智能配电网技术在配电网规划中的应用

全面分析了智能配电网技术在配电网规划中的应用及其对电力系统现代化建设的推动作用。首先指出随着全球能源结构的转型和电力需求的增长,传统配电网面临前所未有的挑战,包括新能源接入的不确定性和负荷波动等,智能配电网技术通过整合先进的信息通信技术和综合管理策略为配电网的智能化管理和高效运行提供了新的思路。详细讨论了智能配电网技术的特点和优势,如提高电网效率及支持低碳发展,并通过技术分析展示了智能配电网对配电网规划的影响,包括规划方法的创新和规划策略的优化。

“双碳”背景下我国低碳电力发展研究

在“十四五”规划中提出的“碳中和”以及“碳达峰”目标对电力行业各方面的发展产生了深层次的影响,电力行业向低碳方向转型已成为主流趋势。通过阐述低碳电力体系中的低碳电厂、低碳电网、低碳能源消费以及相关评价技术,说明了该体系在节能减排、环境保护方面有着高效、清洁、可循环的低碳属性。同时,分析了国际低碳形式变化对我国的影响以及“双碳”政策具体落实过程中的相关问题,为“双碳”战略的执行以及电力行业的低碳转型提供了新的科研思路。

新型电力系统全生命周期低碳评价指标体系与方法

【目的】新型电力系统低碳电网的构建对于全社会低碳经济的发展具有重要的推动作用,新型电力系统全生命周期低碳评价指标体系的建立对电网低碳发展具有重要意义。【方法】基于新型电力系统低碳电网全生命周期的分析,首先构建经济性、可靠性、低碳性3个一级指标,然后在一级指标的基础上筛选出9个二级指标对低碳电网进行评估,建立新型电力系统全生命周期低碳电网综合评价指标体系及核心评价指标体系,并对体系中各指标的意义进行了详细说明。【结果】利用电网的大量统计数据,建立不同新能源占比的典型场景并进行仿真,得出不同场景的低碳指标评价结果,证明本文所建立的低碳电网评价指标体系的可行性。

低碳目标下计及电动汽车V2G的虚拟电厂优化调度方法

促使风电、光伏等分布式能源和电动汽车保有量快速增长。考虑电动汽车到电网(vehicle to grid,V2G)能量互动对多元化能源发电出力随机性及波动性的平抑作用,以及提升风/光电的消纳水平,采用虚拟电厂(virtual power plant,VPP)技术实现对二者的统一协调管理,进而结合电动汽车全生命周期碳排放数量和分布式能源运行时碳排放数量,构建电动汽车参与的虚拟电厂整体多目标优化模型,采用粒子群优化算法对该模型进行求解,从而优化系统运行成本及碳排放成本。在结合真实数据配置的算例模型上进行实验分析,实验结果表明,提出的优化模型可以有效调度虚拟电厂各要素,充分发挥电动汽车V2G入网充放电带来的运行和碳排放收益,可以为低碳目标背景下电网系统的安全稳定运行提供技术参考。

屋顶分布式光伏电站在油田计量间的应用

大庆油田通过规模化建设风力发电和光伏发电实现电能清洁替代。分别从建设原则、光资源分析、光伏发电系统设计等方面介绍屋顶分布式光伏电站在油田计量间的应用。通过计算光伏发电系统的发电效率和发电量,并综合分析该技术先进性与经济适用性,结果表明:屋顶光伏电站的建设在油田节能、减排方面具有重要的推动作用,为油田节能低碳的发展奠定了新的基础。

