以新能源為主體的新型電力系統低碳綠色調控技術及應用檢視原始碼討論檢視歷史

來自 搜狐網 的圖片

以新能源為主體的新型電力系統低碳綠色調控技術及應用「雙碳」目標的提出使得「清潔、低碳、安全、高效」的能源發展與轉型主題更加鮮明。作為實現「雙碳」目標的主戰場，電力和能源領域在「十四五」期間的重點工作是進一步促進電力生產和消費的低碳化和清潔化，構建以新能源為主體的新型電力系統。我國目前以火電為主的能源格局使得發展電網低碳綠色調控技術成為必然選擇。

一、背景

「雙碳」目標的提出使得「清潔、低碳、安全、高效」的能源發展與轉型主題更加鮮明。作為實現「雙碳」目標的主戰場，電力和能源領域在「十四五」期間的重點工作是進一步促進電力生產和消費的低碳化和清潔化，構建以新能源為主體的新型電力系統。我國目前以火電為主的能源格局使得發展電網低碳綠色調控技術成為必然選擇。現階段電力系統面臨的主要問題如下：

1、現有調度方法往往以最小化成本作為目標，但隨着經濟的發展，環境問題日益嚴峻，已成為制約社會發展的主要因素。為更好地保障電力系統的安全經濟運行，同時提高能源利用率、減少對環境的污染，實現可持續發展，經濟-環保多目標協調優化調度技術將是未來發展的方向。

2、傳統「以熱定電」的運行模式，導致熱-電之間具有強制約關係，限制了熱電機組參與調峰的效果。亟需提出一套充分利用運行靈活性的熱電機組聯合優化調度方法，提升調峰效能。

3、在「雙碳」目標背景下，大規模開發新能源是目前能源戰略的焦點。但新能源出力具有較強的隨機波動性和不確定性，其大規模接入對電力系統的安全經濟運行提出了挑戰。

二、應用案例

1.項目概述

隨着「雙碳」目標的提出，對電力系統進行節能減排、構建以新能源為主體的新型電力系統成為國家和行業共識。本項目解決了傳統電網調控策略難以兼顧經濟性和環保性的技術瓶頸，攻克了熱電機組聯合優化調度難題以及不確定性條件下新能源清潔調度技術難題，促進了電力生產和消費的低碳化和清潔化，技術創新程度高。項目有助於電力系統的「清潔、低碳、安全、高效」轉型，促進電力生產和消費的低碳化和清潔化，助力構建以新能源為主體的新型電力系統，踐行「雙碳」目標，具有重要的科學價值、工程價值以及廣闊的應用前景。

2.主要效益

截止2020年底，我單位的低碳綠色調控軟件應用於全市共計20多個工程。工程範圍覆蓋火電廠的經濟-環保協調運行、火電廠的碳捕捉裝置安裝、熱電廠的熱電解耦改造、熱電廠的熱電聯合運行、新能源場站的新能源消納能力評估及運行策略。經財務系統核算，導出近三年相關業務經濟效益，具體情況如下：2018年新增銷售額5170.00萬元，新增利潤1060.00萬元，新增稅收477.00萬元；2019年新增銷售額5330.00萬元，新增利潤1120.00萬元，新增稅收492.80萬元；2020年新增銷售額4980.00萬元，新增利潤1020.00萬元，新增稅收459.00萬元；累計新增銷售額達到15480.00萬元，新增利潤3200.00萬元，新增稅收1428.80萬元。

3．社會效益與間接經濟效益

1、有助於促進電力生產和消費的低碳化和清潔化，助力構建以新能源為主體的新型電力系統，踐行「雙碳」目標。通過本項目的實際工程應用，年均新能源消納增加了20億千瓦時，具有重要的科學價值、工程價值、社會效益以及廣闊的應用前景。

2、通過火電機組經濟-環保協調調度策略，解決了傳統電網調控策略難以兼顧經濟性和環保性的技術瓶頸，降低了系統的碳排放量。通過本項目成果的實際工程應用，年均降低碳排放量323萬噸。通過熱電協調調度策略，可實現多類型能源供應與需求的整體平衡，提高了傳統能源的整體利用效率。總之，本項目成果有效地促進我國了節能減排戰略的實施。

