专栏评述：新型电力系统

<正>“碳达峰、碳中和”背景下,能源生产、消费和利用呈现新的发展趋势。能源结构变化使电源结构产生颠覆性变化,能源能效提升使电网枢纽的资源配置方式变化,导致电力系统形态结构发生深刻变化。具有清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动等特征的新型电力系统将是新型能源体系的重要组成部分。构建新型电力系统是实现可再生能源充分利用、低碳能源发展目标的主要内容和重要支撑,现阶段仍亟待深入研究。     

专栏评述：新型电力系统

“碳达峰、碳中和”背景下,能源生产、消费和利用呈现新的发展趋势。能源结构变化使电源结构产生颠覆性变化,能源能效提升使电网枢纽的资源配置方式变化,导致电力系统形态结构发生深刻变化。具有清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动等特征的新型电力系统将是新型能源体系的重要组成部分。构建新型电力系统是实现可再生能源充分利用、低碳能源发展目标的主要内容和重要支撑,现阶段仍亟待深入研究。     

内蒙古大力构筑新型能源战略基地

内蒙古自治区坚持科学利用、集约利用、节约利用、循环利用资源,加快推进煤炭资源清洁高效利用,积极发展太阳能、风能、生物质能等新能源,积极探索能源开发利用新路子,努力构建国家新型能源战略基地。     

国家电网：持续推进能源转型，积极赋能绿色发展

<正>在“双碳”目标下,中国能源电力系统清洁低碳转型任务重大且艰巨。相关数据显示,中国能源燃烧的二氧化碳排放约为98亿吨,其中电力行业约39亿吨。可见,要实现碳达峰、碳中和目标,电力是主战场之一。“作为电力行业的龙头企业,国家电网力争当好主力、打好先锋。2021年3月,国家电网发布了碳达峰、碳中和行动方案,构建以新能源为主体的新型电力系统,努力当好能源清洁低碳转型的引领者、     

“双碳”目标下新能源为主体的新型电力系统：贡献、关键技术与挑战

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”目标的重要手段。在高比例可再生能源和高比例电力电子设备的“双高”趋势下,电力系统将从“源随荷动”的确定性电量平衡向源-网-荷-储多元协同概率性电量平衡过渡,从机械电磁设备为主的高转动惯量系统向电力电子器件为主的低转动惯量系统演化,势必对电力系统的发电、输电、配电、用电等多环节提出更高的要求。 本文结合近年来中国电力低碳转型的成效及国家碳排放现状,阐述了未来新型电力系统对于“双碳”的贡献。在此基础上,从安全运行、可靠供电、经济高效以及数智转型四个层面论述了构建新型电力系统的关键技术,并从稳定问题复杂化、防控措施待强化、灵活资源多样化、运行方式灵活化、供电需求品质化、市场机制多元化、能源利用高效化、能源生态数字化、运营管控智能化九个方面梳理总结了建设新型电力系统将要面对的主要挑战。 新型电力系统重点将在发电侧利用清洁能源替代化石能源以降低发电碳排放,用电侧推动电气化转型以减少传统终端用能过程碳排放两个方面助力“双碳”目标实现,迫切需要统筹考虑四个层面的问题：①安全运行是根本前提,由于新型电力系统动态特性改变及演化机理不明,不仅需要解决各类新型稳定性问题,也要应对电压、频率支撑不足,应对措施不完善的严峻挑战。②可靠供电是核心目标,解决新能源发电波动性、间歇性所带来的电力电量平衡问题,需要让更多的灵活性资源参与到电力系统功率平衡调节中,同时还需要统筹调度系统各环节的灵活性资源,保障电力系统可靠、高品质供电。③经济高效是必然要求,当下缺乏合理的电力市场机制与碳市场机制作为提高系统经济效益的有效手段,我国在源网荷储各方面的能效仍有较大提升空间;④数智转型是关键支撑,电力业务亟需通过数字技术与智能控制技术改造生产及管理模式,“大云物移智链”等技术在能源电力领域的融合创新和实际应用同样面临诸多挑战。 规划、设计、建设、运行以新能源为主体的新型电力系统需要结合新理论、新技术、新市场、新政策,研究系统安全运行中的稳定机理与防控措施,挖掘系统灵活性资源并维持系统可靠供电,设计合理的电力市场与碳市场机制,不断提高能源生产-传输-存储-转换-消费等环节的效率,朝着高碳电力系统向深度低碳或零碳电力系统过渡的目标持续迈进。     

