Cross-Regional Analysis of New Energy Consumption Capacity

An assessment of the new energy consumption capacity of the grid can help to improve new energy efficiency and its planning and development.The annual capacity of multi-regional new energy consumption is affected by the new energy installed capacity of each region,the output of thermal power units,the load size,and the exchange capacity between regional tie lines.In this paper,a real-time data processing method of a province is proposed,and a raw data processing method with dimensionality reduction equivalent is proposed.From the perspective of new installed capacity of new energy across regions,we obtain the assessment of the capacity of wind power photovoltaic bases in a given scenario,and propose new installed capacity for wind,light and energy storage power stations.

适应新型电力系统的电力互替品市场——(一)理念与构想

新型电力系统重塑了能源生产消费结构,电力市场机制也需随之改变。首先,分析指出提升系统调节能力是新型电力系统下市场机制设计的首要目标;围绕该目标给出了市场机制应具备的特点,包括利于激发调节动力、释放调节能力、接纳各种新型调节资源等。其次,对世界各国现货市场普遍采用的分时交易机制进行了分析,指出其与新型电力系统存在诸多不适应之处,包括市场主体调节贡献无法被量化表征,市场主体连续运行特性与分时交易机制相矛盾、调节能力难以完全释放,以及难以满足海量柔性资源直接参与电力市场的需求等。为此,文中舍弃分时交易的方式,转而提出整体交易机制与电力互替品概念,介绍了形成与交易电力互替品的主要思路,并以电力互替品为核心构想了新型市场机制。该机制可通过调节责任划分量化各主体调节贡献,激发市场主体的调节动力;同时,也能促进市场主体主动优化自身运行方式,释放调节能力;具有易于扩展的优势,可轻松接纳新型电力系统下层出不穷的各类新型主体。

双积分政策下考虑电耗、新能源偏好的决策研究

为探讨汽车制造商面对国内汽车行业电气化转型的生产决策问题,在双积分政策背景下针对制造商、零售商组成的二级供应链构建两种生产情形下不同决策模型,并引入新能源汽车电能消耗和消费者新能源偏好,运用Stackelberg博弈求得不同生产情形中不同决策模式下供应链各成员最优生产决策与收益分析。结果表明:双积分政策的深入实施有利于提高新能源汽车电能消耗水平,降低新能源汽车销售价格,扩大市场规模的同时促使燃油车提高减排水平;车企应选择在集中决策模式下提高新能源车型产能,逐渐减少传统燃油车产量,给供应链中各成员带来更多收益;从短期看制造商继续生产燃油车的生产情形所获收益虽高于停产燃油车情形,但其收益波动较大且制造商停产燃油车全面转型生产新能源汽车后的收益呈稳定增长趋势。

补贴退坡会对中国新能源汽车需求产生影响吗?——基于西安的实证

基于西安市新能源汽车的1887个观测数据,利用Logit估计的需求模型探究补贴退坡过程中对新能源汽车需求的影响。研究发现:首先,购置补贴对消费者购买新能源汽车的激励作用逐渐消减。其次,厂商指导价格、续航里程、马力等产品特征已成为影响新能源汽车需求的重要因素。论文建议:第一,政府部门应该更多关注新能源汽车使用便利性等相关政策的激励效果,营造良好的推广应用政策环境。第二,政府管理部门需加强对上、中、下游企业的监管措施,并注重绿色低碳消费理念引导,充分发挥市场资源配置作用。第三,新能源汽车企业应该进一步推进在续航里程和电池生产成本等方面的技术研发,降低新能源汽车价格,提升产品质量和环境效益,拉动消费需求。

基于储能和水电调节的跨区风光水联合优化调度策略

针对大规模新能源经特高压直流通道跨区并网消纳,在送端采用储能调节满足直流通道直线化功率传输等约束的同时,如何减小风光入网扰动度问题;在受端采用水电调节满足风光水跟踪电网负荷变化趋势,如何解决水电调节的利益受损问题,构建了风光水跨区域联合运行的三阶段调度模型.首先,在送端基于储能调节,构建了考虑受端电网净负荷变化趋势的风光功率直线化分段调节多目标优化模型;其次,在受端基于梯级水电调节,实现风光水联合功率跟踪电网负荷变化,构建受端电网与风光水联盟主从博弈模型,优化电网电价和联盟售电计划;最后,构建了基于纳什谈判的联盟利润分配模型,实现合作后各成员利润较合作前得到提升,维系联盟合作机制的稳定.仿真算例结果表明,采用本文方法可有效提升调节资源利用效率,保证水电调节利益,促进新能源消纳.

