“面向双碳战略的能源转型关键技术”专栏特约主编寄语

2020年9月,习近平总书记在联合国大会宣布"中国二氧化碳排放力争2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和"。2021年全国两会,"碳达峰、碳中和"首次被写入政府工作报告。其中,构建清洁低碳安全高效的能源体系,控制化石能源总量,着力提高利用效能,实施可再生能源替代行动,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统是"十四五"时期的重点工作。     

面向碳达峰碳中和目标的我国电力系统发展研判

为实现碳达峰碳中和目标,我国能源生产和消费需要加快转型,电力系统作为未来的能源枢纽,将起到关键作用。该文对我国电力系统"十三五"发展现状进行总结,分析"四个革命、一个合作"及新发展理念等指导思想下未来以新能源为主体的新型电力系统在满足电力供应、保障安全稳定、提高效率效益、优化网架结构等方面发展的重点,归纳了未来电力系统清洁、安全、灵活、高效的4个内涵特征,从电力需求增长、电源结构调整、电网格局优化、新技术应用等方面对"十四五"电力系统发展进行研判,提出基于碳达峰碳中和目标的能源电力发展计算模型,对中长期能源电力演化路径进行展望。     

电力装备产业助力碳达峰碳中和途径与措施研究

<正>构建以新能源为主体的新型电力系统，为中国电力系统转型升级指明方向。为全球电力可持续发展提供了中国智慧和中国方案。双碳下，我国电力装备行业具备较强国际竞争力。我国新能源开发利用规模稳居世界第一，为全球能源绿色低碳转型提供强大支撑；我国电力装备技术水平大幅提升，为可再生能源发展注入澎湃动能；我国电工装备企业制造成本优势明显；我国电力装备出口成为“一带一路”倡议的主力军。     

高比例光伏发电并网条件下中国远景电源结构探讨

世界范围内对环境保护的逐步重视以及化石能源的日益枯竭,推动了可再生能源发电技术的迅速发展。随着光伏等可再生能源发电在电源结构中的比重逐步提高,其对电力系统规划、运行等方面的影响也日益明显。基于此,该文以2050年为研究水平年,探讨了高比例光伏并网条件下中国远景电源结构。研究未来高比例光伏发电并网对系统电力平衡和调峰平衡的影响,分析了远景年光伏造价和储能造价对系统电源结构及新能源消纳的影响,以期对我国未来电源规划和建设提供参考。     

“双碳”目标下我国能源电力低碳转型路径

能源电力低碳转型是实现碳达峰、碳中和的关键,事关我国经济社会发展全局。以实现我国经济社会发展目标为约束,以保障能源供应安全为前提,综合研判我国化石能源减少与非化石能源替代时序,对比分析不同国际国内能源资源供应形势下电力转型情景,提出零碳电力系统发展路径,从科学设定目标、夯实安全基础、加快清洁替代、加强科技引领、创新体制机制等方面,提出推进我国能源电力低碳转型措施建议。     

智慧风电未来可期——访新疆金风科技股份有限公司董事长武钢

正新型电力系统核心特征在于新能源占据主导地位,成为主要能源形式。随着我国碳达峰、碳中和目标的提出,新能源在一次能源消费中的比重不断增加,加速替代化石能源。未来我国电源装机规模将保持平稳较快增长,呈现出"风光领跑、多源协调"态势。本刊专访我国风电行业领头羊——新疆金风科技股份有限公司董事长武钢,请他谈谈对新型电力系统的认识,以及下一步要着手开展的工作。     

“十三五”布局大幕拉开电工企业准备好了吗?

正在新一轮能源革命中,提高化石能源的清洁高效开发利用水平,提高可再生能源及新能源发电的比重,提高电网的输送能力、效率和安全性,提高电能在终端消费的比重,实现电力与能源的绿色、低碳、开放、智能化发展,将成为电力科技创新的重点方向。"我国电力发展在‘质’和‘量’两方面均取得了显著成绩,总体规模稳居世界第一,总体技术水平进入世界先进行列,为国民经济和社会发展提供了充足的动力。现在,我国电力和能源发展又站在了一个新的历史起点上。"中国电机工程学会理事长郑     