基于数字电网的生态系统构建研究

深化数字电网建设、推动电网发展和企业发展转型是“双碳”目标和新型电力系统建设背景下的必然选择,电网企业亟需构建数字时代的新型生态系统。为此,首先基于对典型生态系统的分析,从商业生态系统出发,对基于数字电网构建的生态系统进行了研究,提出数字能源生态系统,分析了其主要内涵和特征;其次,构建了数字能源生态系统架构,分为生态基石、生态参与主体、生态服务、生态赋能、生态运营5大模块;最后,从发展数字能源生态业务、建设数字能源生态基石、开展战略协同生态运营、加强保障措施4个维度提出了电网企业构建数字能源生态体系的具体实施路径。本研究对电网企业数字化转型及新型电力系统构建具有参考借鉴意义。     

面向用户侧的电能替代综合效益分析模型

电能替代旨在通过能源终端用户改用清洁高效的电能,从而缓解城市污染问题以及消纳富余电力,对推动能源消费革命、落实国家能源战略、促进能源清洁化发展意义重大.对近年云南省的能源结构进行分析,从终端用户的角度构建了电能替代效益指标,并从"以电代煤""以电代油""以电代气"三个途径选取具有代表性的替代措施进行算例分析.利用灰色关联度,横向对比了三个具体替代途径的经济效益和环境效益,得出适合云南地区能源特征的电能替代实施途径的排名,为电能替代发展的政策及宣传提供理论支撑.     

“碳中和与绿色能源”专刊前言

2020年9月22日,国家主席习近平在第七十五届联合国大会上郑重提出中国碳减排两阶段目标：力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。这彰显了中国积极应对气候变化、参与全球治理、推动构建人类命运共同体的坚定决心。在后疫情时代全球经济复苏的关键时期,构建碳中和目标更是中国实现可持续发展、推动生态文明建设的战略指引和重要机遇。“碳达峰、碳中和”目标的提出意味着中国能源和经济产业结构将迎来深刻变革,也给中长期能源产业的技术发展提出了新要求,指明了方向。与此同时,中国能源转型的加速推进也将促使传统的石油、天然气、煤炭等能源供应系统走上减碳增氢的绿色发展道路。随着世界主要发达及发展中国家相继提出碳中和目标的承诺,针对气候变迁、低碳循环经济、绿色能源、CCUS等国际社会重点关注议题的前沿研究和政策措施显得愈加紧迫和重要。尤其是欧美等主要发达国家从碳达峰到实现碳中和需要50～80年;而中国计划只用30年实现这个目标,因此面临着巨大挑战。这促使 中国需尽快制定“碳达峰、碳中和”战略规划、技术路线和行动方案,同时,加强联合各国学者开展更多的跨学科联合攻关与学术交流。在碳中和与能源转型的进程中,还必须探索适合中国国情的绿色低碳之路,并把技术创新放在首要位置,抓紧部署具有推广前景的低碳、零碳、负碳排放技术研究,提升能源电气化和智能化水平。针对碳中和与能源转型过程中的众多科学技术问题,必须进行认真的思考并开展针对性的研究工作。面向中国能源产业深化改革,建立健全绿色低碳循环发展经济体系的重大战略需求,《工程科学与技术》推出了“碳中和与绿色能源”专刊,重点关注碳中和目标导向下的区域性（地区）战略框架和行动方案、重点行业碳减排路径及发展前景、可再生能源多元转换与储存、CCUS技术等,以促进全球碳减排研究,尤其是为中国“碳中和”政策制定、利益相关者提供借鉴和科学指导。在此,向为本专刊奉献佳作的论文作者表示感谢！同时,也向广大参与碳中和与绿色能源工作的生产及科研人员的辛勤付出致敬！     

