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基于大数据驱动的综合能源系统规划优化及关键技术研究与应用示范
项目开展的背景及意义 当前,我国经济发展进入新常态,能源转型面临需求放缓、传统产能过剩、环境问题突出、整体效率较低等问题,传统能源系统又存在着各能源子系统规划协调不足、弃风弃光现象突出、对化石能源依赖严重等现象,推进国家能源转型、构建新型能源系统势在必行。 综合能源系统是能源互联网建设的物理载体,是支撑国网战略目标落地的重要形式。综合能源系统能够拓宽国网公司发展业务,培育业务增长点和盈利模式增长点,是实现国网公司业务可持续发展的重要手段。 综合能源系统规划建设是项目成立的开端,规划优化效果最优是项目最好的投资、更是最好的节约。综合能源系统规划问题涉及源、网、荷、储协同,需要多维能源数据信息支撑,包括不同设备动态运行特征信息、多元用户负荷特性等数据。而大数据技术能够为综合能源系统规划建设提供基础的数据服务。  有助于可再生能源开发规模进一步提升,促进社会能源可持续发展; 有利于能源的投入产出效率进一步提升,减少能源消耗总量; 有利于社会资源配置进一步优化,降低能源系统建设成本;  有利于推动能源互联网的进一步实施和落地,助力国网实现具有中国特色国际领先的能源互联网企业的战略目标; 有助于电网公司新型业务进一步推进,扩展业务和收入增长点;  综合能源系统中的大数据——应用 在能源革命和数字革命的推动下,大数据技术在综合能源系统的中的应用越来越广泛,助力解决综合能源系统规划优化或运行优化多因素设备建模、设备运行状态诊断、用户用能画像、用能场景生成、优化策略生成的问题。  项目研究内容 项目研究成果 主要成果 本项目的应用示范能够指导综合能源系统工程实际落地,服务基础设施建设;能够指导综合能源系统规划效果评估,提供规划决策工具;能够指导不同区域典型综合能源系统场景示范推广,打造可推广的样板工程;能够深化综合能源系统一体化服务,助力综合能源系统广泛推广。项目发表学术论文5篇、申请发明专利10项、软件著作权5项。 示范应用 本项目预计在山东省内落地应用,打造不同行业的综合能源应用示范项目,目前在前期项目应用实施阶段,预计2021年底完成项目应用实施。  
华北电力大学 2021-05-10
油套管螺纹连接气密封自动检测系统关键技术研究及应用
随着气田开发越来越多,天然气井运行压力大、温度高、时间长的特点也越来越突出。若生产过程中出现气体泄露,易导致气井环空带压或泄露事故。若泄露气体中含硫化氢等有毒有害气体,将对人身及财产安全造成巨大危害。气密封检测技术可以及时对入井油套管丝扣密封性进行预报,避免因丝扣密封失效造成重大事故及巨大经济损失。因此,在油套管入井前进行丝扣的密封性检测已成为国内很多陆地油气田的强制要求。 针对传统气密封检测系统存在的检测时间长、操作步骤繁杂、占地空间大、控压精度低、气体消耗快等问题,我们提出了全新的“油套管螺纹连接气密封自动检测系统”。 本系统采用气体直接连续增压技术,检测中持续增压稳压,解决了间歇水力增压技术检测时间长的问题,每个丝扣约节省45秒检测时间,一千米管道可节省70分钟。采用自动控制系统控制检测步骤自动执行,解决了人工成本高、步骤多、重复性差的问题。新增气体回收系统,回收率达到75%,每检测1000米套管,节省30瓶气源约1.2万元气源费用。全新撬装设计,集成度高、占地面积小,一车全装下。并有专为海洋平台设计的紧凑型撬装,功能不减、体积减半,更多的气源,更快的换装。目前,本系统及配套工具已在江苏金坛储气库、辽宁盘锦等地应用30余口井,现场反馈良好。 本系统已申请20余项发明专利,并已形成完备的知识产权保护群。
西南石油大学 2021-05-10
项目名称:烟气冷却冷凝再热除湿脱污消白关键技术及其集成
高校科技成果尽在科转云
西安交通大学 2021-04-10
