施工场景交通拥堵检测………………………………………………张 科,吴嘉琪,陈威成,闫云凤,齐冬莲(105)
柔直换流站穿墙套管绝缘击穿分析及材料改性机理研究……………………………………………………张 吼,韩幸军,郭安琪,施佳昊,郑 宏(113)
主变在线监测装置缺陷导致轻瓦斯报警事件的分析……………………………………………………………………张正东,宋 博,甘 强(120)
“新型储能安全技术”专栏特约主编寄语
新型储能是支撑新型电力系统建设的重要技术和基础装备,对推动能源绿色转型与高质量发展具有重要意义。目前,以电化学储能和氢能为代表的新型储能呈现爆发式增长,储能安全运行压力和安全隐患明显增加。一方面,应该重视关于电制氢、氢发电等新型设备的极端工况、衰减特性、组件与材料的失效模式,以及受限空间内氢气的泄漏扩散、燃爆风险及监测保护技术等氢电耦合全环节安全管控技术的研究。另一方面,储能电池在过充、高温及外短路等滥用工况下工作会导致火灾等事故的发生,本质安全提升的新型电池储能技术、电池模组温度控制技术、阻燃及消防技术等也是当前的研究热点。
为此,《浙江电力》联合国网浙江电科院“储能技术中心”共同开展了“新型储能安全技术”专题征文活动,共同探讨新型储能高质量发展存在的安全问题和关键技术。经过前期精心筛选,本专栏共收录了6篇论文。《液氢安全研究现状》总结了近年来世界范围内关于液氢安全方面的研究成果,从低温、泄漏、燃烧3个方面阐述液氢的危险性,介绍实验和数值模拟的液氢泄漏扩散规律研究成果,概述了液氢安全防护措施的最新研究进展。《基于局部异常因子的锂离子电池储能系统故障诊断》基于锂离子电池储能系统的运行数据,采用局部异常因子算法对其进行故障诊断分析;通过计算单日及多日的电压运行数据,确定故障电池的具体位置,分析故障电池的异常情况。《可再生能源制氢建模技术研究》介绍了风力发电、光伏发电及电制氢的机理模型及常用简化模型,对比了不同可再生能源发电形式与制氢的耦合特征;结合国内外建模案例,阐述了仿真模型在运行控制优化、源-网-荷互动、容量配置方面的应用价值;结合技术发展现状,从多物理场、多时间尺度、多元素3个方面对技术的发展进行分析与展望。《氢电耦合系统安全风险研究》以氢电耦合系统为研究对象,对其关键涉氢装备发生的事故进行了汇总与研究,进而应用故障树对氢气泄漏引起的燃烧与爆炸事故开展了氢电耦合系统安全风险评价;通过故障树分析可知,存在5种有效避免氢电耦合系统发生氢气泄漏导致火灾或爆炸事故发生的途径。《脉冲充电模式下的电池外特性分析》基于MATLAB/Simulink仿真软件建立了考虑非线性效应的电池电化学模型,研究其在不同充电电流倍率、脉冲频率及脉冲占空比下的电压和容量响应,探究其在脉冲充电模式下的参数变化特性。《碱液制氢电解槽动态阻抗建模》分析碱性电解水制氢系统工作原理及物理特性,通过电化学方程和参数拟合,建立了碱液制氢电解槽静态模型;在静态模型的基础上,进一步分析得出电解槽负载的等效电路动态模型,通过采用直流加小干扰电压的方法得到电解槽的宽频域阻抗谱,利用傅里叶分析计算出模型中各阻抗参数的具体值。
本刊旨在通过本专栏促进学术交流,与作者、读者一起共同探讨新型储能高质量发展存在的安全问题和关键技术,进一步推进该领域的技术攻关和工程应用。
同济大学
中国科学院广州能源研究所
国网浙江省电力有限公司电力科学研究院
2023年5月
封面文章(一)
液氢安全研究现状
王 登1,吕 洪1,沈亚皓1,刘 敏2,赵 波2,张存满1
(1.同济大学 汽车学院,上海 201804;
2.国网浙江省电力有限公司电力科学研究院,杭州 310014)
摘要:氢能具有清洁、储量丰富、燃烧热值高、可再生等特点,在当前能源短缺和“双碳”大背景下其重要性日益凸显。液氢安全问题是影响液氢推广应用的重要因素,为此,总结了近年来世界范围内关于液氢安全方面的研究成果,从低温、泄漏、燃烧3个方面阐述液氢的危险性,介绍实验和数值模拟的液氢泄漏扩散规律研究成果,概述了液氢安全防护措施的最新研究进展。总体来说:目前对于液氢的危险性已经有了充分的认识,但仍需进一步研究液氢泄漏扩散规律;液氢泄漏扩散的实验数据太少,相关的数值模拟仍面临许多难点;对于液氢的储存、运输、应用等各环节的安全性要求尚缺乏全面的标准和法规。
