征文:特别策划专题 “面向碳中和的多元需求侧资源参与系统运行关键技术”

围绕全球能源系统发展的多项分析研究显示,到2050年,电力在全球能源需求总量中的比重将从当前的20%增长到40%。电力行业将对实现碳中和起到至关重要的作用,并助力社会实现可持续发展。近年来,借助于现代通信、量测和控制手段,需求侧出现大量可参与系统运行的资源,有利于进一步促进电网碳中和发展。面向碳中和的多元需求侧资源参与系统运行关键技术,旨在分析近年来新起并快速发展的需求侧资源运行特性和碳排放特性,以碳中和为目标,研究电动汽车、需求侧储能、分布式电源以及柔性可调负荷等与系统交互的市场机制、互动策略和系统优化方法,为现代电力系统的绿色发展提供有效的技术支撑。     

征文:特别策划专题“面向碳中和的多元需求侧资源参与系统运行关键技术”

围绕全球能源系统发展的多项分析研究显示,到2050年,电力在全球能源需求总量中的比重将从当前的20%增长到40%。电力行业将对实现碳中和起到至关重要的作用,并助力社会实现可持续发展。近年来,借助于现代通信、量测和控制手段,需求侧出现大量可参与系统运行的资源,有利于进一步促进电网碳中和发展。     

碳中和电力系统的规划运行和关键技术综述

全球气候变暖以及能源危机不断加剧,加速了世界电力系统能源结构低碳化改革的步伐.碳中和电力系统 (ZeroCarbonPowerSystem)作为电力系统低碳化改革的最终形态,相关研究成果也在不断涌现.首先介绍了碳中和电力系统的概念和特点及其与100％可再生能源电力系统的区别,进而从电力系统规划、运行、稳定分析与控制和辅 助服务等角度分析了未来碳中和电力系统运行规划所要面对的一些技术性问题.基于这些问题,对部分关键技术进行了探索和简易总结,并分析其在构建碳中和电力系统及其可靠运行所发挥的作用.最后,对碳中和电力系统的发展进行了总结和展望     

碳中和背景下的需求侧资源互动关键支撑技术研究

在提出实现"双碳"目标的背景之下,需求侧资源的重要性在各个行业得到了充分的认识,尤其是将需求侧灵活性资源参与到电力系统运行中。需求侧资源的开发,不仅有利于国内电力市场的发展和完善,而且大力推进需求侧能源清洁低碳发展能够在碳达峰、碳中和中发挥巨大作用。为此,从碳中和对需求侧资源互动的影响分析以及碳中和下的需求响应互动支撑技术2个方面进行了综述,分析了碳中和对开展需求响应的影响,为有效提高需求侧资源响应电网调度的灵活性与快速性提供了解决思路。     

征文:特别策划专题 “面向碳中和的多元需求侧资源参与系统运行关键技术”

围绕全球能源系统发展的多项分析研究显示,到2050年,电力在全球能源需求总量中的比重将从当前的20%增长到40%。电力行业将对实现碳中和起到至关重要的作用,并助力社会实现可持续发展。近年来,借助于现代通信、量测和控制手段,需求侧出现大量可参与系统运行的资源,有利于进一步促进电网碳中和发展。面向碳中和的多元需求侧资源参与系统运行关键技术,旨在分析近年来新起并快速发展的需求侧资源运行特性和碳排放特性,以碳中和为目标,研究电动汽车、需求侧储能、分布式电源以及柔性可调负荷等与系统交互的市场机制、互动策略和系统优化方法,为现代电力系统的绿色发展提供有效的技术支撑。     

面向碳中和的电力行业绿色发展关键技术与路径研究

中国提出力争2030年前实现碳达峰,争取2060年前实现碳中和。通过分析发达国家碳中和路径和中国能源现状,得出中国碳达峰路径应建立在以新能源为主体的新型电力系统之上,降低高碳电源比例的同时,对火电进行高效、清洁改造,以源、网、荷、储为链条,考虑安全性、经济性等多要素,分析海量新能源消纳控制,碳捕捉、利用与封存,虚拟电厂,绿电制氢(氧)等关键技术对电力低碳转型路径的影响,最后从政策、资金和产业链层面提出了低碳化技术发展的建议。     

