新能源汽车碳减排潜力分析

在“碳达峰、碳中和”双碳目标驱动下,新能源汽车凭借其碳减排优势受到了广泛关注.旨在促进新能源汽车碳减排潜力评估的相关研究,从新能源汽车碳排放计量与分析、车网协同优化低碳运行、车辆碳排放总量态势预测等三个方面进行分析与综述,归纳了相关领域最新研究成果,总结各类建模方法优缺点,重点阐述了汽车节能减排核算体系与行业碳排放管理体系等相关成果,并提出新能源汽车碳减排潜力分析研究的发展趋势及未来研究方向.

基于新能源-负荷相似性的源荷储协调调峰优化调度

合理利用可调节负荷的响应特性来实现源荷储的协调调度,可有效缓解新能源、负荷的不确定性所带来的调峰压力。基于新能源-负荷(NER-L)相似性,建立可调节负荷响应目标。基于相关系数,建立能准确刻画负荷对新能源出力跟踪匹配程度的NER-L相似性指标,并将指标引入所建源荷储协调调峰的双阶段优化调度模型。第一阶段模型以NER-L相关系数最大为目标,确定可调节负荷在各时段的响应功率并获得最优电网负荷;第二阶段模型以弃风弃光量最小、调峰运行成本最低为目标,优化火电机组及储能出力。以IEEE 30节点系统为例,对NER-L相似性、净负荷峰谷差、系统调峰运行经济性及新能源弃电功率进行计算分析,结果验证了所提模型的有效性。

新能源电力系统不确定优化调度方法研究现状及展望

风电场和光伏电站出力的不确定性给电力系统优化调度带来很大技术挑战。文中主要介绍了考虑新能源不确定性的电力系统优化调度方法的研究现状及后续研究方向展望。首先,重点论述了各种不确定优化调度(UOD)方法,包括随机优化方法、鲁棒优化方法、随机鲁棒优化结合方法和基于人工智能技术的方法。其中,随机优化方法包括场景法、机会约束规划法和近似动态规划法;鲁棒优化方法包括传统鲁棒优化法和分布鲁棒优化法;随机鲁棒优化结合方法包括采样鲁棒优化法和分布鲁棒机会约束规划法。然后,介绍了每一种方法的优化模型形式、模型的转化和求解原理及其优缺点。最后,对UOD的后续重点研究方向进行展望,包括兼顾多个目标的UOD问题及多目标不确定优化方法、输配系统UOD问题及分布式不确定优化方法、考虑稳定性约束的UOD问题及含常微分方程约束的不确定优化方法、考虑管道传输动态的综合能源系统UOD问题及含偏微分方程约束的不确定优化方法。

中国“新能源矿产目录”厘定研究

全球能源体系正在加速从传统能源向新能源转变,新能源产业发展需要的矿产资源已成为大国博弈的焦点。科学厘定我国“新能源矿产目录”,对于保障国家能源安全和经济安全意义重大。首先,界定了新能源、新能源“产-储-运-用”体系、新能源矿产的概念,据此进一步提出了涵盖重要性、关键性及新能源领域对矿产需求影响程度3个维度的中国“新能源矿产目录”评价体系和评价方法;然后,按照“产-储-运-用”的4大环节梳理出新能源领域主要使用的43种矿产作为备选矿产清单,并通过系统评价确定了涵盖锂、铜、钒、硅(高纯石英)、钕、镝、镨、铽、铀、铂等19种矿产的中国“新能源矿产目录”;最后,分析了我国新能源矿产的供应保障情况,指出我国8种新能源矿产高度紧缺、依赖进口,另外11种矿产目前能够保障需求,未来极有可能面临供不应求、依赖进口的局面,亟需提前布局,加大勘查开发和投资力度,确保国家新能源矿产资源稳定供应。

含高比例新能源的电力系统频率稳定研究综述

作为“双碳”战略目标的关键载体,含高比例新能源的电力系统具有惯量水平低、调频能力差、抗扰性能弱等特征,对频率稳定带来了全新挑战,迫切需要深入认识能源转型背景下的频率稳定形态。该文按照“建模分析—稳定评估—调频控制”的路线,归纳近年来国内外关于频率稳定的研究及其应用进展。首先,梳理现有频率稳定定义的特点,将其引申为考虑暂态频率安全的广义频率稳定概念,分析含高比例新能源电力系统的频率响应过程;按照系统全局频率和网络节点频率两个视角分析现有特性建模与分析方法,分别总结频率稳定性、频率安全性的评估方法与评估指标,初步建立考虑频率时空分布特性的节点频率安全性指标;列举并归类源网荷储多主体参与系统调频的控制策略,分析相关频率调控措施的特点;最后,结合现有研究进展,对含高比例新能源的电力系统在频率响应特性建模、频率稳定机理评估以及频率稳定协调控制方面的未来发展方向和研究趋势进行展望。

