基于风电不确定性模糊量化的综合能源系统规划方法研究

综合能源系统是能源结构转型与发展过程中的关键环节,也是高比例可再生能源并网型能源互联网的具体实现。由于多种能源耦合以及可再生能源不确定性等因素的影响,综合能源系统规划设计对经济性和环保性提出了更高要求。文章提出了考虑风电不确定性的综合能源系统能源供给单元容量协调规划决策方法。首先结合风电不确定性集合的区间数量化方法,建立了基于直觉模糊集的风电不确定性量化模型;然后通过对电力系统、热力系统、天然气系统的能源供给单元经济成本和环境成本进行分析,提出考虑风电不确定性的综合能源系统能源供给单元容量协调规划决策模型及求解方法,最大限度降低综合能源系统经济成本和环境成本,提高风电的并网容量;最后通过算例仿真验证了所提规划方法的正确性和有效性。     

区域多能源电网可再生能源发电容量规划及投资收益优化模型

针对地区型多种能源形式接入的区域电网,研究了可再生能源发电容量与区域电网内其他多能源形式协调优化及可再生能源发电设备运行效益问题。以高比例风力发电、光伏发电、固体蓄热式电锅炉、电制天然气、燃气储能、热力储能系统构成的区域多能源系统模型研究为基础,提出基于不同调度时间尺度的区域可再生能源发电容量规划和投资效益优化模型。首先,研究区域电网内多能源供能、传输和负荷设备的能源供给和消耗特性,建立基于高比例可再生能源发电不确定性的多能源电网功率平衡模型;其次,研究大规模可再生能源不确定性、动态电价响应、系统运行状态的约束模型,建立区域可再生能源容量配置与收益多目标优化模型及其求解方法;最后,利用东北某地区多能源电网实际运行数据,建立可再生能源发电容量规划及投资收益优化仿真模型。仿真结果表明,文章所建立的可再生能源容量和效益优化模型,能够在保证较高投资效益的前提下,实现较小的可再生能源容量配置。     

LEAP模型在可再生能源规划中的应用

我国具有丰富的可再生能源资源,国家也出台了很多促进可再生能源发展的政策,但我国在省级一直缺乏可再生能源的规划及相关经验,本文利用能源规划中常用的LEAP模型,并结合湖南省作为案例,研究了LEAP在省级规划工作中应用,探讨在省级可再生能源规划中定量分析方法,得到更具有可操作性的规划。     

可再生能源发展“十二五”规划发布

<正>2012年8月6日,国家能源局在北京召开了可再生能源发展"十二五"规划实施工作座谈会。会议讨论了可再生能源发展"十二五"规划的重要任务、规划实施思路以及规划实施的政策和保障措施。国家能源局、部分省(区、市)发展改革委(能源局)、主要能源企业以及相关行业协会参加了会议。国家能源局新能源司司长王骏出席并发言。近年来,可再生能源日益受到世界各国的重视,成为新一轮能源变革的核心内容。我国高度重视可再生能源发展,以《可再生能源法》为基础,制定了一系列支持可再生能源发展的政策,推动可再生能     

面向可再生能源高比例消纳的综合能源系统优化规划模型研究

为解决"三弃"问题,提高可再生能源消纳能力,文章基于能量枢纽模型,提出了能够提升系统灵活性与可再生能源消纳能力的方案,并以高比例可再生能源消纳与系统综合经济性为目标,考虑典型日系统冷热电功率平衡约束、设备输入-输出耦合约束(能量枢纽模型)、设备出力限制、电网联络线功率约束等约束条件,建立面向可再生能源高比例消纳的综合能源系统优化规划模型。针对模型的非线性特性,采用数学等效变换将其转化为0～1混合整数线性规划模型,并求取全局最优解。最后,以江苏某区域为实例,分析了高比例可再生能源接入对能量枢纽容量配置及其关键设备在不同典型日出力的影响,并基于灵敏度分析法,分别分析了设备单位容量造价、能源价格及热电负荷比对规划结果的影响,验证了所提规划模型的正确性与合理性。     

