“十三五”中国能源低碳转型的关键期

在“十二五”发展的基础上,分析了“十三五”中国能源发展的4个背景：中国经济和能源发展进入新常态;2020年要实现全面小康的国家目标,“十三五”需补短板;实现并争取超额实现2020年国家低碳发展目标;《巴黎协定》开启了全球绿色、低碳发展的新阶段,“十三五”能源的发展必须明确指引低碳转型。重点阐述了“十三五”能源低碳转型的发展路径：节能、提效,改变粗放的发展方式;减煤,煤炭年消耗在“十三五”见顶;大力发展非化石能源;稳油增气;发展智慧能源互联网;新型城镇化应走低碳道路。最后,给出了“十三五”中国能源低碳转型应达到的4个标志性目标。     

面向“互联网+电力营销”的智能互动服务创新体系架构

基于“互联网+”与传统行业进行深度融合的新形势,提出了“互联网+电力营销”智能互动服务创新体系,构建了由资源保障、数据支撑、业务管理、运营管理4个层面组成的智能互动服务创新体系架构。对该体系部分业务进行了实践应用,初步验证了所提智能互动服务创新体系的先进性与实用性。     

“十三五”中国电力需求水平预测

电力需求预测水平是“十三五”电力发展规划的重要基础。经济新常态下,以高端制造业为代表的第二产业、以现代服务业为代表的第三产业以及新型城镇化驱动下的居民生活用电将成为拉动中国用电需求增长的新动能。中国正处于向工业化后期过渡的关键阶段,未来将大力推进经济结构调整和转型升级,拉动经济增长的传统动力正在消退,用电需求难以出现以往的两位数高速增长。但是,与发达国家相比,中国人均用电水平仍然偏低,未来用电需求仍有较大发展潜力,过低的用电增速判断不符合相关国家及地区的历史用电发展经验。应用多种方法对中国未来电力需求水平进行了预测,预计“十三五”期间中国用电需求将维持中速刚性增长。     

针对甘肃电网的高载能企业参与可再生能源消纳“荷-网-源”协调控制

随着中国可再生能源基地建设的快速推进,由于传输容量限制、调峰能力不足、备用不足等原因引起的弃风、弃光问题日益严峻。针对可再生能源的消纳问题,分析了负荷侧的高载能企业的调控特性,结合高载能企业的经营现状,分析得出高载能企业具备参与电网调节、增加可再生能源消纳的能力,提出了考虑高载能企业的“荷-网-源”协调控制的思路,建立了考虑高载能企业隐私的分布式调度的闭环协调求解模型,并通过算例初步展示了“荷-网-源”协调的效益。     

可再生能源高渗透率区域“网-源-储-荷”协调规划案例分析

为应对可再生能源快速发展,适应能源互联网的发展需求,以规划大规模接入可再生能源的金寨县为例,进行了“网-源-储-荷”协调规划研究。通过配置储能、水电调节以及主动负荷控制等,充分利用原有电网资源,实现可再生能源的就近接入与就地消纳;通过地区风光互补,并与大型火电及抽水蓄能电站进行协调运行优化,显著降低了各层级电力外送规模。     

“双碳”目标下风氢联合系统参与现货市场的优化运行与效益分析

“双碳”目标下,电力现货市场成为消纳新能源的重要平台。由于新能源出力具有波动性和不确定性,高比例新能源进入电力市场后将带来新的挑战。电转氢(power to hydrogen,P2H)作为绿色低碳的灵活性调节资源,能够为新能源大比例入网提供新的途径。首先在新能源场站报价报量参与电力市场与常规机组同台竞价的基础上,构建了包含日前和实时两级的上层电能量现货市场竞价交易优化模型。其次对含有P2H的风电场出力进行优化,构建了下层风氢联合系统实时优化模型。最后以改进的IEEE 30节点系统为例分析了“双碳”目标下高比例风电参与现货市场带来的电价波动风险,研究了风氢联合系统参与现货市场的经济性。结果表明风电场配备一定规模的P2H设备能够有效减少风电不确定性给现货市场带来的电价波动风险,提高风电利用率,实现氢的廉价制取,在经济上具有一定可行性。     

大型“二拖一”燃气-蒸汽联合循环机组仿真机的研制与开发

系统介绍了M701F型“二拖一”燃气-蒸汽联合循环机组仿真机的研发背景、硬件配置;阐述了以CyberSim图模库一体化通用仿真支撑平台为核心的仿真支撑系统的技术特点、软件构成以及燃气轮机数学模型。利用该仿真系统实现了“二拖一”燃气-蒸汽联合循环机组全工况实时仿真。测试结果表明,燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机及发电机等模型精度均达到了仿真机设计要求,且具有良好的静态精度和正确的动态响应特性。该仿真机除了可对运行人员进行培训外,还可用于电厂控制策略优化及运行方式分析与研究。     