考虑水电调节费用补偿的风光水联盟优化调度策略

针对风光水综合能源跨区消纳调度中的梯级储能和梯级水电联合调节调度、水电调节费用公平疏导等关键问题,提出了考虑水电灵活调节费用疏导补偿的风光水联盟四阶段优化调度模型。首先,建立了基于梯级储能调节的入网前风光出力波动平抑模型,使平抑误差和平抑成本最小;提出了基于相对波动系数的梯级储能调节成本和调节功率的公平疏导方法。其次,基于梯级储能和梯级水电联合调节的风光水联盟联合出力对电网负荷的跟踪,构建了风光水联盟与区域电网的主从博弈模型,优化电网电价和联盟售电计划,达到双方利益最大。然后,构建了计及风光水不确定性的前两阶段调度模型的鲁棒优化模型,获得兼顾经济性和鲁棒性的联盟各主体能量调度策略。最后,构建了基于合作者边际贡献指数的非对称纳什谈判联盟效益分配模型,实现合作剩余的公平分配和水电调节费用的公平疏导。算例结果表明,该方法提升了各利益主体合作后的净利润,有利于维系联盟合作的稳定性,促进风光水综合能源跨区消纳。

高速公路新能源汽车碳排放量的测算及空间分布特征

针对高速公路大范围路网中新能源汽车由于能源消耗所产生的间接碳排放量难以统计的问题,提出了一种基于高速公路ETC收费联网数据的新能源汽车碳排放量测算方法。首先,对高速公路新能源汽车车流数据进行清洗与处理;然后,依据高速公路路网门架分布定义并划分路段单元,在此基础上对不同类型的新能源汽车进行能耗分析;最后,建立了新能源汽车运行阶段的碳排放计量模型,并以广东省为例,进行了碳排放量的测算及空间分布特征分析。结果表明:1类纯电动客车为高速公路新能源汽车碳排放的主要来源,其碳排放量占新能源汽车碳排放总量的74.20%,其次是1类纯电动货车,其碳排放量占新能源汽车碳排放总量的14.18%,1类插电式混合动力客车的碳排放量占比为11.62%;新能源汽车碳排放量较高的地市主要集中在珠三角城市群,粤东、粤西、粤北等后发地区的碳排放总量占比不足13%;新能源汽车碳排放量较高的路段主要分布在发达城市的交通枢纽和市内高速环线中,以广州都市圈和深圳都市圈为中心对周边城市高速公路路网产生辐射效应;后发地区由于高速公路路网密度较低且基础设施建设相对滞后,新能源汽车的普及率较低,相应的碳排放量普遍处于较低水平。

基于消费者异质性偏好下车企生产决策及政府补贴影响

新能源汽车能够有效减少二氧化碳排放量、助力绿色出行,其发展和推广离不开政策支持和消费者支付意愿的提升。本文首先考虑基于消费者异质性支付意愿和绿色消费意识的车企生产决策问题,即生产何种汽车以及生产多少;其次,基于Stackelberg主从博弈模型,探讨社会福利最大化下的政府最优补贴政策及其对车企的影响。结果表明,消费者对新能源汽车或传统汽车的平均支付意愿高于其成本的1/2,是车企生产新能源汽车或传统汽车的必要条件;传统汽车产量与消费者对其的支付意愿之间呈倒U型关系,绿色消费意识的提高会增加新能源汽车的市场份额;车企生产新能源汽车并不是政府进行补贴的充分条件;在政府补贴后,车企在一定条件下仍然生产传统汽车;政府补贴将增加车企决策对消费者支付意愿及绿色消费意识的依赖性。