产教融合背景下新能源汽车专业应用型人才培养模式探索与实践

随着汽车“新四化”的技术变革,对新能源汽车工程技术人才培养提出了新的要求。针对当前高校新能源汽车人才培养过程中存在的主要问题,本文以南航金城学院新能源汽车专业为例,从校企协同育人生态体系构建、人才培养方案修订、校企共建课程体系、教学模式改革、双师型师资队伍建设、教学实践基地共建等方面提出了应用型高校深度产教融合的新能源汽车人才培养举措。以期为相关院校在新能源汽车人才培养过程中提供借鉴,培养出产教高度契合的满足现代产业需求的高素质应用型创新人才。

中国新能源产业高质量发展:进展、挑战及对策

大力发展新能源是改善我国能源结构,保障国家能源安全,实现碳达峰碳中和美好愿景的必然选择。一方面,新能源的大规模开发利用,可以有效减少对传统化石能源和进口能源的依赖,降低环境污染和温室气体排放,为经济社会发展提供绿色低碳且可持续的能源支撑。另一方面,新能源产业属于我国新质生产力,代表着科技革命和产业变革的新方向、新趋势。新能源技术的发展和产业链的构建,可以有力地带动装备制造、科技研发、配套服务等相关产业的发展,促进技术创新和产业升级,培育新的经济增长点,对于我国加快产业结构优化升级、增强经济综合竞争力具有重要意义。

新能源崛起对中国新能源产业战略的影响

全球新能源加速发展的时代已经来到,传统能源消费的绝对量、占比和成本将开始下降,围绕能源而开展的竞争将逐步转移到新能源领域。新能源的崛起将导致能源生产国与消费国之间、发达国家与发展中国家之间、发达国家和发展中国家内部出现利益分化和政治关系重组。中国要利用在新能源设备制造业领域的绝对优势,选择适合的产业战略,促进新能源产业发展,积极推动全球碳减排,帮助包括中国在内的发展中国家实现能源自给和能源清洁化,并降低工业化和现代化的成本。

颠覆性技术政策—技术路线图框架构建与实证分析--以中国新能源汽车产业为例

在传统技术路线图的基础上,构建面向颠覆性技术及其新兴产业发展的政策—技术路线图框架,提出防御型、培育型、赋能型3类政策工具在用户需求、市场、产品、技术、参与者5个维度上的作用机制及其顺序逻辑。在此基础上,以中国新能源汽车产业为例,综合采用案例分析和荟萃分析方法,验证该框架的解释力。研究结果表明:政策—技术路线图框架从社会—技术系统转型视角阐释各阶段政策工具与颠覆性技术及其新兴产业发展间的互动演进规律,并提出早期阶段应以防御工具为主,侧重支撑知识空间形成;成长阶段应以培育工具为主,侧重建立良好利基功能;转型阶段应以赋能工具为主,通过适应性和转换性手段促使新旧范式平稳转换。

新能源场站快速频率支撑能力评估研究现状与技术展望

随着以风电、光伏为代表的新能源发电逐步取代同步机组,系统调频资源不足、抗扰动能力下降,频率安全问题凸显,新能源场站提供快速频率支撑成为构建新型电力系统的必然要求。新能源场站快速频率支撑是其内部多设备、多环节综合作用的结果,受风光资源、控制策略、电网条件等多因素的影响和制约。量化评估新能源场站的快速频率支撑能力是指导场站调频优化控制、分析新型电力系统频率响应特性、实现场站调频资源与电网交互的基础和前提。文中对新能源场站快速频率支撑能力评估问题进行了全面综述。首先,分析场站快速频率支撑的特征,并给出了场站快速频率支撑能力的定义;然后,从状态属性、控制特性、调频效果3个维度梳理了场站快速频率支撑能力的评估指标体系,并对各类评估指标的常用计算方法进行分析评述;最后,提出了值得关注和进一步研究的关键技术问题。

