抽水蓄能
开环与闭环抽水蓄能水电站的环境效应比较
领导公司
太平洋西北国家实验室
首席研究员
- Bo Saulsbury
Pumped storage hydropower (PSH) is a type of energy storage that uses the pumping 和 release of water between two reservoirs at different elevations to store water 和 generate electricity. 当电力需求较低时, PSH工程可以使用低成本的能源将水从下水库抽水到上水库储存. 当电力需求高的时候, PSH工程可以通过发电站从上游水库释放水来发电. 传统上, 这意味着PSH电厂白天发电,晚上抽水, 有适度的日或季节变化. 今天, PSH pumping operations are changing to facilitate the integration of the tremendous growth of variable renewable energy (VRE) generating resources, 尤其是风能和太阳能, 在美国.S. 网格. PSH设施通常是高容量(能源和电力)成本最低的选择。, 长时间存储, 并且可以提供高vre渗透电网所需的灵活性和快速响应. PSH在建设和运营方面也面临着一系列挑战, 然而, 包括高昂的初始资本成本, 施工工期长, 收入流的不确定性(类似于所有存储), 以及潜在的环境影响. 美国.S. 美国能源部(DOE)的HydroWIRES计划包括针对这些挑战的研究. 本报告侧重于潜在的环境影响:具体而言, the degree to which impacts can be reduced by using closed-loop pumped storage systems as opposed to the traditionally more common open loop systems.
技术应用
抽水蓄能
研究范畴
环境与可持续发展
研究子范畴
状态
完整的
完成日期
2020
海洋能源
深水MHK试航舱
领导公司
桑迪亚国家实验室
首席研究员
- Budi谷纳温
本项目将设计, execute modifications 和 upgrades the existing infrastructures at 桑迪亚国家实验室 (S和ia) to accommodate 1) shakedown testing of marine energy (ME) systems (task 1), 2)用于ME系统的皮带和绳索组件的结构测试(任务2). 一旦完成, 试航测试设施将作为开发人员在海上部署前高trl的关键试航测试场所. 桑迪亚湖设施将进行试运行测试,以降低海上部署的风险和成本. 的 belt 和 rope testing facility will enable short- 和 long-term structural testing to underst和 the mechanical properties 和 technical limitations of not only belt 和 rope materials, 还可以在皮带或绳子的末端缝合或夹紧, 在之前的研究中,哪个被称为潜在的薄弱环节. 该设施将有助于确定皮带和绳索组件的可靠性和维护要求, 从而降低海上部署的风险
技术应用
海洋能源
研究范畴
技术
研究子范畴
流体动力学的
状态
正在进行的
完成日期
TBD
传统的水电
岩石速度和捕食者栖息地的一种方法
领导公司
垦务局
首席研究员
- 珍娜保罗
A continuous sequence of velocity 和 predator refugia is imperative to the survival of out-migrating juvenile salmonids on the Sacramento 和 San Joaquin Rivers. 河流走廊沿线栖息地的缝隙增加了被捕食的风险, 乏力, 压力, 增长率降低, 因此, 有必要采取缓解行动. 然而, 传统的生境改善方法, 如侧通道恢复, 是否适用于所有河段或所有流量条件. 被堤坝包围的区域, 陡峭的银行, 或者其他地形限制需要新的方法来补充缺少或不足的迁徙栖息地. rockwad是指固定在巨石上的树干(带根簇). 巨石和树根提供了速度和捕食者的避难所, 因此, 允许幼鱼在迁徙过程中安全休息和进食. 通过水动力学模拟, 物理建模, 鱼类行为算法, 这个项目将确定最佳数量和安置模式,以达到合适的迁徙栖息地条件. 预计这项研究的结果将为未来的生境项目提供设计建议.
