多能互补能源综合利用关键技术研究现状及发展趋势

多能互补技术可以更充分地利用分布式能源和可再生能源,是能源互联网的物理基础,对于提高可再生能源比例和能源综合利用效率具有重要意义。本文从可再生能源的利用出发,引出多能源系统和能源互联网的发展背景,并阐述了多能互补发展中的关键技术,特别分析了多能源分析规划技术、能量管理技术、协调优化控制体系与储能技术的发展研究现状,指出多能互补将向着容纳高比例波动性可再生能源电力的发、输、配、储、用一体化的局域电力系统发展。     

以互联网思维建设能源互联网——能源互联网示范工程创新应用论坛召开

<正>2017年9月16~17日,中国能源研究会2017年会在北京举办,本次年会主题为"中国能源创新发展"。由能源互联网专委会筹办的分论坛"能源互联网示范工程创新应用"于17日召开,国家能源局电力司副司长赵一农莅临并致辞。中国科学院院士周孝信围绕能源转型与电力系统转型,新一代电力系统的主要技术特征,能源互联网与电力系统等内容做了精彩演讲。周孝信指出新一代电力系统是高比例可再生能源电力系统、高比例电力电子装备电力系统、多     

崇礼新一代电力系统的发展路径设计及实践

河北张家口崇礼区域具有丰富的可再生能源资源和政策基础,建设崇礼新一代电力系统具有十分重大的意义和价值。沿着广泛互联、智能互动、灵活柔性、安全可控、开放共享重要方向,描述了能源转型下新一代电力系统的重要内涵与特征,构建了新一代电力系统建设发展的指标评价体系。基于能源基础数据,进一步分析出冬奥会建设期初电网现状及期末建设目标,设计出能源互联网的发展技术路径,系统性地梳理评价了17项重大建设工程对系统目标达成的贡献度。最后综合评估了以上工程建设完成后,新一代电力系统的建设成效。评估结果显示,在冬奥会开幕前,崇礼将建设成为符合未来发展方向、技术特征显著的新一代电力系统。     

多能源互补分布式能源系统集成研究综述及展望EI北大核心CSCD

分布式能源系统是能源革命发展的重要载体和推进手段,将在未来能源体系中占据重要地位;同时多能源互补是其发展的主要方向和关键特征,开展多能源互补分布式能源系统相关研究对我国的能源转型具有重要的意义。该文从资源量化表征与需求预测、多能流建模、系统集成与规划、运行优化与主动能量调控、以及能源系统综合评价等5个方面对多能源互补分布式能源系统集成的发展现状进行分析,探讨未来可能的发展趋势和面临的挑战,为多能互补分布式能源系统未来基础及应用研究和行业发展提供一定的参考和建议。     

特约主编寄语

正大力发展风电、太阳能等可再生能源,实现可再生能源逐步替代传统化石能源,是中国乃至全球实现能源与经济可持续发展的重大需求,也是未来电力系统的重要特征。高比例可再生能源的接入,将导致电力系统运行方式发生巨大改变,电力系统规划和运行机制亟待重新构建。因此,我们需要高瞻远瞩,未雨绸缪,通过理论和实践的创新,解决当前甚至未来相当长时间内电力系统所面临的问题。2016年,国家首批重点研发计划"智能电网技术与装备"中,就高比例可再生能源电力系统的规划与运     

多能源热互补分布式能源系统的节能率评价方法

多能源互补是分布式能源系统的重要发展方向,相比于化石能源驱动的分布式能源系统,其节能特性的评价方法研究尚有不足。针对多能源热互补分布式能源系统提出节能率的计算方法,将系统输入的低品位非化石能源按其做功能力统一折合成燃料,与输出相同产品的常规分产系统进行比较得到节能率。通过典型太阳能与燃料互补的分布式能源系统比较分析了3种节能率计算方法下,可再生能源占比、不同形式能量输出比、热/热化学输入热的温度等参数对系统节能性的影响规律,并以具体的热电联产案例验证了文中节能率计算方法的适用性。结果表明,所提出的节能率计算方法能够更为合理地评价含有非化石能源的多能互补系统节能特性,获得了节能率随可再生能源占比增大而增大,随热互补太阳能集热温度升高而降低,随热化学互补太阳能集热温度升高而先上升后下降的规律,反映了根据能的品位合理利用非化石能源和提高多能互补技术先进性能够改善系统的节能性能。     

高比例可再生能源电力系统关键技术及发展挑战

高比例可再生能源并网将改变电力系统的形态,为电力系统稳定控制、调度运行和规划决策等领域带来重大变革.文中基于不同可再生能源渗透率水平下系统的发展特点,将未来电力系统迈向高比例可再生能源的过程分为三大阶段并总结了各个阶段的特征.结合这一领域的研究成果,全面解析了高比例可再生能源电力系统发展过程中将出现的挑战,分析了电力系统消纳高比例可再生能源的一系列技术解决方案,对各项技术的基本原理、经济成本与发展前景进行了分析和比较.研究表明,高比例可再生能源并网将面临一系列技术挑战,而每项关键技术仅能解决其中一部分问题.这些技术在未来高比例可再生能源电力系统中的应用不仅取决于其技术有效性,还取决于其经济性以及与其他技术的互补性.中国未来实现高比例可再生能源电力系统的形态与发展路径取决于各项关键技术的相对发展步伐及其耦合影响.     

