基于长期能源替代规划系统模型的粤港澳大湾区交通运输能源转型路径研究

在掌握粤港澳大湾区交通运输领域能源消费状况基础上,构建长期能源替代规划系统(LEAP)-粤港澳大湾区交通模型,通过设置基准情景、能源转型情景和能源深度转型情景,模拟粤港澳大湾区交通运输领域未来的能源消费需求和节能潜力,分别从货运交通、城际客运、市内客运等部门分析其能源转型的方向和路径。研究结果显示:粤港澳大湾区交通运输领域未来的节能压力巨大,基准情景下的能源消费需求将持续增长,能源转型和能源深度转型情景下通过加大政策措施的实施力度,能源消费需求有望于2025—2030年达到峰值。基于分析结果,提出要实现粤港澳大湾区交通运输领域的能源转型,需要大力推进天然气、电力、氢能和生物燃油等清洁能源的应用,大力发展铁路和水路运输以及城市公共交通,并通过强化技术节能和管理水平提升实现交通运输工具的能效提升。

基于新能源开发建设的新型电力系统长期规划模型

新能源的大规模应用带来了新问题,为此,提出一种基于新能源开发建设的新型电力系统长期规划模型。该模型采用了多目标优化技术,考虑了新能源发电量的波动性和电网负荷的变化特征,实现了新能源规划和经济效益的最大化目标。同时,该模型还考虑了新能源项目的投资风险因素,能为新能源项目的决策提供一定参考。

高比例可再生能源新型电力系统长期规划综述

大力发展风电、光伏等可再生能源是实现电力系统低碳转型的重要途径。由于可再生能源出力具有波动性与不确定性,为应对大规模可再生能源并网给电力系统长期规划带来的挑战,近年来相关研究成果不断推出。为全面综述该领域的研究现状,该文首先分析新型电力系统的主要技术特征,然后,从能源供应的经济–政策不确定性与低碳转型带来的能源供应安全两个方面分析新型电力系统长期规划模型所面临的挑战。并从长期不确定性、短期不确定性、电力系统充裕性、电力系统安全性4个方面,综述当前新型电力系统长期规划研究成果,分析其中需要关注的重点、难点问题。最后,对新型电力系统长期规划模型的构建与应用进行总结与展望。

考虑中长期碳减排约束的区域综合能源系统多阶段动态规划

在长时间尺度下,内部技术革新、外部环境影响使得综合能源系统的运行场景日益复杂。立足区域能源资源的经济优化配置,兼顾碳减排要求,提出考虑中长期碳减排约束的综合能源系统多阶段动态规划模型。模型可预设灵活的阶段划分规则和不同的碳减排模式,以规划周期内区域整体供能成本最低为目标,采用混合整数线性规划方法进行求解,得到最优设备配置方案。同时,引入学习曲线模型预估规划期内设备成本变化趋势,并考虑氢能、碳交易等新兴碳减排手段。针对典型算例的仿真结果表明:规划阶段划分数的增加可实现更有效的供需动态匹配,系统经济性和减排效果均得到有效提升。同时,不同碳减排约束模式将导致差异化的碳排放路径,需要结合区域减碳目标进行减排约束的合理设置。

考虑多能源电力特性的电力系统中长期生产模拟

中长期模拟是电力系统生产模拟的重要组成部分,是处理与应对清洁能源电力季节特性的重要途径。针对现有研究的不足,该文考虑新能源发电、火电、水电、抽水蓄能等多种发电形式,提出电力系统中长期运行模拟方法,以实现中长期时间尺度下的多能互补。文章以持续负荷曲线建模为基础,考虑各类型发电机组检修要求和运行约束、新能源和水能等一次能源特征以及系统的新能源消纳能力,建立中长期运行模型,并采用混合整数规划方法求解。基于改编IEEE-RTS系统算例分析表明,该文所提出模型和方法正确有效,能充分反映、应对多能源电力特性,实现中长期运行方式的优化。