技术应用
传统的水电
研究范畴
环境与可持续发展
研究子范畴
鱼类和水生资源
状态
正在进行的
完成日期
2022
传统的水电
水电与风力发电一体化价值评估方法
领导公司
科罗拉多大学博尔德分校
首席研究员
- 米奇·克莱门特
近年来,风力发电装机容量快速增长. 风力发电提供了许多经济效益, 社会及环境效益, 但它也带有内在的可变性和不确定性, 哪些因素会增加对额外平衡储备的需求, 能够快速调整输出以保持电力供应与需求平衡的发电资源. 水电 is an inexpensive 和 flexible generating resource that has been considered one of the best resources to provide the necessary balancing reserves for wind. 水电的灵活性和容量是有限的, 然而, by non-power constraints associated with environmental 和 water management objectives that have not been fully accounted for in previous wind integration studies. 全球最大网赌正规平台提出了一种方法来评估水电和风能整合使用的RiverWare河系统和水电建模工具. 该模型既反映了水电系统的物理特性,又考虑了现实的非电力政策约束. 提供了包括能源和辅助服务的价值的经济评估. 此外,业务产出包括满足所有政策限制的能力. 的 methodology is applied to a test case integrated hydropower 和 wind generation system including five hydropower projects in a run-of-river configuration for a range of wind penetration levels 和 hydrologic conditions. 结果表明,低穿透风为系统增加了经济价值. 随着装机容量的增加, 额外的风力发电收益递减, 主要是由于准备金要求的增加. 风电装机容量的增加也导致了政策约束违规数量的增加. 非功率约束对整个系统价值有重大影响, 但这种相对影响因系统条件而异. Complex interactions between policy 和 the physical system result in a highly non-linear response of the system to changes in wind penetration. Utilization of goal programming makes it possible to capture these effects that would be missed without a realistic representation of both the integrated physical system 和 its operating policy. 该方法可用于在未来的风力整合研究中提供水电系统的改进表示.
技术应用
传统的水电
研究范畴
互联、集成和市场
研究子范畴
可再生资源的整合
状态
完整的
完成日期
2012
海洋能源
一种用于海洋环境中鱼类跟踪的小型长寿命低频声发射机
领导公司
太平洋西北国家实验室
首席研究员
- 惠东李
JSATS低频声波发射机将提供给政府机构, researchers 和 marine energy operators a more capable tool to gain insights into marine animals’ behavior related to marine 和 hydrokinetic energy operations, 有助于生产环境可持续发展, 具有成本效益的海洋能源和确保美国.S. 能源安全. 的 development of this technology directly supports WPTO’s efforts to accelerate MHK project deployments 和 development of the MHK market.
技术应用
海洋能源
研究范畴
环境与可持续发展
研究子范畴
鱼类和水生资源
状态
正在进行的
完成日期
TBD
海洋能源
传统的水电
一种实时自主的水质监测系统
领导公司
太平洋西北国家实验室
首席研究员
- 丹尼尔·邓
太平洋西北国家实验室 is developing an enhanced real-time 和 autonomous water quality monitoring system to advance water quality measurement technologies for challenging locations, resulting in more informed management decisions regarding new 和 existing hydroelectric facilities that minimize or avoid environmental impacts 和 maximize operational efficiency.
技术应用
传统的水电
研究范畴
环境与可持续发展
研究子范畴
水资源
状态
正在进行的
完成日期
TBD
传统的水电
风电间断性与水电平衡的随机动态规划方法
领导公司
康奈尔大学
首席研究员
- 陈淑妮
水电是一种快速响应的能源,因此是对间歇性的完美补充 风力发电. 然而,风能对传统水电系统的影响是可以感受到的, 特别是当系统受到其他几种环境和维护限制时. 全球最大网赌正规平台的目标 of this paper is to develop a general method for optimizing hydropower operations of a realistic multireservoir hydropower system in a deregulated market setting when there is a stochastic wind input. 的 使用的方法是随机动态规划(SDP)。. 目前,对水电运行的研究 风的优化涉及到线性规划或随机规划,这是基于 在线性. 相反,SDP是一种不需要假设的随机优化方法 目标函数的线性度. 真正的自适应和随机非线性公式 目标函数可以应用于多个时间步长, 并且对许多时间步长都是有效的 对于随机规划. 确定性优化的初步结果表明 这种方法可以指导水电系统的运行,了解系统的状态. 的 研究将继续在不确定的流入和风力条件下进行优化.
