低碳电网发展现状及展望

<正>文章调研了目前世界主流经济体的能源转型路径和低碳电网现状,总结了各自的发展趋势,同时展望了未来电网向综合能源系统转型的前景,希望有助于拓展新型电网的发展视野。根据碳排放数据显示,目前能源行业碳排放约占我国CO₂排放总量的88%;其中,电力行业碳排放超过能源行业排放的40%。因此,能源行业作为碳排放的第一巨头,是推进实现“双碳”目标的主战场,而电力行业则是能源改革转型的重中之重。目前,随着世界各国都致力于推进能源系统的减碳、脱碳,     

基于LEAP模型的电力需求侧碳减排潜力分析

降低电力需求侧能耗是电力行业节能减排的重要途径之一。结合比较分析法和情景分析法,提出了一种基于长期能源替代规划系统（long-range energy alternatives planning,LEAP）模型的电力需求侧碳减排潜力分析模型。从经济增长、政府产业激励政策、技术进步、人口增长率、人均生活用电角度出发,设计3类7种电力行业节能减排情景,并从碳排放增长率、碳排放增长贡献率等角度,对各种情景进行综合评价。研究发现在情景A、B、C下,2010-2030年和2030-2050年期间,我国电力行业碳排放增长率分别为2,78%、3,21%、3,64%和0,69%、1,09%、1,51%。在情景B、G下,2030-2050年居民生活用电碳排放量对电力行业碳排放增长的平均贡献率分别为21,71%、45,36%。结果显示未来居民生活用电将是影响我国电力行业碳排放的主要因素;第三产业用电的快速增长,将是我国未来电力行业碳排放增加的重要因素之一。     

2008年广东电网节能发电调度成绩显著

广东电网是全国电网规模最大的省级电网,电网复杂,安全性问题突出,发电机组类型众多。2008年,广东电网公司在节能发电调度试点中做了大量卓有成效的工作。首先制定了一系列保障节能发电调度工作顺利进行的政策,在全省范围内广泛开展了节能发电调度政策法规和有关技术的研讨工作;其次是以《广东省节能发电调度机组排序表》为基础,完成了节能发电调度日计划编制系统研发,建立了广东省节能发电调度发电侧技术支持与信息管理系统的信息管理平台,实现了对电网网络元件、网络结构、系统负荷数据、负荷预测数据、     

电力系统的碳排放结构分解与低碳目标贡献分析

日益凸显的气候变化和能源问题对电力行业提出了低碳化发展的迫切要求。文中根据电力系统碳排放的产生机理,剖析了电力行业碳排放的结构及其影响因素,建立了基于增量分析法的电力系统碳排放结构辨识与评价方法,并提出了按照碳排放结构评价其低碳化贡献的方法。根据国内"2020年非化石能源消费比重提高到15%"的发展目标,从电力碳排放构成分量中挖掘出可对该目标作出贡献的部分,建立了电力系统低碳目标贡献率的计算方法。以广东省为例,计算了该省2010年至2020年间碳排放的构成及其对中国2020年能源低碳化发展目标的贡献率,验证了所提出方法的效果。     

考虑碳约束的区域电源多阶段双层扩展规划方法

能源电力行业占据碳排放的比例较大,其中以新能源为主的电源结构调整是重要手段。提出了一种考虑碳约束的区域电源多阶段双层扩展规划方法,该方法适用于多区域电力系统协调可再生能源拓展规划与电网建设的多阶段决策,实现考虑碳约束和可再生能源出力不确定的双层优化。在上层模型中,分别计算每个区域的扩展成本和碳排放量。在下层模型中,将上层得到的总扩展成本和碳排放量作为多区域扩展规划中的约束,对区域发电和跨区输电进行同步扩容。所提双层规划模型可避免某地区在没有补偿的情况下承担额外的扩展成本,并为多区域电力系统扩展中的参与地区提供积极互动。应用算例表明了所提长期规划模型的可行性和有效性。     

基于碳排放指标的区域电网燃煤机组负荷调度

随着节能减排工作的深入,如何减少电力行业中占据较大比例的燃煤机组的碳排放是目前的新课题。初步探讨了不同等级机组的单位电量碳排放指标的计算,并结合湖北省电网负荷变化提出了优化调度,确保区域电网中的碳排放量最少的方法。     

