煤炭与新能源融合发展场景与关键技术

煤炭与新能源融合发展对我国能源转型和能源安全稳定供应具有重要的支撑作用。本文立足我国资源禀赋并考虑能源保供与转型需求,阐述了煤炭与新能源融合发展的重要意义,系统剖析了煤炭与新能源融合发展具备的基础条件。从煤炭开发,燃煤发电,煤化工,碳捕集、利用与封存(CCUS)分别与新能源融合的4个场景角度出发,总结了当前煤炭与新能源融合的主要形式、技术特征、应用情况等。着重关注煤炭开发与新能源融合、“风光火储”联合调度、太阳能光热与燃煤发电融合、太阳能光热与CCUS融合、绿氢与煤化工融合等5类技术,深入分析了煤炭与新能源融合技术体系的发展挑战与突破方向。研究建议,将煤炭与新能源融合发展上升为国家战略,系统推进煤炭与新能源融合发展,加大煤炭与新能源科技研发力度,完善煤炭与新能源融合发展相关的财政、金融和人才支持政策。

行业特色高校虚拟仿真实验教学实践探索——以国家级一流课程“电力市场交易决策虚拟仿真实验”为例

行业特色高校推进虚拟仿真实验教学是高校信息化进程的必然路径,对进一步提升人才培养质量具有重要意义。通过分析面向行业培养特色的虚拟仿真实验教学建设目标,提出“树立一流教学理念、打造一流培养模式、建设一流课程内容”的建设思路。以能源电力行业特色高校的国家级一流课程“电力市场交易决策虚拟仿真实验”教学项目为实践,从建设必要性、教学目标、教学方法和实施效果方面,探索了行业特色高校开展虚拟仿真实验教学建设的路径。

世界主要国家电力工业发展分析

近年来,中国、印度和中东地区的能源需求增长已经占全球能源需求增长的三分之一,特别是中国已经成为仅次于美国的第二大能源消费国。如何既保证经济可持续发展,又能够调整能源结构、减少二氧化碳排放、建设生态文明,电力工业将在其中扮演重要角色。美国、日本、德国、英国、法国等5个主要发达国家经过一系列电力工业改革和发展,取得了显著成效。现阶段,我国在电力工业发展虽然落后于这些国家,但这些发达国家发展电力工业的经验教训也将成就我国电力工业发展的后发优势。

海上风电支撑我国能源转型发展的思考

我国海上风电资源丰富,且靠近东部沿海经济发达省份,就地消纳优势巨大,发展海上风电有助于加快我国能源转型进程,助力2030年碳达峰、2060年碳中和目标的实现。本文在分析我国能源发展现状、趋势和面临挑战的基础上,指出发展海上风电是我国能源结构转型的重要战略支撑。从风电机组、海上输电、海洋工程和运维技术等四个领域归纳提炼了我国海上风电发展的关键技术。针对目前我国海上风电产业发展面临的诸多瓶颈问题,从海上风电资源勘查与评估、提高能源转型认识、宏观统筹与整体规划、科技创新、政策扶持机制等五方面提出了促进我国海上风电产业健康有序发展的对策与建议,以期为我国海上风电高质量发展和政府有关部门决策提供参考。

中国能源智能化管理现状及发展趋势

能源管理在能源发展过程中起着至关重要的作用,而能源智能化管理对于解决我们目前能源分布不均,使用效率不高,节能减排具有重要的意义,本文通过对当今世界和中国的能源管理现状分析,及能源智能化管理在其中发挥的作用为基础,着重从智能电网的发展和智能技术角度提出我国能源智能化管理的现状和发展趋势。智能电网在传统电网基础上,通过先进的信息技术手段实现能源和电力的进一步精密化调控。真正实现物理、信息与应用系统的融合互动,信息、能量与业务流的高度一体化。本文从系统和应用层面详细总结了能源智能化管理在能源管理中发挥的作用,同时介绍了涉及到的各方面信息技术的发展现状,最后指出了未来中国能源智能化发展的趋势和挑战。

新文科下基于OBE理念的行业特色大学经管类人才培养模式探索

新文科不仅强调创新性教育还要求加强文科与工科、农科和医科的交叉融合,通过与其他学科的协同和创新以增强文科的文化软实力。在新文科背景下,行业特色大学中非优势学科经管类专业如何去建设、如何实现教育转型为社会和国家培养出需要的复合型人才,以实现行业特色大学经管类专业的可持续发展,需要进一步去探索。该文以OBE理论为研究基础,在新文科大背景下,从加强学生综合能力、规范课程体系改革及加强评价体系三个方面进行行业特色大学经管类人才培养模式构建。最终实现行业特色大学经管类专业的教育改革以及实现学科自身更好的发展。