多能互补下虚拟电厂参与电力市场的思考

多能互补技术发展势必将促进多类型虚拟电厂的优化形成,进一步凸显虚拟电厂在电网运行和电力市场中的作用。为此,文中对多能互补型虚拟电厂概念及特征进行了梳理,深入探讨了其与微电网、需求响应的差异,并从调控和交易两个层面重点论述了多能互补技术下虚拟电厂参与电力市场的架构和关键技术,可为未来虚拟电厂建设及应用提供指导。     

高比例可再生能源电力系统的关键科学问题与理论研究框架

大力发展可再生能源是应对能源危机和环境问题的重要手段,高比例可再生能源并网将成为未来电力系统的基本特征。文中从高比例可再生能源接入带来的强不确定性和高度电力电子化带来的稳定机理变化两个方面,分析了高比例可再生能源电力系统面临的关键科学问题。在此基础上,从中国未来电力系统结构形态分析与电力预测、含高比例可再生能源的输电系统规划、含高渗透率可再生能源的配电系统规划、电力电子化电力系统稳定性分析、含高比例可再生能源交直流混联系统的优化运行等5个方面,提出了高比例可再生能源电力系统的研究框架,重点阐述了这5个方面的相互关系。最后,对未来高比例可再生能源电力系统的研究进行了总结和展望。     

高比例新能源电力系统演化进程中核电与新能源协调发展策略

核能与新能源作为非化石能源的重要组成部分,对于中国构建清洁低碳、安全高效的能源体系具有举足轻重的作用。随着大规模间歇式新能源接入电力系统,电网的安全稳定运行面临巨大挑战,核电出力稳定、转动惯量大,可为高比例新能源接入的电力系统提供必要的电力、电量和转动惯量支撑。针对高比例新能源电力系统演化进程中核电、新能源及其他电源的协调发展问题,统筹考虑系统规划与运行层面的相互影响,基于电力系统规划软件GESP及电力系统随机生产模拟软件GridView,建立一套完整的分析模型,提出中国未来核电与新能源的合理发展规模和布局;考虑核电与其他电源以不同方式参与电网调峰对新能源消纳及系统运行经济性等方面的影响,提出促进核电与新能源协调运行的策略建议,为促进中国核电与新能源有序健康发展、深入推动能源转型提供决策支撑。     

面向新型电力系统的电力通信网需求及应用场景探索

构建以新能源为主体的新型电力系统,有效支撑微电网、分布式电源和新能源的大范围接入,打造多能互补、双向互动的能源互联网,对于未来电力通信网的发展提出更高的需求和更大的挑战。针对新型电力系统的电力通信网建设开展研究,构建新型电力系统网络架构并分析未来发展方向;深度剖析新型电力系统对通信网安全及网络性能的需求,构建面向新型电力系统的通信网架构;重点聚焦5G对新型电力系统的影响,选取分布式能源和“源网荷储”等典型场景,搭建5G与新型电力系统的深度融合方案;最后,依托自主研制的终端设备对源网荷储负荷控制类业务开展试点应用,验证了该5G终端可降低通信网传输延时,能有效支撑源网荷储负荷控制类业务建设及应用。     

面向清洁能源消纳的流域型风光水多能互补基地协同优化调度模式与机制

针对面向清洁能源消纳的流域型风光水多能互补基地(WMCB)协同优化调度所面临的清洁能源时空多尺度相关性分析、大规模多类型清洁能源多能互补、高效消纳和安全管控的问题,归纳了优化调度模式和机制的相关研究并提出了未来的发展方向。首先分析了WMCB的发展现状,总结了其协同优化调度亟需解决的瓶颈问题。进而从时空多尺度互补特性、协同优化调度模式和机制方面,对WMCB的研究现状进行了梳理。最后探索了WMCB协同优化调度相关问题的解决思路,以期推动WMCB的建设和发展,从而推进大规模清洁能源的互补开发和高效消纳。     

高比例可再生能源电力系统结构形态演化及电力预测展望

在清洁化、低碳化和智能化的能源革命背景下,高比例可再生能源成为电力系统未来发展的一个突出特征,也导致了电力系统结构形态的巨变。文中对高比例可再生能源电力系统结构形态演化及电力预测方法进行了阐述。首先分析了电力系统结构形态的内涵及其要素,建立了其形态演化的驱动力综合模型,然后结合高比例可再生能源发展趋势,分析其对电力系统形态结构的影响,建立高比例可再生能源驱动的电力系统形态演化模型。围绕高比例可再生能源电力系统结构形态演化机理和复杂多重不确定性运行场景下的电力预测理论两个科学问题,分四个方面对其研究体系进行了详细阐述。     