制浆造纸清洁生产与水污染全过程控制关键技术及产业化
齐鲁工业大学(山东省科学院院)生物基材料与绿色造纸国家重点实验室韩文佳副教授参与完成的“制浆造纸清洁生产与水污染全过程控制关键技术及产业化”项目具有突出的科技创新,提升了造纸行业清洁生产和绿色制造水平,为实现习主席提出的打好污染防治攻坚战的水污染治理做出重大贡献。 该项目以产学研用创新平台联合攻关突破覆盖造纸行业化学机械法制浆、化学法制浆、废纸制浆及造纸等所有主要工艺流程的清洁生产技术,形成了化学法制浆清洁生产节水减排集成技术及装备、化学机械法制浆废水蒸发燃烧资源化技术、废纸近中性脱墨制浆及造纸白水梯级循环回用集成技术等标志性成果,实现了造纸行业水污染全过程控制,解决了造纸行业面临的环境与资源约束难题。所研发的技术是国家发展改革委及原国家环保部等部委鼓励推荐的先进技术,为造纸行业新旧动能转换和绿色制造提供了示范。经第三方评估和鉴定,该项目技术先进、成熟可靠,清洁生产技术水平达到国际领先,部分关键技术填补国内外空白,已获授权发明专利30件、发表SCI论文36篇,出版专著3部。研发的技术已在10家大中型企业推广应用,近三年累计实现产值876.79亿元、利润168.29亿元。
齐鲁工业大学 2021-04-22
天津津塔超高层纯钢板剪力墙结构设计施工关键技术
天津津塔地处天津市海河沿岸CBD商圈核心地带,建筑高度达336.9米,为华北第一高楼。主塔楼结构采用钢管混凝土柱框架+全焊接纯钢板剪力墙+外伸刚臂及带状桁架抗侧力体系,是世界上采用该体系的最高建筑。该项研究内容为:1、首次在软土地区超高层建筑中成功应用“钢管混凝土柱框架+全焊接纯钢板剪力墙+外伸刚臂及带状桁架抗侧力体系”设计技术,获得3项国家专利,解决了该种结构体系中的关键问题,取得良好的经济效益和社会效益。2、解决了纯钢板剪力墙施工过程中安装及焊接变形控制、焊接应力控制、加工进度控制等多项技术难题
天津城建大学 2021-01-12
高强度、大韧性采煤截齿生产的新工艺及关键技术与设备
利用金属材料的强度理论来指导采煤截齿齿体材料和焊缝的强度设计。采用新型的快速焊、淬一体化感应加热工艺,使截齿材料各部位实现强、塑、韧合理配合,获得等强度分布和梯度强度分布的两种类型截齿,从而达到提高截齿表面耐磨、心部耐冲击及接触疲劳寿命高的目的。使所生产的截齿性能实现国内领先,接近国际先进水平。同时实现在原有的生产工艺基础上,提高生产效率,单产节能,实现生产环境无污染和劳动强度得到明显改善的目标。
西安交通大学 2021-04-11
郑洛高速公路单侧加宽改扩建安全性关键技术研究
北京工业大学 2021-04-14
农业化学节水调控关键技术与系列新产品产业化开发及应用
一、成果简介: 2010年,我院杨培岭教授等人完成的《农业化学节水调控关键技术与系列新产品产业化开发及应用》获得国家科技进步二等奖,该项目突破传统单一的节水技术模式,采用多类型化控制剂联合应用,系统研究农业化学节水调控技术领域新产品研发、工业化生产、技术配套各环节中的关键技术问题,建立综合体系,全面提升降水-土壤水-作物水-大气水转化效率。 二、技术指标: 1.农业化学节水协同调控技术及新
中国农业大学 2021-04-14
基于计算科学和多能优化分析的智慧能源云平台关键技术及应用
围绕未来能源需求特性辨识、场站/设备智能监测、能效优化管理3项核心内容,开展研究并提出以下3个核心创新点,创新点一为基于数据驱动的需求侧用能行为特性辨识及容量价值评估方法,有效解决了需求侧用能行为特性分析难度大、精确度差、有效性低的问题,为能源电力系统容量规划和优化投资提供了科学依据;创新点二为基于数据挖掘计算的多元设备状态监测与需求侧能效优化技术,解决了需求侧用能设备运行状态监测能力差、管控水平低的问题,实现提质增效;创新点三为基于数据高效融合计算的场站环境监测及虚拟现实交互技术,有效解决了各种环境参数大量冗余导致的监测结果误差大的问题。 平台可应用于包括智能设备制造与销售、能源设备在线监测、能源设备全寿命周期管理、能源站点智慧运行维护、用能负荷预测、能质能效分析与应用等。