碳流管控下的配电网储能优化运行

随着“碳达峰”与“碳中和”目标和新型电力系统不断推进,碳市场和储能系统是其不可忽略的重要助力,因此分析储能系统和碳交易机制提高配电网系统的经济性和低碳性具有重要意义。本文建立一个考虑碳交易市场的配电网储能优化运行模型,应用电力系统碳排放流理论来分析电力拓扑网络的节点碳势,构建考虑充放电效率的储能系统的内部碳流量和碳势计算模型,并运用考虑个体边际效益的Shapley值法来分摊用户侧的碳排放责任。根据IEEE-33节点配电网的仿真结果可知,用户侧碳排放责任与负荷规模及位置密切相关,Shapley值法能够公平合理地处理碳责任分摊,在确保电网运行可靠性的前提下,配置储能系统与阶梯式碳价交易机制的配电网系统使得区域整体碳排放量减少10.7%、配电网运营商收益提高8.2%、用户碳成本降低5.7%。本文展示了储能系统在高比例可再生能源配电网中优化运行和在减排中的关键作用,为未来电网的低碳化和经济化运营提供了理论和实践依据。

电网友好性低碳建筑能源系统评价方法研究

在“双碳”和电力需求侧改革的背景下,电网友好性低碳建筑成为未来建筑发展趋势,但目前仍未形成成熟的设计及评价体系。通过分析电网友好性低碳建筑能源系统评价影响因素,总结提炼评价指标,并采用层次分析法确定各指标权重,建立低碳建筑能源系统电网友好性评价方法,可为该类项目建设提供设计指导和评价依据,并做到以评促推,有利于电网友好性低碳建筑的示范和推广。

面向低碳园区的新型电力系统与源网荷储一体化实施路径

新型电力系统和源网荷储一体化技术被认为是实现低碳园区可持续发展问题的关键。以低碳园区为背景,探讨了新型电力系统与源网荷储一体化的实施路径;详细研究了源网荷储一体化的关键技术,包括物联网技术、云计算技术、储能技术等;并提出了基于SEIoT工业互联网平台的低碳园区用能系统管理方案,实现了对新型电力系统的赋能发展以及低碳园区数字化、智能化的创新升级。最后,通过案例分析,总结了不同低碳园区中源网荷储一体化的实施经验,并提出了相应的政策建议和技术路径。

省级电力企业标准数字化试点应用实践

本文聚焦于数字化在国家电网标准中的应用,尤其是在低碳电力、负荷管理、网架调控与运行等场景中的应用。通过对关键技术的研究、实施路径的探索以及实践应用的分析,提出了一套系统化、可操作的标准数字化建设规划,为省级电力标准数字化建设提供参考。

电网企业绿色低碳发展对标分析研究

在“碳达峰”“碳中和”目标下,电网企业面临着绿色转型升级和高质量发展的需求。文章运用对标分析法梳理国内外先进绿色低碳电力企业的主要做法及实践经验,以广西电网为案例研究对象,通过对比发现其在绿色生产、绿色服务、绿色创新、绿色管理、绿色文化方面与其他一流企业之间的差距和提升方向,找准其绿色低碳发展的瓶颈和弱项。

“工业上楼”类高层工业厂房建筑标准化策略分析

“双碳”背景下,为响应国家实现制造强国的战略目标,近两年深圳市出台了一系列政策文件,为发展壮大战略性新兴产业集群、培育发展未来产业做好了顶层规划。然而,工业用地紧缺一直是深圳市实现产业发展目标的难题,同时伴随着用地成本攀升、老旧工业园区改造周期长等问题。“工业上楼”作为一种新的产业空间供给模式,为加快建设具有全球影响力的科技和产业创新高地提供了有力保障。“工业上楼”并不是简单的厂房楼层叠加,而是产业空间与产业活动以及产业资金的高度密集化。参照《广东省高标准厂房设计规范》(征求意见稿),结合国内外先进设计经验,依据《深圳市工业区块线管理办法》(深府规[2018]14号)、《深圳市建筑设计规则》等有关规定,推导出高层工业厂房绿色建筑设计定性评价标准,为类似“工业上楼”项目实施策略提供参考依据。