中国电力行业碳减排综合优化

2010年中国电力行业CO2排放量约占总排放量的一半,承担着CO2减排和缓解气候变化的主要责任。首先,简要介绍了中国电力行业CO2排放现状,然后分别从发电侧、需求侧、电网侧对各减排措施的应用和发展进行分析和评价。在此基础上,提出电力行业碳减排综合优化模型,将需求侧和电网侧的节能潜力等效成虚拟能源,并与发电侧的常规能源进行统一规划,获得经济效益和减排效益综合最优的能源配置方案。采用该模型对中国电力行业的发电能源(包括常规能源和虚拟能源)进行综合优化,结果表明,电力需求侧管理项目的推广和智能电网的建设可对中国电力行业CO2减排作出较大的贡献,在电力"十二五"规划的基础上,2015年和2020年可分别减少CO2排放10.0%和12.6%。     

中国电力行业碳减排综合优化

2010年中国电力行业CO2排放量约占总排放量的一半,承担着CO2减排和缓解气候变化的主要责任。首先,简要介绍了中国电力行业CO2排放现状,然后分别从发电侧、需求侧、电网侧对各减排措施的应用和发展进行分析和评价。在此基础上,提出电力行业碳减排综合优化模型,将需求侧和电网侧的节能潜力等效成虚拟能源,并与发电侧的常规能源进行统一规划,获得经济效益和减排效益综合最优的能源配置方案。采用该模型对中国电力行业的发电能源(包括常规能源和虚拟能源)进行综合优化,结果表明,电力需求侧管理项目的推广和智能电网的建设可对中国电力行业CO2减排作出较大的贡献,在电力"十二五"规划的基础上,2015年和2020年可分别减少CO2排放10.0%和12.6%。     

电力节能减排现状分析及对电网节能技术监督工作的启示

正本文从建立电网节能技术监督长效机制的角度,研究电网节能工作的现实状况及其技术支撑体系,明确电网节能技术监督的任务内容,建立电网节能技术监督的总体评价体系。电力行业是我国能源生产和消费大户,加强电力行业节能减排工作对实现全社会节能减排的总体目标具有重大意义。节能技术监督作为支撑节能减排工作的重要技术力量,其监督体系中却存在工作关口置后、降损措施实施不到位等一系列问题,电网企业通过节能技术监督确保能源在各环节高效利     

电网碳排放因子研究方向与应用需求的演变进程

电网碳排放因子是温室气体核算体系中非常重要的一部分,对于减缓气候变化和实现碳中和具有至关重要的作用。当前,针对电网碳排放因子核算的研究已经向着更为准确、区域更为细化、且更具有时效性的方向发展。该文总结了温室气体核算体系关于电网碳排放因子的需求演变以及国内外企业常用的标准和选择方法,介绍了欧美政府现阶段采取的电网碳排放因子计算方法及需求演变,探讨了关于电网碳排放因子的研究进展和应用情况。针对美国和欧洲地区,分别介绍了斯坦福大学、加州大学戴维斯分校、美国国家可再生能源实验室等知名研究机构的典型科研进展。此外,还探讨了欧美公司在电网碳排放因子计算方法及应用场景方面的创新,包括宾夕法尼亚-新泽西-马里兰电力市场公司(Pennsylvania-New Jersey-Maryland Interconnection,PJM)、新英格兰独立系统运营商(Independent System Operator-New England,ISO-NE)、Watt Time等公司已经推出的电网碳排放相关应用与产品。最后,该文指出了我国开展分时分区电网碳排放因子研究与应用的必要性,并提出了相应建议,为我国电网碳...     

碳交易机制下考虑节能减排的竞价交易模式

结合中国发电机组大多为燃煤机组以及电力调度中心无法直接获得机组实际煤耗函数的现状,提出了一种兼顾节能减排的竞价交易模式.该模式根据CO.排放函数计算出各机组单位电能CO<,2>排放量和所有机组平均单位电能CO<,2>排放量,以两者的比值作为修正因子来修正报价,以修正后的报价作为调度依据.算例分析表明,该模式不仅有效控制...     