陶瓷膜法烟气水分回收数值与实验对比研究

采用陶瓷膜进行烟气水分回收,既可以实现资源化循环使用,又能减缓环境污染。以双排陶瓷膜组件为研究对象,首先理论分析了水蒸气跨膜传输传热传质过程,构建了物理模型,并根据实际工况下的边界参数开展了数值计算;然后,在某燃煤机组中试试验平台上,针对湿法脱硫后的净烟气开展了试验研究。结果表明:随冷却水温度由25℃升至36℃,回收水量由29.45 kg/h线性降低到18.13 kg/h;烟气流量增大,回收水量逐渐增加,但增长速率逐渐变小;回收水量的计算结果与实验结果偏差均小于7%。

太阳能光热发电标准体系研究

针对当前我国光热发电适用技术标准较少、标准体系建设滞后的问题,对太阳能光热发电技术标准研究现状进行了系统梳理。结合新型电力系统清洁低碳、安全高效、智慧灵活等需求,提出面向新型电力系统的光热发电技术标准体系总体架构,并提出涵盖14个领域(基础通用、安全通用、低碳环保通用、规划设计、工程建设、设备材料、调度控制、运行检修、试验与计量、市场营销等)、若干类目与具体标准构成的体系结构。进而,针对各领域标准化现状进行分析,明确当前7个领域存在空白、5个领域不甚完善的现状,提出分阶段重点布局的4点建议。

虚拟电厂标准化现状与需求分析

虚拟电厂是新型电力系统建设的典型实践。针对当前虚拟电厂适用技术标准较少、标准体系建设滞后的问题,对虚拟电厂相关标准进行收集、梳理,从基础通用、规划建设、运行维护、支撑技术和能效评估等方面分析了虚拟电厂各环节的标准化现状,依据自上而下和自下而上的系统工程方法,结合引导性、协调性、系统性和开放性的虚拟电厂标准体系构建原则,设计了涵盖15个子类、52个标准系列的体系架构,并基于未来需求分析提出了重点布局建议,为虚拟电厂标准制定和修订工作提供参考。

生物质锅炉辅助聚光光伏光热的低碳供热系统建模与优化研究

针对双碳目标下未来供暖系统低碳化转型趋势,设计了一套耦合太阳能聚光光伏光热技术、生物质锅炉和地源热泵的低碳供热系统。使用TRNSYS软件搭建供热系统模型,以天津市某宿舍为研究对象,按照天津市典型年气象参数,采用NSGA-II算法对系统配置与运行参数进行多目标优化。结果表明:在蓄热水箱容积为9.9 m~3,地埋管孔数为8,蓄热水箱出口水直接供热温度为44.1℃,仅靠生物质锅炉补热的蓄热水箱出口水温为15.3℃条件下系统运行效果最优;优化后供热系统的聚光光伏光热系统太阳能转化总效率基本在70%以上,结合地埋管可实现对太阳能的高效转化和有效消纳;热泵系统性能系数高,可有效利用低温热源进一步实现高效供热。

基于模糊Petri网的有载分接开关故障诊断方法研究

为解决分接开关故障诊断以主观经验、缺乏系统化流程以及诊断结果与分接开关实际发生故障存在偏差等问题,依据当前分接开关主要故障分类,提出基于模糊Petri网的有载分接开关故障诊断模型,并结合分接开关典型故障案例,验证模型有效性。研究结果表明:基于模糊Petri网的分接开关故障诊断模型能够有效处理故障概率中不确定性因素,具有容错性好、运行效率高等优势,研究结果可为提高分接开关故障诊断的准确性、保障电力系统安全稳定运行提供参考。

考虑风电机组虚拟惯量的新型电力系统频率分布式模型预测控制策略

“双碳”目标下,大规模风电并网对新型电力系统频率安全造成严重威胁。风机虚拟惯量控制和模型预测频率控制是解决上述问题的主要研究方向,但当前模型预测频率控制研究中的预测模型往往未考虑虚拟惯量控制过程,致使预测精度不足,频率控制受到干扰。为此,提出了一种考虑风机虚拟惯量的频率分布式模型预测控制策略。首先,设计虚拟惯量控制环节以发挥风电机组自身的调频能力;其次,为解决风机虚拟惯量控制导致系统等效惯量变化的问题,重构了考虑风机虚拟惯量的调频预测模型;最后,根据重构模型设计频率分布式模型预测控制器,并在Matlab/Simulink中建立四区域互联电力系统模型验证其有效性。

计及风险的电网企业代理购电中长期分时段滚动交易决策方法

我国推动全体工商业用户进入电力市场,电网企业成为代理暂未进入电力市场用户参与交易的核心主体。考虑代理用户需求电量与市场价格的不确定性,在多时间尺度、多品种的中长期交易中合理分配购电比例,有效降低综合购电成本是电网企业提高其营销服务能力的核心策略。基于与现货市场有效衔接的中长期分时段交易机制,建立了包括年度、月度、月内的电网企业中长期交易滚动优化决策模型;考虑多时间尺度交易数据频次的差异性,通过混频波动预测模型确定交易量、价预测偏差的波动率,并借助蒙特卡洛模拟进行多场景抽样求解,以寻求电网企业参与中长期交易过程中风险与成本的合理决策。最后通过算例分析验证了所建模型与方法的有效性,为电网企业降低交易风险、制定多市场组合交易策略提供了有效的参考。

