“双碳”目标下宁夏构建新型电力系统的问题与建议

宁夏作为国内首个新能源综合示范区,新能源装机占比2022年底将达到50%,超越煤电成为第一大电源,随之面临新型电力系统建设带来的问题和挑战。围绕能源资源禀赋、电网网架、电力外送、新能源消纳和转型政策5个方面总结宁夏构建新型电力系统的基础与优势,并结合宁夏发展实际,从产业结构、电力供应保障、新能源并网消纳、安全稳定运行4个方面分析新型电力系统构建过程中存在的问题;最后,围绕上述问题提出了加快能源产业结构转型升级,保障电力安全可靠供应,提升新能源并网消纳能力,提高新型电力系统安全防护能力等相关建议,对推动宁夏能源转型发展和新型电力系统建设具有一定的指导意义。     

新型电力系统仿真应用软件设计理念与发展路径

文中归纳总结了新型电力系统新能源发电高渗透、电力电子设备高渗透的特性给电力系统仿真带来的挑战,提出了电力系统仿真应用软件的设计理念,即模型完备、建模准确、计算高效、场景全面、接口开放、服务灵活这6个方面;基于仿真是认识和改造新型电力系统的工具而非目的,以及仿真应适应新型电力系统背景下电力企业数字化转型需求的认知,指出了国产电力系统仿真应用软件的功能定位要从单纯的仿真工具向电力系统仿真应用软件开发平台和运行环境过渡,并提出了一条助力用户业务自动化、平台使用便捷化、应用开发生态化的发展路径。最后,通过介绍所研发的面向新型电力系统的仿真应用软件开发平台和运行环境——CloudPSS,展示了上述设计理念与发展路径对软件研发和推广的指导作用。     

新型电力系统居民分布式资源管理综述

随着新型电力系统建设加快推进,能源供需平衡模式正在经历由“源随荷动”向“源荷互动”的深刻变革。靠近电力需求侧的居民分布式资源以其庞大规模和灵活调节能力,具备支撑新型电力系统清洁低碳、安全高效发展的潜力。为此,在全面梳理国内外居民分布式资源管理具体进展的基础上,阐述其对新型电力系统建设的推动作用。首先,介绍了户用光伏、户用储能、电动汽车、柔性负荷4类居民分布式资源,并阐述了居民分布式资源管理概念及发展。其次,围绕新型电力系统四大关键特征,讨论了分布式资源在促进电网安全高效运行、推动能源清洁低碳转型、实现电力柔性灵活调控、助力智慧融合系统建设4个方面发挥的重要作用。同时,从政策制度与管理机制、硬件设备与软件平台、管理技术与优化方法 3个方面综述了居民分布式资源管理的核心要素,并分析了居民分布式资源管理内外部重要影响因素。最后,提出了对新型电力系统居民分布式资源管理的未来展望,包括完善政策机制、升级基础设施、优化市场交易、强化技术方法 4个方向。     

虚拟现实技术在电力系统中的应用研究

随着科技的发展,虚拟现实技术在电力系统中的应用具有广阔的前景和深远的意义.对虚拟现实技术在电 力系统规划、运维和安全等方面的具体应用进行详细介绍,通过综合研究发现,将虚拟现实技术应用于电力系统中能 够提升电力系统的安全性、可靠性和效率,降低成本和风险,同时也有助于电力行业数字化转型和智能化发展.     

特约主编寄语

在可再生能源迅速发展、能源结构低碳化转型的背景下,电力系统正由确定性系统向强随机性系统转变,在电力系统分析、规划与运行等各个领域出现了各类应对不确定性的方法与手段.文中分别从不确定性因素建模、不确定性因素影响评估、不确定性环境下决策以及不确定性平抑措施等4个方面,总结已有成果、阐述研究难点、探讨该领域的未来研究方向.指出多学科交叉与融合是不确定性分析方法的发展方向,在广义范围内实现能源平衡是应对不确定性因素的重要手段.     

