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2022年第1期“以新能源为主体的新型电力系统关键技术与装备”专栏精彩导读

2022-11-24分类:电力新闻 / 电力科技来源:
【CPEM全国电力设备管理网】

《全球能源互联网》2022年第1期已正式出版,本期刊载了以新能源为主体的新型电力系统关键技术与装备专栏等10篇论文,下面就带您了解一下本期的精彩内容。点击文末阅读原文可在手机端查看全文。

以新能源为主体的新型电力系统关键技术与装备专栏

特约主编寄语


以新能源为主体的新型电力系统关键技术和装备

向上滑动阅览

构建以新能源为主体的新型电力系统,是实现碳达峰、碳中和的重要举措,电网作为电力输送的平台,将在推动可再生能源并网、配置、消纳等方面起到关键的枢纽作用。随着电力系统与电力电子、智能控制、传感遥测、信息通信等领域持续深化融合,柔性低频交流输电、电网数字化等先进技术方兴未艾,将进一步提升优化现有电网的控制调节能力,以适应当前再电气化复合发展的需求,将在光伏、风电等绿色能源开发利用方面显著提高效率、降低成本、拓宽渠道。同时,先进技术的发展也对相关装备设计制造、控制运行、试验调试、电磁防护、高压绝缘、工程施工、标准体系建立等提出了更高要求。

面对双碳目标和构建以新能源为主体的新型电力系统带来的新发展机遇,《全球能源互联网》期刊将于2022年设立以新能源为主体的新型电力系统关键技术和装备专栏,邀请中国科学院陈维江院士、国网智能电网研究院电力电子所赵国亮书记担任特约主编,向能源电力领域广大专家学者征集优秀成果论文。同时,电力行业电能质量及柔性输电标准化技术委员会也拟于8月举办第九届电能质量及柔性输电技术研讨会,期刊将与大会深度合作,相互推荐优秀论文和作者专家,与广大同仁深入交流面向双碳目标的新型电力系统新理论、新技术、新实践。诚邀各位专家同仁踊跃来稿,分享真知灼见。

特约主编介绍


陈维江

中国科学院院士,高电压与绝缘技术专家,长期从事电力系统电磁瞬态分析方法与防护技术研究。

赵国亮

教授级高级工程师,电力电子技术专家,长期从事柔性交流输电、电能质量治理及分析技术研究。

1

中国区域低温天气及其对风力发电影响的统计

孙荣富 1 ,徐海翔 1 ,吴林林 2 ,林弋莎 3 ,乔颖 3* 

(1. 国网冀北电网有限公司调度控制中心;2. 国网冀北电网有限公司电力科学研究院;3. 清华大学电机工程与应用电子技术系)

【摘要】罕见低温天气可能导致大规模风电机组非计划停运,威胁电力系统的可靠安全运行。研究低温天气对风力发电停运容量影响的时空规律,对于未来高比例甚至100%可再生能源电力系统的发展,具有重要意义。以风力发电机组的设计运行温度下限为阈值,关注低于阈值的低温天气。结合全国2481个地面气象站点历史48年(1970—2017年)的日气温观测数据及国家电网有限公司经营区的实际风电场分布数据,从发生频率、持续时间、反复穿越阈值次数、影响国土面积、风电停运容量等指标,对中国区域低温天气及其对风力发电的影响进行了统计分析,并总结了低温天气对风力发电的影响规律,可为未来高比例可再生能源电力系统的规划和运行提供基础。

 

关键词:高比例可再生能源电力系统;低温天气;风电停运

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2

基于自适应移动平滑与时间卷积网络误差修正的风电功率预测

孙蓉 1* ,李强 1 ,罗海峰 2 ,窦迅 2 ,邓叶航 2

(1. 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院;2. 南京工业大学)

【摘要】为了解决风电功率预测误差对电力系统调度运行影响的问题,提出一种基于自适应移动平滑(adaptive movement smoothing,AMS)和时间卷积网络(temporal convolutional network,TCN)误差修正的风电功率预测方法。该方法首先利用变分模态分解和TCN提取风电功率的时空特性,得到初步预测结果;然后利用AMS模型对预测误差序列进行自适应平滑处理,降低误差的波动性;最后利用TCN模型提取预测误差的时间特性,对初步预测结果进行修正,提高预测的精度和稳定性。基于辽宁双子台和内蒙古克什克腾旗两个风电场的实测数据进行了实验对比分析,相较于其他方法,采用所提风电功率预测方法在15 min、30 min和1 h时间尺度下得到的预测结果,平均绝对误差降低50.0%以上,平均相对误差降低10.0%以上,验证了所提方法的有效性。

 

