支撑碳中和目标的电力系统源-网-储灵活性资源优化规划

2020年9月,中国提出将努力争取2060年前实现碳中和。大力发展风电、光伏高比例并网的新能源电力系统,是实现碳中和目标的重要途径。由于新能源发电具有波动性和随机性,因此需要提升系统灵活性以保障高比例新能源电力系统的安全、可靠和经济运行。以实现2060年碳中和目标为边界,采用内嵌全年8 760 h全景时序生产模拟的电力规划模型与方法,考虑各类灵活性资源约束,从不同时间和空间尺度统筹优化新能源电源、储能及电网互联容量,为实现碳中和目标提供可行方案。在此基础上,开展系统弃电率、新能源电源装机、储能配置及电网互联容量灵敏度分析,进一步论证模型方法的有效性,并量化分析高比例新能源电力系统源-网-储协同规划的效益。     

数字化转型和体制机制建设是关键——访国家电网有限公司总信息师孙正运

正《国家电网》请您谈谈现阶段构建以新能源为主体的新型电力系统有哪些重要意义?孙正运3月15日,中央财经委员会第九次会议召开,研究了实现碳达峰、碳中和的基本思路和主要举措。习近平总书记强调,实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革,要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局,如期实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标。     

"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.     

面向碳中和的电力行业绿色发展关键技术与路径研究

中国提出力争2030年前实现碳达峰，争取2060年前实现碳中和。通过分析发达国家碳中和路径和中国能源现状，得出中国碳达峰路径应建立在以新能源为主体的新型电力系统之上，降低高碳电源比例的同时，对火电进行高效、清洁改造，以源、网、荷、储为链条，考虑安全性、经济性等多要素，分析海量新能源消纳控制，碳捕捉、利用与封存，虚拟电厂，绿电制氢(氧)等关键技术对电力低碳转型路径的影响，最后从政策、资金和产业链层面提出了低碳化技术发展的建议。     

“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。     

电气化铁路“源–网–车–储”一体化供电技术

随着电气化铁路的高密度与高速度发展，为支撑“碳中和”愿景实现，亟需进行其用能结构的绿色化、高效能与高弹性变革。为此，立足于电气化铁路的特性与需求，构筑电气化铁路“源–网–车–储”一体化供电系统。首先，探讨“源–网–车–储”系统架构与多环节协同运行机制；其次，提出协同运行控制策略，通过“源–网–车–储”多环节联合调控，实现新能源发电与再生制动能量的高效利用，系统电能质量、稳定性与应急供电能力提升，列车柔性不断电过分相与接触网直流融冰；然后，基于牵引变电所实测负荷数据搭建仿真模型，验证了所提方案的有效性。最后，展望了发展“源–网–车–储”一体化供电系统还需突破的系列关键技术。     

电力系统储能并网与运行控制

正根据"十四五"规划和2035年远景能源目标建议,我国将继续致力于推动能源清洁、低碳、安全、高效利用,进一步加快新能源产业发展,促进经济发展向绿色化、低碳化转型,助力中国在2060年实现"碳中和"。储能是构建以新能源为主体的新型电力系统、促进能源绿色低碳转型、实现"碳达峰、碳中和"目标、保障我国能源安全的重要装备基础和关键支撑技术。储能作为优质的电力系统灵活调节资源,其并网与运行控制技术是充分发挥保供电、保安全、促消纳三方面重要作用的前提,成为了国内外的研究热点。研究多类型储能系统控制、储能电站并网运行与调度管理、储能系统状态感知与评估、储能系统安全管控与可靠性分析等,可为储能提升电力系统运行的可靠性、经济性、灵活性等提供有效技术支撑。     

