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。     

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”。     

新型电力系统的六要素分析

面向碳中和目标,能源电力系统的安全高效、绿色低碳转型及数字化智能化技术创新已成为全球发展趋势及我国能源科技创新的关键抓手。该文从国家宏观战略层面探讨了能源革命对建设新型电力系统的要求,阐述了新型电力系统的变革历程,从化石能源为主导的传统电力系统,到高比例新能源和高比例电力电子为主要特征的“双高”电力系统,再到新能源为主体的新型电力系统,分析了演化过程中不同阶段电力系统的关键要素。在此基础上,总结凝练了新型电力系统的六大关键要素“源网荷储碳数”,阐述了六要素之间的耦合关系。最后,聚焦“碳”与“数”2个新兴的关键要素,分别从低碳化与数字化2个视角对建设新型电力系统的关键技术进行了探析与展望。     

考虑火电有序退役的源-网-储协同多阶段规划方法

“双碳”目标下,我国电力系统亟需深度脱碳转型,传统以煤电为主的电力能源结构将发生根本性转变。研究火电机组的有序退出,实现安全、经济的低碳化转型是新型电力系统建设的重要课题。为此,该文提出一种考虑火电有序退役的源-网-储协同多阶段规划方法,在保证绿色、安全新型电力系统建设的基础上,提升电力系统低碳化转型经济效益。首先,建立可考虑火电机组退役的源-网-储协同多阶段规划模型。然后,设计模型线性化及求解加速方法提高模型运行效率。最后,以HRP-38测试系统为典型算例,提出在碳排放限额约束及新能源占比逐渐提高共同影响下的火电发展及退役路径,并从惯量需求等角度评估含火电机组有序退役的多阶段规划模型的有效性。     

特约主编寄语

<正>新型电力系统是电力系统的新发展阶段,承载着支撑“碳达峰、碳中和”目标和能源转型的历史使命,是我国新型能源体系的重要枢纽和平台。回顾我国电力系统的发展历程,从20世纪80年代建成第一条500kV线路、发展大型火电机组开始,我国历经约40年,建成了以“大机大网”为主要特征的现代化电力系统。电力系统的重资产特性既保障了其平稳发展,     

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。     

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。     

特约主编寄语

<正>在“碳达峰、碳中和”背景下,我国能源转型进程不断提速,可再生能源产业发展迅猛,构建以新能源为主体的新型电力系统势在必行。与此同时,传统煤电使命发生了重要变化,将从主体电源向调节型电源转变,持续发挥兜底保供、调峰调频、应急备用的重要作用,仍是未来较长时期内保障能源电力安全稳定供给、构建新型电力系统不可或缺的组成,是保障国家能源安全的“压舱石”。燃煤机组清洁高效、灵活低碳转型升级,是实现电力行业高质量发展的关键环节。     

以新能源为主体的新型电力系统建设面临的问题

2021年3月15日,习近平总书记在中央财经委第九次会议上,提出构建以新能源为主体的新型电力系统构想.构建新型电力系统是促进能源转型和实现碳达峰、碳中和的重要支撑,但目前新型电力系统概念不甚清晰,双碳目标与它的关系也有待进一步明确.为此,本文主要在分析现有问题的基础上,总结了在"碳达峰、碳中和"目标下,以新能源为主体的...     

“超临界二氧化碳循环发电技术”专题特约主编寄语

<正>随着“双碳”目标的提出，构建以新能源为主体的新型电力系统势在必行。伴随新能源比例的不断提升，传统热力发电技术在发电效率、灵活性和碳排放指标等方面已不能满足当前能源转型的需要，亟需一种变革性热力发电技术，从而显著提升发电效率，增加电力系统灵活性，促进新能源的消纳能力，大幅减少电力系统碳排放指标。     

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。     

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。     

面向新型电力系统的水电发展战略研究

践行双碳战略,能源是主战场,电力是主力军,构建以新能源为主体的新型电力系统是实现碳中和的必由之路。在分析碳中和背景下电力行业减排目标、电力结构及其占比的基础上,针对构建新型电力系统面临的问题与挑战,提出加快常规水电和抽水蓄能电站建设是新型电力系统可靠性和长周期调节能力的重要基础。结合我国能源资源禀赋和开发利用现状,提出强化水电与新能源协同发展战略思路,依托流域梯级水电建设更大规模清洁能源基地,并加快抽水蓄能电站和储能工厂建设的发展路径,重新定义了水电在新型电力系统中既提供基础电量又发挥容量功能的新定位,进而提出促进清洁能源大基地和储能工厂建设的政策建议。研究成果可为清洁能源基地规划设计和相关政策文件的编制与修订提供一定参考。     