3、有助於消除輸配電系統瓶頸、延緩發/輸/配電系統建設，提高各能源設備利用效率，降低運營成本，提升運營效率和盈利水平。

4、電網公司為主動承擔企業社會責任，項目的研究成果能夠為多元用戶提供更優質的服務水平，提高用電延伸服務的質量，提升電力企業自身形象和價值。

5、緩解化石能源危機，提高我國能源安全，通過該系統內多種能源（傳統能源/可再生能源，冷/熱/電，風/光/電/氣等）之間的科學調度，實現能源高效利用、滿足用戶多種能源需求、提高社會供能可靠性和安全性等目的。

三、技術要點

1、提出了火電機組經濟-環保協調調度技術，包括：①基於購電成本、碳排放量等多類因素構建了「經濟-環保」多目標協調優化調度模型，可在經濟調度中考慮環保因素；②提出了考慮碳捕捉機組的新能源電力系統魯棒經濟-環保協調調度模型，可在增大新能源消納比例的同時降低火電機組的碳排放量；③研發了新能源電力系統經濟-環保協調調度平台，突破了傳統電網調控策略難以兼顧經濟性和環保性的技術瓶頸。

2、提出了考慮熱電機組參與調峰的靈活優化調度技術，包括：①提出了一套面向大規模新能源消納的電熱聯合機組運行靈活性量化評估指標體系及方法，可有效反映系統上調備用和下調備用的充裕性；②建立了考慮供熱管道和建築物儲熱並計及供熱機組調度運行特性的電熱聯合系統靈活調度策略，可充分發揮熱電聯產機組的靈活性，增大系統的調峰能力；③研發了面向大規模新能源消納的電熱聯合系統協調優化調度系統，攻克了熱電機組聯合優化調度難題。

3、提出了考慮新能源發電不確定性的清潔調度技術，包括：①建立了基於單颱風機/光伏出力不確定性的新能源出力不確定模型，進而建立了一種基於魯棒優化的新能源消納能力評估模型；②將建立的運行風險模型與魯棒機組組合模型結合以動態地調整新能源出力不確定集合的邊界，從而實現運行成本和運行風險的協同優化，並給出了需求響應的不確定性對調度結果的影響，從而提出了一種考慮新能源/負荷不確定性並計及需求側響應的新能源電力系統魯棒優化調度方法；③研發了面向大規模新能源消納的魯棒調度平台，攻克了不確定性條件下新能源清潔調度技術難題。

四、應用前景

1、項目研發的低碳綠色調控軟件應用於唐山市下屬的唐山市區、遵化市、遷安市、灤縣、灤南縣、樂亭縣、遷西縣共計20多個工程。工程範圍覆蓋火電廠的經濟-環保協調運行和碳捕捉裝置安裝、熱電廠的熱電解耦改造及熱電聯合運行、新能源場站的新能源消納能力評估及運行策略。

2、深圳市今朝時代新能源技術有限公司依託本項目成果，在天津、內蒙古、山西、河北、陝西、山東、安徽、黑龍江、吉林、遼寧等10餘省完成共計110多個工程應用。實際應用覆蓋火電廠的經濟-環保協調運行、火電廠的碳捕捉裝置安裝、熱電廠的熱電解耦改造、熱電廠的熱電聯合調度、電網調控中心的新能源消納能力評估及調控策略。通過以上實際工程應用，年均減少碳排放量60萬噸，年均新能源消納增加4億千瓦時，應用成效顯著。

3、九州能源（河南）有限公司依託本項目成果，在吉林、遼寧、內蒙古、山西、陝西、山東、寧夏、黑龍江、新疆、甘肅等10餘省完成共計90多個工程應用。實際應用覆蓋火電廠經濟-環保協調運行、熱電廠的熱電解耦改造和熱電聯合調度、電網調控中心的新能源消納能力評估及調控策略。通過以上工程應用，年均減少碳排放量120萬噸，年均新能源消納增加6億千瓦時，應用成效顯著。

4、深圳市萬通順達科技股份有限公司依託本項目成果，在北京、河南、河北、湖北、湖南、甘肅、寧夏、新疆、江西、福建等10餘省完成共計100多個工程應用。實際應用覆蓋火電廠的經濟-環保協調運行、火電廠的碳捕捉裝置安裝、熱電廠的熱電解耦改造、熱電廠的熱電聯合調度、電網調控中心的新能源消納能力評估及調控策略。通過以上實際工程應用，年均減少碳排放量100萬噸，年均新能源消納增加4億千瓦時，應用成效顯著。