双碳目标下电力工业工程低碳转型路径策略研究

通过分析我国电力工业2015年—2021年的发展现状、面临的挑战(如高煤电比重、碳排放量和电网稳定性问题)及其适应性,提出几种转型策略,包括优化能源结构、增加清洁能源比例、关闭低效率高排放火电厂、发展智能电网技术以及加速低碳减排技术的研发和应用。通过实施这些策略,构建高效、可持续、低碳的电力工业体系,旨在探索我国电力工业在“双碳”目标(即2030年实现“碳达峰”和2060年实现“碳中和”)背景下的低碳转型路径和策略。结果表明,实现低碳转型是复杂而漫长的过程,需要政府、企业和社会的共同努力。

基于“电力-气象一张图”的低碳调度系统的建设与应用

为实现“双碳”目标,构建以新能源为主体的新型电力系统,同时兼顾电力供应的安全性、可靠性、经济性、低碳性,在“电力-气象一张图”的基础上,建设基于“一图两应用”的低碳调度系统。创新融合“电网设备地理信息图”与“动态电力气象图”,形成“电力-气象一张图”,以图形和数据为基础,构建基于数据支撑的电网低碳调度全景展示分析图。建设新能源承载力评估和高效接纳应用,形成新能源接入“前瞻型”规划和“多元型”技术支撑,提高新能源规划、监测以及出力预测水平,优化电网运行方式,充分发挥新能源接纳潜力。基于包含时空环境数据的电网拓扑信息,建立一种考虑高比例新能源接入的电网全息感知与安全管控应用,实现新能源出力及电网负荷精细预测、电网检修方式精益管理、电网运行风险精准预警,提升电网应对恶劣气象条件的能力。

基于OPA法的电网基础设施全生命周期低碳评价体系研究

为深化电网工程建设减碳管理,实现电网基础设施建设绿色转型,基于全生命周期视角,综合运用文献研究、项目走访和专家调研等方法,构建了涵盖5个关键项目阶段、16个一级指标和47个二级指标的电网基础设施建设工程低碳评价指标体系。使用OPA方法计算指标权重,制定了全生命周期各阶段的低碳评价标准,并进行评价方法的实例应用。结果表明,全生命周期各阶段最重要的一级指标分别为低碳设计策划、利用自然条件、建筑材料选择、节能电网设备和分类回收等5个指标,所提指标体系为电网基础设施建设工程的低碳评价提供了一种快速、准确、简便的科学评价方法,可进一步提升电网基础设施建设工程的低碳减排水平。

基于低碳社区电网智能终端的课程设计与实施——以江西电力职业技术学院为例

电力工业是国家实现“双碳”目标不可或缺的一部分,对高职教育能否与时俱进进行课程重构和教学创新提出了更高的要求。介绍了基于低碳社区电网智能终端的教学整体设计,探讨了基于低碳社区电网智能终端的教学实施过程,分析了基于低碳社区电网智能终端的学生学习效果,为职业院校供用电技术专业教学提供参考。

面向双碳目标的交通网-电网耦合网络中电动汽车负荷低碳优化方法

交通系统与电力系统是全球化石能源消耗的两大主体,也是双碳目标下需要重点优化的对象。电动汽车兼具交通与用电属性,其作为燃油车的环保替代品虽然可以避免行驶过程中的直观碳排放,却会在充电的同时产生上游发电碳排放,因此亟待解决如何通过优化电动汽车的充电负荷来减少整个系统的碳排放。提出一种面向双碳目标的交通网-电网耦合网络中电动汽车充电负荷低碳优化方法。先将电动汽车的行驶、充电行为进行建模得到电动汽车的聚合充电负荷,再依据电网最优潮流结果进行碳排放的溯源与追踪,进而提出基于模拟退火算法的优化求解框架与方法,在不牺牲用户原本充电需求的前提下,仅通过转移充电负荷的时空分布,将原本由火电承担的部分功率转移给新能源发电,在提升新能源就地消纳的同时降低整个耦合网络的碳排放总量。最后通过算例分析验证了所提低碳调度方法的有效性。