高比例可再生能源新型电力系统长期规划综述EI北大核心CSCD

大力发展风电、光伏等可再生能源是实现电力系统低碳转型的重要途径。由于可再生能源出力具有波动性与不确定性,为应对大规模可再生能源并网给电力系统长期规划带来的挑战,近年来相关研究成果不断推出。为全面综述该领域的研究现状,该文首先分析新型电力系统的主要技术特征,然后,从能源供应的经济–政策不确定性与低碳转型带来的能源供应安全两个方面分析新型电力系统长期规划模型所面临的挑战。并从长期不确定性、短期不确定性、电力系统充裕性、电力系统安全性4个方面,综述当前新型电力系统长期规划研究成果,分析其中需要关注的重点、难点问题。最后,对新型电力系统长期规划模型的构建与应用进行总结与展望。     

国外新型储能政策研究及对中国储能发展的启示

近年来,美国、英国、澳大利亚等国在推动能源低碳转型过程中,出台了一系列支持政策,有效促进了新型储能快速发展,对于中国推动储能规模化发展具有一定借鉴意义。对3个国家的储能政策进行全面梳理分析,美国与澳大利亚主要从提供财税支持、完善市场机制、明确发展目标3个方面出台了相关政策,英国则是通过建立成熟自由的电力市场,为储能发展创造了良好条件。对比中国实际情况,结合新型电力系统构建对储能发展的需求,提出国内新型储能发展的启示与建议。     

浙江构建新型电力系统的技术路径与实践EI北大核心CSCD

构建新型电力系统是实现我国“双碳”目标的主要手段,也为电力系统形态演化与技术变革指明了方向,其主要的技术挑战来源于高比例新能源的接入和极端天气。浙江电网是传统能源匮乏、新能源发展迅速的典型受端电网,虽然在市场化和数字化方面走在全国前列,但构建新型电力系统仍面临诸多困难和挑战。在此背景下,立足浙江电力发展实际,首先分析新型电力系统的关键技术特征和评价体系,接着提出浙江建设新型电力系统的3个方面核心举措,包括:提升系统调节能力、提高电网数字化/智能化水平以及建设与新型电力系统匹配的电力市场等。进一步,提出浙江建设新型电力系统技术路径的4个关键环节及其潜力:建设多元融合高弹性电网、构筑“四能四力”、实现数字化转型和多类型电力市场。最后,提出浙江新型电力系统省级示范区建设框架,介绍杭州城市电网500kV供区柔性低频互联示范工程、台州大陈岛柔性低频输电和氢电耦合示范工程以及金华微网集群省地县3级协同智能控制示范工程等3个典型实践案例,总结浙江新型电力系统省级示范区预期目标。浙江构建新型电力系统的举措、路径和实践,不仅可以支撑浙江经济和社会高质量发展,还将为我国能源转型与电网高质量发展提供参考。     

新型电力系统的"碳视角":科学问题与研究框架

电力在我国能源消费与碳排放中占据重要地位。电力系统低碳转型,构建以新能源为主体的新型电力系统将对我国碳达峰、碳中和战略目标的实现起到关键作用。该文首先分析了从“电视角”到“碳视角”下电力学科研究体系的转变趋势,并对当前“碳视角”下的电力系统研究概况进行了综述。基于“碳视角”下的电力系统研究路径,从电力系统全环节碳排放计量和“战略-技术-市场”协同低碳化解决方案2个方面,分析了电力低碳转型过程中的关键科学问题。在此基础上,从碳计量与碳追踪、碳规划与碳轨迹、碳减排与碳优化、碳市场与碳交易4个方面提出了新型电力系统“碳视角”的研究框架,并对关键研究内容进行了分析和阐述。     

创新优化电力需求响应，支撑新型电力系统建设

电力需求响应充分调动需求侧灵活性,可有效促进源荷互动,将在新型电力系统建设中发挥重要作用。首先梳理了近年来需求响应的政策与实践,分析其在保安全、促消纳等方面的进展与成效;然后结合电力系统转型变革关键期,分析了电力需求响应发展面临的新形势新要求;最后提出了创新优化电力需求响应的政策建议。     

能源转型背景下电力系统不确定性及应对方法综述

在可再生能源迅速发展、能源结构低碳化转型的背景下,电力系统正由确定性系统向强随机性系统转变,在电力系统分析、规划与运行等各个领域出现了各类应对不确定性的方法与手段。文中分别从不确定性因素建模、不确定性因素影响评估、不确定性环境下决策以及不确定性平抑措施等4个方面,总结已有成果、阐述研究难点、探讨该领域的未来研究方向。指出多学科交叉与融合是不确定性分析方法的发展方向,在广义范围内实现能源平衡是应对不确定性因素的重要手段。     

能源高质量发展下中国电力供需格局演变趋势

为应对气候变化,世界各国都在加快能源转型,习近平总书记提出了“四个革命、一个合作”能源安全新战略和“碳达峰、碳中和”愿景,要求全力推动能源高质量发展,这将对中国电力供需格局产生深远影响。首先,提炼能源高质量发展的内涵、特征;其次,从消费侧、供给侧、技术、体制等角度研判能源高质量发展下电力行业的转型发展方向;最后,通过构建多区域“能源-经济-电力”分析预测模型体系,从电力需求、电力供应、跨区电力流、电力系统形态、电力市场交易等方面研究中国中长期电力供需格局的演变特征。     