风电与火电“打捆”外送系统频率调控策略研究

风电与火电“打捆”外送是我国西部风电开发的一个重要特征。以具有典型意义的“风火打捆”仿真分析系统为例,研究了风电与火电之间的相互影响。围绕调差系数、前馈系数和伺服机构时间常数3个重要参数,分析了风功率波动条件下火电机组的一次调频特性。针对风机群体性脱网故障,提出了一种紧急提升火电机组功率的系统频率控制策略,通过监测风机脱网量和火电机组旋转备用量,计算火电机组的紧急提升功率量,将机组CCS由正常AGC控制切换为紧急提升功率的控制,实现减小系统频率波动幅度、提高频率稳定性的效果。针对电网侧不同的故障形式,比较了不同类型风机的响应特性。对固速风机在电网短路故障下发生转速失稳被过速保护切除的机理进行了较为深入的分析。     

“十二五”期间中国燃煤电厂汞排放量估算

通过研究电力用煤消费量、煤中汞（Hg）含量、燃烧和烟气净化设施的Hg排放修正因子,并结合2011—2015年（“十二五”）期间污染物控制设备的投运率,估算出2010年和2015年中国燃煤电厂Hg输入输出总量。预测结果显示,到2015年中国燃煤电厂烟气中的Hg向大气的排放量将会减少,固体废弃物中Hg含量将会增加,脱硫废水中Hg含量与2010年持平,Hg输出总量将会提高,烟气、脱硫废水、固体废弃物中Hg的排放量依次为42.92 t、123.3 t、186.6 t。未来Hg污染控制重点将会是脱硫废水和固体废弃物中Hg的固化和无害化处理。     

考虑碳排放的综合能源系统“结构-型号-容量”优化模型

综合能源系统能源结构多样,同种设备的不同型号之间价格、性能差异性大,如何在规划阶段确定合理的能源结构、设备型号组合及装机容量是实现运行阶段节约成本的前提。文章在考虑二氧化碳排放量的基础上研究“能源结构-设备型号-装机容量”规划优化模型。首先,构建基于最近邻法(K-nearest-neighbors,KNN)的实例推理技术得出适合拟建设园区的能源结构;其次,构建“外层选型,内层定容”的双层优化框架,考虑碳排放阶梯成本,以全寿命周期总成本最低为优化目标,利用蚁群算法-遗传算法相结合的方式求解最优设备型号组合及最优装机容量。最后,通过算例分析验证所提模型在降低成本上的有效性。     

计及市场化电价信号导向的含高比例水电输电网扩展规划

传统电网扩展规划模型难以反映未来一段时期竞争市场模式下全局供需态势对电网投资收益、市场主体意愿、社会效益的量化影响,且在含高比例水电输电网中水电外送断面容量与丰枯潮流差异的不匹配导致网络阻塞及交易盈余问题愈加严重.为此,提出高比例水电场景下计及市场化电价信号导向的输电网扩展规划模型.上层模型以最大化线路年投资收益为目标函数,形成规划决策线路;下层模型采用改进的k-means聚类算法得到含高比例水电输电网全年典型运行方式,基于市场交易出清结果与区域负荷响应特征,量化线路规划后的负荷增量及过网利用率,以市场化电价信号引导电网扩展规划,促进区域水电消纳.采用KKT最优条件实现上、下层模型的耦合,将双层规划问题转化为混合整数规划问题进行求解.以我国西南部某含高比例水电的实际电网为例,通过综合比较不同规划方法的阻塞盈余、投资收益及水电消纳比例验证了高比例水电接入下市场信号对扩展规划结果的影响.     

HELP模型及其在水电优化开发和电力系统电源优选中的应用

ＨＥＬＰ是为水电优化研究及电力系统扩展电源选择而研制的动态规划和线性规划相结合的模型。主要功能是电源优选、水电规划（含梯级开发方案、开发时序及电厂水能参数选择）、电厂项目评估及电力系统电厂群运行优化。     

西电东送存在的问题及对策思考

推进和扩大水电的西电东送是国家能源中、长期发展战略的重要组成部分。针对未来西电东送工程，提出了规划的权威性、科学确定西电东送规模、规划的水电装机偏大、水电开发与生态保护的关系、远距离大容量输电安全、政府制定切实可行的政策等问题和解决问题的建议。     