面向碳中和的港口综合能源系统(二):能源–交通融合中的柔性资源与关键技术EI北大核心CSCD

港口综合能源系统是能源–交通融合发展的标志,是海洋交通系统节能减排的重要途径,但其分析建模仍存在困难。为厘清港口综合能源系统的建模思路,总结其中的关键问题,该文首先从能源侧与交通侧分析港口能源–交通融合中的柔性资源,分别提出这些柔性资源的建模方法。同时,基于当前陆地综合能源系统的研究,展望港口综合能源系统的能流建模方法。最后结合当前研究现状,提出能源–交通融合规划方法、能源–交通融合运行方法、能源–交通融合评估指标体系3个未来关键技术。研究表明,目前对于港口能源–交通融合建模的工作尚处于起步阶段,港口综合能源系统缺乏统一建模方法,所提模型可以作为未来研究的基础性工具。     

碳中和及其对电磁测量技术的新需求

碳中和作为21世纪最大规模的人类有序活动,如何实现绿色低碳,需要科学地策划和协调一致地实施.文中从力争尽早实现碳中和目标出发,分析我国碳排放现状,预测碳排放今后趋势,提出能源电力领域应该采取的增大清洁能源占比、加快推进电能替代、构建能源互联网、增配储能,以及发展碳捕捉与碳封存等技术措施和手段.在此基础上,将碳中和目标与电磁测量技术建立紧密联系,归纳、梳理了碳中和目标确立下对电磁测量技术及仪器的新需求.     

碳中和目标下实现碳循环的电力系统供需规划

全球许多国家已发布碳中和目标,电力系统碳中和日益受到各方重视,而电力-燃气系统碳循环是实现电力系统碳中和的一种重要途径。该文在提出可再生能源驱动的电力-燃气系统碳循环与能量循环运行体系基础上,建立了电力-燃气能量/物质耦合模型,提出了考虑电力系统碳中和约束与碳循环约束的优化模型,并以西班牙电力-燃气系统为例进行分析。研究发现,碳循环比例变化将对电力系统灵活性需求、建设与运行成本、二氧化碳存储与封存需求等产生较大影响。结果表明,推动实现电力-燃气系统碳循环与能量循环,需要加强电力系统灵活性研究和建设,并重视相关能量转换与碳处理技术的经济性提升。     

碳中和目标下实现碳循环的电力系统供需规划EI北大核心CSCD

全球许多国家已发布碳中和目标,电力系统碳中和日益受到各方重视,而电力-燃气系统碳循环是实现电力系统碳中和的一种重要途径。该文在提出可再生能源驱动的电力-燃气系统碳循环与能量循环运行体系基础上,建立了电力-燃气能量/物质耦合模型,提出了考虑电力系统碳中和约束与碳循环约束的优化模型,并以西班牙电力-燃气系统为例进行分析。研究发现,碳循环比例变化将对电力系统灵活性需求、建设与运行成本、二氧化碳存储与封存需求等产生较大影响。结果表明,推动实现电力-燃气系统碳循环与能量循环,需要加强电力系统灵活性研究和建设,并重视相关能量转换与碳处理技术的经济性提升。     

碳中和目标下构建新型电力系统的挑战与展望

构建以清洁低碳能源为主体的能源供应体系,建设新型电力系统是实现碳中和目标的关键举措。电力系统从化石能源主导转变为清洁能源主导,面临新型平衡体系、复杂安全机理、成本疏导机制等多重挑战与变革。该文从结构、形态、技术、机制4个方面分析新型电力系统的内涵与特征;分析研判新型电力系统演化路径;最后,针对新型电力系统构建提出发展建议与展望。     

面向碳中和目标的碳捕集、利用与封存发展初步探讨

到2060年力争实现碳中和目标的提出,为中长期我国应对气候变化指明了方向,确定了明确的目标,将对我国能源和经济系统产生深远影响.碳捕集、利用与封存(carboncapture,utilization and storage,CCUS)作为具有大规模减排潜力的技术,是实现碳中和目标不可或缺的重大技术,一直以来受到全球广泛...     

碳中和目标下的能源系统转型与变革：多能流协同技术

近年来全球多个国家提出了碳中和战略目标,能源系统的转型与变革已迫在眉睫.在能源系统低碳化转型路径中,高比例新能源渗透充当了极为重要的战略角色,且各能源系统之间的转型呈现相辅相成、协同发展的趋势.一方面,新能源可通过电转气、电转热、电制氢等能源耦合设备分别为天然气、热力、交通侧等负荷提供绿色能源供应,终端用能的电气化改善了终端能源结构;另一方面,多能源系统的灵活性及多能互补性为间歇性新能源并网的消纳提供了支撑.为此,综述了面向碳中和目标的能源系统转型与变革的多能流协同技术,介绍了高比例新能源渗透下的多能流协同技术,剖析了支撑新能源并网的多能源市场机制设计,最后归纳总结了未来能源系统转型与变革面临的核心挑战.     