基于二级聚集式的端对端电力交易控制策略

为更好地实现端对端电力交易,提出了二级聚集式控制策略。该策略只需一个数据监测点和从监测点到产消者的单向通信就能够实现端对端电力交易。其中,第一级控制采用带约束的非线性优化,以最小化社区微电网电费为目标,第二级控制采用基于规则的实时控制策略。通过仿真算例验证了控制策略的有效性,并对比分析了在社区微电网中采用集中式和分布式蓄电池对电能损耗及电费的影响。     

电热综合能源系统框架下蒙西电网电源容量最优配比研究

在电热综合能源系统框架下从总的节能减排效益角度出发,以供电供热总化石能源消耗最小为目标,研究高比例可再生能源系统中各类电源的相互关联机理及能源资源优化配置问题。基于对各类电源、热源在供电、供热、煤耗和灵活性等方面的分析,建立了以化石能源消耗最少为目标的电源容量配比优化模型,并结合蒙西电网的实际数据进行计算分析。对当前电、热负荷水平下的电源容量最优配比及各类电源之间的相互关联关系进行了讨论,为可再生能源和常规电源的协调发展和节能减排效益最大化提供科学指导。     

节能减排目标下燃煤机组电量分配模糊优化模型

电力工业是节能减排的重点行业,"以大代小"成为电力行业节能减排和结构调整的重要手段。以煤耗量和二氧化碳排放量最小为目标,建立节能减排下燃煤火电机组电量分配优化模型,并通过定义目标隶属度函数将目标模糊化,采用满意度指标将双目标问题转化为单目标问题进行求解。算例分析表明:建立的优化模型能够在满足煤耗和排放量最小的目标下合理分配机组发电量;相比计划电量分配模式,节能减排模式下100 MW及以下煤耗高、污染重的小机组被分配电量减少、煤耗低、污染小的大机组被分配电量增多。通过与单目标模型比较,该双目标优化模型可以更好地兼顾到煤耗和排放目标的统一,为电力节能减排政策制定提供更准确的定量分析依据。     

基于节能减排的发电权交易理论及应用（一）发电权交易理论

结合中国实施的节能减排政策,以电网安全稳定运行及连续可靠供电为约束,以社会效用最优、成交电量最大、能耗最小、污染物排放最少、网损最小化、综合效益最大化为目标,并考虑机组的节点位置等因素,从提高能源总体利用效率以及节能减排总体效果的角度,提出了基于节能减排的发电权交易理论;给出并分析了发电权交易的基本内涵、节能减排效果（潜力）及经济效益,提出了发电权交易的双边协商交易与集中撮合交易的协调方法,设计了10种发电权交易的数学模型及算法,并对每种模型的特点进行了分析和比较。     

安徽电力节能减排综合研究与应用

提出并构建了安徽电力节能减排全过程、全时序框架。利用火电机组节能减排监测技术支持系统获得的供电煤耗、烟气排放(二氧化硫)、热电监测、资源综合利用信息,实现年度节能发电计划编制、发电权交易平台指标交易、节能优化调度(日计划生成)以及节能优化调度实时控制,从而实现电力节能减排的全过程控制。实际应用表明安徽电力节能减排工作产生了良好的经济效益和社会效益。     

火电企业节能减排的系统动力学模拟与调控

火电企业节能减排对完成我国节能减排整体目标具有决定性作用,在系统分析火电企业节能减排系统结构的基础上,构建火电企业节能减排的系统动力学模型;确定煤炭价格、上网电价、容量利用小时数、发电煤耗、厂用电率等为调控参数,以某发电企业二期工程为实例进行模拟调控,结果能够较为有效地模拟调控不同参数对系统的影响,同时也可为政府制定调控政策,促进企业进行节能减排提供参考。     

基于组合赋权法-改进物元可拓模型的火电企业节能减排绩效评价

火电企业作为能源生产和消费的重要领域,其节能减排的绩效水平关乎国家经济可持续发展战略目标的实现。结合电力行业节能减排的相关政策,构建了全面科学的火电企业节能减排绩效评价指标体系,涉及能源资源消耗、资源综合利用、污染物排放和企业增效4个方面。利用AHP-熵权主客观综合赋权法,将专家经验与指标值的客观信息相结合确定指标权重,结果科学合理。同时构建了改进的物元可拓综合评价模型,对传统模型节域和最大隶属度准则进行改进,实现了对火电企业节能减排绩效的综合评价。最后,算例结果验证了该模型的有效性。     

南方电网区域发展电动汽车综合效益分析

为了引导电动汽车在南方电网区域的发展,基于全过程分析方法,分析了电动汽车的节能减排效益和能源替代效益。由于电动汽车全过程能耗及排放与区域电量结构紧密相关,而南方电网区域2020年清洁能源电量比例达到50%,因此,可以期待该区域内发展电动汽车带来的节能减排效益将明显高于全国平均水平。分析还显示,在智能充电V2G模式下每100万辆电动汽车可替代电网1 GW的火电机组或调峰电源建设。