面向新型电力系统的江苏省电力市场发展路径研究

“3060双碳”目标提出后,中国的低碳能源事业进入新阶段,需着力推进电力供给侧结构性改革。在“计划加市场”双轨制背景下,亟需考虑未来江苏电力市场机制设计问题。为此,首先分析新型电力系统的特征,构建新型电力系统所面临的挑战与应对措施;然后根据不同类型电源的运行特性、价格优势等差异,研究不同类型电源参与各类市场的优劣势,并立足于江苏电网实际发展现状,提出适用于江苏的多市场种类、多市场主体及多能源市场发展策略;最后从保障新能源持续健康发展、促进“双碳”目标实现出发,展望未来新型电力系统的建设,就多类电源参与市场机制及配套政策提出建议,促进以新能源为主体的新型电力系统建设,助力实现碳达峰、碳中和目标。     

如何理性看待新能源定位及其跃升发展

<正>“十四五”是落实“双碳”目标的关键期、窗口期。为实现“双碳”目标,我国将构建清洁低碳、安全高效的能源体系以及以新能源为主体的新型电力系统。那么,“双碳”目标对新能源发展会产生什么影响？在能源保供与新型电力系统中新能源将如何定位？又怎样理性看待新能源的跃升发展？笔者认为,如果说应对气候变化、能源清洁转型、实现“双碳”目标,能源是主战场（80%）,电力是主力军（40%）,那么新能源就是“劲旅”。而且,新能源也是保障能源安全的“有生力量”、构建新型电力系统的“主体能源”、引领我国经济发展的一个“重要引擎”。     

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。     

湘西凤凰县域新型电力系统“十四五”建设规划分析

“双碳”目标下，为加速推进具有清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动基本特征的新型电力系统建设，通过全面总结湘西凤凰县域的电网发展现状，客观分析“十四五”时期凤凰新型电力系统发展形势，提出了湘西凤凰县域新型电力系统“十四五”建设规划思路和目标，通过源端清洁化和终端电气化构建清洁低碳能源供应体系，以新型配电网工程建设、配电网灵活性资源建设和源网荷储协同互动工程的有机结合，打造凤凰县域新型电力系统综合示范，并进行了预期成效分析，为湘西公司编制计划和制定措施提供重要理论依据，对“十四五”时期加快推动凤凰电网向能源互联互通、共享互济转型发展，打造凤凰能源互联网新业态、新模式具有重要指导作用。     

西北新型电力系统先行示范体系探究

西北地区能源资源禀赋,是加快构建新型电力系统的排头兵,是实现全国“双碳”目标的主阵地。从西北地区“多煤富新”的资源优势、新能源为装机主体的电源布局、大外送格局的网架结构及当前西北电网新能源的高效利用情况来看,西北电网已具备新型电力系统体系雏形。但随着能源转型的稳步推进、沙戈荒大型风光基地等国家重点项目的落地,西北电网“三高双随机”的特征愈加凸显,西北新型电力系统体系建设仍面临着巨大挑战。该文分析了现阶段西北新型电力系统体系建设在电力保供、新能源高效利用、电网安全面临的挑战,以问题为导向,系统性阐述了保供电、促转型、保安全“三位一体”的西北新型电力系统先行示范体系建设研究和创新实践,并提出了策略性发展建议与展望。     

新型储能助力能源转型

<正>大力发展新型储能,对提高可再生能源利用率、实现“双碳”目标及建立新型电力体系具有重要意义。2022年1月,国家发展改革委、国家能源局联合发布的《“十四五”新型储能发展实施方案》指出,新型储能是构建新型电力系统的重要技术和基础装备,是实现碳达峰碳中和目标的重要支撑,也是催生国内能源新业态、抢占国际战略新高地的重要领域。     

“双碳”目标下“能源三要素”再思考

综观人类能源发展史,在不同的发展阶段,普遍都面临着能源安全、能源成本、能源环境三要素权衡的难题,其本质是一个多目标复杂系统优化问题。文中研究“能源三要素”在能源发展不同阶段的内涵及演变,分析能源绿色低碳转型进程中“能源三要素”面临的新挑战,提出推动实现“双碳”目标的基本思路,以及加快建立新型电力供应安全体系、系统施策降低与疏导能源转型成本、构建新型电力系统推动绿色低碳转型的策略建议。     