施耐德电气:赋能直流应用可持续发展 助力实现“双碳”目标——访施耐德电气高级副总裁、智能家居业务中国区负责人宋炯

<正>能源结构转型下的新型电力系统建设加速了直流配电发展。施耐德电气全新一代低压直流配电解决方案将进一步助力客户实现低碳化和数字化的转型。伴随“双碳”目标的推进，以新能源为主体的新型电力系统加速建设，为产业上下游带来巨大的机会与挑战。作为支撑高比例新能源接入与低碳灵活用能的重要技术手段之一，直流配电也迎来了广阔的应用空间。顺应行业发展需求，施耐德电气推出了全新一代低压直流配电产品和解决方案。     

面向碳达峰碳中和目标的我国电力系统发展研判

为实现碳达峰碳中和目标,我国能源生产和消费需要加快转型,电力系统作为未来的能源枢纽,将起到关键作用。该文对我国电力系统"十三五"发展现状进行总结,分析"四个革命、一个合作"及新发展理念等指导思想下未来以新能源为主体的新型电力系统在满足电力供应、保障安全稳定、提高效率效益、优化网架结构等方面发展的重点,归纳了未来电力系统清洁、安全、灵活、高效的4个内涵特征,从电力需求增长、电源结构调整、电网格局优化、新技术应用等方面对"十四五"电力系统发展进行研判,提出基于碳达峰碳中和目标的能源电力发展计算模型,对中长期能源电力演化路径进行展望。     

考虑虚拟电厂的电力系统灵活性提升方案研究

双碳目标下能源低碳转型将推动风电、光伏等新能源逐步成为我国供电主体,但是间歇性出力的新能源需要足够的系统调节能力来支撑其稳定供电,这给新型电力系统的灵活性带来了极大挑战。基于京津唐新型电力系统运行需求,首先提出了火电机组灵活性改造、基于虚拟电厂的需求侧响应以及基于柔性负荷的需求侧响应等灵活性提升策略,其次构建了考虑灵活性资源约束、多日协调运行的全时序系统运行模型,最后通过京津唐规划系统进行了实证模拟,实现兼顾运行经济、环保性、效率多维效益的灵活性提升方案筛选,为未来新型电力系统规划建设提供了参考。     

计及电熔镁负荷与储能联合调峰的电力系统日前-日内联合经济调度方法

随着碳达峰、碳中和目标的推进,新能源并网数量将大规模增加,新能源固有的随机性和波动性使得电网发电侧与需求侧的平衡受到挑战,现有的调度模式不能满足以新能源为主体的电力系统调度需求.为了提高电力系统的调峰能力,提出将需求侧具有代表性的电熔镁负荷纳入调度主体,通过在电熔镁负荷侧配置电池储能装置,与火电机组进行联合优化调度.以...     

国网能源院: 以高质量研究成果服务软实力建设

“习近平总书记在第75届联合国大会上向国际社会宣示我国碳达峰、碳中和目标,并在中央财经委员会第九次会议上强调,‘十四五’是碳达峰的关键期、窗口期,要构建以新能源为主体的新型电力系统。碳达峰、碳中和将倒逼我国全面推进能源电力科技创新,有效解决油气对外依存度过高的能源安全问题,加速形成经济高质量发展、生态文明建设的战略支撑点。根据国家电网有限公司党组部署,能源院以电力行业未来承担的碳减排实物量为主约束,研究探索碳达峰、碳中和目标下电力减排发展路径。”     

"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.     

"双碳"目标下配电网高质量发展的思考——访国网经济技术研究院配电网规划设计中心主任吴志力

全面推动碳达峰、碳中和,是党中央作出的重大战略决策.配电网是联系能源生产和消费的关键枢纽,是服务国家实现碳达峰、碳中和目标的基础平台.推进配电网高质量发展,对贯彻落实党中央决策部署,加快构建以新能源为主体的新型电力系统,推动能源电力低碳转型,全面服务生态文明建设具有重要的现实意义.