基于绿电和自愿减排量交易的园区低碳电力运营优化

为保证园区电力运营经济性,提高清洁电能的使用比例,文章提出了一种基于绿电和自愿减排量交易的园区低碳电力运营优化模型。该模型综合考虑了绿电和火电的购电成本、光伏发电成本及自愿减排量收益,以总运营成本最小为目标函数,结合随机概率约束,分中长期、日前和实时三阶段对绿电、火电电量以及光伏发电量进行优化。以南京市某企业园区的数据为基础,在自愿减排量价格合理的前提下,该优化模型可小幅降低园区总运营成本,并且显著提高了清洁电能的使用比例和园区应对扰动的能力。另外,就自愿减排量价格以及置信度取值对优化结果的影响进行了分析。

考虑主体信用的配电网分布式绿电交易方法

发展分布式可再生能源是推动能源转型的关键手段,组织市场化交易能够促进分布式可再生能源生产和消纳.然而,可再生能源出力的不确定性使其容易在市场交割时出现偏差,进而为配电系统安全运行带来压力,但现有市场化交易机制仍难以激励市场主体主动减少偏差.为此,通过量化信用成本来引导分布式绿电的诚信交割行为.同时,考虑分布式绿电主体的策略性报价行为,建立考虑主体信用的分布式绿电市场化交易模型.然后,提出基于最优响应法的迭代算法来计算绿电市场的纳什均衡点.算例结果表明:所提市场机制能够以激励相容的方式引导用户的诚信行为,在降低交割偏差的同时提高绿电市场社会福利.

基于改进用电碳计量的绿电市场-碳市场联动交易

为充分发挥绿电消纳的减碳作用,从用电侧碳减排的角度提出用电碳排放核算与绿电交易的认证方法,构建实现碳交易与绿电交易联动的日前零售市场交易模型。首先,明确用电侧的碳排放责任,通过区分不同属性电力的用电碳排放因子改进用电侧的碳计量方法;然后,提出以绿色证书为纽带的绿电交易与用电碳排放的互认机制,通过绿色证书抵消碳排放实现碳市场与绿电市场的联动交易;最后,构建考虑绿电市场和碳市场联动的日前零售市场交易主从博弈模型,并给出求解方法。算例仿真表明,所提方法可以激励用户调整用电结构,主动促进新能源电力消纳,从而降低碳排放。

基于隐私计算的绿电消费评价认证模型

绿电消费评价及认证是绿电市场建设的关键一环,当前对绿电消费的评价和认证缺乏有效的技术证明手段,并且绿电消费评价过程存在绿电消费数据隐私保护的技术难题。文中提出一种基于隐私计算的绿电消费评价认证模型。首先,设计一种新型同态加密方法,支持参与绿电消费评价多方主体的隐私保护。相较于传统的同态加密算法,该方法具有更高的加解密效率,且加解密过程可分解,满足全同态性。然后,提出同态加密与可信执行环境协同的隐私计算模式,解决传统同态加密算法无法支持密文下的非线性运算、计算和存储开销大的问题。最后,基于可信执行环境计算过程可验证机制和区块链存证数据防篡改特性,构建绿电消费评价结果的可靠性保障机制。理论和实验结果表明,该方案可高效计算涉及隐私保护的绿色电力消费评价数据,针对10000个绿电消费者,仅需0.114 s即可完成隐私保护的绿电消费评价。

一种“绿电”熔盐储能系统的建模与动态特性研究

提出一种“绿电”熔盐储能系统,同时对熔盐储热系统的关键设备进行了机理模型分析,并进行了数学模型辨识实验和动态特性分析。结果表明:熔盐储热系统普遍具有大惯性的特点,通过设计多级加热和换热装置可以有效控制熔盐系统中熔盐和蒸汽的温度、流量和压力等参数的变化,提高供热蒸汽的品质,保证整套系统的运行稳定性,满足工业现场供热与发电需求。