考虑新能源并网的能源结构与电源结构多情景优化模型

为综合分析新能源发电并网对我国能源结构与电源结构的影响,将最小化发电成本与污染物排放量作为规划目标函数,建立了新能源与能源结构优化模型。该模型选取一次能源消费量和年新增发电装机量为决策变量,从能源供需平衡、能源消费量、电力供需平衡、电力消费与需求量、装机容量与增长率等多方面入手构建约束条件。通过测算参考情景、能源安全情景和低碳发展情景下我国最优能源结构与新能源发展规模、装机容量和建设时序,对比分析了不同情景下的发电成本效益,并对一次能源消费总量和非化石能源消费比例进行了敏感性分析。分析结果显示,在污染税、碳税的支持下,新能源开发利用规模越大,资源环境效益越大,系统运行成本及能源对外依存度越低。此外,减少化石能源的消费比重,有利于降低能源系统运行成本。     

关于新型电力系统部分特点的思考

新型电力系统建设是我国电力行业的重大转型,其需求来源于经济社会发展,其实现依赖于电力系统运行机理的改进。从近10年电力系统的发展历程和阶段性目标分析出发,基于“双碳”目标,对新型电力系统的电源构成、特点及运行模式进行逆向推理和分析,进而分析新运行模式下的部分关键技术需求。指出：为了实现“双碳”目标,电力系统电源构成必须进行巨大调整,特别是在2030年之后;在新型电力系统中,发电侧将以新能源为主体,用户侧将出现大量产销者并呈现大量分布自治的形态,能源互联网将成为新型电力系统的基础支撑,电网调度将主要基于市场化机制实现;新型电力系统的建设在电力电量平衡、系统安全、有源配用电网管控、新能源发电和并网、电力交易和调度等方面迫切需要相关创新技术的支撑。     

新型电力系统的六要素分析

面向碳中和目标,能源电力系统的安全高效、绿色低碳转型及数字化智能化技术创新已成为全球发展趋势及我国能源科技创新的关键抓手。该文从国家宏观战略层面探讨了能源革命对建设新型电力系统的要求,阐述了新型电力系统的变革历程,从化石能源为主导的传统电力系统,到高比例新能源和高比例电力电子为主要特征的“双高”电力系统,再到新能源为主体的新型电力系统,分析了演化过程中不同阶段电力系统的关键要素。在此基础上,总结凝练了新型电力系统的六大关键要素“源网荷储碳数”,阐述了六要素之间的耦合关系。最后,聚焦“碳”与“数”2个新兴的关键要素,分别从低碳化与数字化2个视角对建设新型电力系统的关键技术进行了探析与展望。     

加强行业人才队伍建设 支撑电力工业转型发展

正当前,世界能源消费、供给、技术、体制变革方兴未艾,我国电力行业加快推进"两个替代"(以清洁能源替代化石能源、以电能替代化石能源)。进入"十三五",电力工业面临供应宽松常态化、电源结构清洁化、电力系统智能化、电力发展国际化、体制机制市场化等一系列新挑战。能源革命的新形势,对电力人才队伍建设提出了     

基于全时序生产模拟的灵活性资源配置方法

"碳达峰、碳中和"目标的提出加快了我国能源转型、电网升级的步伐."十四五"期间,电力系统高比例新能源接入、多直流送出特征愈加凸显,负荷高峰的"双峰"特点逐渐显现,电网面临部分时段电力紧缺、部分时段新能源受阻的挑战.为此,考虑未来电源装机总量增长、负荷水平增长情况,针对省级送端电网电力平衡需求及新能源消纳压力,采用全时序...     

高比例新能源电力市场不同发展阶段划分及形态结构演进

随着双碳目标和新型电力系统建设要求的提出,新能源将逐步取代传统发电资源成为电力系统主体电源,与此同时,通过市场交易拓宽新能源消纳空间、实现资源在更大范围内的优化配置已形成广泛共识。然而,从当前到碳中和目标的实现过程中,电力市场机制将伴随系统电力电量平衡特性的演化不断动态调整,需分阶段考虑高比例新能源电力市场形态结构演进轨迹;同时,其演进需以电力系统物理形态演进为基础,并与面向电力能源转型的国家重大战略目标相匹配。因此,该文首先对高比例新能源电力系统及电力市场的发展政策进行梳理与分析,以战略导向为依据划分高比例新能源电力市场发展阶段,明确各阶段发展要求;其次,基于阶段划分,详细论述电力系统物理形态结构演进轨迹,并基于此进一步论述高比例新能源电力市场的市场形态结构演进轨迹,归纳各阶段的主要特征与研究边界;最后探讨了服务中国特色高比例新能源电力市场发展的关键技术。     

