综合能源系统关键技术综述与展望
来源:用户上传
作者:郑长富
摘 要：分析现阶段我国能源利用情况，可知出现了不可再生能源利用数量减少且使用后造成的环境污染严重等问题，制约着我国的现代化发展，所以需要各地的资源利用管理部门对于综合能源系统涉及相关内容进行积极的学习与研究，促使大量可再生且清洁无污染的能源可以得到高效且合理的利用，以往存在的能源利用问题得以妥善的处理。基于此本文对综合能源系统进行了概述，并对该系统良好应用的关键技术研究情况作以了详细阐述，希望可以为后续我国能源问题有效解决提供参考经验。
关键词：综合 能源 系统 关键 技术 展望
中图分类号：TM 71 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）01（b）-0049-02
我国当前面临着严峻的能源利用紧张局面，若对相关的能源利用问题不关注且不重视，也没有积极寻求新的能源利用之路，易导致能源问题愈加严重，所以我们对现阶段多名学者对于能源问题解决方法研究的成果进行了分析，发现综合能源系统对于解决这一问题有着非常理想的效果，而且研究人员也提出了多种实现系统有效应用目的的关键技术，由于不同技术的应用条件与效果存在差异。
1 综合能源系统概述
综合能源系统具体而言指的是对于一个区域内存在的地热、石油、核能、电能、煤炭、风能等再生或不可再生资源进行有效整合，之后采用多种现代化先进技术，对于本区域资源组成系统进行协调配置，以此确保不同方面的能源利用需要可以得到极大的满足，并且能源的利用率也有着很大的提高，促使相应区域形成具有可持续发展特点的能源利用系统，可利用资源少、环境污染、利用率低等问题可以在这一过程中得到良好的处理。分析综合能源系统的组成部分，可知包括下列内容：供能网、能源交换与存储环节、终端综合能源供应单元、用户，其中供能网涉及供热、供电等网络，能源交换环节则包括暖通空调、发电机设备等。
2 关于综合能源系统关键技术的研究
2.1 多能协同规划设计技术
该技术具体应用期间参考的依据主要为确定一个区域的资源分布利用及经济发展实际情况，以此参考各方的能源利用需要，便可以对这一地区的能源进行合理使用，显著提高资源利用率。分析当前学界对基于综合能源系统的多能协同规划设计技术所做的研究，可知所得的研究成果较多，可以在该技术具体应用时加以参考，其中英国帝国理工学院的研究人员选择了混合整数线形、非线性优化的方式，对于城市的能源利用情况进行了探究，明确了能源利用需要、能源利用技术选择等方面的相关性，研究结果证实借助于该技术可实现城市能源的合理利用。同时我国的一些学者当前也针对能源利用问题进行了多能协同规划设计技术的研究，其中部分学者研究时事先对选定的研究对象进行了当地综合资源系统管网管径方案的设计，之后依托资源利用质量调节手段，对于方案内容进行了优化调整，而部分学者则对综合资源系统供需侧的相关内容提前进行了明确，之后根据侧用户的能源需求行为，便可以良好地调整系统，促使能源在本地区得到全面且高效的利用[1]。
2.2 多能优化运行技术
该技术在一个区域的能源利用期间，主张在把握能源总量的基础上进行能源利用总需求的降低处理，从而达到能源科学合理调度应用的目的。目前研究人员在综合能源系统的多能優化运行技术的研究中也有着较多成果，总结国外很多学者的研究成果，主要有微网预测控制模型，该模型的设计原理为神经网络，以此通过该模型可以对综合资源应用进度进行实时把控，有助于能源利用管理人员参照模型提示的数据信息做好当地能源资源的合理调度使用;另有一些学者提出了滤波控制算法，此种算法在综合风电资源系统中的应用价值高，可以使得储电设备不仅可以在风能发电时储存大量的电能资源，而且使得设备的使用寿命显著延长，有效维持本地区综合资源系统正常有序运转的效果。对于我国学者关于综合能源系统的多能协同优化运行技术的研究情况进行总结分析，发现王成山等人对于所研究城市的资源现状与经济发展情况有着准确的把握过后，参考相关的调查数据进行了城市综合能源系统的构建， 在具体建立过程中应用了集中母线，以此进行了混合整数线性规划模型的建立，从而在城市综合能源利用时可以依据这个模型进行合理调配。