能源局域网:物理架构、运行模式与市场机制

增加能源消费侧的运行灵活性是提升电力系统高比例随机波动新能源消纳能力的重要技术手段。建设电、气、热等多种能源互补的能源局域网(energy distribution network,EDN),可在非电能源系统中大规模利用清洁的可再生能源,显著提升电力需求侧的运行灵活性,甚至追踪并响应系统内新能源电源的随机波动。该文探讨EDN这一典型的综合能源系统,较为系统地讨论EDN典型的基础概念、物理架构与多能互补的工作机理。在此基础上,进一步提出EDN的3类工作模式及工作象限,分析其相对于智能电网典型应用的运行特征。面向新能源的大规模消纳难题,该文提出EDN的余量市场模式及其基本的交易流程,分析该交易模式对电力市场改革的积极意义。最后,展望EDN所亟需突破的关键技术问题。     

新一轮能源革命下中国电网发展趋势和定位分析

新一轮能源革命下电网的发展将在电力系统传统功能基础上进一步扩展和丰富。在对新一轮能源革命内涵的深刻剖析基础上,借助电力系统优化规划模型对未来多元能源供应系统进行探索,预判未来能源发展格局。结合技术、经济、制度、环境等因素,识别影响电网发展的关键因素,通过构建电网功能定位模型,运用SWOT-AHP分析电网发展的内外部环境,构建相应的指标体系量化分析电网发展的战略定位,提出电网功能与形态转变的方向。结果表明,未来电网的电力传输功能向更大容量、更安全、更智能的方向发展,并呈现综合能源互联互补的高级形态,电网将为社会提供多元化、立体式、智能化服务。     

特约主编寄语

<正>当今人类社会面临能源安全和气候变化的严峻挑战,传统能源发展方式难以为继,可再生能源大规模利用,互联网、新能源等技术蓬勃兴起,推动了高比例可再生能源未来电力系统的战略性发展。截至2016年底,已有176个国家制定了可再生能源发展的国家战略目标。中国独特的资源禀赋和利用方式,已经导致了能源和环境矛盾的激化。能源革命如火如荼,清洁低碳、安全高效的现代能源体系正在构建当中。在此背景下未来电力系统形态结构和演化机理将呈现极大的不确定性和复杂多样性,现有技术对其分析和预测能力都将遇到严峻挑战。因     

“新一代人工智能在电力系统中的应用”专题征稿启事

正在全世界面临能源转型、国家提出推动能源生产和消费革命、新能源大力发展及电力体制改革持续推进的背景下,构建清洁、低碳、安全、高效的现代能源体系已是大势所趋,而发展具有清洁化、柔性化、多元化、互动化特征的智能电网更是能源转型的关键。智能电网是集成了新能源、新材料、新设备和先进传感技术、信息技术、控制技术、储能技术等形成的新一代电力系统,具备资源配置能力强和开放互动等特征,可以支撑大规模可再生能     

以互联网思维审视和改变传统电力系统

正能源转型与新一代电力系统党的"十九大"报告进一步提出推进能源生产和消费革命,构建清洁低碳、安全高效的能源体系,为我国能源发展改革指明了方向。当前,我国能源转型与革命的核心战略目标应是:大力推动能源转型,构建清洁低碳、安全高效的新一代能源系统,以实现最大限度地开发利用可再生能源、最高程度地提高能源利用效率,服务于国家     

特约主编寄语EI北大核心CSCD

热能动力系统是将热力设备有机地结合起来实现热功转化的工艺系统,是目前能源转化与利用的主要载体。在热能动力系统中,各种能源先被转化为热能,再将热能转化为机械能和电能输出。随着“双碳”目标的提出,我国将加快构建“清洁低碳、安全高效”的能源体系,着力构建新型电力系统,一次能源消费将由化石能源为主向低碳、零碳、化石能源互补的多元化方向发展,能源转化模式与用能形态将发生根本性改变。     

“高比例可再生能源电力系统规划与运行”专题征稿启事

正近十年来,我国可再生能源发展迅猛,目前已经成为世界上风电和光伏装机容量最大的国家。2030～2050年,我国可再生能源的发电量占比达30%以上,"高比例可再生能源并网"将成为未来电力系统的重要特征。高比例可再生能源并网将成为未来电力系统的重要挑战。高比例可再生能源并网的背景下,电力系统将形成怎样的形态?电力系统应当怎样规划与运行?电力系统稳定性将面临怎样的挑战?这是电力系统亟需解决