基于安全、轻量化、可靠性多目标的新能源汽车电池包壳体开发

电池包作为新能源汽车的动力源,是新能源汽车最重要的部件之一,而电池包壳体对电池包乃至整车起重要保护作用,是新能源汽车的关键部件。电池包壳体质量占整车的2%~6%,电池包壳体对汽车轻量化同样起到重要作用。基于全球汽车产业的节能减排发展目标,从安全性、轻量化、可靠性3个角度出发,论述了新能源汽车电池包壳体开发的行业发展现状,展望其未来的发展趋势,同时针对这一领域存在的共性关键技术问题进行了讨论。

新能源汽车对成品油替代的区域性研究

2023年,中国新能源汽车已进入全面市场拓展期。目前,中国新能源汽车正处于“两高一强”的发展阶段,对成品油的替代呈现“一家独大”的现状。将全国分为东北、西北、西南、华东、华南、华北六个区域,构建“长期看保有,中期看销量,短期看运营车”的分析框架,从短期、中期、长期三个维度对不同区域、不同省份的新能源汽车的成品油替代作用展开细化分析研究。建议成品油销售企业根据各区域新能源汽车发展特色制定油品销售规划,分区域推进综合能源服务站的布局与建设,同时助力公共领域新能源汽车的应用推广工作,以应对新能源汽车对成品油的替代,加快世界一流综合性国际能源公司的建设。

基于区块链技术的新能源汽车供应链“牛鞭效应”弱化研究

为弱化信息从最终客户端向原始供应商传递而引发的“牛鞭效应”,本文基于信息传递的视角,提出了一种运用区块链技术构建的新能源汽车供应链信息管理系统。在对新能源汽车供应链运用区块链技术弱化“牛鞭效应”原理进行分析的基础上,完成系统的总体设计和程序编码,并对系统功能应用及性能进行了测试和对本系统弱化“牛鞭效应”的效果进行了验证,结果表明:系统所有功能都能够正常运行并完成基本要求;系统的性能测试结果显示该系统的最大平均时延为6.2 s,最高吞吐量为每秒处理187个事件;系统在供应商、主机厂和销售商3个节点的“牛鞭效应”值分别弱化了70.1%、64.9%和24.6%,实现了预期效果并验证了系统对供应链“牛鞭效应”的弱化具备可行性。

基于改进KNN算法的新能源发电单元运行状态识别

目前识别发电单元运行状态的研究较少,数据来源以数据采集与监控系统为主,采集速度较慢。为此,提出了一种基于发电单元机端电气量数据并融合改进k近邻(KNN)算法的新能源发电单元状态识别方法,直接采集机端电气量数据用于快速判断发电单元状态。提出KNN算法的改进策略,克服了传统KNN算法准确度低、识别速度慢的缺点。利用电力系统分析综合程序获取用于状态识别的发电单元机端电气量数据,利用改进策略对数据进行预处理,并对比传统KNN算法、逐条使用改进策略的KNN算法对新能源发电单元状态识别的耗时与准确度。结果表明所提算法较传统算法的识别准确度和速度明显提升,能满足稳定控制过程中对新能源发电单元的状态感知需求。

考虑新能源消纳的黄河上游水电站群生态优化调度研究

为降低黄河上游水电站群调度中新能源消纳对河流径流情势和生态完整度的影响,以河流径流情势变化最小、水电站群发电量最大、发电出力平稳性最高为目标,建立了风水光多能互补系统生态调度模型,采用多目标进化算法求解,探讨了多能互补系统发电出力、新能源消纳及河流生态保护之间的均衡关系。结果表明:水电站群发电量和河流生态保护目标之间呈现明显的竞争关系,多能互补系统的发电出力波动越大,水电站群发电量越大,径流情势变化也越大;入库径流量越大,水电站群生态调度对径流情势的影响越小;多能互补系统生态调度对径流情势的影响主要集中在年发生高/低流量脉冲次数和流量平均增加率/减少率这两项指标,在枯水年发电量最大的调度结果中,年发生低流量脉冲次数和流量平均减少率指标的变化最大。

绿色金融试点政策对新能源企业技术创新的影响研究

绿色金融试点政策作为促进我国经济绿色低碳发展的重要途径,可以有效解决新能源行业技术创新资金瓶颈问题。选取2012—2021年A股上市新能源企业为研究对象,以2017年作为绿色金融试点政策实施的时间节点,构建双重差分模型实证研究了绿色金融试点政策对新能源企业技术创新的影响。结果表明:(1)绿色金融试点政策促进了新能源企业技术创新;(2)绿色金融试点政策可以缓解新能源企业融资约束,进而促进新能源企业技术创新;(3)在企业异质性分析方面,国有产权性质、社会责任意识较好、较高金融发展水平和较高绿色金融水平地区的新能源企业技术创新受绿色金融试点政策的促进效果更明显。研究结论可以为新能源企业制定技术创新策略和融资策略提供一定的决策支持。