关键词:误差修正;风电功率预测;时间卷积网络;自适应移动平滑

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3

基于模块化多电平换流器的高压直流系统直流侧故障限流技术研究

郝晓弘 *,黄伟,裴婷婷,王锐,邓福莉

(兰州理工大学电气工程与信息工程学院)

【摘要】基于模块化多电平换流器的高压直流输电技术迅速发展,直流侧短路故障电流的限制与开断困难等问题已然成为研究热点。故障限流技术能够快速限制短路电流的峰值与上升率,为直流断路器的快速隔离提供有利条件。在现有混合式直流断路器基础上,提出2种快速限流的技术方案:新型直流故障限制器与直流断路器配合方案、结合限流电路的混合直流断路器方案。通过限流电感实现故障初期对故障电流上升率的抑制、限流电阻和电容在故障过程中快速投入以及电感限流回路与电容放电回路引入,使得故障电流峰值降低,直流断路器中避雷器的耗能压力继而减小,最终实现直流侧故障电流的快速清除。最后,利用PSCAD/EMTDC仿真验证方案的可行性。研究结果表明,所提2种方案能够大幅度减小故障电流峰值、降低避雷器耗能以及实现直流断路器安全可靠分断。

 

关键词:高压直流输电;模块化多电平换流器;直流故障限制器;直流断路器

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4

基于 LSTM 的锂电池储能装置 SOC 与 SOH 联合预测

刘运鑫 1 ,姚良忠 1* ,周金辉 2 ,陈超 2 ,柯德平 1 ,廖思阳 1 ,龚烈锋 1 ,程帆 1

(1. 武汉大学电气与自动化学院;2. 浙江省电力公司电力科学研究院)

【摘要】锂电池储能装置在电网中承担削峰填谷、调频保电的重要工作,因此有必要预测其运行状态,为下一步制定运维与检修计划提供依据。为实现锂电池储能装置荷电状态(state of charge, SOC)与健康状态(state of health, SOH)的联合预测,首先分析了预测电压与温度的必要性和SOC与SOH的关联性,然后提出采用长短期记忆(long short-term memory, LSTM)网络来预测电压与温度的变化,并增加锂电池储能装置历史运行状态作为特征量来提高预测精度。最后在电压与温度预测值的基础上,对SOC和SOH进行联合预测。仿真结果表明,相比小波神经网络、BP神经网络模型,所提出的预测方法在预测电压与温度变化时精度更高;相较于荷电状态的单独预测,提出的方法能够以较高的精度联合预测SOC和SOH。

 

关键词:锂电池;长短期记忆网络;荷电状态;健康状态;联合预测

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5

计及风电功率相关性的微电网日前随机优化调度方法

姜宇 1,2* ,陈翔宇 1,2,傅守强 1,2 

(1. 国网冀北电力有限公司经济技术研究院;2. 北京京研电力有限公司)

【摘要】随着碳中和目标的提出以及分布式可再生能源的发展,微电网作为未来集成清洁能源的有效载体受到广泛关注。风电等可再生能源的随机性和间歇性给微电网的经济调度带来挑战,为了减少不确定性的影响,基于数据驱动的条件正态Copula函数对风电预测误差的时间相关性及其与日前预测值的条件相关性进行建模,通过K-means聚类得到给定的日前预测值下第二日可能的风电功率场景,并采用随机优化方法解决微电网的日前调度问题。仿真结果表明,所提方法能够合理反映日前风电功率的可能场景,有效降低微电网运行成本,相较于确定性优化模型,日内不平衡电量减少22.77%,运行成本降低4.01%。此外,相较于不考虑相关性的传统随机优化模型,日内不平衡电量减少18.23%,运行成本降低3.2%。

 

关键词:微电网;不确定性;条件正态Copula;随机优化

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6

基于序列线性关联度分析的配电网可靠性投资估算方法研究

王梓珺 1 ,王承民 1* ,闫涛 2 ,刘苑红 2 ,刘伟 2

(1. 上海交通大学;2. 中国电力科学研究院)

【摘要】为实现给定可靠性指标,提出一种基于序列线性化关联度分析的配电网可靠性规划投资的估算方法。首先选取与可靠性紧密相关的规划业务指标,通过序列线性化关联度分析将可靠性指标的控制目标分解为各规划业务指标的提升目标,然后构建各规划业务指标对应的典型工程建设场景,并依据典型场景估算出要达到相应的业务指标提升目标所需的投资额,最后汇总得到总的可靠性规划投资额。算例表明该方法可适用于电网情况复杂和规划方案多样的实际配电网,能够为供电企业提高资金使用效率提供有力指导。

 

