交叉学科期刊的定位与发展路径思考——以《全球能源互联网》为例

为缩小国内交叉学科期刊与国外的差距,分析目前国内外交叉学科期刊的发展现状,能够有针对性地提出交叉学科期刊的定位策略。交叉学科期刊在定位策略上应注重服务交叉学科发展,服务青年人才成长,服务主管/主办单位科技创新工作。在精准定位的基础上,交叉学科期刊应遵循以下发展路径:依托单位资源优势,夯实期刊发展基础;加强编审队伍建设,服务专家读者需求;培育期刊品牌特色,推动交叉学科发展。

有源型柔性直流输电技术在全球能源互联网背景下的应用研究

全球能源互联网是实现新能源资源在全球范围内合理配置和高效利用的重要发展方向。基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的柔性直流输电技术凭借其可以为无源电网提供支撑和控制灵活的特点,正逐渐成为构建全球能源互联网的重要技术手段之一。对柔性直流输电技术在全球能源互联网背景下的应用进行了深入研究。首先梳理了柔性直流输电在全球能源互联网中的3种典型应用场景。接着利用PSCAD/EMTDC仿真研究了传统柔性直流在典型应用场景下的故障特性,分析了其应用于全球能源互联网时的不足。针对这些不足,提出了一种具有解耦运行能力的基于锂电池储能装置的有源型柔性直流输电技术,对其拓扑结构和控制策略进行了介绍。最后在PSCAD中仿真验证了所提出的有源型MMC在全球能源互联网应用场景下隔离交流系统故障对直流侧系统的功率冲击的能力。

碳中和背景下全球能源互联网构建的关键技术及展望

我国提出到2030年实现碳达峰,2060年实现碳中和的目标。结合2050年全球能源互联网场景及骨干网架,从高比例清洁能源、联网格局与网络结构、运行控制措施等方面探讨了全球能源互联网构建的若干问题,分析了清洁能源比例、实施路径及应对挑战措施,提出多节点多回路广义骨干网架概念,讨论了分层分区结构,提出了智能调度、稳定控制、信息通信及大数据等运行控制措施建议,并对大容量远距离输电、储能、清洁能源发电等构建全球能源互联网的关键技术进行了展望。

2℃温控目标下亚洲能源互联网构建

亚洲经济体量大,能源电力需求旺盛,是全球发展的重要引擎,同时地区发展不均衡、不充分现象突出。为应对发展挑战,需进一步加强能源电力基础设施建设,带动资源开发利用,扩大区域合作,实现均衡发展,共同构筑安全、高效和低碳的能源治理体系。文章首次提出了满足2℃温控目标下高比例清洁能源结构的亚洲能源电力发展方案。分析亚洲各区域发展特点和清洁能源资源禀赋,建立亚洲能源互联网总体格局与目标,评估亚洲能源互联网建设综合效益。

东北亚、东南亚能源互联网发展论坛举行

10月16日,东北亚、东南亚能源互联网发展论坛在京举行.论坛由全球能源互联网发展合作组织举办,旨在落实全球能源互联网“中国倡议”,凝聚区域内各方力量,深化有关国家能源合作,加快推进东北亚、东南亚能源互联网建设,实现区域清洁绿色可持续发展.论坛发布了《东北亚能源互联网规划研究报告》《东南亚能源互联网规划研究报告》两项成果,为东北亚、东南亚地区清洁能源开发与电网互联提供了综合解决方案.