技术应用
传统的水电
研究范畴
互联、集成和市场
研究子范畴
可再生资源的整合
状态
完整的
完成日期
2013
传统的水电
用地层学方法表征储层沉积物中有机质的沉积和储存
领导公司
俄勒冈州立大学
首席研究员
- 月桂Stratton
储层中碳埋藏与沉积之间的关系尚不清楚, 暴露了全球最大网赌正规平台对交通的基本理解上的差距, 处理, 和 deposition of sediment 和 organic matter in fluvial 和 lacustrine systems 和 contributing to uncertainty in our underst和ing of the net impact of dams to the global carbon budget. 2011-2014年拆除了埃尔瓦河上的两座大型水坝, 华盛顿州, 这是迄今为止全球最大的大坝拆除工程, 形成了广泛的储层沉积物的河岸暴露, allowing the first characterization of the facies architecture of sediments through direct observation in reservoirs worldwide 和 providing an unparalleled opportunity to 1) assess the relationship between environmental influences, 比如泥沙供给的变化, 及其在地层记录中的表现, 2)评价沉积过程与碎屑有机碳沉积和储存的关系, 粗粒有机质和木质碎屑对储层总碳收支的重要性, 和 3) apply the insight gained from these reservoirs to evaluate current global estimates of carbon storage in reservoirs 和 develop a conceptual model of carbon burial in reservoirs to guide further research, 由特征地层“类型”定义. 前米尔斯湖, 年轻的, 上游水库, 以三方为特征, subaerial Gilbert-style delta which prograded >1 km into the main reservoir from 1927 to 2011. 沉积物由粗粒顶置层组成, 陡峭倾斜的森林层, 细粒的, 轻轻浸渍前三角洲. 而在前米尔斯湖的细粒度沉积物中,可以辨认出单个事件的视界, 它们的数量和间隔与已知的下降或洪水事件不相符. 前奥尔德威尔湖, 从1913年到2011年被扣押, 最初是由吉尔伯特式的快速发展定义的, 在上游的格莱恩斯峡谷大坝建成之前的水下三角洲. 然而, 1927年上游格莱恩斯峡谷大坝的关闭使三角洲演变成一个细粒度的三角洲, 河口坝型三角洲指示低, 细粒度沉积物. 这种演变,结合了以前未被发现的滑坡沉积到上部 三角洲平原, suggests that underst和ing the exogenic influences on reservoir sedimentation is critical to interpretation 和 prediction of the sedimentation within individual systems. 前米尔斯湖积累了~330克, 沉积带平均成藏速率为229 ~ 9262 gCm-2 -1 , 前Aldwell湖累计~ 91 Gg (263 ~ 2414 gCm-2年-1)。. 两个储层的碳储量均以非均质为主, coarse organic matter 和 woody debris in the coarse-grained delta slope 和 relatively coarse-grained prodelta regions of the reservoirs, 在砾石占主导地位的地方几乎没有储存空间, 陆上三角洲平原. 细粒湖相和前三角洲沉积物的碳富集相对均匀, but turbidity flows from the Gilbertstyle delta slope in former Lake Mills delivered significantly more carbon to the prodelta than the mouth-bar style delta of former Lake Aldwell. 碳氮比支持两个储层中大多数有机质为异质的解释. Sampling schemes based only on lacustrine 和/or prodelta would underestimate of total carbon accumulation by up to 30% in former Lake Aldwell, 但在前米尔斯湖,这一数字被高估了47%. 全球对水库沉积物中碳固存率的估计相差三个数量级, while individual-reservoir estimates vary by four orders of magnitude 和 over only 37 reservoirs 和 a literature review of predictive variables suggests weak or contradictory relationships. A conceptual stratigraphic framework of four unique reservoir types suggests that organic matter deposition is intrinsically tied to sedimentation processes 和 that patterns of carbon storage vary systematically with the stratigraphy of reservoir sediments. 以三角洲为主的储层(无论是吉尔伯特型还是浅水型)似乎在其三角洲和前三角洲区域储存了大部分碳, 而台海式储层呈双峰型分布, 外源碳优先沿原河道走向,原生碳优先沉积在原河漫滩上. 湖相储层以悬浮沉积为主 沉积,因而相对均匀, 但文献表明,这些储层的变化比通常测量的要大. 目前的储层取样方法不能解释这种系统性的变化,而且往往偏向于细沉积物, 这表明全球碳储量被低估了.
技术应用
传统的水电
研究范畴
环境与可持续发展
研究子范畴
沉积物运移
状态
完整的
完成日期
2018


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