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。     

“双碳”背景下新型电力系统构建的发展建议及趋势预判

<正>为实现“双碳”目标,我国提出构建以新能源为主体的新型电力系统。当前,气候变化给全人类生存和发展带来严峻挑战。我国是能源消费大国,也是碳排放大国,电力行业占能源行业二氧化碳排放总量的42%左右。推动实现“双碳”目标,能源是主战场,电力是主力军。要加快推进电力行业低碳转型,破解日益增长的电力需求和环境约束之间的矛盾,关键之举在于构建新型电力系统,在不断增加绿色电力供给的同时保障电网安全和电力价格稳定。     

东北地区碳排放现状分析与“双碳”目标下新能源发展建议

随着“双碳”目标的提出,我国将加快构建以适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统,从煤电为主的传统能源消费结构向新能源为主的能源消费结构转型,新能源将进入到高质量跨越式发展阶段。通过对东北地区碳排放特别是电力行业碳排放现状的分析,论证东北地区碳排放总体形势,并结合地区新能源资源及现有开发情况,指出东北地区新能源面临的形势,提出“双碳”目标下适应东北地区新能源发展的相关建议。     

基于LSTM模型的四川省建筑业电气化率预测研究

伴随着建筑总量的不断攀升,建筑电气化已经成为中国建筑业实现“双碳”目标的关键所在。针对现有文献较少关注建筑电气化率测算和预测的不足,结合建筑电气化率的定义,从建筑业终端电气化率和建筑业终端运行电气化率两个方面构建了测算公式。在完成2010—2020年四川省建筑电气化率测算的基础上,运用长短期记忆模型,对2021—2030年四川省建筑电气化率进行了预测。研究结果可为四川省建筑业电气化水平的评估及其“双碳”方案的实现提供有益参考。     

虚拟电厂关键技术及参与电力市场模式设计研究

为应对环境污染的持续加剧和化石燃料的日益短缺,推进落实“双碳”目标、构建现代能源供应体系,以风电、光伏等可再生能源在系统中的并网比例不断提升,给新型电力系统建设带来了挑战。然而,可再生能源发电具有间歇性和波动性,且接入位置分散,增加了电力系统安全稳定运行的难度。虚拟电厂的提出为解决可再生能源、保障能源安全、维持电力系统稳定问题提供了新思路。本文阐述了虚拟电厂的基本架构,并从市场运营技术、协调优化运行技术、物联网技术等3个角度分析了虚拟电厂的关键技术。并从平台层级、多流合一等角度介绍了虚拟电厂市场交易结构,并分析了虚拟电厂参与辅助服务、中长期、现货等多级市场模式,为我国虚拟电厂参与电力市场的建设与发展提供借鉴。     

考虑CVaR的“新能源+储能”电厂日前市场投标策略

双碳背景下我国正积极构建以新能源为主体的新型电力系统，大力推进电力市场化改革。大量新能源电厂无序上网将会对电力系统的安全稳定运行带来巨大压力，也不利于其作为独立主体参与市场化竞争。将“新能源+储能”电厂作为价格接受者，以“报量不报价”的形式参与电力现货交易。采用随机优化方法构建新能源出力场景、日前及实时出清电价场景，采用K-medoids方法将数量众多的场景转化为数量有限的概率化确定性场景。以日前收益最大为目标，考虑条件风险价值并计及不平衡惩罚费用，建立“新能源+储能”电厂参与日前市场的最优投标策略模型并求解。最后，以某风电厂的历史出力数据以及现货市场电价数据开展数值仿真，仿真结果验证了所建投标策略模型的有效性。     

利用氢储能在含可再生能源系统容量配置综述

在“碳达峰”和“碳中和”和大规模新能源应用的背景下,氢储能具有清洁,大容量储存的特点,受到各方青睐,有助于提高新能源利用率和电力系统运行稳定,进一步减少碳排放,因此氢能源成为大力发展的未来能源之一。对氢储能在容量配置方面以及经济性角度是现阶段研究的重点。本文以含氢储能微网的基本结构为例,介绍其各装置的数学模型以及相关研究进展,并详细介绍了氢储能方面的特点以及应用和其他储能技术的一些方面;并探究了目前在容量规划配置方面的现状、研究优化配置的相应优化目标和所存在的问题;最后对未来的创新和研究方向进行了分析与展望。低碳经济指标作为含氢储能新能源系统容量的经济优化评估将会成为“双碳”目标的研究重点。     