电力系统氢储能关键应用技术现状、挑战及展望EI北大核心CSCD

深入挖掘氢储能在电力系统中的应用潜力,进而推进其在电力系统中的规模化应用是电力行业能源结构转型与深度脱碳的重要技术路径之一。为加速构建新型电力系统,该文首先归纳分析构建氢储能与电力系统耦合结构,并从电解水制氢、氢气储输、氢气发电和电解槽/燃料电池模型构建4个方面阐述氢储能关键技术发展现状;其次,以氢储能在电力系统“源–网–荷”各环节应用场景为主线,梳理回顾目前国内外电–氢耦合技术取得的进展;最后,对氢储能支撑新型电力系统构建中存在的技术挑战与未来重点技术发展方向展开探讨,旨在为电力系统中氢储能应用技术的研究提供借鉴与参考。     

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。     

碳中和目标下储能发展前景综述

<正>先进储能技术已经成为可再生能源发电并网的重要支撑,随着碳中和目标的明确,可再生能源发电装机规模将进一步提升,而储能技术作为连接电力系统与新能源发电的重要媒介,将有望迎来更为广阔的发展空间。碳达峰目标是指我国承诺在2030年前CO₂排放量不再增长,并且达到峰值后逐年降低;碳中和是指在2060年前CO₂整体排放量与吸收量相互抵消,实现CO₂"零排放"。     

“新型电力系统下新能源与大负荷特性与控制”特约专栏寄语

正特约专栏寄语为实现2030年碳达峰、2060年碳中和,提出了建设以新能源为主的新型电力系统。大规模新能源并网将会给电力系统安全稳定运行带来新的挑战。云南电网新能源装机已达12000 MW,占比12%,未来还将建设3000 MW光伏、8000 MW风电,新型电力系统特征显现。此外,依托风电、光伏等清洁能源,云南省大力推进水电铝、水电硅产业,大量大负荷集中接入电网,造成对局部电网运行与控制带来新的挑战。本专栏针对新型电力系统建设、大量大负荷的集中并网带来的挑战,从云南电力发展存在的问题入手,探究未来新型电力系统发展可能面临的问题与解决思路,从负荷仿真模型分析大用户接入对电网稳定影响,提出大用户风险防控的措施,为解决新型电力系统发展、大量大负荷集中接入相关问题提供解决思路与方案。     

面向新型电力系统源网荷储协同的电力平衡方法

在 “双碳目标”的背景下,提出了构建以新能源为主体的新型电力系统.而新能源快速发展和新型用能设 备广泛接入,对传统配电网规划提出了挑战.源网荷储协同的电力平衡是新型电力系统规划的核心,新型平衡资源考虑得越多,电网越经济,但风险也越大,反之亦然,因此需要对平衡进行折中和优化.以负荷预测为基础,综合考虑源网荷储等各方面灵活资源,通过叠加电能替代负荷、常规负荷、新能源出力、用户侧主动削峰填谷、电网侧调峰、 基于激励的需求响应、政府主导有序用电等,得到总负荷曲线、净负荷曲线、自然削峰后曲线、电网侧调峰曲线、平衡曲线与电力需求,创新性地提出了一种面向新型电力系统源网荷储协同的电力平衡方法和流程,助力新型电力系统 建设.     

碳中和引领光伏行业发展

<正>2020年9月22日，习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上郑重宣布，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，CO₂排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。此后习近平主席又先后多次在重要场合提及碳达峰、碳中和的目标。2020年12月，习近平主席在气候雄心峰会上宣布，到2030年中国风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿kW以上。2021年3月15日，中央财经委员会第九次会议提出构建，以新能源为主体的新型电力系统。     

源网荷储多元协同调度体系研究与实践

当前,"碳达峰、碳中和"是我国重要的战略目标,建立以新能源为主体的新型电力系统是实现"双碳"战略的重要手段。为适应新型电力系统的发展需求,提出一种源网荷储多元协同调度体系,通过建立适应电源侧、电网侧、负荷侧各类资源参与的电力市场机制和多类资源协作互动调控平台,有效提升了源网荷储间的协调能力和清洁能源的消纳水平。最后,经山东电网多地市源网荷储协调互动试验及试点应用,验证了所提出多元协同调度体系的有效性。     