中、美、日、韩新能源汽车产业竞争优势测度与比较研究——以锂电池汽车为例

本文基于中、美、日、韩近30年在锂电池汽车领域的专利数据,选取20个关键指标构建“技术-经济-法律”三维分析模型,并划分出关键核心专利,在此基础上应用景气综合指数法计算四国在锂电池汽车产业的竞争优势指数,并对其进行比较与分析。结果表明,中、美、日、韩在锂电池汽车领域的总体发展布局已基本到达顶峰,且于近两年呈现波动下降趋势。总体来看,美国获得竞争优势时间最早且指数发展趋势最为稳定,连续多年稳居第一;中国获得竞争优势时间最晚,但指数发展速度最快,截至2021年末,中国总体竞争优势指数与美国持平,远超日、韩两国。分维度来看,中、美分别于经济、技术维度具有绝对竞争优势;韩国在经济、法律维度发展较为稳定,但技术维度影响整体,导致整体呈现波动下降趋势;日本在各维度均呈现出明显下降趋势,仅在技术维度下降幅度较小。由此得出结论:中国经济发展带动整体,已基本实现锂电池汽车产业的技术赶超,技术维度的发展是获得持续性竞争优势的基础,因此应在保持现有锂电池汽车领域竞争优势的同时注重相关技术轨道的跨越与变迁,以获取新能源汽车产业的持续性竞争优势。

新能源场站快速有功控制及频率支撑技术综述

以光伏/风电为代表的新能源高比例并网降低了电力系统的惯量水平和频率支撑能力,频率稳定问题成为当前电网安全稳定和新能源高效消纳的核心问题之一。发展新能源发电并网机组单元和场站的快速有功频率响应和主动支撑能力是当前的研究热点。该文以“单机快速有功控制-场站快速有功控制-场站快速频率支撑”为主线,梳理光伏/风电的快速有功控制及频率支撑发展现状,分析频率检测、通信延时和控制响应模式等因素对光伏/风电场站频率响应快速性的影响,指出风电机组的机械载荷约束、风电场百毫秒级有功控制、场站的调频响应模式选择和优化、暂态有功无功协同控制是提升新能源发电单元和场站的快速有功频率响应能力的4个关键问题,最后对未来的重点研究方向进行展望和讨论。

高比例新能源接入的主动配电网规划综述

新能源以分布式电源的形式接入配电网,给系统带来了不可控性、随机性和波动性问题。借助现代电力电子、信息通信及自动控制等技术,灵活可控的主动配电网成为发展趋势,其中主动配电网规划是近年来研究的热点之一。综合国内外在这一领域的研究成果,对主动配电网规划相关研究内容及其方法进行总结、分析及展望。对主动配电网基本结构进行了描述,介绍了配电网组成元素的特点;根据其控制变量的不同,对主动配电网规划模型进行了归类,总结了模型中的优化目标;针对常用模型求解算法及其优缺点进行分析、总结;通过对关键性问题的讨论,分析了未来主动配电网的发展趋势。

高比例新能源送端系统暂态电压运行风险分析

针对交、直流故障下的高比例新能源送端系统暂态电压演化传播机理及运行风险尚不明晰的问题,首先,基于交直流系统间的无功电压交互作用机理分析,明确了交、直流系统故障下的暂态电压特性及主导影响因素,阐明了高比例新能源送端系统电力电子设备主导的暂态电压演化传播路径。其次,从“交直流故障强耦合作用持续加强,暂态无功功率成分复杂”、“新能源比例不断提升,暂态电压问题凸显”及“故障承载与调节能力下降,连锁脱网风险增大”三方面系统地阐述了暂态电压运行风险。然后,基于DIgSILENT/PowerFactory建立了实际高比例新能源多直流外送系统仿真模型,不同新能源占比、不同故障工况下的仿真结果验证了暂态电压运行风险分析的正确性。最后,从增强耦合运行特性机理认识、提升新能源涉网性能、增加多尺度协同控制策略、加强交流网架结构等方面提出了应对暂态电压运行风险的技术展望。