关键词:液氢;氢安全;泄漏与扩散;防护措施
基金项目:国家电网有限公司总部科技项目(5419-202219075A-1-1-ZN)
封面文章(二)
基于局部异常因子的锂离子电池储能系统故障诊断
彭 鹏1,2,3,林 达4,汪湘晋4,丘意书1,2,3,董 缇1,2,3,蒋方明1,2,3
(1.中国科学院广州能源研究所,广州 510640;
2.中国科学院可再生能源重点实验室,广州 510640;
3.广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室,广州 510640;
4.国网浙江省电力有限公司电力科学研究院,杭州 310014)
摘 要:锂离子电池在过充、高温及外短路等滥用工况下工作会导致火灾等事故的发生。通过对锂离子电池进行早期故障诊断,定位故障的具体位置并及时采取相应措施,可以有效避免故障进一步升级为热失控。为此,基于锂离子电池储能系统的运行数据,采用局部异常因子算法对其进行故障诊断分析。通过计算单日及多日的电压运行数据,确定故障电池的具体位置,分析故障电池的异常情况。研究结果验证了局部异常因子算法应用于锂离子电池储能系统故障诊断的有效性。
关键词:锂离子电池;储能系统;运行数据;局部异常因子;故障诊断
基金项目:国网浙江省电力有限公司科技项目(B311DS210015)
封面文章(三)
可再生能源制氢建模技术研究
吴启亮,章雷其,赵 波
(国网浙江省电力有限公司电力科学研究院,杭州 310014)
摘 要:基于电氢转化机理的氢储能技术能够实现风、光消纳,平抑风、光波动,可作为重要的可再生能源发电支撑形式。构建多元仿真模型是推进风-光-氢耦合系统设计与控制的重要手段,介绍了风力发电、光伏发电及电制氢的机理模型及常用简化模型,对比了不同可再生能源发电形式与制氢的耦合特征。结合国内外建模案例,阐述了仿真模型在运行控制优化、源-网-荷互动、容量配置方面的应用价值。结合技术发展现状,从多物理场、多时间尺度、多元素三个方面对技术的发展进行分析与展望。通过对可再生能源耦合制氢建模基础的综述,可促进相关平台、工程建设,加快实现向零碳供能、绿色用能的能源结构转型。
关键词:可再生能源耦合制氢;水电解制氢;风电制氢;光伏制氢;氢储能;仿真模型
基金项目:国家电网有限公司科技项目资助(5400-202219164A-1-1-ZN)
封面文章(四)
氢电耦合系统安全风险研究
刘 敏1,张雪松1,赵红霞2,王许志2,鲁晨昱2,李文博2,张存满2
(1.国网浙江省电力有限公司电力科学研究院,杭州 310014;
2.同济大学 汽车学院,上海 201804)
摘 要:氢电耦合系统是新型电力系统不可或缺的重要组成部分,安全性是其规模化应用的前提。以氢电耦合系统为研究对象,对其关键涉氢装备发生的事故进行了汇总与研究,进而应用故障树对氢气泄漏引起的燃烧与爆炸事故开展了氢电耦合系统安全风险评价。研究表明,储氢与压缩设备是易发生安全事故的关键涉氢装备,设计缺陷、密封问题与操作失误是氢安全事故的重要诱因。通过故障树分析可知,存在5种有效避免氢电耦合系统发生氢气泄漏导致火灾或爆炸事故发生的途径。研究获得的氢电耦合系统危险源及基本事件的重要程度可为安全防护措施的制定奠定了基础。
关键词:氢能;氢电耦合系统;安全风险;故障树分析
基金项目:国家电网有限公司科技项目(5400-201919487A-0-0-00)
温馨提示:
《浙江电力》2023年第5期正在排版印刷过程中,5月底将与读者正式见面,请需要全文阅读的读者耐心等待。感谢您的关注与支持!
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