碳中和背景下世界能源转型与中国式现代化能源革命

全球碳中和共识与地区冲突加剧的背景下,新能源已成为各个国家实现能源安全和绿色发展的主要方向。以风能、光能、地热能、氢能、储能、可控核聚变等为代表的新能源技术和规模优势正在不断增强,低成本风能、太阳能、储能将支撑全球能源转型,新能源生产与利用进入快速发展时期,2022年世界新能源消费平均占比达18.2%,预计2050年占比达到55%左右。世界能源在资源、消费地域、技术发展、人均消费量、节能领域、碳排放等存在分布不均的情况,化石能源低碳化提速、新能源规模化提速、能源管理智慧化提速的“三化提速”推动世界能源加快转型。中国式现代化强调人与自然和谐共生,积极稳妥推进碳达峰碳中和,深入推进能源革命,坚持“六性原则”,即能源生产的“独立性”、能源供给的“绿色性”、能源储备的“安全性”、能源消费的“高效性”、能源管理的“智慧性”、能源成本的“经济性”,加快规划建设新能源为主、新电力为主、新储能为主、新智慧能源为主“四个为主”绿色智慧的新型能源体系,确保能源安全。目前中国是能源大国但不是能源强国,能源消费结构有待进一步优化。中国能源安全发展新战略是能源消费革命、能源供给革命、能源技术革命、能源体制革命、全方面加强国际合作的“四个革命、一个合作”,推动中国能源革命和能源供应格局转变,由2022年含碳化石能源消费占比80%以上、碳基能源CO_(2)排放80%以上,转变到2060年非碳新能源消费占比80%以上、CO_(2)排放减少80%以上。加快新能源革命是建设能源强国、实现中国能源独立与民族复兴的战略选择,对实现“双碳”目标、构建新型绿色能源体系与建立绿色生态地球意义重大。

朴素贝叶斯下新型建筑室内空调瞬态能耗预测

新型建筑通常具有较为复杂的结构,使得室内空调系统的能耗受到如建筑朝向、室内人员活动以及设备使用情况等因素影响,导致无法精准预测空调能耗。为此,提出新型建筑室内空调瞬态能耗朴素贝叶斯预测方法。采用K均值聚类(K-means clustering,K-Means)算法将新型建筑室内空调划分为除湿模式、制冷模式、通风模式、制热模式和自动模式,并分析影响空调瞬态能耗的因素,建立朴素贝叶斯预测模型,剔除空调瞬态能耗异常数据,输入至朴素贝叶斯预测模型中,实现新型建筑室内空调的瞬态能耗预测。仿真结果表明,所提方法可有效完成不同模式和运行时间下的瞬态能耗预测,与实际能耗之间的偏离程度较低,期望误差仅为2.31%,变异系数为4.76%,预测误差小。

“能源”的隐身:批评视角下新能源汽车广告叙事中的消费文化

技术环境的变化带来广告叙事的新动向,社交媒体成为汽车广告的营销新阵地。整合多模态批评话语分析理论与叙事话语分析理论,建立多模态广告话语叙事分析框架,以社交媒体上的传统汽车广告和新能源汽车广告为语料,对比其叙事话语,聚焦能源作为话语主题的表达,审视其背后的汽车消费文化。研究发现,新能源汽车广告以互文式叙事机制,呈现了以汽车消费获得美好生活和精英身份的故事,其底层叙事逻辑仍与传统汽车广告一致:欲望驱动的身份消费实践。新能源汽车广告叙事中的“能源”隐身于营销属性之下,成为象征性的商业符号。在消费主义意志主导下,广告将新能源汽车建构为理想生活和精英身份的象征,鼓吹汽车消费的身份定义和自我表达作用。广告塑造的汽车消费文化实质上已与中国新时代能源发展规划脱节。

