碳中和目标下水电高占比电网研究框架与发展形态

碳中和目标下水电高占比电网的煤电陆续退役、新能源加速发展，将带来调节能力和安全稳定弱化等诸多问题，电源结构和网架形态的适应能力面临着重大挑战。为应对水电高占比电网在能源转型过程中面临的共性问题与挑战，建立了一种面向碳中和发展目标的水电高占比电网研究框架体系，从电源规划、网架规划、稳定性分析与控制、规划方案评估与运行模拟4个层面对碳中和能源转型过程中需要研究的关键问题进行了分析。在此基础上，以过渡期和形成期两阶段对碳中和目标下水电高占比电网的发展形态进行了阐释。以中国四川电网为例，提出了碳中和目标下四川电网电源结构形态和主网架形态的演化路径，表明了所提研究框架和发展形态的适用性。     

规模化分布式能源参与大电网安全稳定控制的机制初探

碳达峰、碳中和目标驱动能源结构转型,规模化分布式能源(DER)并网将成为一个突出问题.为保障大电网安全稳定运行、支撑可再生能源可持续消纳,探索DER参与大电网安全稳定控制的形式,提出基于虚拟电厂(VPP)的交互机制.首先,分析双碳目标下电力系统的衍变过程,剖析其安全稳定运行所面临的挑战.其次,阐述VPP的定义、组成结构和功能特征,揭示其整合海量异构型DER以与大电网友好交互的内涵.然后,构建基于多代理技术的VPP分层调控架构,提出其内部运行及参与大电网安全稳定控制的机制.最后指出,VPP是新型电力系统消纳高比例可再生能源的新型技术形态,该领域有若干技术问题需要重点关注.     

“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。     

“碳中和”愿景下的四川电力减碳路径构想

中国提出力争2030年前实现碳达峰,争取2060年前实现碳中和,为中长期中国应对气候变化指明了方向,将对中国的能源和经济系统产生深远的影响。为支撑全国"碳中和"目标的实现,首先,分析了"碳中和"的目的和意义、国内外"碳中和"措施和政策;然后,提出了四川电力系统减碳的路径构想,并提出了需提前准备应对大规模新能源接入、大范围灵活性资源调配、低惯量大系统稳定性及电网"高弹性"等全新的挑战和要求;最后,经初步估算,该路径能为全国"碳中和"目标贡献约3%的二氧化碳减排量。     

加速电气化与数字化融合 以中低压一体化为基础打造电气新世界 ——访施耐德电气高级副总裁,能效管理低压业务中国区负责人李瑞

能源新世界需要依托数字化与电气化的融合 2020年9月,我国提出争取在2060年前实现碳中和,碳减排进程同步加速.可以预测,"十四五"期间,我国电网面临的主要矛盾将发生改变.一方面来自于新能源大体量发展,带来新能源的高比例渗透和大幅波动.为实现"二氧化碳排放力争2030年达到峰值、争取2060年实现碳中和"目标,需要提高可再生能源使用比例,预计2025年新能源装机将达到国内的33％、2030年占比达到43％.另一方面来自新兴资源负荷的不断增长,大规模随机冲击性负荷无序运行将给电网带来一定影响,电力负荷峰谷差增速明显,最大负荷优化运行迫在眉睫.     

特约主编寄语

习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话时承诺:中国力争于2030年前碳达峰,努力争取2060年前实现碳中和.国家生态环境部提出,要以2030年前二氧化碳排放达峰倒逼能源结构绿色低碳转型和生态环境质量协同改善.碳达峰、碳中和目标实现,关键是要加快能源转型,用清洁能源推动经济发展,用可再生能源代替具污染性的煤炭,以及天然气和燃油发电,大力减少碳排放.电能具有清洁、安全、便捷等优势,实施电能替代对于推动能源消费革命、落实国家能源战略、促进能源清洁化发展意义重大.电能替代的电量主要来自可再生能源发电,以及部分超低排放煤电机组,无论是可再生能源对煤炭的替代,还是超低排放煤电机组集中燃煤对分散燃煤的替代,都将对提高清洁能源消费比重、减少大气污染物排放做出重要贡献.目前,全国能源消费产生的二氧化碳排放占二氧化碳总排放量的85％,其中电力行业又约占全部能源消费产生二氧化碳排放量的40％,可见,能源系统对实现碳排放目标起决定性作用,而要实现能源低碳转型,电力清洁化、绿色化是关键.     

中国综合能源服务发展趋势与关键问题

随着中国经济高质量发展、能源转型加速,特别是在中国提出的2030年前碳达峰目标和2060年前碳中和愿景下,中国综合能源服务发展面临新形势、新要求.首先从能源客户需求、能源技术、能源服务模式、能源服务业态、能源政策等维度,研判中国综合能源服务未来发展趋势;其次,对中国当前综合能源服务发展存在的关键问题进行分析,并从政府、...     

“双碳”目标下我国能源电力低碳转型路径

能源电力低碳转型是实现碳达峰、碳中和的关键,事关我国经济社会发展全局。以实现我国经济社会发展目标为约束,以保障能源供应安全为前提,综合研判我国化石能源减少与非化石能源替代时序,对比分析不同国际国内能源资源供应形势下电力转型情景,提出零碳电力系统发展路径,从科学设定目标、夯实安全基础、加快清洁替代、加强科技引领、创新体制机制等方面,提出推进我国能源电力低碳转型措施建议。     

碳中和及其对电磁测量技术的新需求

碳中和作为21世纪最大规模的人类有序活动,如何实现绿色低碳,需要科学地策划和协调一致地实施.文中从力争尽早实现碳中和目标出发,分析我国碳排放现状,预测碳排放今后趋势,提出能源电力领域应该采取的增大清洁能源占比、加快推进电能替代、构建能源互联网、增配储能,以及发展碳捕捉与碳封存等技术措施和手段.在此基础上,将碳中和目标与电磁测量技术建立紧密联系,归纳、梳理了碳中和目标确立下对电磁测量技术及仪器的新需求.     