基于信息松弛的多态能源协调控制方法研究

“双碳”目标驱动以新能源为主体的新型电力系统快速发展,大规模新能源接入给电力系统带来强随机扰动,传统控制方法无法有效解决强随机扰动下电力系统稳定性变差的问题。从自动发电控制(automatic generation control, AGC)角度,提出了一种具有信息松弛的多态能源协调控制策略,以获取多态能源系统的最优协调控制。所提策略在“控制”部分采用具有完全信息松弛特性的前瞻有界Q学习(lookahead-bounded Q-learning, LQ)来预测未来Q值的上下界,以提高强随机环境下Q学习的快速收敛能力及控制性能;在“分配”部分利用新颖的分层双Q学习强一致性(hierarchical double Q-learning based multi paxos, HDQMP)策略来解决机组激增而产生的“维度灾难”问题。通过对改进的IEEE标准两区域负荷频率控制模型和大规模新能源接入的多态能源系统模型仿真,验证了所提方法的有效性。且与其他方法相比,所提方法具有更优的控制性能和更快的收敛速度。     

大规模风能开发的动态模型及关键影响因素分析

大规模开发风能资源,制定合理的风能发展策略,需要考虑风电系统自身的各个主要指标,并界定其中的关键影响因素.在系统分析的基础上,构建了风电系统动态方程,结合风电系统技术进步情况对系统参数进行了估计.以中国大规模开发风能潜力为例,对快速发展和中速发展2种战略下的风电系统各主要指标随时间变化情况分别进行了模拟和敏感性分析.研究表明:由于受工业技术进步水平的限制,风电设备的生产能力是影响不同发展战略成败的关键因素,而系统能耗、投资、成本和碳排放等指标则不会起决定性作用     

我国"十一五"电力市场需求预测需考虑的问题

通过对国家<国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要>的学习分析,指出了"纲要"中所提出的关于经济增长速度、节能、环保、建设社会主义新农村等内容对华东"十一五"电力市场需求的影响,以及华东地区中长期电力市场需求预测必须考虑的因素.     

新型电力系统下储能技术的应用场景及商业模式研究

“双碳”目标的提出,对现有的能源体系产生了一定影响,传统能源体系需要向清洁、低碳方向进行转型与升级。储能技术是能源体系转型的重要支撑,能够进一步规避间歇性能源对电网的冲击,提高电力系统的经济性与安全性,提升电网运行的可靠性。针对新型电力系统下储能技术的应用场景及商业模式,结合当前能源发展要求与方向,深入探讨了储能技术的分类和特性,分析了储能技术在发、输、配、用电领域中的应用场景,并提出现阶段及未来可行的储能商业模式,从而推进电力行业绿色低碳高质量发展,确保能源体系转型下电网的安全稳定运行。     

“双碳”目标下新型电力系统典型特征与发展挑战综述

构建新型电力系统是实现“碳达峰、碳中和”目标的重要举措。为了更好地开展新型电力系统的规划发展研究工作,从多个角度阐述了对新型电力系统的认识,提出了新型电力系统的典型特征;并进一步从管理与体制机制、经济性、技术性3个方面,剖析了当前构建新型电力系统面临的主要挑战。     

新型电力系统灵活性资源聚合两阶段调度优化模型

构建以新能源为主体的新型电力系统是实现碳达峰、碳中和目标的关键驱动力。传统的以可控煤电装机为主导的电源结构,转变为以强不确定性、弱可控的新能源为主体的新型电力系统,将面临着灵活性资源短缺等挑战。以提升新型电力系统灵活性为导向,提出了灵活性资源聚合两阶段调度优化模型。第一阶段模型考虑分时价格型需求响应,以净负荷波动最小为目标平滑负荷曲线;第二阶段模型考虑分段激励型需求响应市场交易机制,融合电化学储能、抽水蓄能、改造火电等灵活性资源,以系统运行成本最小为目标设计最优运行方案。最后,算例结果和场景对比表明,需求响应能够充分挖掘负荷跟随系统调节的互动能力;改造后火电机组能够降低煤耗水平,提高调节能力,加强与系统灵活性需求时空匹配;各类储能积极响应电力系统调峰,促进了新能源消纳。