全球重点国家和区域水电开发程度对标分析北大核心CSCD

中国水电开发程度以及发展阶段存在说法不一、概念比较模糊、数据来源和统计口径不清等问题。为了准确判断中国水电的发展阶段及在全球所处水平,基于国际较为权威的水电资源量和发展现状统计数据,系统对比了中国与其他重点国家和区域的水电开发程度。中国水电技术可开发量达到2740 TWh·a^(-1),占理论蕴藏量比例为44.3%,水电资源丰富且开发条件较好。从重点国家和区域的对比来看,中国水电技术开发程度达到48.2%,在资源量前十和装机量前十的国家中仅次于美国,高出发达国家平均水平4.6个百分点。虽然总体开发程度较高,但中国西南区域部分河流水电开发程度仅为16%,调节性能较好的抽水蓄能电站在电力装机中比例仅为1.4%,存在区域发展不平衡、抽蓄作用偏弱等问题。新形势下,中国水电应重点推进西南流域重点区域常规水电开发,并加快推进抽水蓄能电站的规模化建设。     

怒江水电基地的电力市场研究

怒江中下游干流河段落差集中 ,水量大 ,淹没损失小 ,交通方便 ,施工条件好 ,地质条件良好。规划装机容量2 13 2 0MW ,是我国重要的水电基地之一。到 2 0 2 0年 ,澜沧江中下游、金沙江中下游以及广西水电、四川水电、贵州水电基本得到大规模的开发 ;怒江将可能成为南方电网 ,乃至华中电网电力电量平衡的必不可少的电源。怒江水电基地是南方电网长远能源平衡的战略基地 ,“西电东送”的后续基地。怒江供电区域市场空间较大 ,送到受电地区的落地电价也具备一定的竞争力     

四川及金沙江流域水电开发及外送研究概论

根据四川和金沙江水电资源及其开发情况 ,结合重庆、华东、华中、福建和广东电力发展规划 ,综合考虑四川和金沙江水电出力特点和重庆、华东、华中、福建、广东电源结构和负荷特性以及送电距离 ,经技术经济比较 ,以总成本最小为目标函数 ,提出川电外送的容量、送电方式和分步实施的方案以及溪洛渡和向家坝水电站电能合理消纳和输电方案     

我国水电的发展与能源革命电力转型

对于能源革命电力转型，全世界几乎都公认：最突出标志之一是“煤电退役”。然而，长期以来我国对这个问题却始终存在着巨大分歧。由于国内舆论长期被煤电利益共同体操控，以至于我国的公众普遍以为：中国超低排放的煤电技术已经先进到了排放水平低于气电。所以，中国不必退役煤电，也能兑现巴黎协定。不过，最近发布的《加快中国燃煤电厂退出》报告则披露：中国如要兑现巴黎协定，必须要在2040到2055年前退役国内的所有煤电。对此，笔者作为水电工作者，深知发展水电对电力转型之重要，因此，本文将用我国多次为电力转型而做准备的水电规划都曾因未能开启电力转型而落空的历史经验和教训，论述我国水电发展及电力转型的重要性和可行性。     

关于我国水电建设发展的几点看法

在对我国水能资源的利用潜力分析的基础上，说明我国水能资源可满足“十一五”、2020年规划，甚至更长时间电力工业可持续发展的需求。论述目前水电建设的实际情况：不缺资金、不缺技术、不缺资源、不缺建设施工队伍、缺的是以水电的统一认识和政策支持。阐明了水电开发规划的思路要与时俱进的观点。水电建设任务的综合能力，决定了建设开发的政府行为。     

水电开发虚拟研究中心的探讨

西南地区水电开发对于实施我国能源战略有重要意义,雅砻江流域在西南地区水电开发中又具有典型代表性。为研究解决雅砻江流域水电开发的关键技术问题,国家自然科学基金委员会和二滩水电开发有限责任公司共同设立了雅砻江水电开发联合研究基金。结合水电开发企业自身特点,探索以企业为主体的水电科技创新机制,增强水电科技自主创新能力,是我国水电行业面临的重要课题。虚拟研究中心是随着计算机科学和互联网技术及其它通讯技术不断发展进步,虚拟组织概念逐步渗透到科研机构形成的一种新型研发模式。本文通过对虚拟研究中心以及雅砻江水电开发基本情况的介绍和分析,探讨二滩公司借助雅砻江联合基金平台成立雅砻江水电开发虚拟研究中心的必要性和可行性。     

Exploitation of Renewable Energy——A Strategic Choice for Sustainable Development of Power Industry

Exploiting renewable energy is an objective need for the power industry to realize sus- tainable developmentFirst of all, China is facing heavy pressure of energy shortage. Since the implementation of reform and opening up policy, the power industry in China has been continuously developing at a high speed, with the total installed capacity of up to 406 GW by the end of June 2004. According to the development plan of power industry, the total installed capacity of the Chinese mainland should…