高安全低成本大容量高压储氢

正氢能作为来源多样、利用高效、清洁环保的二次能源,广泛应用于化工、能源、交通、建筑、电力、储能等行业,是构建以清洁能源为主的多元能源供应体系的重要载体.氢能的开发和利用已经成为新一轮世界能源技术变革的重要方向.美国、日本、德国、韩国等主要发达国家先后制定氢能国家战略,推进氢能产业发展.在我国,氢能是《国家创新驱动发展战略纲要》、《能源技术革命创新行动计划(2016—2030)》等国家     

专栏评述：面向双碳目标的环保型电力设备

习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上向全世界作出“碳达峰”、“碳中和”的庄严承诺,我国成为全球气候治理、实现绿色低碳发展的重要参与者、贡献者和引领者,同时也必将经历一场艰巨的转型之路。我国电力系统碳排放占到了碳排放总量的40%,因此“碳达峰”、“碳中和”目标的提出对于构建深度无碳化电力系统提出了新要求。为了顺应时代发展潮流,积极响应国家重大战略,助力顺利达成“碳达峰”、“碳中和”目标,构建技术先进、环境友好的深度低碳电力系统,发展环保型电力设备具有重要意义。     

虚拟电能交易驱动的光储聚合商容量优化配置

近年来，在双碳目标、新型电力系统的背景下，近乎零边际发电成本的分布式清洁能源装机得到迅速发展。然而，如何研究含分布式清洁能源“产消者”之间能源交易机制及这种交易行为对规划的影响面临重要挑战。针对含光伏和储能的光储聚合商之间交易行为影响，提出了一种基于虚拟电能交易驱动的光储容量优化配置方法。首先，以光储聚合商效益函数为基础，构建了光储聚合商之间的电力交易协商过程与撮合机制，以产生电能定价并模拟一定容量配置下系统优化运行状态；其次，考虑多个聚合商分散交易行为对容量配置的影响，建立考虑虚拟交易影响的光储聚合商容量优化配置模型，该模型将交易行为的影响以交易成本的形式融入运行构成，以光储容量配置成本与运行成本最小为目标函数，通过交易规划约束保证系统的安全性；最后，仿真结果发现：本文提出的光储聚合商效益函数能够指导光储聚合商之间的交易定价行为，模拟分散交易，电能的价格和负荷水平受到储能与光伏容量配置的影响；通过考虑交易定价机制对光储容量配置的影响与优化引导效果，得到了聚合商经济性最优的容量配置方案，满足负荷正常消耗并避免了储能规划投资上的浪费。本文为含可交易能源的光储聚合商交易层面提供了定价策略，为考虑分布式清洁能源交易影响的光储容量优化配置方法提供了有效一定参考。     

基于国家能源安全保障的煤制油发展研究

习近平总书记曾强调指出,立足国内多元供应保安全,大力推进煤炭清洁高效利用,着力发展非煤能源,形成煤、油、气、核、新能源、可再生能源多轮驱动的能源供应体系.在视察鄂尔多斯煤直接液化项目时,总书记指出,煤制油作为国家的能源战略,对国家经济发展和长治久安是一个重要的战略安排.本文基于我国"富煤、少油、缺气"能源禀赋国情,深入...     