考虑电转气设备和风电场协同扩建的气电互联综合能源系统规划

随着电转气技术的发展和燃气机组占比的日益提高,电力、天然气系统间的耦合程度逐渐加深。在此背景下,对气电互联综合能源系统扩建规划时,考虑投建发电机组、输电线路、天然气气井、输气管道、风电场、电转气设备,并探究电转气设备和风电场协同扩建对系统扩建方案、风电消纳和经济性的影响。在计及电力、天然气系统相关运行约束的前提下,建立以系统投资运行总成本之和最小为目标的气电互联综合能源系统长期协调规划扩建模型;通过分段线性法将该模型转化为混合整数规划模型进行求解;通过IEEE24节点的电力系统和12节点的天然气系统组成的算例系统验证所提模型的有效性,结果表明合理的电转气设备和风电场协同投建可以减少输电线路阻塞和输电线路的过度投建,提高系统经济性和运行安全性。

考虑储氢物理特性的含氢区域综合能源系统中长期优化运行

针对储氢系统建模粗糙、氢能利用模式考虑不足等问题,提出了考虑储氢物理特性和氢能多模式利用的区域综合能源系统中长期优化运行方法。首先,考虑储氢系统物理特性,建立了基于范氏方程的高压储氢罐运行模型和考虑动态压缩比的压缩机线性功耗模型。然后,构建了氢能多模式利用架构,以运行成本最小为目标,建立了考虑氢能多模式利用的中长期优化运行方法。最后,通过算例仿真验证了氢能中长期多模式利用对系统运行效益的提升作用以及准确刻画储氢系统物理特性的必要性和有效性。

国家发展改革委副主任陈德铭就《可再生能源中长期发展规划》有关问题答记者问

问：国家已制定了能源发展“十一五”规划，请问为什么又要单独针对可再生能源颁布一个中长期规划？

考虑多能源同台竞价的电力中长期融合交易机制设计与实践

新能源的入市可加速新型电力系统建设,针对新能源发电的随机性和波动性而导致上网电量与市场交易电量偏差较大的问题,设计了一种多能源同台竞价的融合交易机制。通过设计融合交易机制的组织流程与出清方式构建了新能源发电商(NEP)在不同交易模式下的结算模型,以江西电力中长期市场为背景设置算例参数,对NEP在几种交易模式下的收益进行分析,并对采用融合交易机制的江西电力中长期市场运行情况进行了对比分析。结果显示所提交易机制能促进新NEP达成交易,明显提升NEP的经济效益,有效推动新能源的入市进程并显著减少交易偏差率。

能源发展战略和规划的系统优化问题讨论

能源是经济社会发展的重要基础,是十分重要的经济部门。由于能源系统十分复杂,又和经济社会发展本身有密切的互动关系,投资总量巨大,所以能源系统的优化意义重大。力求为能源系统的合理发展和优化发展确定目标和具体路径,防止出现系统的失误,避免系统性的巨大损失。

青海省能源中长期发展规划研究

通过调查青海省能源储量、生产和消费现状,掌握目前青海省能源消费的结构,并通过对未来各产业发展情况、能源产量的预测,分析未来青海省能源的平衡情况,提出近期应重点开展的工作。

多能源系统中长期协调运行模型与方法

中长期运行是电力能源系统运行的重要内容,能有效应对能源供应的季节性矛盾。针对电力、天然气等多种形式能源间耦合性不断增强的趋势,提出一种面向多能源系统的中长期运行模型和方法。考虑可再生能源的季节特性、天然气价格的波动情况,计及系统运行约束以周为时间单位构建多能源系统运行模型,对年度的发电机组检修计划、水电电量分配和天然气的购买及贮存计划进行统一优化。以修改的IEEERTS79系统为算例,分析验证所提模型与方法的正确性、有效性。算例结果表明,统筹安排多能源系统的中长期运行能发挥不同能源形式的互补效益,提升系统的运行经济性;引入储气装置能缓解冬季供气紧张现象,降低系统的运行成本。

计及中长期合同电量分解和风电不确定性的电-气综合能源系统日前优化调度

将中长期合同电量分解模型引入电-气综合能源系统日前调度决策过程中,实现了合同电量分解和调度计划制定的嵌套优化。针对合同电量分解结果可能在实际调度计划中不可执行的情况,提出了一种基于拉格朗日乘子的机组日分解电量越限因素定位方法,并通过中长期合同电量分解模型与日前调度模型的协调迭代消除越限电量,保证了中长期交易的有效性。此外,在模型中考虑了天然气网络约束和风电随机性对中长期交易计划的影响,并利用机会约束规划理论构建含风电不确定性的优化调度随机模型。基于风电等效随机输出样本矩阵和随机模拟技术实现机会约束向确定性表达式转化。通过仿真算例验证了所提方法的有效性。