双碳目标下的新型电力系统规划新问题及关键技术

新型电力系统规划是引领电力系统低碳发展及转型的重要前提。首先阐述了新型电力系统的技术特征,指出低碳电力规划所面临的源-荷不确定性加剧、低碳电力市场化发展、碳水平评估、运行模拟、多主体协同规划若干新问题,提出新型电力系统规划的基础模型及技术框架,最后结合新型电力系统技术特征及框架对相关关键技术研究成果进行综述,并给出新型电力系统规划的重点研究方向,以期为低碳发展目标下的电网规划决策研究提供参考。     

考虑V2G及碳排放量的风光储综合能源系统协调优化运行

结合我国“碳达峰”、“碳中和”目标的提出,文中将电动汽车的充放电特性考虑到风光储综合能源系统中,建立了以碳排放量最小为目标函数的综合能源系统协调优化模型。该模型通过利用电动汽车的充放电特性,以此调整综合能源系统的负荷曲线,在系统调峰调频的基础上实现系统的经济最优与碳排放达标。文中利用改进的禁忌-细胞膜优化算法对模型进行求解,经过算例分析表明,该优化方案能通过对常规电负荷与电动汽车负荷的平移和替换,平抑系统负荷波动,实现经济的最优与碳排放量的控制。     

计及需求侧资源和碳捕集的电网低碳经济调度

在碳交易环境下,提出一种计及需求侧资源中电动汽车、需求响应与碳捕集设备联合调度运行模型.首先 分析需求侧资源、碳捕集设备、碳交易机制、碳排放配额调度实现机制;其次,以常规机组发电、碳捕集机组发电、 需求侧资源调度、弃风成本、碳交易综合成本最优为目标,构建低碳经济调度模型;最后,在IEEE３３节点系统进行 仿真验证,结果证明所提调度方法有效,能够降低CO２ 排放量并改善电网综合成本.     

面向碳中和的中国电能替代发展路径规划方法探讨

“碳达峰”和“碳中和”是党中央、国务院统筹国际国内两个大局做出的重大战略决策。电能替代作为能源清洁化利用的主要形式,是实现我国碳中和目标的核心路径之一。文章回顾了国内外电能替代发展历程,总结中国推进电能替代工作面临的挑战。针对目前电能替代路径规划存在的理论和分析工具缺乏问题,提出了宏微观耦合的电能替代综合评估模型框架:一是构建典型行业数据库,为各行业电能替代分析提供基础;二是宏观上将共享社会经济路径(shared socioeconomic pathways,SSPs)情景参数中国化,作为社会经济发展情景输出;三是将技术参数中国化,实现微观参数校准;四是耦合宏微观市场,建立动态反馈、双轮驱动机制。该研究有助于完善电能替代领域理论体系,为稳妥有序实施电能替代提供科学方法论支撑。     

面向碳中和的中国电能替代发展路径规划方法探讨

“碳达峰”和“碳中和”是党中央、国务院统筹国际国内两个大局做出的重大战略决策。电能替代作为能源清洁化利用的主要形式,是实现我国碳中和目标的核心路径之一。文章回顾了国内外电能替代发展历程,总结中国推进电能替代工作面临的挑战。针对目前电能替代路径规划存在的理论和分析工具缺乏问题,提出了宏微观耦合的电能替代综合评估模型框架:一是构建典型行业数据库,为各行业电能替代分析提供基础;二是宏观上将共享社会经济路径(shared socioeconomic pathways,SSPs)情景参数中国化,作为社会经济发展情景输出;三是将技术参数中国化,实现微观参数校准;四是耦合宏微观市场,建立动态反馈、双轮驱动机制。该研究有助于完善电能替代领域理论体系,为稳妥有序实施电能替代提供科学方法论支撑。     

分布式能源系统参与需求侧管理的关键技术

正分布式能源系统参与需求侧管理的方式分为以下三种:在用电低谷期将分布式发电生产的多余电能储存在储能设备中,用电高峰期时向大电网释放,实现"削峰填谷",保证电网负荷的动态稳定;在电网发生故障或遭受自然灾害时辅助供电或者传输电能;保证用户在强制停电或者供电中断情况下的用电需求。以下介绍分布式能源系统参与需求侧管理的关键技术。