智能电网低碳效益展望

低碳经济是全球实施可持续发展战略的重要组成部分,智能电网是当前电力系统电网建设的既定方向.根据资源高效、清洁利用的共通性,分析中国能源形势在低碳要求下的不利局面,简要总结智能电网的技术特点和发展目标;与电力企业的节能减碳任务相结合,展望智能电网在低碳要求下预期的建设成效,肯定智能电网在低碳经济模式下能够体现出的优越性;并结合中国电力系统的发展现状,为在低碳经济时代建设智能电网提出建议和设想.     

中国碳中和目标下的天然气产业发展与贡献

实现碳中和已经成为中国重大国家战略,在此目标导向下,中国的能源供需结构将迎来深刻变革,天然气作为清洁高效的低碳化石能源,肩负着能源消费结构从高碳污染向低碳绿色过渡的重要使命。分析研究天然气对于中国碳中和目标实现的贡献及在新形势下行业的发展前景具有重要现实意义和价值。为此,本文首先对碳中和概念及其内涵和实现方法进行了分析梳理,阐述了天然气对于“双碳”目标的贡献;同时,归纳总结了国内外研究机构、企业和学者对中国天然气行业的发展前景预测,并基于对中国经济发展的基本判断,构建了3种发展情景：基准情景、低速情景和高速情景;通过定基能源消费弹性系数法对中国“双碳”目标时期的一次能源消费总量及天然气消费量进行了预测。在此基础上,从中国天然气的供需两端论述了行业发展的方向和前景。最后,还对天然气在碳中和时代与其他绿色能源的耦合式发展提出了建议。研究结果表明：1）由于天然气清洁、便利等特性,应快速提高其使用量及在能源系统中的占比,在碳中和时代替代煤炭成为化石能源中的主体能源,与可再生能源共同构建起清洁能源体系;2）在假设情景中,预计2030年中国一次能源消费总量为55.14×10⁸～60.78×10⁸ t（吨标准煤）,天然气消费量在5 449×10⁸～6 006×10⁸ m³之间;2060年一次能源消费总量为53.43×10⁸～68.20×10⁸ t,天然气消费量预计达到5 280×10⁸～6 740×10⁸ m³,天然气行业具有巨大的发展空间。针对中国天然气产业发展提出了建议：1）在供给端加大对常规天然气探勘开发力度的同时,积极推动对页岩气、煤层气、生物天然气及天然气水合物等非常规天然气的开发和试采,同时,促进进口LNG和管道气等贸易,巩固能源供应安全,丰富供应类型;燃气发电和工业用热将成为天然气在消费端的主要使用途径,尤其在未来以新能源为主体的新型电力系统中,气电将发挥快速响应等优势承担电网调峰调频作用;工业领域需大力推动以气代煤,提高天然气在高耗能行业的使用量;2）结合可再生能源产业现状从生产、储运、利用3方面提出了天然气产业与风能、太阳能和氢能等绿色可再生能源系统深度耦合发展的思路：天然气开发过程中引入更多电驱设备,大力发展二氧化碳强化页岩气开采、CCUS等负排放技术;重视天然气管网和储气库等基础设施尤其是应急调峰能力建设,实现电转气、储氢、碳封存等技术的深度融合;结合新型电网,通过数字和智能技术改造管理和控制模式,实现天然气储集运输及消费的智能化,助力天然气与新能源高质量协同发展,确保“双碳”战略目标的实现。     