华北电力大学 2022-09-05
风电机组及场站惯量响应与一次调频调压关键技术与核心装备
随着新能源渗透率不断增加,传统发电份额不断被挤占,导致系统惯量下降,热备用容量减小,降低了电网的安全稳定裕度。已知目前双馈感应风力发电机(DFIG)在最大功率点跟踪控制下,发电机输出功率难以响应电网频率波动,而超速减载控制和变桨距角控制虽然在一定程度上改善风电机组整体性能和一次调频特性,但存在预留一定备用容量而无法实现最大发电效益。目前储能装置已广泛应用于风电场,但大多为风电场集中式储能方案,其安全可靠性风险往往大于分布式模式,故如何提高单台风电机组的致稳性和抗扰性,使其具备一次调节能力显得尤为重要。 图1 实验装置图1 图2 实验装置图2 图3 DFIG的储能配置图 结合上述应用背景,提出以下技术解决方案: 1、结合DFIG直流母线储能装置的优势,从增加控制自由度、平滑源端风功率间歇性波动以及抑制网侧负荷扰动三个维度入手,分别提出基于超级电容器控制的DFIG惯量支撑与一次调频控制,基于变功率点跟踪和超级电容器储能协调控制的DFIG一次调频策略和考虑源-荷功率随机波动的DFIG一次频率平滑调节方法,上述控制可在增大发电效益的同时提升频率调节效果。 2、量化DFIG的一次电压调节能力,制定DFIG的动态无功控制策略,设计DFIG与风场无功补偿装置的综合协调控制方案,从提高系统稳定性和鲁棒性出发,研究自抗扰控制技术等快速提升风电场系统无功响应速度,最大限度地缓解电网电压跌落,提高电网的电压安全稳定性。 3、结合功率密度、可充放电循环寿命以及经济性作为储能介质选择的主要评测指标,确定合适的单一或混合储能介质及变换装置类型,根据频率调节目标计算储能装置的容量,进一步研究混合储能的容量优化方法,设计出一套高充放电效率、低成本的混合储能装置。 4、研究风储联合调频和基于超级电容调频、风机分布式储能和场站集中式储能所组合成的四种储能调频方案的优缺点,通过多复杂工况验证不同技术方案的调频效果,结合储能容量、使用寿命、经济成本和技术性能比较得出最优方案。 5、研究大功率基于单一储能或混合储能控制的风电机组一次调频样机,完成风电机组参与系统惯量支撑与一次调节方案的验证,对新型一次调频控制技术和一次调压控制方案进行大功率样机的试验验证,完成工程应用的基础准备工作。 创新点 1、针对风电机组一次频率调节,分别提出了基于超级电容器储能、变功率点跟踪和超级电容储能协调控制和考虑源荷功率频率调节等方法,提高一次频率调节能力,并优化了储能装置的容量配置。 2、设计双馈感应风力发电机的动态无功协调控制方案,提出了双馈感应风力发电机最小限度降低机组出力下可提高无功极限最大值的最优方法。 3、分别就风储联合调频策略和基于超级电容器调频策略、风机分布式储能和场站集中式储能所组合成的四种储能调频方案的优缺点和拓扑结构进行对比分析,最终得出采用风机分布式储能下的风储协调方案更加具有应用优势。 市场前景 通过本项目的研究,可形成新能源风机技术在大电网中应用效果验证方面的技术成果,有助于进一步体现国家风光储输示范工程的示范引领作用,推动新能源风机储能技术在大规模新能源接入地区的推广应用,为提升新能源发电高渗透率地区电网的安全稳定运行水平,促进建立可再生能源并网的辅助服务机制提供重要依据和借鉴。 应用案例 目前装置依托“双馈感应风力发电机惯量阻尼及一次调节方法的研究”项目,已开发完成380V/10kW实验样机,并预计展开示范应用。 获奖情况 “基于超级电容储能控制的双馈风电机组惯量与一次调频策略”论文获得《电力系统自动化》期刊2020年度优秀论文三等奖。
华北电力大学 2023-08-03
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