在能源結構轉型與“雙碳”目標的時代背景下，太陽能與燃煤互補發電及供熱技術作為一種重要的清潔低碳、靈活高效的能源利用方式，正受到學術界與工業界的廣泛關注。華北電力大學的侯宏娟教授及其團隊在該領域深耕多年，取得了豐碩的研究成果。而隨著信息技術的飛速發展，特別是云計算技術的成熟，為這類復雜能源系統的優化設計、運行控制與效能提升提供了前所未有的強大工具。云計算裝備技術服務正深度融入該技術領域，催生出新的研究范式與應用模式。
一、太陽能與燃煤互補發電及供熱技術概述
太陽能與燃煤互補發電及供熱技術，核心在于將不穩定的太陽能熱（通常通過聚光集熱系統獲取）引入傳統的燃煤發電或供熱系統中，實現多能源的協同與梯級利用。其優勢在于：
- 提高能源效率與靈活性：利用太陽能替代部分燃煤消耗，在日照充足時降低煤耗；在太陽能不足時，由燃煤系統保障穩定供應，增強了系統應對間歇性可再生能源的能力。
- 降低污染物與碳排放：直接減少煤炭燃燒量，從而降低二氧化硫、氮氧化物、粉塵以及二氧化碳的排放，環保效益顯著。
- 改造與集成可行性：尤其適合對現有燃煤電廠進行技術改造，利用既有蒸汽循環系統，集成太陽能熱輸入，是實現存量機組清潔化改造的有效路徑之一。
侯宏娟教授團隊的研究涵蓋了該系統的熱力循環構建、關鍵設備匹配、運行策略優化、全生命周期經濟性與環境效益評估等多個方面，為技術的工程化應用奠定了堅實的理論基礎。
二、云計算裝備技術服務的關鍵賦能作用
云計算以其強大的計算能力、彈性可擴展的存儲資源以及靈活的服務模式，為互補發電系統的研發與運營帶來了革命性變化。具體技術服務體現在：
- 大規模仿真與設計優化：互補系統涉及光場、鍋爐、汽輪機、換熱網絡等多個子系統，建模與仿真計算量巨大。云計算平臺可以提供海量計算節點，支持并行計算，快速完成成千上萬種系統配置與運行工況的模擬，從而在更廣闊的設計空間內尋優，縮短研發周期。
- 高性能數值計算與人工智能建模：對于太陽能集熱器的光熱轉換、復雜流動與傳熱過程、燃煤鍋爐的燃燒化學反應等，需要高精度的計算流體力學（CFD）模擬。云計算提供的GPU加速計算服務，可以高效處理這些計算密集型任務。利用云平臺訓練人工智能模型（如機器學習算法），可以建立從氣象數據到系統性能的快速預測模型，替代部分復雜物理模型，用于實時優化與控制。
- 數字孿生與實時運行監控：基于云平臺可以構建整個互補發電系統的“數字孿生體”，即一個與物理實體同步映射、交互的虛擬模型。通過物聯網技術將現場傳感器數據實時上傳至云端，數字孿生體可以動態反映系統狀態，并提前預測性能變化或故障風險。云計算服務為海量實時數據的接入、存儲與分析提供了保障。
- 多目標協同調度與智能決策：互補系統的運行需要綜合考慮太陽輻照預測、電網負荷需求、熱負荷需求、燃料價格、碳排放約束等多個因素。云計算能夠支撐復雜的大型優化算法運行，實現分鐘級甚至秒級的發電與供熱調度策略優化，最大化經濟效益或最小化環境成本。
- 數據共享與協同研發平臺：云平臺可以作為項目團隊、合作單位乃至產業鏈上下游的數據與工具共享中心。例如，侯宏娟教授團隊的研究數據、模型算法可以部署在私有云或行業云上，方便與設備制造商、電廠運行方進行協同分析與遠程診斷，促進產學研用深度融合。
三、應用展望與挑戰
隨著“云大物移智鏈”等技術的進一步融合，云計算裝備技術服務在太陽能與燃煤互補領域的作用將更加深入：
- 邊緣云協同：在電廠側部署邊緣計算節點，處理實時性要求極高的控制指令；將非實時的大規模分析與歷史數據挖掘放在中心云，形成高效協同的計算架構。
- 云原生應用：開發基于微服務架構的專用云應用（SaaS），如互補系統設計軟件、運行優化服務等，降低用戶使用門檻。
- 集成能源互聯網：將互補系統作為節點接入更廣泛的能源互聯網，通過云平臺參與區域性的多能流協調與電力市場交易。
面臨的挑戰主要包括：數據安全與隱私保護、工業協議與云平臺的標準化對接、針對特定工程問題的專業化云服務開發，以及初期投入成本與人才需求等。
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華北電力大學侯宏娟教授在太陽能與燃煤互補發電及供熱技術領域的研究，代表了傳統能源技術升級的重要方向。而云計算裝備技術服務的引入，正從工具層面深刻變革著該技術的研究方法、設計流程與運營模式，使其向著更加智能化、精細化、高效化的方向發展。二者的結合，不僅是技術進步的必然，也是推動能源電力行業數字化轉型、加速實現碳中和目標的關鍵實踐路徑之一。