特约主编寄语EI北大核心CSCD

近年来,我国以风电和光伏为代表的新能源发电持续快速增长,致使电力系统中的电源结构发生深刻变化,可以预见,未来以风电、光伏为代表的新能源将成为电力系统的主要电源。电力系统故障特征与电源特性紧密相关,与常规能源电源相比,新能源电源在控制策略作用下故障特性差异显著,同时,为更加友好地满足电力系统运行的需求。     

“超临界二氧化碳循环发电技术”专题特约主编寄语

<正>随着“双碳”目标的提出，构建以新能源为主体的新型电力系统势在必行。伴随新能源比例的不断提升，传统热力发电技术在发电效率、灵活性和碳排放指标等方面已不能满足当前能源转型的需要，亟需一种变革性热力发电技术，从而显著提升发电效率，增加电力系统灵活性，促进新能源的消纳能力，大幅减少电力系统碳排放指标。     

以新型储能推进新型电力系统建设

正习近平总书记在中央财经委员会第九次会议上提出:构建清洁低碳安全高效的能源体系,控制化石能源总量,着力提高利用效能,实施可再生能源替代行动,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统。以湖南电力系统为例,本文分析了电力系统的特点以及统筹解决湖南能源电力发展的关键问题,从而强调以新型储能加快推进新型电力系统建设。     

"非同步机电源大规模接入与无功补偿问题"专题特约主编寄语

为了实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的"双碳"目标,我国能源电力行业正在迎来巨大变革——电力系统正在从以煤电为主向以新能源为主的新型电力系统转型.构建以新能源为主的新型电力系统的主要制约因素是两个.以太阳能、风能为代表的新能源具有波动性和间隙性等不可控特性,导致大规模新能源接入电网后对大电网的功率平衡和能量平衡构成了重大挑战,需要采用有别于传统方法的功率平衡和能量平衡方法,如采用储能、负荷侧主动响应等,这是构建新型电力系统的第一个制约因素.     

开展绿色电力交易试点 推动构建以新能源为主体的新型电力系统

正近期,国家发展改革委、国家能源局正式复函国家电网公司、南方电网公司,推动开展绿色电力交易试点工作。为什么要推出绿色电力交易试点工作?绿色电力交易如何组织实施?国家发展改革委有关负责人作了详细解答。问:在党中央、国务院提出碳达峰、碳中和目标后,推出绿色电力交易试点工作的背景和出发点是什么?答:为落实党中央、国务院关于碳达峰、碳中和的战略部署,加快构建以新能源为主体的新型电力系统,必须要采取有力举措大力发展新能源。由于新能源发电出力不稳定等技术特点,电力系统消纳和运行成本将明显上升。要同时实现电力低碳转型、安全可靠、     

以新能源为主体的新型电力系统建设面临的问题

2021年3月15日,习近平总书记在中央财经委第九次会议上,提出构建以新能源为主体的新型电力系统构想.构建新型电力系统是促进能源转型和实现碳达峰、碳中和的重要支撑,但目前新型电力系统概念不甚清晰,双碳目标与它的关系也有待进一步明确.为此,本文主要在分析现有问题的基础上,总结了在"碳达峰、碳中和"目标下,以新能源为主体的...     

特约主编寄语

按照“碳达峰”“碳中和”目标,预计到2060年,中国非化石能源消费比重将达到83%,电能消费比重达到70%,全社会用电量超过16万亿千瓦时,新能源发电装机达到50亿千瓦,新能源发电量占比由目前的8%提高到60%以上。由于大规模新能源发电具有间歇性、随机性和波动性,无疑将给电力系统平衡调节和灵活运行带来重大挑战。因此在构建新型电力系统过程中,亟须增强电力系统的灵活性和柔性,提高资源优化配置能力,实现多能互补、源网荷储高效协同,有效平衡新能源的波动性、随机性和不确定性。虚拟电厂作为聚合灵活性资源的有效手段,借助先进的通信、计量、控制等技术,无须改变灵活性资源各自的并网方式和地理位置即可实现聚能、储能、供能与用能,有效连接了灵活性资源与电力系统,实现资源整合与分配,是新型电力系统在能源供需侧实现互动化、智能化的重要途径。通过虚拟电厂相关技术的应用,将有效提升电力系统的运行灵活性,大幅降低可再生能源并网风险,提升能源生产和消费效益,助力“双碳”目标的实现。