拉美国家石油公司能源转型关键影响因素及对中拉能源合作的启示——基于拉美的系统动力学模型分析

本文以拉美国家石油公司(NationalOil Companies,NOC)为例,概述了该公司在能源转型中的举措,总结“优势产业协同”和“单一主业脱碳”两大转型模式,并从驱动力和阻滞力的角度分析其影响因素,通过系统动力学建模仿真,对三种情景下的拉美NOC转型作出预测。与此同时,分析了拉美NOC转型对中拉能源合作的启示。结果显示,以2050年碳减排90%及国际油价40美元/桶的情景为例,拉美国家石油公司的石油业务体量将在2030年左右达峰。受美国产业政策波及,拉美在美国能源结构中地位调整,及拉美国家寻求能源转型、抵制霸权和变革求索的背景下,中拉油气公司能源国际合作迎来了难得的窗口期和新的内涵。

高比例清洁能源并网的跨国互联电力系统多时间尺度储能容量优化规划

高比例清洁能源并网对电力系统的灵活调节能力提出了更高要求。储能是构成系统灵活调节能力的关键要素,系统对储能的需求与系统的灵活性稀缺程度紧密相关,而单纯依靠储能来提供系统所需灵活性将造成电力系统投资成本极大增加、设备利用率降低等问题。储能与互联电网、清洁能源布局协同规划并发挥彼此间的互补效益是提升未来清洁电力系统安全经济性的重要途径。该文从技术经济性的角度出发,考虑多种灵活性资源协同参与的跨国互联电力系统优化规划与运行。首先基于已有研究对各类灵活性资源建模,将年度8760h全景时序运行模拟纳入优化模型,然后提出了面向高比例清洁能源电力系统、考虑多种灵活性资源参与的规划模型并基于东北亚跨国互联电网进行实证分析,量化评估了电网互联、清洁能源布局对储能优化配置的影响,给出了基于不同灵活性资源规划模型的2035—2050年东北亚地区规划结果。算例表明,通过电网互联与多区域风电、光伏清洁能源协同规划可有效减少各区域内储能装机、降低系统的度电成本。算例还进行了储能装机容量、系统度电成本与线路互联容量间的灵敏度分析。

农村零碳能源系统构建框架研究

我国农村清洁能源开发潜力较大。经测算,我国农光互补、渔光互补、屋顶光伏等复合光伏利用模式的总开发潜力可达120亿kW,年发电量达14.4万亿kW·h。光伏发电可以作为我国农村能源系统的电量主体。生物质综合利用具有重要战略意义,能够解决农村废弃物的污染问题,每年能源化利用的生物质总量可超过20亿t标煤。我国农业生产和农村生活须要加快电能替代进程,预计2050年我国农村耗电量将达2万亿kW·h。未来我国农村能源系统将呈现“百分百清洁能源+生物质规模化利用+高电气化率”的特征。测算结果表明,我国农村能够以100%清洁能源满足能源需求,实现农村能源系统零碳排放,具备较高的环境效益。

含高比例新能源电力系统极端天气条件下供电安全性的提升

为有效评估极端天气对含高比例新能源电力系统供电安全的影响,并提出切实可行的提升电力系统供电安全性的措施,首先对极端天气下负荷特性及新能源出力特性进行建模仿真,其次对极端天气情况下含高比例新能源的电力系统进行生产模拟,从源、网、荷、储各环节提出提升电力系统供电安全性的方案,最后以某省级电力系统为算例,验证所提方案的有效性。

计及风电随机性的跨区域电-气互联系统分散协调调控

针对风电出力强随机性和不同能源主体间信息私密性,影响跨区域能源合作协调调控问题,文章提出一种计及风电随机性的跨区域电-气互联系统(Cross-Regional Integrated Electricity-Gas System,CRIEGS)分散协调调控策略。首先,介绍CRIEGS内、外双层结构及跨区协调特点,并基于交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM)和节点撕裂法在联络管线和耦合元件处实现系统分解,利用场景法表征风电出力随机性;然后,以各个能源主体运行成本的期望值最小为目标,构建CRIEGS日前优化调控模型,并采用了变惩罚参数的交替迭代方式,分别对非线性交流潮流模型、潘汉德尔修正稳态潮流模型进行线性化处理;最后,通过多个算例对所提CRIEGS分散分布式协调调控策略的有效性进行验证。