“双碳”目标下我国油气田绿色低碳发展路径研究

油气田绿色低碳发展是必然趋势。近年来国内油气行业绿色低碳转型步伐不断加快,但同时也面临油气资源禀赋较差,油气生产单位能耗和单位碳排放强度较大,新能源在油气生产用能结构中占比低,油气绿色开发技术体系不完善等问题。为保持国内原油产量长期稳定,需要加大勘探开发力度,而这势必带来更大规模的碳排放,因此需要统筹推进油气增储上产和绿色低碳油气田建设。我国陆上油气田绿色低碳发展可分为三个阶段:2024~2030年为清洁替代阶段,2030年前后建成一批绿色低碳开发示范油气田,温室气体排放达到峰值;2030~2035年为战略过渡阶段,大幅提高清洁能源生产供应能力和碳减排能力,温室气体排放量较峰值下降20%以上;2035~2050年为绿色低碳转型阶段,2050年全面实现陆上油气田绿色低碳开发。油气田绿色低碳发展应以油气勘探开发全过程、全环节碳足迹为主线,通过“源头洁净化、过程高效能、末端捕集封存利用”,实现油气生产全生命周期减碳、降碳、固碳。要做好顶层设计,促进油气与新能源融合发展,加大技术攻关力度,形成全产业链油气绿色开发技术。

基于混沌多目标粒子群算法的综合能源调度

目的针对当前综合能源系统中资源协同优化效率不足、微网运行经济性和环保性差的问题,提出了一种计及风电储能及不稳定因素的微网优化调度方法。方法该方法在微网负荷侧需求响应对新能源消纳影响的基础上,以消纳新能源和削峰填谷为目的,提出了优化负荷曲线的方案;然后,考虑微网调度侧风电出力的不稳定性以及微网内部设备的耦合,进行优化调度以降低微网运行成本、减少环境惩罚费用并提高风电消纳平稳性;最后,采用混沌多目标粒子群算法对优化问题进行求解,并在风电不稳定度占比0%、5%、10%和15%时进行了算例仿真分析。结果当风电不稳定度为10%和加入风电储能,系统运行成本和环境治理费用最少,比方案1和无风电储能少6919.4元,风电平稳量也提高38 kWh。在电热冷网中,负荷侧加入需求响应后,系统得到稳定运行和能源合理利用,可以很好地满足负荷侧用能需求。从算法对比中,混沌多目标粒子群算法加入自适应权重和变异率后,具有较强的全局搜索能力和更好的准确性。结论该方法通过合理设置风电不稳定度能够有效降低运行成本和环境惩罚费用,提高风电稳定性,其次,负荷侧的需求响应可以一定程度地削峰填谷和消纳新能源。

基于负荷准线的5G基站虚拟电厂优化控制方法

在新型电力系统中,亟待深度挖掘需求侧资源以提升系统灵活性和新能源消纳能力。在“新基建”背景下,5G基站作为一种新型需求侧资源正迅速发展。研究如何在保证基站备用需求的前提下,由铁塔公司组建含大规模5G基站的虚拟电厂(virtual power plant,VPP)并常态化参与需求响应。首先,提出了考虑储能动态备用容量的5G基站运行可行域构建方法,建立了5G基站VPP的聚合模型。然后,建立了5G基站VPP响应负荷准线的日前优化模型,提出了适合对大规模5G基站进行协调控制的日内解聚合方法。最后,建立了含高比例新能源的区域电网仿真算例。仿真结果表明,聚合大规模基站参与准线型需求响应,可以显著降低5G基站的运行成本,同时提高电网的新能源消纳能力。

德国电力市场能源转型建设及启示

中国正在推进能源结构清洁化转型。如何通过市场建设促进新能源高比例消纳是能源结构调整重点关注的问题。国外电力市场在支撑能源转型方面具有较为丰富的可借鉴经验,以德国电力市场为借鉴对象,对比总结其促进新能源消纳的过程和成效,可为内蒙古电力市场建设提供有益参考。首先分析对比内蒙古自治区与德国在能源供给和消费总量、新能源装机和消纳方面的水平差距;其次介绍德国电价体系和电力市场体系,并通过参考因素的平均绝对误差指标对德国电力市场在适应高比例新能源方面的运行成果进行深度分析;最后总结德国电力市场建设在政策与市场衔接、跨国大市场建设和区域自平衡机制等方面的经验,并提出适应内蒙古电力市场建设的建议。