全球及我国能源供应中的可再生能源

介绍了全球可再生能源发展情况，包括可再生能源在能源供应中的现状及其展望,并与中国可再生能源发展情况进行了比较分析，可供可再生能源规划和政策研究部门参考。     

《可再生能源发展规划》即将出台

据悉，2006年7月29日在东亚投资论坛上，国家能源领导小组办公室副主任徐锭明透露，目前国家发改委正在修改完善国家能源领导小组编制的《可再生能源发展规划》。该《规划》内容丰富，包括国示可再生能源发展状况和经验、我国可再生能源发展现状、发展可再生能源的意义和任务、指导思想、原则和目标等六个方面。总体目标是：要提高可再生能源在能源消费中的比例，解决农村生活燃耠短缺问题和农村无电人口用电问题，发展循环经铲，保护生态环境，促进可再生能源技术和产业发展。     

能源高技术产业化专项设立

[本刊讯]为促进我国可再生能源和新能源技术及相关产业的发展，根据国家可再生能源中长期发展规划，国家发改委3月24日发布公告，决定在2005～2007年期间，实施可再生能源和新能源高技术产业化专项。     

考虑源-荷发展不确定性的电网扩展规划模型

在城市电网的发展过程中,随着可再生能源及储能等可控负荷的大规模接入,系统内源-荷实时功率供需关系与未来容量发展的不确定性将会增加,导致可再生能源利用率降低,并给上级电网带来调峰压力。为解决这一问题,文章充分考虑源-荷发展不确定性对系统的影响,以总规划成本最小为目标,建立了基于多重不确定性的电网模糊扩展规划模型及其求解方法。通过仿真算例验证了所提模型可有效地提升电网规划的经济性。     

区域可再生能源规划基本框架研究

可再生能源发展规划是保障能源安全和抑制气候变化的重要举措之一。目前区域可再生能源规划在体系上存在国家规划与区域规划之间的不衔接、区域规划的可实施性差、规划编制与国家实际情况不一致等问题。为了解决上述问题,本文提出了一个区域可再生能源规划基本框架模型,给出了规划的原理、内容和基本功能,为区域可再生能源规划提供了基本思路。     

DES/CCHP系统和区域能源利用效率计算方法及影响因素分析

天然气分布式冷热电联供(DES/CCHP)是中国“十二五”期间提高能效、保障经济发展的重要战略举措,其评价指标是能源利用效率、经济效益、碳排放.DES/CCHP实现高效的技术关键包括:把所有终端用能集成为一个“总能源系统”;科学用能,核心是尽可能减小每一级用能的(火用)损耗;尽可能安排多个冷、热、电、汽终端用户时空分布的最优组合;需要较大的系统规模.新区DES/CCHP系统能效是决定区域总能效的最主要因素,两者的区别在于交通用能、其他用能和外来电力,可在取得相应数据基础上计算得出.计算能源利用效率的一般公式是:能效=终端耗用各种能源总量之和/耗用的一次能源总量,CCHP能效计算的分子必须是全部终端用能,必须按照8650h/a不同负荷逐时累加求和计算,不能取设计工况数据;分母必须全部折算成一次能源.在计算出区域规划的能效、总能耗和一次能源构成后,便可按照规划目标年度的GDP数据,推算出能源强度、碳强度和二氧化碳排放量等低碳发展指标.影响区域能源利用效率的因素包括外部因素——天然气价格与上网电价,客观因素——产业格局、气候条件和实际进展与规划格局的差异,以及主观因素等,其中外部、客观因素是决定能效的硬性约束.     

Modelling policy decision of sustainable energy strategies for Nanjing city: A fuzzy integral approach

Regional energy plans play a significant role in promoting the sustainable development of different regions in China. Most regions of China have formulated their energy plans. Selecting a reasonable sustainable energy plan is complex and involves a number of interactive criteria (e.g. technology, environment, economy and society). The traditional decision analysis methods, such as analytical hierarchy process and cost-benefit analysis, are not sufficient to integrate all the criteria with mutual interaction. On the contrary, the fuzzy integral methods provide a tool to resolve this problem and offer valid decision support since it is more appropriate to assemble and handle decision problems with interaction. This paper presents λ fuzzy measure and fuzzy integral method for selecting the sustainable energy plan of Nanjing city in China. A set of energy planning alternatives are determined upon the implementation of installations of sustainable energy sources in Nanjing and assessed against economic, technological, social and environmental criteria.     