能源进化论的建立、论证及应用

能源发展历史已经超过几十万年,现代能源发展史也超过了几百年。立足当下,能源正在经历新一轮转型,从化石能源为主的能源体系逐渐过渡到清洁、低碳、安全、高效的现代能源体系。能源的转型也是不断演化的过程,历次能源转型背后既有历史环境因素的影响,也有其自身发展规律,即共同遵循进化论思想。在理论创新方面,本文首先基于生物进化论思想,提出能源进化论理论体系,即能源进化遵循“可复制的技术突破、生存竞争和自然选择”三个演化过程。其次,在实证分析方面,基于能源进化视角,系统分析了历次能源转型的底层逻辑并论证了能源进化论理论体系的实践性。最后,在实践方面,围绕能源转型周期、能源供应安全稳定、转型路径依赖、技术创新关键要素,剖析当前能源行业转型挑战及应对建议,并针对企业转型提出警惕化石能源投资风险、寻找好生存竞争中的生态位、注重技术创新与突破等发展建议。

全球电力电缆管理模式发展及展望

随着全球能源互联网理念的提出以及电力互联互通进程的推进,伴随着城市化进程、新能源项目的大力发展,对电力电缆的需求与日俱增,也使电力电缆管理模式研究受到各方关注。本文研究梳理分析了电缆管理模式技术的发展过程,结合目前正在兴起和逐步应用的新技术,提出未来新型电力电缆管理系统应基于大数据、云计算、物联网、人工智能、移动互联网、区块链的发展趋势,实现精益化和规范化管理,提高电网运维管理效率和智能化水平。

考虑绿色化工的工业园区微电网多层规划方法

针对该背景下工业园区绿色微电网的规划方法进行研究,从分布式电源、多能互补等角度建立微电网基础,引入氢、氨等绿色化工产业增加绿电消纳途径,推进低碳减排进程。以多层规划方法解决该复杂规划问题,上层以经济性指标优化冷热电联供系统的设备容量;中间层从清洁利用角度配置氢、氨等制气设备;下层考虑系统的协调运行能力,优化灵活性较差的燃气轮机的运行特性。最终通过单纯形法将该规划问题线性化,并以Matlab的Cplex求解器进行计算。最后以某钢铁厂工业园区为仿真算例,结果表明考虑氢氨利用的微电网系统减碳效果明显,并带来了一定的节支收益和经济效益。

清洁能源部长会议合作机制下区域与全球能源互联网倡议的机遇及挑战

清洁能源部长会议是目前全球清洁能源领域级别最高的政府间多边国际合作机制,中国作为发起成员国之一,积极参与清洁能源领域内的国际多边合作,并牵头发起成立了区域与全球能源互联网倡议。为深化全面清洁能源开发及区域电网互联等领域的国际合作,结合担任区域与全球能源互联网倡议协调机构角色的经验,分析了电网互联对于促进清洁能源消纳的意义,研究了区域与全球能源互联网倡议在国际多边合作机制下的机遇及挑战,并提出了相关政策建议,为相关国家政府及合作伙伴推动电网互联提供参考和借鉴。

绿色工业园区供能技术方案及经济性分析

工业园区是经济发展的重要载体,园区的生产活动需要大量的能量供给,因此可靠、经济的供能技术是高耗能产业运行的重要保障。首先对当前主要供能方式的系统结构与运行特性进行分析,包括自备电厂、大电网购电、孤岛模式微电网和并网模型微电网;然后综合经济性、可靠性和环境效益,建立了供能技术评价指标体系;最后,以某电解铝生产园区为实际算例,分析4种供能方式在工业园区应用中的经济性表现,并综合未来碳价格和储能成本的发展趋势进行敏感性分析,可为工业园区投资者和相关政策制定者提供决策参考。

