地源热泵

工业园区微电网中动态工业生产流程与其能源供应是紧密联系的，通过灵活调控其工业生产流程的用能计划，参与到配电市场中，可进一步减少其用电成本。提出一种基于通用化生产流程模型的工业园区微电网参与配电市场的能量管理与生产流程协同优化模型与方法，并引入地源热泵进一步提高能效。首先，提出了含地源热泵的工业园区微电网的用能架构，建立了工业生产流程与用能关系的通用模型。其次，构建了基于通用化生产流程模型的工业园区微电网参与配电市场的双层优化模型，分别以工业园区微电网能量管理与生产流程调度协同优化模型为上层模型，以配电市场出清模型为下层模型，双层模型之间交换功率和电价信息。然后，基于KKT条件、对偶原理以及大M法将双层模型转化为混合整数二阶锥规划(mixed-integer second-order-cone programming, MISOCP)模型。最后，以短流程炼钢厂、水泥厂等典型工业园区为例进行算例分析。结果表明所提出方法可对工业生产流程进行有效建模，并降低工业用户的用能成本，缓解电网调峰压力。

光伏小镇能源系统是以光伏为主体，结合其他本地能源的综合能源系统。为充分利用太阳能和地热能，文中提出一种考虑源荷不确定性的两阶段鲁棒优化方法，引入不确定性调节参数以避免为保证供电可靠性而牺牲经济效益。建立以系统综合成本最小为目标的max-min-max两阶段鲁棒优化配置模型，对光伏小镇的光伏、热电联产机组、地源热泵、储能进行优化配置。光伏和负荷的不确定性采用不依赖于概率分布的盒式不确定集描述，以上下边界区间表示光伏和负荷的波动范围，形成鲁棒约束，通过列和约束生成算法以及强对偶转换降低求解的复杂度。以我国北方某光伏小镇为研究案例，通过改变不确定性调节参数，有效控制配置方案的保守性，在保证供电可靠性、降低负荷缺电率的同时，降低配置成本、改善弃光率，该方案具有很强的适用性。

为提高浅层地热能利用效率，亟须对影响地源热泵系统性能的地埋管换热器结构和控制开展优化设计。 方法 建立了一种竖进平出型地埋管群换热器模型，研究其换热系统性能，探究其最佳结构及运行方式。 结果 管群布置横纵比越低，单位面积换热量越大，横纵比超过0.15后对系统影响较小；换热器间距越小，土壤利用率越高，但热短路损失越大；双列双出型埋管每延米换热量相较于双列单出型结构提升7%以上；负荷较大工况下叉排布置结构的换热效果更好；整个夏季优化结构的平均出口温度下降2.28 ℃，换热器周围土壤温度下降1 ℃以上；实际运行过程中应优先考虑采用流速随负荷变化控制模式。 结论 研究结果可为地源热泵换热器的设计、制造提供理论依据。

低碳园区复合式能源系统合理的规划与配置对提升系统能效、降低成本、减少污染物排放等具有重要意义。首先，基于园区用能需求快速预测方法和能源系统动态仿真平台，提出了以综合评价指标为导向的低碳园区复合式能源系统优化规划配置方法，建立了虎克-捷夫算法和粒子群算法相融合的混合优化算法。然后，以典型低碳园区冷热电三联供耦合地源热泵、蓄能与燃气锅炉的多能系统为例，对比分析了不同优化算法的配置结果和优化速度，研究了综合优化目标最优、全生命周期成本、能耗最低等不同优化目标对容量优化配置结果和系统典型日运行情况的影响。结果表明，本文提出的优化配置方法和混合优化算法可以保证寻优能力、优化精确度，同时提高了优化计算性能。以综合评价目标最优的能源系统配置结果可以兼顾系统成本、经济运行、环境影响及低碳排放等多方因素，更有利于构建低碳园区最优能源形态。

5月30日，位于连云港市赣榆区的220千伏梁丘变电站全电压等级全部投运，标志着江苏电网的北部神经末梢得到进一步优化和加强，这也是连云港首座绿色低碳示范变电站，在全省首次在变电站内使用地源热泵空调系统，投运后全站每年可减少碳排放480吨。

面对机场管理中心、驻场客户及入驻企业在节能增效、低碳发展等综合能源方面需求，国网北京大兴供电公司打破公司专业系统及机场侧、客户侧运行数据隔阂，构建智慧能源综合服务平台，以区域高可靠智能配电网为基础，充分整合电网侧调度SCADA系统、智能无人巡检系统、智慧能源管家、用电采集系统、精准气象等系统以及用户侧电力设备监控系统、机场侧AOC运行管理系统等功能，实现大兴机场及临空经济区区域主网、配网、客户设备和环境数据的全方位、立体式运行监控。该系统创新性运用三维数据建模、AR增强现实、智能无人巡检、大数据分析等新科技及新技术，广泛应用物联网及移动互联技术，发挥平台数据汇聚、充分共享、灵活应用等优势，通过可视化展示方式输出，实现电网运行、综合能源监控、客户服务的全方位综合管控。系统深入融合日常巡视、检修维护、应急抢修、特殊巡视等业务的标准化流程，结合高可靠结构及高技术手段，实现能源流、数据流、业务流“三流合一”， 为机场区域高标准供电服务保障工作提供了坚实的技术，大大提升电网智能化水平。 依托系统数据汇聚优势，公司与机场管理中心共同打造大数据应用场景，通过构建区域线损分析模型、全景综合能效分析模型、故障自动分析预警等仿真数据模型，实现机场区域电网状态智能监测、业务工单智能管理、用户需求智能感知、服务保障智能指挥。通过应用智慧能源综合服务的平台，进一步促成公司与机场重要用户智慧服务合同签订，每年约可实现净收入370万元/年，打造公司经营新增长极；通过为客户提供智慧能源综合分析，每年为机场管理中心、东航、南航等重点用户节约人员运行成本约770万元，大幅节省客户人工运行成本，实现了客户、电力企业的双赢局面。同时，系统的建设与应用也推动了区域地源热泵、光伏、充电桩等多种能源互联互通，助力大兴机场及临空经济区全力打造绿色能源体系、助力客户高效用能，引领区域高质量发展提升，实现国网能源互联网战略在大兴机场及临空经济区的落地示范。

3月22日，国网湖北省电力有限公司与襄阳鱼梁洲经济开发区管委会签订鱼梁洲岛建设智慧能源零碳岛战略合作协议。这是湖北省首个智慧能源零碳岛项目。双方将在鱼梁洲岛通过林光互补、水光互补等模式建设分布式光伏发电项目，建设污水处理厂和地热资源开展污水源热泵、地源热泵。项目建成后，鱼梁洲岛将100%使用可再生能源。