在能源结构转型与“双碳”目标的时代背景下，太阳能与燃煤互补发电及供热技术作为一种重要的清洁低碳、灵活高效的能源利用方式，正受到学术界与工业界的广泛关注。华北电力大学的侯宏娟教授及其团队在该领域深耕多年，取得了丰硕的研究成果。而随着信息技术的飞速发展，特别是云计算技术的成熟，为这类复杂能源系统的优化设计、运行控制与效能提升提供了前所未有的强大工具。云计算装备技术服务正深度融入该技术领域，催生出新的研究范式与应用模式。
一、太阳能与燃煤互补发电及供热技术概述
太阳能与燃煤互补发电及供热技术，核心在于将不稳定的太阳能热（通常通过聚光集热系统获取）引入传统的燃煤发电或供热系统中，实现多能源的协同与梯级利用。其优势在于：
- 提高能源效率与灵活性：利用太阳能替代部分燃煤消耗，在日照充足时降低煤耗；在太阳能不足时，由燃煤系统保障稳定供应，增强了系统应对间歇性可再生能源的能力。
- 降低污染物与碳排放：直接减少煤炭燃烧量，从而降低二氧化硫、氮氧化物、粉尘以及二氧化碳的排放，环保效益显著。
- 改造与集成可行性：尤其适合对现有燃煤电厂进行技术改造，利用既有蒸汽循环系统，集成太阳能热输入，是实现存量机组清洁化改造的有效路径之一。
侯宏娟教授团队的研究涵盖了该系统的热力循环构建、关键设备匹配、运行策略优化、全生命周期经济性与环境效益评估等多个方面，为技术的工程化应用奠定了坚实的理论基础。
二、云计算装备技术服务的关键赋能作用
云计算以其强大的计算能力、弹性可扩展的存储资源以及灵活的服务模式，为互补发电系统的研发与运营带来了革命性变化。具体技术服务体现在：
- 大规模仿真与设计优化：互补系统涉及光场、锅炉、汽轮机、换热网络等多个子系统，建模与仿真计算量巨大。云计算平台可以提供海量计算节点，支持并行计算，快速完成成千上万种系统配置与运行工况的模拟，从而在更广阔的设计空间内寻优，缩短研发周期。
- 高性能数值计算与人工智能建模：对于太阳能集热器的光热转换、复杂流动与传热过程、燃煤锅炉的燃烧化学反应等，需要高精度的计算流体力学（CFD）模拟。云计算提供的GPU加速计算服务，可以高效处理这些计算密集型任务。利用云平台训练人工智能模型（如机器学习算法），可以建立从气象数据到系统性能的快速预测模型，替代部分复杂物理模型，用于实时优化与控制。
- 数字孪生与实时运行监控：基于云平台可以构建整个互补发电系统的“数字孪生体”，即一个与物理实体同步映射、交互的虚拟模型。通过物联网技术将现场传感器数据实时上传至云端，数字孪生体可以动态反映系统状态，并提前预测性能变化或故障风险。云计算服务为海量实时数据的接入、存储与分析提供了保障。
- 多目标协同调度与智能决策：互补系统的运行需要综合考虑太阳辐照预测、电网负荷需求、热负荷需求、燃料价格、碳排放约束等多个因素。云计算能够支撑复杂的大型优化算法运行，实现分钟级甚至秒级的发电与供热调度策略优化，最大化经济效益或最小化环境成本。
- 数据共享与协同研发平台：云平台可以作为项目团队、合作单位乃至产业链上下游的数据与工具共享中心。例如，侯宏娟教授团队的研究数据、模型算法可以部署在私有云或行业云上，方便与设备制造商、电厂运行方进行协同分析与远程诊断，促进产学研用深度融合。
三、应用展望与挑战
随着“云大物移智链”等技术的进一步融合，云计算装备技术服务在太阳能与燃煤互补领域的作用将更加深入：
- 边缘云协同：在电厂侧部署边缘计算节点，处理实时性要求极高的控制指令；将非实时的大规模分析与历史数据挖掘放在中心云，形成高效协同的计算架构。
- 云原生应用：开发基于微服务架构的专用云应用（SaaS），如互补系统设计软件、运行优化服务等，降低用户使用门槛。
- 集成能源互联网：将互补系统作为节点接入更广泛的能源互联网，通过云平台参与区域性的多能流协调与电力市场交易。
面临的挑战主要包括：数据安全与隐私保护、工业协议与云平台的标准化对接、针对特定工程问题的专业化云服务开发，以及初期投入成本与人才需求等。
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华北电力大学侯宏娟教授在太阳能与燃煤互补发电及供热技术领域的研究，代表了传统能源技术升级的重要方向。而云计算装备技术服务的引入，正从工具层面深刻变革着该技术的研究方法、设计流程与运营模式，使其向着更加智能化、精细化、高效化的方向发展。二者的结合，不仅是技术进步的必然，也是推动能源电力行业数字化转型、加速实现碳中和目标的关键实践路径之一。