碳风险与企业资本结构动态调整研究

以2014—2022年中国A股上市企业为研究样本,探究碳风险对企业资本结构调整的影响效应。研究表明,碳风险加快了企业向最优资本结构调整的速度,使负债不足企业、过度负债企业的实际资本结构与最优资本结构的差额减少。路径分析表明,对于负债不足企业,碳风险通过刺激绿色转型增加企业资本结构调整程度;对于过度负债企业,碳风险通过加剧融资约束、破产风险增加企业资本结构调整程度。异质性检验结果表明,碳风险对非国有企业、机构持股比例较高企业以及市场竞争程度较强企业资本结构的调节作用更强。研究结论为碳风险影响企业资本结构的动态调整行为提供了证据,为碳密集型企业应对资本结构的变化规律提供了参考。

面向碳中和情景的中国跨区域电氢协同优化配置研究

为实现碳中和目标,构建高比例清洁能源电力系统势在必行。绿氢可为难以直接用电的终端用能领域提供零碳解决方案,成为可再生能源和部分终端用能之间的纽带,实现间接电能替代。如何在高比例清洁能源系统中对电能与氢能进行优化配置,是未来电力、绿氢发展中需要面对的重要问题。通过构建的电氢协同系统模型(GTSEP),量化评估电氢耦合的系统性价值,分析输电、输氢之间的关系,以全系统综合用能成本最低为目标,实现全国范围内大规模、跨区域电力与氢能生产、储存和运输的协调优化。将全国划分为七个区域,预计2060年绿氢需求量为7500×10^(4)t,全社会用电量需求将达到17×10^(12)kW·h,根据满足绿氢需求的不同方式,共设置4种模式进行对比分析。结果表明,采用电氢协同模式,各区域内利用可再生能源发电就地制氢并利用的总量为4000×10^(4)t,跨区输氢总量3500×10^(4)t,约占总需求的46%左右,其中直接管道输氢780×10^(4)t,输电代输氢1.1×10^(12)k W·h,绿氢平准化成本为9.32元/kg。电氢协同的零碳能源系统可以充分发挥氢易于大规模存储的优点和电能易于传输的特点。

中国能源电力碳中和实现路径及实施关键问题

结合中国经济社会和能源电力发展的现实国情,分析中国碳中和机理框架和中国能源互联网减排思路。按照全社会减排成本最优,应用综合评估模型MESSAGE研究提出中国全社会碳中和整体路径和能源电力系统转型路径,结果表明:中国2060年前全社会实现碳中和路径总体可按尽早达峰、快速减排、全面中和3个阶段推进,全社会碳排放2028年左右达峰,2060年90%能源需求由非化石能源满足,全社会2/3的能源使用均为电能,实现能源使用体系全面转型。同时着重分析了实现碳中和过程中减排速度和节奏、电力系统平衡调节、转型成本和疏导等关键问题。

能源电力清洁化转型中的储能关键技术探讨

储能在确保能源生产与消费平衡的同时,可以进一步提升整个能源系统的经济性水平。只有储能技术性能不断提高、成本不断下降,才能推动能源系统清洁转型不断深入。首先阐述了能源清洁转型中储能的定位与形式演变,其次梳理了储能技术及应用现状,主要包括技术和经济指标、各种应用场景、不同应用场景下的技术适用度及容量配置、应用规模等;再次提出了能源清洁转型对储能技术类型及储能技术和经济指标的未来需求,即储能技术的未来发展总目标;最后从储能本体、系统集成、应用规划、运行控制、评价与标准5个维度提出储能关键技术的分项目标及相应的技术路线,形成能源清洁转型下的储能关键技术发展路线,以期为储能相关从业者开展政策制定、战略研究、项目开发、技术创新提供参考和借鉴。

用于波动性新能源大规模接入的氢储能技术研究综述

为了保障新能源大规模接入和电网安全经济运行,必须合理配置储能系统。介绍了一种理想的绿色储能技术——氢储能技术原理及特点、国内外应用情况、发展趋势以及关键技术,并对其未来应用及发展提出了建议。