新型电力系统内涵特征及发展方向

构建新型电力系统是解决资源环境问题的必然选择,是经济社会高质量发展的要求,也是能源电力科技工作者的使命。通过分析新型电力系统的提出背景,阐述新型电力系统的内涵特征,概括新型电力系统建设应深化研究的4项关键技术:大规模新能源送出、并网与功率预测,新型电力系统规划与运行,新型电力系统灵活性的提升,现代电力市场体系与交易机制。对新型电力系统特征及技术的分析,有利于凝聚新型电力系统建设过程中主要研究方向和重点理论难题的共识,为能源电力领域研究提供参考。

电-碳联合市场下虚拟电厂主从博弈优化调度

为使虚拟电厂更好地适应新型电力系统的发展,针对含综合能源的虚拟电厂,设计电-碳联合市场交易框架,在此基础上,提出一种考虑需求响应的虚拟电厂主从博弈优化调度策略。以虚拟电厂运营商为领导者、新能源热电联供运营商和综合能源用户系统运营商为跟随者,形成一主多从的Stackelberg博弈模型,同时优化虚拟电厂运营商定价策略、供能侧出力计划和用户侧需求响应方案,并对博弈均衡解的存在性和唯一性进行证明。最后,通过算例验证所提策略的有效性,虚拟电厂内部各主体利益得到有效提升,算例结果也表明不同类型需求响应占比对各主体利益有很大的影响,同时所提的优化调度策略为虚拟电厂制定内部购售电价格、调度计划和参与电-碳联合市场交易提供了参考。

中国电力运行新常态下的资源配置方式——解读国家能源局《关于强化市场监管有效发挥市场机制作用促进今冬明春电力供应保障的通知》

伴随可再生能源快速发展和大规模并网,电力系统形态正在发生深刻变化,电力发展呈现新格局、面临新常态。去冬以来,特别是今年9月部分省份电力供应出现时段性紧张,是偶然中的必然。电力保供时段电力市场能否发挥作用,引发社会各界对"市场在资源配置起决定性作用"的思考,电力保供时段管电部门如何发挥作用,引发社会各界对有为政府行为边界的思辨。中国电力运行新常态下资源配置方式亟待对答。

适应极端事件的配电网弹性规划和投资策略研究综述

随着分布式电源、电动汽车等多元新要素新业态规模化发展,叠加洪涝、台风等极端事件频发,配电网规划设计和投资决策面临巨大挑战,然而传统配电网规划没有充分调动新要素新业态对电力系统的支撑作用。首先,梳理了极端事件影响量化方法、弹性规划、投资策略的研究现状,并对现有投资成效评价方法进行了归纳整理,最后结合适应极端事件的配电网发展诉求,对弹性规划和投资策略优化的未来研究方向提出展望。

新能源汽车产业政策的国际比较研究

本文从产业创新链和政策工具两个维度构建了新兴产业政策研究的理论框架,选取五个典型的发达国家和"金砖国家",以新能源汽车产业为例运用内容分析法对比研究了相关政策。研究发现:从产业创新链的角度,政策的制定与出台必须结合产业的发展规律;从政策工具的角度,政策的侧重与完善必须瞄准产业发展的瓶颈;十个国家的政策样本表明,政策的完善程度与产业的发展实际基本一致。进一步,针对中国新能源汽车产业政策体系存在的问题,从加大供给端政策的出台力度、环境支撑端特别重视充/换电等基础设施的建设、需求端采取"短期以公共交通为主,长期发展私人交通"的策略三个方面提出相应的政策建议。

全国统一电力市场体系建设任重道远

在全国统一电力市场设计中充分考虑东中西部协调发展问题,兼顾好区域战略统筹、区际利益补偿等问题。电力是关系到国家经济发展、社会繁荣、能源安全的基础行业。一方面经济发展需要电力先行,另一方面经济制度的变革也不能缺少电力工业这个环节。打造统一的要素和资源市场,建设全国统一的电力市场体系,是支撑高质量发展和新发展格局的应有之义。2022年3月,中共中央、国务院印发《关于加快建设全国统一大市场的意见》中提出了“健全多层次统一电力市场体系,研究推动适时组建全国电力交易中心”“稳步推进自然垄断行业改革,加强对电网、油气管网等网络型自然垄断环节的监管”等明确要求,为进一步深化电力市场化改革明确了方向。

开发性金融传播中国信心

亚洲基础设施投资银行的组建令世界瞩目。这个即将成立的政府间多边开发性金融机构,已吸引57个意向创始成员国。今年3月国务院正式批复国家开发银行、中国进出口银行、中国农业发展银行等三家政策性银行的改革方案,其中将国开行的定位明确为开发性金融机构。