A nuclear-powered North Africa: Just a desert mirage or is there something on the horizon?

All of the North African countries have plans to develop nuclear power. If successful, nuclear energy could supply up to 9–15% of all electricity consumption in the region by 2030. How realistic are these plans and under what conditions can they be implemented? This paper seeks to answer this question by analyzing the motivations and capacities for deploying nuclear energy in the five North African countries by examining both regional and national factors. These factors are compared to similar characteristics of the countries with existing nuclear power programs using a series of quantitative indicators. While all five countries have strong motivations to develop nuclear power, which result from the high growth rates in demand for electricity and energy security concerns, their financial and institutional capacities to deploy nuclear energy vary and are generally lower than in those countries which already operate nuclear power plants. Most likely, North Africa will need to rely on external assistance to implement its nuclear energy plans. The article identifies three scenarios of nuclear power development from the interplay between internal and external factors, particularly the success of renewable energy projects and the ability to attract international investment in nuclear power.     

Renewable energy strategies for sustainable development

This paper discusses the perspective of renewable energy (wind, solar, wave and biomass) in the making of strategies for a sustainable development. Such strategies typically involve three major technological changes: energy savings on the demand side, efficiency improvements in the energy production, and replacement of fossil fuels by various sources of renewable energy. Consequently, large-scale renewable energy implementation plans must include strategies for integrating renewable sources in coherent energy systems influenced by energy savings and efficiency measures. Based on the case of Denmark, this paper discusses the problems and perspectives of converting present energy systems into a 100% renewable energy system. The conclusion is that such development is possible. The necessary renewable energy sources are present, and if further technological improvements of the energy system are achieved the renewable energy system can be created. Especially technologies of converting the transportation sector and the introduction of flexible energy system technologies are crucial.     

福岛核危机后日本新能源格局的转变及其影响与启示

日本新能源的发展趋势会对全球的能源变革产生巨大作用。从第一次石油危机至今,日本的新能源无论是总量还是在能源结构中所占的份额都有了质的飞跃,这不仅是因为新能源的技术和设备有了长足进步,更重要的是来自日本政府能源政策的支持,但2011年的福岛核危机将彻底改变日本的能源格局。日本政府宣布将中止核电发展计划,可再生能源将成为下一步能源发展战略的核心。然而日本的规模化可再生能源过程也面临着如何弥补核电站退役后的电力缺口、国土面积狭小、电网网架薄弱以及因电价过高导致的巨额补贴费用等诸多困难。与此同时也给日本带来了新的发展机遇,可再生能源将成为日本经济新的增长点。日本核危机使全球核能遭遇低潮期,而可再生能源将迎来新的发展机遇,这有可能催生第三次产业革命。同时也认识到,能源来源的过于单一化使得能源风险加剧,需要建立健全的、快速的能源应急机制,加大国际间能源合作,突破能源技术壁垒。此次日本核危机促使中国反思自身的核电发展策略。中国具有丰富的可再生能源资源,当前应抓住这一发展机遇,加大产品技术含量,切勿盲目扩大生产规模,同时拓展非主流型可再生能源生产设备市场。政府要把握整体布局,避免出现区域性生产"过度"。     

电力工业的储能时代

风电、太阳能发电等新能源的开发利用正迅速发展,由于新能源发电大都具有随机性、间歇性,因而将使电力工业进入储能时代。最近30年来,世界能源领域有3个变化:一是环境问题由区域性问题变成全球性问题;二是因化石能源顶峰论和枯竭论导致化石能源恐慌;三是化石能源价格暴涨。由此把全球能源利用推向第三次能源大转换,用新能源发电替代化石能源发电,并催生了智能电网。电力工业在100多年的历史中,前后经历了舞伴时代、电力需求侧管理时代,现在为了发展新能源和智能电网,电力工业将进入储能时代。中国在最近20年内,无论是在需求侧管理方面还是在需求响应方面的工作都优于工业发达国家,中国电力工业已进入了电力需求侧管理时代。大容量储能是新能源开发的"瓶颈",是智能电网的"瓶颈",要想加快新能源和智能电网的开发,就要把大容量储能放在战略位置上,抓好大容量储能技术的突破。现在技术比较成熟的储能设施是抽水蓄能电站,但是投资大、能量转换损耗大,不可能全靠它来解决大容量储能问题。主要问题还是技术不成熟和政策问题,应加大对大容量储能技术的研究开发力度,在新能源发电规划和智能电网规划中要有相应的大容量储能规划,同时要尽快理顺电价。     