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。     

中国能源电力碳中和实现路径及实施关键问题

结合中国经济社会和能源电力发展的现实国情,分析中国碳中和机理框架和中国能源互联网减排思路。按照全社会减排成本最优,应用综合评估模型MESSAGE研究提出中国全社会碳中和整体路径和能源电力系统转型路径,结果表明：中国2060年前全社会实现碳中和路径总体可按尽早达峰、快速减排、全面中和3个阶段推进,全社会碳排放2028年左右达峰,2060年90%能源需求由非化石能源满足,全社会2/3的能源使用均为电能,实现能源使用体系全面转型。同时着重分析了实现碳中和过程中减排速度和节奏、电力系统平衡调节、转型成本和疏导等关键问题。     

广西实现“碳中和”能源路径研究

第75届联合国大会期间,习近平总书记向世界庄严承诺,将采取更加有力的政策和措施,力争二氧化碳排放于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。本文从碳排放量,能源价格,能源安全性,电网发展规律等特征出发,建立了基于广西"碳达峰"为目标的新型能源规划模型,对广西2030年能源结构及碳排放量开展相关研究,同时给出了广西能源路径发展的相关建议。     

创建世界一流电气行业组织的新使命新担当

2020年9月22日,习近平总书记提出"二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和".这一重大战略部署,将对我国电器工业产生深远影响,而实现"双碳"目标的根本保障在于加快电力装备转型升级.因此,开展"电力装备产业助力碳达峰碳中和途径与措施研究"是贯彻国家重大战略部署、创建世界一流电气行业组织的新使命新担当.     

超临界二氧化碳工质品质规范研究及展望

超临界二氧化碳(S-CO2)循环发电技术是最具应用前景的先进动力循环之一,是助力我国实现"碳达峰、碳中和"目标、构建清洁低碳、高效灵活的能源体系的重要攻关技术.工质品质是贯穿发电机组设计分析、运行调整等环节的关键问题,深刻影响发电机组的运行安全与经济效益.由于S-CO2循环发电技术采取了全新工质,工质品质规范亟需重新建...     

国内外"碳达峰、碳中和"发展布局分析

在中央经济工作会议上,"做好碳达峰、碳中和工作"被列为今年的重点任务之一,我国二氧化碳排放力争2030年前达到峰值,2060年前实现碳中和的目标也被再次强调.通过国际碳中和现状,分析了我国未来"碳达峰、碳中和"产业路径及发展布局.     

特约主编寄语

<正>当前,气候变化形势日趋严峻、环保约束刚性不断增强,世界能源格局正发生深刻变化。2020年9月22日,习近平主席在第七十五届联合国大会上宣布中国的二氧化碳排放“力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”。双碳目标下,我国减排任务艰巨,必须构建清洁、低碳、安全、高效的新型能源体系,加快向以可再生能源为中心的能源系统转型,加速能源系统深度脱碳进程。在此背景下,亟需开展低碳综合能源系统关键技术研究与实践,为当前及未来发展低碳综合能源系统提供理论支撑和技术参考。     

海港综合能源系统低碳经济发展研究综述

在我国“碳达峰与碳中和”愿景下,海港综合能源系统正通过全面电气化降低二氧化碳排放,实现海洋能源的可持续发展,但多能流融合给海港能源配置与优化运行带来新挑战。该文首先结合海港节能减排政策,对海港综合能源系统低碳经济发展进行概述;然后,从能源侧、负荷侧和能源存储3个层次分析海港综合能源系统特点,总结促进海港低碳减排的能源交易、碳捕集与利用封存、储能系统优化配置和多能互补协同优化运行关键技术;最后,对基于储能系统的未来海港低碳经济发展研究方向进行展望。     

征文:特别策划专题“面向碳中和的多元需求侧资源参与系统运行关键技术”

围绕全球能源系统发展的多项分析研究显示,到2050年,电力在全球能源需求总量中的比重将从当前的20%增长到40%。电力行业将对实现碳中和起到至关重要的作用,并助力社会实现可持续发展。近年来,借助于现代通信、量测和控制手段,需求侧出现大量可参与系统运行的资源,有利于进一步促进电网碳中和发展。     

基于改进遗传算法的园区综合能源系统规划研究

通过能源综合化建设来实现终端能源的高效化,成为当前支撑碳中和碳达峰的重要途径之一。针对园区能源系统能效提升、规划配置等问题,提出了园区综合能源系统经济-能效多目标优化规划模型。分析园区综合能源系统的基本结构,以年总成本、综合能效为优化目标,并考虑能源规划投资和能源运行安全的各类约束,建立了园区综合能源系统多目标优化规划模型;然后,基于NSGA-II算法和融合模拟退火算法的特点,融合模拟退火算法的搜索机制改进NSGA-II的求解性能;最后,以我国某园区为例验证模型和算法的有效性。     

基于双碳目标的智慧能源体系构建

习近平总书记关于“碳达峰、碳中和”系列重要部署为推动气候环境治理和可持续发展擘画出宏伟蓝图、指明了道路方向。阐述了在未来40年先后实现碳达峰、碳中和目标过程中我国能源行业面临的艰巨任务,分析了“双碳”目标下能源转型的主要短板弱项,从智慧能源体系的演进路线、主要特征和对能源转型的支撑作用3个方面介绍了“双碳”目标下能源转型的路径措施,建议将着力构建支撑“双碳”目标的智慧能源体系作为能源转型的重要方向,并提出了具有操作性的实施路径。