中国现代能源体系建设进程评估

能源是国家经济社会发展的基石，构建现代能源体系对保障国家能源安全，如期实现“双碳”目标，推动经济社会高质量发展具有重要意义。本文基于清洁、低碳、安全、高效4个维度构建了现代能源指标体系，运用序关系分析法定量评价中国现代能源体系的历史进程，并进行国内外横向对比。结果表明：过去11年（2010-2020年），中国推动能源革命进程成效显著，2020年达到了世界平均水平，在全球76个主要经济体中排名第38位，落后于欧盟、美国、日本等发达经济体，领先于俄罗斯、印度等发展中经济体。中国高效指数排名明显落后于发达经济体，表明中国能效提升方面空间巨大，也说明更要重视科技投入；中国的安全指数排名比较靠前，证明了中国煤炭在能源安全中的“压舱石”地位，但是同样的原因导致中国的低碳指数相对落后；过去10年，中国能源清洁利用成效显著，但是排名整体靠后，说明中国能源的清洁开发利用依然任重道远。其中，中国能源结构指标、碳排放系列指标、能源强度指标是影响中国综合指数水平的关键性指标，尤其是能源强度指标。因此，首先，未来要加快构建以可再生能源为主、以化石能源为辅的现代能源体系；其次，新能源与低碳技术达到体量尚需时日，长期以来，煤炭支撑中国经济和社会较快发展，是中国能源安全保障的压舱石和稳定器，煤炭清洁高效利用仍需加强，而实现了清洁高效利用的煤炭就是能源清洁；最后，能源转型的关键是优化能源结构，要多能互补，集成热、电、气、冷，提升火电机组灵活性，而在终端消费方面提高能源效率，降低能源强度，实施电能替代，形成以电为中心的能源消费格局。     

新型智库业务蓬勃开展 工程咨询智库更加综合化、专业化

<正>随着工程咨询市场规模不断扩大,有效竞争程度不断提升,新业务新模式不断涌现,一批特色鲜明的工程咨询新型智库单位和平台初步形成。其围绕重大项目决策、区域协调发展、乡村振兴、抗击疫情、“一带一路”倡议、“双碳”等重大战略,提出了一系列重要政策建议,被中央和各级政府采用,成为新时代服务党和政府科学决策、民主决策,推进国家治理体系和治理能力现代化的重要支撑力量。     

绿色智能供暖系统效果分析

基于当前国家节能环保新形势,为推进京津冀区域协同发展,建设清洁能源城市助力绿色奥运,提出"绿色智能供暖系统"新理念.据此X高校结合自身供暖现状实施了以风电为能量源的绿色智能供暖系统改造工程.通过分析改造工程应用效果,对建设清洁能源城市做出前景展望.     

上海新一轮新城建设与中国式现代化的基本模式和路径探索——以松江新城统筹城乡创新转型实现跨越式发展为例

通过分析上海郊区新城的现状与中心城不相匹配的差距,指出五个新城建设是落实经济“双循环战略”的重要举措。松江新城作为“十五计划”期间的试点,具有“先发效应”并实现了跨越式发展。通过总结松江经验,提出中国式现代化的基本模式是：创新驱动、转型升级、用规划引领发展是实现发展目标的根本保证;加快产业向工业园区集中、推进新型工业化实现农业剩余劳动力向非农就业转移;加快耕地向家庭农场集中、推进农业现代化建设;加快农民居住向城镇集中、推进新型城镇化建设;统筹协调三大产业和城乡一体化进程是实现跨越式发展的基本模式和根本途径。     

世界能源和节能技术的发展与趋势

七十年代世界石油危机导致许多国家全力研究和开发石油的替代能源,其中包括重新重视煤的利用,以煤代油,加速发展核电和新能源。八十年代许多国家又发现了经济发展带来的高能耗对环境恶化的严重性,世界能源发展战略不得不逐步改变,即由替代能源战略转向建立于环境无害的清洁能源体系和节能型经济体系战略。 一、清洁能源体系 1.清洁煤利用技术。石油危机后世界许多国家把开发利用矿物能源的眼光重新集中到煤炭上来。然而又很快认识到煤的直接燃烧对环保的严重危害。于是在西欧、北美和日     

建设实力雄厚的、具有国际竞争力的工程公司

总经理致辞 多年来,中电工程紧紧围绕“建设实力雄厚的、具有国际竞争力的工程公司”战略发展目标,秉承“严谨科学,开拓奋进,在我国电力规划研究、科研标准化、咨询、勘察设计、工程总承包等方面发挥了重要作用,为电力工业发展做出了积极贡献。