耦合绿电煤气化生产化学品过程CO_(2)减排潜力

耦合可再生能源生产的绿电为煤气化反应供热以消除燃烧供热实现自热平衡的影响,不仅可有效降低气化过程CO_(2)排放量,还能提高合成气氢碳比(H/C),从而降低以煤气化为源头生产化学品的水煤气变换工段中CO_(2)排放。对不同类型的常规气化反应器和相应的耦合绿电反应器进行建模与模拟,判明合成气组分的主要影响因素,分析了温度对合成气组分的影响,探讨合成气H/C随温度变化规律,并计算不同化学品生产过程的CO_(2)减排潜力。结果表明,耦合绿电的气化反应器合成气中CO_(2)排放较常规气化反应器分别减少了12.63%(固定床)、11.01%(气流床)、9.23%(输运床)和5.12%(流化床),且H/C呈上升趋势;温度对合成气组分影响较大,热解解耦和气化反应的反应器一定程度上影响合成气组分;温度低于1500 K时,H/C随温度升高而降低;温度高于1500 K时,H/C随温度升高而缓慢升高;耦合绿电煤基化学品生产过程CO_(2)排放大幅减少,操作在更低温度和压力的气化反应器具有更高的合成气H/C和CO_(2)减排潜力;耦合绿电的固定床系统效率优势明显;考虑到耦合绿电的高温反应器存在的技术困难,耦合绿电的固定床、流化床和输运床反应器更具可行性。

考虑绿电交易的电力碳排放定量测算

我国绿色电力交易试点工作已正式启动,该项工作通过引入以绿证交易为主体的市场手段推动了双碳战略的部署进程。绿电交易鼓励了可再生能源市场竞争,加速了发电能源结构的良性变革,促进了可再生能源的消纳,最终通过优化碳排放和碳消费来实现降低碳排放等积极性影响。该文以图数据库及图计算技术为基础,通过建立可视化区域碳排放模型,针对不同区域的碳交换特征,构建出区域电力碳排放传导定量测算体系。通过量化分析属地碳强度与引入绿电交易后的市场碳强度的发用电碳强度差异,实现绿电交易市场背景下绿电交易区域间的电力碳强度变化监测,并基于分析结果实现电力碳排放数据的可视化展示。最后,探讨了考虑绿电交易的电力碳排放传导定量测算系统对电力市场绿电交易行为的策略性预测与理论参考价值。

基于大语言模型绿电预测和绿电交易的园区综合能源系统集群多目标协同运行方法

为实现传统工业园区数字化和智能化升级,助力区域高质量发展,亟需园区智能化调度模型。为此,该文结合智慧园区管理系统和园区综合能源系统物理模型建立园区综合能源系统集群架构,提出了园区综合能源系统集群绿电交易三阶段协同运行方法,以解决多园区综合能源系统绿电交易的问题,实现分布式绿电的精准预测以及就地消纳。首先,基于大语言模型LLAMA-7B实现绿电预测,进一步以绿电功率划分购售电园区。其次,基于绿电价格配额曲线预测模型和动态绿电定价策略,制定园区间绿电交易差异价格。在此基础上,建立了多目标低碳经济优化运行模型,从而解决绿电交易所带来的经济因素和环境因素的矛盾问题。算例分析表明:所提出的模型可以统筹规划园区综合能源系统集群的经济成本、实际碳排放量和新能源利用率,对多园区综合能源系统的智能调度具有积极的推动作用。

煤制氢、天然气制氢及绿电制氢经济性分析

氢气是人类利用的最轻元素。作为能源载体,氢气被称为未来的清洁能源。目前,通过化石能源煤炭、天然气制取的氢气为灰氢,灰氢叠合CCUS技术后可得到蓝氢,绿氢由绿电(光电、风电)转化的电能直接电解水得来,最具代表的是绿电电解水制氢。文中主要分析煤制氢、天然气制氢及绿电制氢主流制氢技术的资源消耗量与经济性,随着碳税开征,绿氢成本会远低于蓝氢、灰氢,未来绿氢在氢能市场上最具商业竞争力,会获得越来越多的重视。