考虑中长期电量不确定性的可再生能源系统嵌套运行优化

针对未来高比例可再生能源电力系统场景,设想以有库容水电和风电为主导,火电进行补足的电源构成。从目前发展情况来看,大多数水电只有季度以内的调节能力,虽然风水具有天然的季节性互补能力,但受水库库容的限制,水电库容留取需兼顾跨时段互补优化和时段内的寻优空间。构建以水电库容为关联物理量的嵌套调度模式,由上层的年度计划优化以及下层的月内发电计划优化组成。针对上层提供的月末库容边界值,提出考虑发电能力不确定性的优化模型以及基于Benders分解的3层求解算法。算例结果验证了在该嵌套调度模式下,结合月末库容优化留取,可以减少对火电的依赖,提高水电和风电的利用水平。

基于事件建模的机组检修模型及其在电力系统中长期运行中的应用

发电机组检修计划是电力系统中长期运行的重要内容,对于维护设备安全运行、保障高比例新能源电力系统中长期电力电量平衡十分重要。由于检修持续时间、检修间隔时间等检修约束较为复杂,机组检修在建模中存在模型整数变量与约束条件数目多的难题,这增加了电力系统中长期运行的问题规模与求解难度。针对以上问题,该文提出基于事件建模的机组检修模型,能够用较少的变量完整地描述机组检修约束。在此基础上,计及机组检修约束、机组运行约束和系统运行约束,建立电力系统中长期运行模型。基于改编的IEEE-RTS79开展算例分析,验证提出的机组检修模型在电力系统中长期运行问题中的有效性,不仅求解效率提高,而且优化结果更好。

《可再生能源中长期发展规划》对上市公司的影响

国家发改委近日发布《可再生能源中长期发展规划》（以下称《规划》）。《规划》称，预计实现2020年可再生能源中长规划任务，将需总投资约2万亿元。

考虑退役动力电池衰减特性的新能源场站群共享储能长期规划配置

为最大化利用退役动力电池的全生命周期价值、解决共享储能在电力系统扩展规划方面需兼顾多方利益的经济性难题,计及逐渐增加的新能源装机容量与负荷需求,提出考虑退役动力电池衰减特性的发电侧共享储能长期规划模型。首先,设计基于退役动力电池的发电侧共享储能运营模式以打破能量共享壁垒,使其既能服务于自身新能源场站又可实现多个新能源场站间的能量互济、必要时还能参与电网的动态调频。其次,考虑退役动力电池衰减特性构建多个新能源场站自配并共享储能的长期规划模型,模型基于合作博弈以应对多方利益诉求冲突给资源优化配置带来的经济性挑战。最后以算例仿真验证所提发电侧共享储能运营模式及长期规划模型的可行性。

面向低碳电力系统的长期储能优化规划与成本效益分析

长期储能(long-duration energy storage,LDES)技术的不断发展成熟为解决新型电力系统季节性供需不平衡问题提供了有效途径。现有研究对LDES技术经济参数的发展情况和不同组合对LDES配置需求和成本效益的影响尚缺乏精细化分析,难以准确探究LDES的灵活性潜力。为此,该文分析考虑技术经济性的LDES规划特性,面向新型电力系统建立内嵌年度8760h全景时序运行模拟的多时间尺度储能协调优化规划模型。算例基于我国西北某区域实际数据,评估LDES技术经济参数的不同组合与LDES成本效益水平、优化配置结构和对短期储能替代作用的关系。结果表明,LDES的成本效益受储能容量成本和放电效率的影响最大,在低碳转型发展背景下引入LDES最多可以降低电力系统40%左右的总成本。

可再生能源中长期发展规划

2007年8月能源是经济和社会发展的重要物质基础。工业革命以来，世界能源消费剧增，煤炭、石油、天然气等化石能源资源消耗迅速，生态环境不断恶化，特别是温室气体排放导致日益严峻的全球气候变化，人类社会的可持续发展受到严重威胁。目前，我国已成为世界能源生产和消费大国，但人均能源消费水平还很低。随着经济和社会的不断发展，我国能源需求将持续增长。