2.3 能源转化技术
目前进行能源资源的高效利用时，能源转换技术也为一项非常重要的实现综合能源系统应用的技术，具体应用此项技术时侧重于对一次、二次能源的有效转换，从而使得能源利用价值较之于以往有着大幅度的提升，其中常见的一次能源涉及生物能、风能及太阳能等可再生的清洁能源，也包括石油天然气等不可再生能源，二次能源则主要为电能，此种能源在当前人们的社会生产中有着非常广泛的应用，而且取得了非常好的应用成效。对于当前出现的适用于综合能源系统的多种能源转换技术进行研究，可知主要包括下列内容：
首先生物质气化技术，此项技术属于热化学处理技术的一种，实际应用时可以对秸秆、动物粪便等生物质进行处理，促使这些物质可以有效转化为气体燃料，方便地应用于人们的生产与生活之中，该技术当前实现时需要借助于生物质气化炉来工作，作用于农村的大量生物质气化处理中获得了非常理想的能源转化利用效果。其次风电转化技术，当前利用风能进行电力生产转换为世界各国学者研究的重点内容，实际转换时主张利用风力发电机来进行有效的资源转换利用，该发电设备具体使用时发挥关键作用的部分为主轴桨叶，从而可带动设备将风能大量地转换为电能。
2.4 储能技术
综合资源系统应用过程中对于该类资源的良好存储也为一项重要工作，为了有效提升能源存储效果，则需要借助于多种储能技术，当前常用的储能技术包括四种，即储热、储气、储电及蓄冷技术，其中适用于综合能源系统中的储电技术主要为储电电池，依托燃料、液留两种电池便可以将生产出的大量电能进行良好的存储，前一种电池应用期间，依托电池装置可以对燃料进行能量转化，以此便可以大量储电，参考该技术的应用情况，可知现阶段该技术除了可以在液留电池应用的区域进行应用外，还可以在我国东部沿海地区进行大量的应用，现阶段上海市、郑州市等多个省市依托该储电技术进行了当地公共汽车燃料的有效转化，使得诸多车辆可以借助于氢燃料电池装置进行有效运行，后一种电池在应用期间的条件为存储的电能资源具有大容量光伏、高渗透率及风电资源等特点，以此依托该电池便可以对各类电能存储输出功率作以科学化的调节，使得综合能源系统可以正常稳定的运行，所以该种电池可在海岛等地的综合能源系统实现中进行储电应用[2]。
3 结语
目前科研人员研究出了诸多的综合能源系统关键技术，通过这些技术可以对本地区拥有能源具体情况进行综合把握、调度、利用，促使可再生能源消纳率提升，困扰我国社会经济发展的能源利用问题得以有效解决，同时这些系统实现的关键技术在实际应用期间还存在着较多的缺陷和不足，需要研究人员在未来结合最新的研究理念与技术继续对综合能源系统及关键技术的相关内容不断加以研究，确保能源问题可以在未来有效解决，助推我国的可持续发展。
参考文献
[1] 袁智勇，赵懿祺，郭祚刚，等.面向能源互联网的综合能源系统规划研究综述[J].南方电网技术，2019，13（7）：1-9.
[2] 贾云辉，张峰.考虑分布式风电接入下的区域综合能源系统多元储能双层优化配置研究[J].可再生能源，2019，37（10）：1524-1532.
[3] 宫飞翔，李德智，田世明，等.综合能源系统关键技术综述与展望[J].可再生能源，2019，37（8）：1229-1235.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15192414.htm