我国绿电规模化交易主要影响因素分析及政策建议

我国光伏发电和风电处于快速发展阶段,如何鼓励绿色电力消费,成为近期电力行业发展的一个重要方向。自2021年我国绿电交易开始以来进展迅速,在交易量和交易机制方面都有明显进展。2023年前三季度,完成绿电结算电量352×108k W·h、绿证391万张。尽管绿电交易快速上升,但其占市场交易量的比重仍然较低,2023年1~6月绿电交易仅占全国总交易量的1%。未来绿电将占据电力消费的主要部分,成为未来电力系统发展的主要特征。绿电交易近期要解决的主要是一些显性问题,如跨省交易困难导致绿电交易量受限、更低价格的绿电无法扩大应用空间等,而绿电供应途径及高可靠度供电机制将成为未来需要面对的主要问题。近期推进大规模绿电交易是可行的,我国已出台各项政策,要求加大绿电交易,扩展省间交易,推进现货交易。电网调度侧需要尽快强化技术措施,适应波动性强的可再生电力的纳入,确保高可靠度供电。长期来看,需要明确未来新型电力系统的架构,以长期发展目标来确定现在的规划,一个明确的长期发展格局,对当前的电力系统建设至关重要。纳入现货交易是进一步扩大绿电交易的有效手段,需尽快构建24h及低于小时级的供电预测和电价预测信息体系,为现货交易提供技术支持。

绿电制氢合成氨耦合能质集成研究

化工行业迫切需要在追求“双碳”目标的过程中减少碳排放量。为此,需要找到有效的方式来吸收新能源,并推动化工行业向绿色转型。其中,利用可再生能源是合成氨制取的重要方法,其主要是通过电解水制取绿色氢气,由于这种耦合系统涉及热化学、电化学和动力循环等多种复杂的工艺过程,能量的输入和输出的品位也各不相同。这涉及解决能源利用和热交换等方面的优化问题。深入了解这种耦合系统可以帮助我们揭示系统设计的基本原理和性能评估方法,为新能源电力驱动的制氢和绿色氨合成系统的工程实施提供指导。因此,我们的研究旨在探索耦合系统中各个过程之间的能量转换和能质交换的协同效应。这将有助于推动可再生能源在化工行业中的广泛应用,促进可持续发展,并进一步减少碳排放。

碳市场、绿电市场和绿证市场的相互作用机制研究--以福建省为例

在“双碳”目标背景下,研究各促进绿色低碳发展市场之间的相互作用机制,有助于协同推动全社会降碳增效。基于市场发展现状,建立了市场相互作用机制理论模型,并选取关键因素进行实证研究。研究结果表明:碳市场与其他市场之间主要通过价格产生直接或间接关联,绿电和绿证的可替代性使2个市场呈此消彼长态势,区域市场对全国统一市场影响有限。

绿色电力消费认证 助力绿电绿证市场发展

绿色电力和绿色电力证书市场(以下简称“绿电绿证市场”)是我国“双碳”目标实现的重要举措,本文梳理了绿电绿证市场发展的现状及面临的挑战,分析了绿色电力消费认证对于绿电绿证市场的助力作用,并强调了绿色电力消费认证对绿电绿证市场发展的重要意义。

促进环境价值实现的绿电双账户管理机制及可信交易方法

在电力系统低碳化转型的背景下,全国绿色电力交易的启动为绿色电力环境价值实现提供了充分的市场化手段。随着各类交易主体的大规模引入以及用户侧多样化的绿色电力需求,当前的绿电交易机制在提升灵活性和认证可信度方面需要进一步深入研究,亟须优化机制设计以满足海量主体的精细化交易需求与合理价值分配方式。为此,文中提出基于区块链技术的绿电交易双账户机制。首先,通过设置交易账户与消纳账户的双账户管理机制,分别记录绿色属性的流通与消纳凭证的生成;其次,结合绿色属性流通过程进行“证电协同”的交易方式设计,实现绿电交易与绿证交易的有效衔接;最后,从区块链技术的角度对绿电交易进行规则合约撰写、交易各流程事后查证和消纳凭证区块存证,并对交易主体进行历史履约率评价,从而降低市场运营风险。算例实验表明,该机制能够有效提升绿电交易的灵活度与可信度,并在一定程度上缓解可再生能源补贴压力。