An inexact optimization model for regional energy systems planning in the mixed stochastic and fuzzy environment

In this study, an interval‐parameter superiority–inferiority‐based regional energy management model has been developed for supporting regional energy management (REM) systems planning under uncertainty. This method is based on an integration of the existing interval mathematical programming, superiority–inferiority‐based fuzzy–stochastic programming and mixed integer linear programming techniques. It can explicitly address the system uncertainties that can be expressed as fuzzy‐random variables and/or interval numbers. In addition, dynamic interrelationships among system parameters can be successfully reflected through the introduction of fuzzy‐random variables and the associated transition probabilities. The developed method has then been applied to a case of long‐term REM planning. Useful solutions for the planning of energy management systems have been generated, which can be used for generating decision alternatives and thus help resource managers identify desired policies under various economic and system‐reliability constraints. The generated solutions can also provide desired plans for energy resource/service allocation and facility capacity expansion with a minimized system cost, maximized system reliability and maximized energy security. Tradeoffs between system costs and constraint‐violation risk levels can also be tackled. Higher costs will increase system stability, while a desire for lower system costs will run into a risk of potential instability of the management system. The results also suggest that the proposed methodology is applicable to practical problems that are associated with uncertain information. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

我国能源发展战略演变及其效果评述

目前我国能源发展战略基本形成以国家能源战略、能源中长期规划纲要以及能源五年计划三个层次为主的能源战略体系和以规划为主导、相关政策和文件为辅助的政策体系。2000年以来,能源发展战略历经了以结构调整为重点、以节约能源为重点以及之后结构调整和区域协调并重三个阶段。由于缺乏国家综合能源战略,政策执行力弱,导致能源决策和规划思想相对滞后、发展思路相对狭隘。就此提出了我国能源战略管理体系的设想与建议。     

一种基于可再生能源潜力和能源消费的目标分解模型

为了解决国家可再生能源规划与省域可再生能源规划相衔接的问题,结合中国实际,提出一种基于可再生能源潜力和能源消费的目标分解模型,考虑了现状、资源及消费情况,把目标分为基本份额、固定份额和浮动份额3部分。模型给出了一个协调因子的确定方法,决策者可以根据实际需要,确定其资源潜力和能源消费的比重关系。以北京和福建为例,给出了协调因子变化时,可再生能源份额的变化情况。为了验证该模型的正确性,结合国家可再生能源整体规划和资源需求分布状况,提出了各省域的可再生能源中长期目标。     

区域能源利用初探——由点到面促进城市节能减排

区域能源利用体系除了具有优异的节能效果外,还能获得保护城市环境、充实城市机能等辅助功效。"多源、互补、共享、融通"是区域能源利用的本质特征,它有别于传统的"点状节能",有望为我国面向生态文明的新型城镇化进程中所面临的能源与环境问题提供相对理想的解决方案。基于集中能源中心的区域供能方式仍然是当前区域能源利用的最主要模式,另一方面,立足于系统内用户间能量互补与平衡功能的区域能源融通系统,为区域能源、资源的合理、高效利用提供了新的机遇和形式。为了促进区域能源利用的推广与应用,需要进行有效的顶层设计,构建跨行业、跨部门的综合管理体制,出台相应的政策和法规。政府应加强对相关能源服务公司的监管,促使其与用户签订长期、稳定的能源供应合同。构建区域能源系统的用户间距离不能太远,并可通过优化计算确定最佳供能范围与管网布局。为了应对来自中央空调和小型供暖、热水系统的竞争,有必要进一步挖掘区域能源的非节能效果,并评估其经济效用。公平合理的利益分配机制是区域能源融通系统得以存在的重要基础,是稳定发展的关键。