提升新能源电力系统灵活性的中国实践及发展路径研究

为了实现新能源高占比下的电力供需平衡,提升电力系统的灵活性显得十分重要。首先定性定量分析中国新能源电力系统在电源侧、电网侧和负荷侧对灵活性的不同需求。其次,归纳总结新能源电力系统灵活性的技术体系,介绍主要技术在中国已经开展的具体实践和效果。然后,根据国家能源转型目标,提出电力系统灵活性中长期目标和衡量灵活性进程的主要指标。最后,为了达成上述目标,从灵活性电源、灵活性电网、灵活性负荷和数字电网平台四个方面设计了发展路径。     

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。     

面向新能源消纳的调峰辅助服务市场研究综述

随着新能源电源并网规模的不断提升,电力系统调峰压力日益突出,难以满足新能源快速发展,如何完善和深化电力调峰辅助服务市场机制进而提升系统调节能力已成为亟待解决的问题。在此背景下,首先梳理了我国电力辅助服务市场发展历程及关键政策;接着选取5个典型地区,具体从电厂、用户、储能等方面对其调峰辅助服务市场政策及机制进行了归纳分类和对比分析;最后结合我国电力调峰辅助服务市场发展背景以及各地区调峰服务市场的发展实际,在构建新型电力系统的目标导向下,提出了4点建议,以期为新时期我国调峰辅助服务市场的建设提供研究方向,为高比例可再生能源的消纳提供新思路。     

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。     

国外新能源高占比电力系统电力供应保障措施及启示

随着全球能源转型深入推进,新能源快速发展,新能源高占比电力系统供应保障问题日益凸显,近期已成为部分国家关注的焦点。为此,首先详细分析了新能源出力特性以及在电力平衡、负荷支撑度等方面对电力供应保障的挑战;其次选取德国、美国和日本等新能源发展较早占比较高的典型国家,从政策法规、监测预警、调度运行管理等方面,深入研究了其在新能源高占比电力系统中采取的保障电力安全可靠供应的实践经验;最后结合中国新型电力系统建设的实际情况,提出了对中国新能源发展的启示,为中国电力供应保障提供一定的参考借鉴。     

新型电力系统下需求侧管理机制及发展策略研究

大规模高比例新能源的接入,对电力系统容量保障、新能源消纳带来巨大挑战。将需求响应资源引入电力市场,发挥需求侧资源在促进新能源消纳、保障系统供需平衡等方面的重要作用,实现需求响应与电力市场的有机衔接是未来发展的必然趋势。针对新型电力系统需求侧管理机制,介绍了需求响应内涵与资源类型,研究了以美国、新加坡和英国为代表的国外需求响应发展现状,分析了可供借鉴的经验,提出了新型电力系统背景下中国需求响应发展策略与实施建议。     

储能技术在电力系统中的应用现状与前景

储能技术在电力系统中的作用日益明确,对储能技术及其在电力系统中应用的全面调研和分析,可反映当前储能的发展水平、在电力系统中发展的制约因素,分析未来储能的市场前景和发展趋势.分析了中国、美国、日本、法国、英国等多个国家（或区域）级的电力系统特性,从负荷特性、电源结构和未来新能源的规划等方面阐述了各国对储能技术的需求;对国内外的储能技术本身的发展、成本特性、在电力系统中的示范应用进行了调研,对近期储能的研究和应用方向提出了建议,为寻找适合我国电力系统的储能技术及应用路线提供了参考和依据.     

储能在电力系统中的作用与运营模式

随着可再生能源的快速发展及能源互联网的构建,储能在整个能源电力体系中的作用越来越重要,而储能技术的日趋成熟,已基本具备了推广应用条件。该文从电力系统的发展需求出发,分析了储能在电力系统调峰、调频、调压、电能质量治理、供电可靠性提高及多种应用综合等方面的作用;从发电侧、电网侧和用电侧等不同角度结合电价结构分析了储能的运营模式;并从储能应用技术、发展模式和市场机制等方面提出了储能应用的发展建议:(1)加大对基础材料和核心技术的支持力度,形成核心竞争力;(2)出台储能配套政策,形成储能应用市场的良性发展机制;(3)整合上下游产业和应用市场,推动储能技术快速发展;(4)鼓励多种储能技术竞争与多元化发展。