兼顾碳减排和新能源消纳的火电机组深度调峰与复合储能协调规划

火电机组深度调峰、化学储能以及抽水蓄能是电网灵活性资源的重要组成部分,对三者进行协调规划能在保障电网安全低碳运行的同时,提升新能源的接纳能力。从经济性、碳减排量、弃风弃光量3个方面,构建了火电机组深度调峰和复合储能协调的多目标规划模型;提出了基于熵权的改进非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)求解多目标规划模型,获得Pareto最优解集,并进一步根据模糊隶属度得到综合最优解。以某省级电网2025年、2030年的预测数据为例进行仿真验证,结果表明:采用改进NSGA-Ⅱ可提升多目标优化的求解速度与精度;火电机组深度调峰协同储能配置可显著减小弃风弃光率,有利于电力系统的低碳经济运行。

计及动态碳排放对新能源消纳市场的价格研究

通过丰富电力市场交易方式,可有效提高新能源消纳水平。针对现有电力市场无法有效控制碳排放的特点,提出计及动态碳排放的电力市场出清方法,将火电碳排放成本动态传导到电价中,从而使部分发电权向新能源转移。同时,当发生弃能时,对弃能机组引入价格因子替换报价,进行电力市场二次出清,深度促进新能源应发尽发,以激励相容机制平衡发电权转受让方收益。采用改进的IEEE 30节点系统进行仿真验证,提出的电力市场交易机制能有效降低火电机组的碳排放并促进风光消纳,验证了该方法的有效性。

我国海洋港口新能源技术应用发展探析

推进我国海洋港口新能源技术应用是落实“双碳”战略目标、实现海洋港口可持续发展的重要途径。本文总结了我国海洋港口用能的现状及趋势,从经济性、需求度、成熟度3个维度出发,剖析了涉及海上风电、光伏发电、氢能、潮汐能、生物质能的海洋港口新能源技术应用的基本属性;进一步从技术性、经济性、技术政策性3个方面讨论了我国海洋港口中各类新能源技术应用的制约因素。研究发现,我国新能源技术发展水平与应用需求不匹配、集中性技术发展平台缺乏、盈利模式不健全、现有标准与政策不完善等因素,共同制约了各类新能源技术在海洋港口中的应用。为此建议,建立关键核心技术协同攻关体系、合力突破技术难题以降低应用成本,发布港口多能融合网络指导意见、建立多能互补综合能源供给体系,优化港口新能源技术应用激励机制、提升港口应用新能源积极性,健全港口可再生能源应用的标准和规范、构建新型储能配套机制。

基于改进NSGA2算法的电力系统经济调度优化

针对目前风能、光能、柴油发电机组多能互补模型中考虑弃风光能源的浪费,在系统构建中加入电解水制氢系统和氢燃料电池系统,利用可再生能源弃电实现零碳排放制氢,增强新能源电力的消纳,建立电力系统经济调度模型。将电解水制氢系统、氢燃料电池与风光火多能互补电力系统结合,利用电力系统满足负荷后多余的可再生能源弃电进行电解水制氢,并利用氢燃料电池对不足的电力进行补足,辅助火电机组进行调峰,氢储能的加入能够提升系统对其孤岛环境的电力供应能力。提出基于一种改进非支配排序遗传算法2(NSGA2)来求解目标函数,利用测试函数对改进前后的算法进行性能测试,通过实例数据进行模拟仿真,仿真结果表明,在不增污染气体排放量的同时降低了燃料费用,验证了在解决电力系统经济调度问题方面的可行性和有效性。

高比例新能源系统中各类电网侧储能设施调峰效益对比

储能电站的效益评估是储能大规模发展的关键。对高比例新能源系统电网侧储能的效益进行了全面评估,通过全时段8760 h生产仿真模拟,在保持系统供电可靠性不变的约束下,计算了抽水蓄能、压缩空气、电化学储能等储能电站的容量效益、电量效益,考虑了各类储能电站的运行策略。仿真模拟过程中,以周为节点,计算全年8760 h的系统运行状态,考虑了储能电站的运行效率、机组启停、跨日调节等因素,避免了典型日生产模拟无法模拟储能跨日调节导致的储能容量和电量效益评估失真的问题。最后,以中国西北地区实际高比例新能源系统为研究对象,分析了各种储能对减少火电装机、降低新能源弃电率的作用,研究结果可为中国高比例新能源系统电网侧储能电站的建设提供参考。