全生命周期视角下多目标融合电网和气网联合动态规划

天然气机组的大规模使用使得电网和气网深度耦合,对电网和天然气网络的规划提出了新的要求。针对现有规划方法应对远景年不确定性的冗余性较高的问题,提出了一种全生命周期视角下的经济、可靠、低碳多目标融合的电网和气网联合动态规划方法。采用全生命周期管理方法,建立了电力线路和天然气管道的全生命周期成本管理模型,包括投建、运行、退役、环境、切负荷成本。构建了电网和气网的联合规划模型,其中考虑多故障场景构建了电网和气网的可靠性约束,并采用全生命周期碳排放建立了电网和天然气网络的碳排放约束。提出了基于多目标融合的动态规划框架,能够实现跨时间尺度的滚动规划,以显著降低规划结果对不确定性的冗余性。针对多目标规划,采用模糊优选方法确定最优方案,实现了经济-可靠-低碳三者之间的权衡。算例验证了模型的有效性和实用性,结果表明所提出的多目标融合的动态规划方案比单纯仅考虑经济的规划方案或多目标开环规划方案更能够提升社会福利。

计及需求响应与主从博弈的微电网低碳优化调度

在“双碳”背景下,为准确突出需求响应的实际特点和解决传统微电网中可再生能源利用率低、负荷峰谷差大以及两主体利益无法均衡的问题,文中提出计及需求响应与主从博弈的微电网低碳优化调度模型。首先,考虑负荷变化量与电价变化量之间的非线性关系,构建基于指数关系的价格型需求响应机制优化用户负荷与其峰谷差;然后,结合激励型需求响应与碳交易机制建立以微电网作为领导者,用户作为追随者的低碳主从博弈模型;最后,通过KKT条件将双层博弈模型转化为单层规划问题求纳什均衡解,并通过算例验证了模型的有效性。算例结果表明,所提模型准确地描述了实际需求响应特点,实现了削峰填谷;并且也提高了微电网中的风光利用率和利润,降低了微电网的碳排放量。

基于前馈功率解耦控制的光伏电站系统稳定性研究

在构建以新能源为主体的新型电力系统及能源结构绿色低碳转型的背景下,光伏发电依托大量电力电子器件并网,新能源逐渐取代常规同步机组,对电网稳定运行提出新的挑战。光伏并网逆变器呈现出与电网非线性耦合、动态交互等特性,为电网带来新的扰动因素及安全稳定问题;基于光伏并网逆变器功率双环解耦控制的特点,通过附加额外控制可以提高并网系统的抗扰动能力。推导出了与同步机并列运行的光伏电站附加控制提供正阻尼转矩的机理,设计了基于前馈功率解耦控制(FPD)的并网逆变器阻尼控制策略,通过阻尼转矩系数法推理整定控制器参数来平抑系统的功率振荡。以某实际运行的光伏电站为例,依托Digsilent平台完成光伏电站并入某4机2区域电网建模,仿真验证了所提方法的准确性。

考虑负荷特性的配电网低碳目标网架建设技术

提出了考虑负荷特性的配电网低碳目标网架建设技术,助力配电网经济效益及环境效益最大化。收集分析电网现状资料后,将负荷特性划分为商业负荷、行政负荷、工业负荷及居民负荷4种类型,搭建柔性负荷模型,采用场景还原法处理柔性负荷的随机不确定性概率,以综合运维费用、碳排放成本最低为目标函数,搭建配电网低碳目标网架规划模型,通过萤火虫算法求解后,获取配电网低碳目标网架规划的最佳方案。实验结果表明,所提技术能够刻画各负荷类型实际负荷曲线,搭建配电网网架后能够缩减碳排放量且完全达到预期效果,在应用该网架后各负荷类型的供电半径皆超过1.0 km,具备极佳的供电效果。