“双碳”目标下我国能源电力系统发展趋势分析:绿电替代与绿氢替代

能源电力系统的低碳转型是实现碳达峰碳中和目标的关键所在。为研判“双碳”目标下我国能源电力系统的未来发展趋势,该文构建了考虑绿电替代与绿氢替代的中长期能源电力发展估算模型,基于模型对2020—2060年我国能源电力发展场景进行测算,分析相关核心指标的演化趋势,并针对绿电绿氢与现有能源系统协同发展的多能互补综合能源发展模式提出方案设想。结果表明,以绿电为主、绿氢为辅对传统化石能源的“双替代”,作为实现“双碳”目标的关键措施,将在新型能源体系和新型电力系统建设中发挥决定性作用,分别针对源端能源生产基地和终端消费区域提出的综合能源生产单元(integrated energy production unit,IEPU)和综合能源产消单元(integrated energy production and consumption unit,IECU)设想,可为促进多类型资源协同优化和高效配置、支撑构建新型能源体系与新型电力系统提供方案参考。

(第21届)2024中国煤气化暨绿电、绿氢耦合煤化工发展大会《煤化工》第十届编委会第二次会议圆满召开

4月17日-19日,由全国煤化工信息总站、《煤化工》编辑部、中国化工学会煤化工利用专业委员会联合主办的“(第21届)2024中国煤气化暨绿电、绿氢耦合煤化工发展大会”在山西太原召开。

绿电制氢装置并网与离网供电稳定控制方案研究

针对绿电制氢装置并网向离网切换的过程中,有功功率和无功功率不平衡引起的微电网频率、电压振荡以及变流器过载退出运行等问题,以制氢并离网切换稳定运行为目标,提出储能多模式控制策略。首先,建立储能系统功率转换方程,分析储能控制器功率、频率调节关系;其次,研究储能多模式切换策略,分析离网切换稳定关键因素,比较储能容量、控制器参数对系统影响;最后,以典型绿电制氢微电网为例,仿真计算不同储能容量及调差系数下的切换性能。结果表明:储能容量占比越高,储能视在功率超调越少,设备过载风险越小;同样储能容量下,调差系数越小,视在功率峰值越小,过载风险越低,但同时要求变流器电流过载能力强;调差系数取0.20时,可满足并网、离网中多种运行工况。

“绿电”和“绿证”

所谓“绿电”,主要为风电、光伏发电以及符合条件的水电、生物质发电等各类可再生能源电力。而“绿证”是国家颁发给可再生能源绿色电力的“电子身份证”,企业完成绿电交易后,可得到对应数量的绿色电力证书。“绿证”可精确反映企业使用的绿色电力规模和来源,企业也可根据需要直接购买绿证。绿证对企业减少外贸出口碳关税、完成碳配额指标、提升国际和国内市场竞争力具有重要作用。

绿电制氢项目经济性探索和绿氢产业路径研究

探索绿电制氢项目的经济评价方法、规律以及下游产业路径,对国家能源结构多样化、能源安全、氢能产业发展具有重要战略意义。论述了绿电制氢项目特征、经济性评价方法和原则,结合项目实践探讨了绿电制氢项目氢气成本的构成、影响成本的关键因素以及降低绿氢成本的路径。结合当前情况对绿氢下游产业进行了分析,得出了不同情景的氢电耦合策略,并对未来绿氢产业发展提出了建议。

碳排放权与绿电交易的联动机制研究

随着全球气候变化问题的不断加剧,减少温室气体排放和推动可再生能源的使用已成为全球范围内的紧迫任务。碳排放权市场和绿色电力市场崭露头角,成为重要的工具,用以塑造未来清洁能源和低碳经济的格局。然而,单独看待这两个市场无法充分发挥其潜力,碳排放权与绿电交易的联动机制引起了广泛的研究和关注。碳排放权市场赋予企业和组织一定的排放权,同时也提供了一个强制性的机制来控制和减少温室气体排放。绿色电力市场推动了可再生能源的发展,通过购买和销售绿色电力,企业和消费者可以积极参与气候变化应对和可持续能源转型。将这两个市场联动起来,可以实现双重效益,即减少排放并推动可再生能源的采用,加速可持续发展的实现。文章探讨了碳排放权与绿电交易的基本概念,分析碳市场与绿色电力市场之间的互动关系,并着重关注联动机制在经济和环境方面的效益。提出一系列优化策略,以最大程度地发挥碳排放权与绿电交易联动机制的潜力。