关键词:可靠性;配电网规划;关联度分析;投资估算

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碳中和背景下世界政治经济的演变与合作

7

碳中和背景下发达国家的气候援助:进展与问题

张锐 1 ,张瑞华 1 ,李梦宇 1 ,岳锋利 1 ,相均泳 1* ,寇静娜 2

(1. 全球能源互联网发展合作组织;2. 太原理工大学经济管理学院)

【摘要】在全球努力实现碳中和目标的背景下,以气候资金为核心的气候援助日益重要。发达国家试图以气候援助作为扩展对外影响的政策工具,寻求碳中和时代的全球权势地位,为本国低碳产业开拓海外市场。近年来,发达国家的气候援助出现以下显著进展:扩大气候资金规模;支持受援国重大的能源转型与电力互联项目,引导发展中国家弃用煤电,塑造区域乃至全球能源秩序;开展气候安全治理,防范由气候变化引发的安全风险;加强性别关怀,提升女性的适应能力。同时,发达国家的援助存在行动缺乏必要力度、内涵界定缺乏规范、贷款比例过高、资金流向不平等的突出问题。中国正在倡导与推进气候南南合作,应敦促发达国家履行自身责任,推动构建国际气候援助的规范体系,协同推进气候援助与全球能源互联网建设,及时采纳发达国家的有效经验。

 

关键词:碳中和;发达国家;气候援助;气候资金;能源转型

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8

中东北非电网互联与可持续发展研究

俞凯峰 1, 2* ,黄磊 1, 2,闫涛 1, 2,冯宗邦 3 ,刘武艺 4 ,Radia Sedaoui5

(1. 全球能源互联网发展合作组织;2. 全球能源互联网集团有限公司;3. 卡迪夫大学;4. 中国电力建设集团有限公司中东北非区域总部;5. 联合国西亚经济社会委员会)

【摘要】中东北非地区能源转型进展缓慢,加速部署太阳能、风能等可再生能源资源,推动电源、电网协同规划与项目开发融资模式创新是实现区域可持续发展的必经之路。区域电力市场缺乏顶层设计,电网消纳和调节能力不足,限制了中东北非可再生能源大规模开发利用。为此,详细梳理了中东北非电源开发以及电网互联发展现状,分析总结了中东北非电源、电网规划目标,明确了区域当前电力背景下的可持续发展路径。基于当前中东北非能源现状,探讨提出清洁开发-规模储能-海水淡化-绿色制氢-电力出口联动发展模式,为中资电力环保企业深耕一带一路沿线阿拉伯国家市场,以及中国牵头建设东北亚电力市场提供借鉴和参考。

 

关键词:一带一路;中东北非;电网互联;能源转型

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9

南非碳中和实现路径及减排措施研究

周立志 1* ,张鹏飞 2, 3,麻常辉 4 ,刘洁 2, 3

(1.国家电网有限公司驻非洲办事处;2. 国网国际发展有限公司;3. 希腊国家输电网;4. 国网山东省电力公司电力科学研究院)

【摘要】南非是非洲最具影响力的国家之一,也是全球主要温室气体排放国之一。随着全球气候变暖形势越发严峻以及本国优质煤炭资源日趋紧张,南非近年来开始积极推进能源低碳转型并提出2050年实现碳中和的减排目标。首先详细介绍了南非能源结构和碳排放现状,其次概述了南非碳中和目标的实现路径以及涉及电力、工业、交通运输、建筑、农林等领域的减排政策、规划和措施,并指出了所面临的主要困难和挑战。南非的相关实践对其他发展中国家具有重要的参考意义。

 

关键词:南非;碳中和;减排路径;低碳转型

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10

碳中和趋势下城市参与全球气候治理探析

汪万发 1 , 张彦著 2*

(1. 中国人民大学国际关系学院;2. 生态环境部对外合作与交流中心)

【摘要】随着以国家、城市和企业等为代表的全球气候治理主体纷纷宣布碳中和愿景并制定一系列碳中和路线图,全球气候治理已经形成了各主体广泛参与、共同治理的新格局。城市既是应对气候变化的治理对象,也是全球气候治理的行为主体。在全球迈向碳中和进程下,城市参与全球气候治理的理论和实践都将得到深化,体现了城市绿色发展的内在要求和推动构建人类命运共同体的责任。尽管碳中和进程给城市参与全球气候治理带来了新的机遇,但是城市气候行动依然面临诸多困境。展望未来,城市需要抓住全球碳中和契机,建构城市碳中和伙伴关系,推进城市清洁能源发展和绿色发展转型进程。

 

关键词:气候变化;碳中和;多利益攸关方;城市;人类命运共同体

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编辑:张鹏

审核:周舟


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