人工智能赋能源网荷储协同互动的应用及展望

构建新型电力系统是能源电力行业推动国家碳达峰、碳中和战略目标的关键举措。新型电力系统的主要特征之一是源网荷储高效协同,人工智能是实现源网荷储高效协同的重要赋能技术。该文对人工智能赋能源网荷储协同的应用需求与理论进行深入分析,并对源网荷储协同关键环节涉及的人工智能技术的应用现状、技术瓶颈及发展趋势,进行分析、总结和展望。提出以数字孪生为主要支撑框架的源网荷储协同应用体系,深入总结了功能要素、协同策略及人工智能赋能作用,并展望了人工智能赋能源网荷储协同的应用前景。期望该文对我国新型电力系统构建过程中人工智能的深度融合应用提供参考及启示。     

碳中和背景下能源低碳化技术综述及对新型电力系统发展的启示

在第75届联合国大会上,习近平主席承诺"力争2030年前实现碳达峰,努力争取2060年前实现碳中和"。为实现碳中和背景下能源系统的低碳化转型,需要从碳生命周期的各个方面对已有的低碳化技术进行分类和梳理。该文整理了国内外学者对碳中和路径的研究,基于碳生命周期总结碳中和的技术方法,并分别梳理面向能源供给侧、消费侧(工业、交通、建筑)的碳减排与碳移除技术,提出现存问题。另外,还提出了以新能源为主体的新型电力系统的现存挑战,并分别从能源供给、消费侧的碳减排与碳移除提炼支撑其发展的关键技术,展望实现碳中和面临的挑战。该文包括了低碳化技术的现状与应用前景,以期为当下围绕碳中和的技术研究与电力系统发展提供一定参考。     

三峡集团乌兰察布“源网荷储一体化”示范项目设计

源网荷储一体化对助力实现碳达峰、碳中和目标、推动电力系统绿色低碳转型有重要的意义。以示范项目的核心子项目——新一代电网友好绿色电站示范项目为案例，综述“源网荷储一体化”项目的设计思路。该项目通过储能规模配置及一体化智慧调控两方面的设计实现对电网友好的功能。在储能配置方面，采用先进电池储能系统支撑储能技术转化应用和规模化发展；在智慧调控方面，针对常规新能源电站发电出力的随机性波动性问题，设计了不同集中调度运行模式。目前新一代电网友好绿色电站示范项目首批机组成功并网并仍在积极建设中。该项目将对保证电力系统安全稳定运行、探索新能源开发建设新模式、开展规模化储能科技创新等将具有重要示范意义。     

绘就山青水绿新画卷——浙江绍兴供电公司积极推进能源绿色低碳转型

在构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统带动下,浙江绍兴供电公司顺势而为,充分利用屋顶、水库、山林等资源,布局绿色低碳产业,提升电力资源优化配置能力,推动源网荷储协同发展,助力绘就“山青水绿天蓝景美人富”的新画卷。     

基于情景分析法的储能装机规模预测

风光等可再生能源发电具有不稳定性,很难保证电力系统供电的持续性。而储能的引入为新能源并网提供缓冲技术,起到削峰填谷的作用,改善电能质量。首先分析储能装机规模驱动因素如可再生能源装机规模、储能发展技术水平及经济发展水平等;其次基于情景分析法,构建储能装机规模预测模型,通过设定基准情景和快速发展情景下各驱动因素的增长率,分别预测未来储能装机规模。结果表明到2030年,基准情景下的储能装机规模约为48.2 GW,而快速发展情景下的储能装机规模为52.3 GW左右。     

新能源侧储能配置技术研究综述

构建以新能源为主体的新型电力系统,是能源电力行业服务碳达峰、碳中和的重要责任和使命.电网对于新能源的要求逐渐从"友好并网"提升至"友好并网+主动支撑",新能源侧标配储能成为大势所趋.储能配置是储能应用领域的前端工作,目前储能成本仍然较高,如何实现最优的储能配置是首要需解决的问题.综述并归纳了目前国内外在新能源侧储能应用...