编者按：清洁低碳已成为全球能源转型发展的必然趋势，加快构建新型电力系统、推动新型能源体系规划建设是我国实现“双碳”目标的重要途径。在能源绿色低碳转型发展趋势下，开展面向碳达峰碳中和目标的清洁高效发电技术研究，探寻高效低碳发电技术发展方向，对能源电力行业高质量发展至关重要。为推动发电技术清洁高效发展，重点推进煤炭清洁高效发电、碳捕获和储存、可再生能源发电、电力储能、氢能以及新能源并网等领域的基础与应用技术研究，共享最新学术研究成果，《中国电力》编辑部特邀长沙理工大学赵斌教授、暨南大学王卫良教授、山东大学何锁盈副教授作为联合特约主编，组织“面向碳达峰碳中和目标的清洁高效发电技术”专栏。现将专栏文章进行汇编，以飨读者！
01
作者：徐三敏, 张弓, 王放, 蒲雷
单位：国网新源控股有限公司抽水蓄能技术经济研究院；国网英大碳资产管理（上海）有限公司；延安大学 经济与管理学院
摘要：抽水蓄能在消纳新能源、实现调峰电源清洁替代等方面发挥着显著的节能减排绿色效益。首先，阐述了目前抽水蓄能参与碳配额交易市场和自愿减排量交易市场的现状，分析了抽水蓄能在减少弃风弃光和实现调峰电源清洁替代过程中发挥减排作用的机理。然后，根据国家核证自愿减排量（Chinese certified emission reduction，CCER）方法学体系，建立了抽水蓄能碳减排项目情景与计算模型，并计算了全国4个区域典型电站的实际碳减排量，其中华东、华中和东北区域的电站年减排量均在10万~30万t。最后，总结了区域内火电电量占比和电站综合效率是影响抽水蓄能减碳作用的关键因素。相关研究可为抽水蓄能CCER方法学开发与碳减排计量提供参考。
02
作者：晁文浩, 袁至, 李骥
单位：新疆大学 可再生能源发电与并网控制教育部工程研究中心；国网新疆电力有限公司电力科学研究院
摘要：在风-火-核-碳捕集多源联合系统中，核电机组在参与电网调峰时存在调峰深度选择不精确的问题。此外，该多源联合系统还存在风电消纳不足的问题。为此，构建了一种计及线性化核电机组调峰深度模型的电转气（power to gas，P2G）-风-火-核-碳捕集多源联合系统，并对该系统进行了日前优化调度。首先，基于核电机组负荷跟踪模式，通过引入连续变量，提高了调峰深度选择的准确性；然后，分析了碳捕集电厂-P2G联合运行模式及需求响应资源对促进风电消纳的积极作用；最后，以系统综合运行成本最低为目标函数，同时考虑碳交易机制，在Matlab平台搭建仿真模型，验证了所构建多源联合系统的有效性。结果表明，相较于核电机组采用固定调峰档位的多源联合系统，所构建的多源联合系统能够在保证核电机组安全稳定运行的同时，实现风电完全消纳，系统碳排放量与综合运行成本分别下降了13.74%与6.27%，提高了系统运行的低碳性与经济性。
03
作者：黄呈帅, 梁健, 李波, 杨亚欣, 胡杨, 姚尔人
单位：陕西省天然气股份有限公司；西安交通大学 能源与动力工程学院
摘要：为实现燃驱天然气场站的低碳高效运行，构建了一种新型综合能源系统架构，采用蒸汽循环回收燃气轮机的余热，电能用于驱动固体氧化物电解制氢技术产生氢气，进而将氢气通入燃气轮机中实现掺氢燃烧，同时利用压缩空气储能技术将可再生能源转化成稳定的电能输出。计算结果表明，系统在设计工况下的能量效率、㶲效率和平准化单位能量成本分别为85.66%、41.37%和294.70元/(MW·h)。敏感性分析表明，燃气轮机压比和掺氢比例、蒸汽循环低压锅炉压力和抽汽系数、压缩空气储能技术释能功率对系统热力学性能影响显著，而燃气轮机压比和掺氢比例、蒸汽循环抽汽系数对系统经济学性能影响显著。多目标优化结果表明，系统的最优㶲效率和平准化单位能量成本分别为42.31%和284.33元/(MW·h)。
04
作者：梁健, 王蒙, 杨亚欣, 胡杨, 姚尔人
单位：陕西省天然气股份有限公司；陕西省水利电力勘测设计研究院；西安交通大学 能源与动力工程学院
摘要：为提升压缩空气储能技术的能量利用率与供能灵活性，基于能量梯级利用原理，提出了一种耦合压缩空气储能与增强型地热技术的冷热电联产系统。通过建立系统的热力学模型，研究了关键运行参数对系统热力学性能的影响规律，并以系统㶲效率和单位能量成本为目标函数，获得了系统的多目标优化解集。结果表明，膨胀机与换热器是系统高效运行的关键设备，提升这2个设备的运行效率对于系统热力学性能以及输出功量的提升作用显著，采用多目标优化方法得到系统的最优㶲效率为55.73%，最优单位能量成本为6378.94 元/kW，能量效率和相对节能率较设计工况分别提升了6.1%和10.68%。研究结果从热力学和经济学角度为系统的工程应用提供了理论依据。
05
作者：葛铭, 姜志成, 吕智嘉, 王佳杨, 仇召宏, 张守玉
单位：国能南京电力试验研究有限公司；国能（连江）港电有限公司；上海理工大学 能源与动力工程学院
摘要：针对1000 MW机组对冲锅炉存在的偏烧问题进行了试验研究，结果发现粉量不均是偏烧的主要原因。粉量分布、煤粉细度分布均呈现典型的间隔分布趋势，且两者分布呈正相关。粉量分布不均、煤粉细度的偏差以及二次风箱风量分配特性等因素共同造成了炉内偏烧。为缓解炉内偏烧，从煤粉细度、燃烧器配风、燃尽风摆角和贴壁风开度等方面进行了调整。试验发现，燃尽风开度和摆角调整对于炉内偏烧的影响最为明显。燃尽风开度减小、燃尽风摆角由中间向两侧摆动有助于缓解偏烧。通过调整，屏过出口汽温偏差由40 ℃降低到10 ℃以内，省煤器出口氧量最低点由调整前的低于1%提高到调整后不低于2%；CO浓度最高点由调整前的5000 μL/L以上降低到调整后的500 μL/L以下，使该机组偏烧问题得到大幅度缓解。
引文信息
徐三敏, 张弓, 王放, 等. 基于CCER规则的抽水蓄能碳减排计算方法[J]. 中国电力, 2024, 57(1): 175-182.
Sanmin XU, Gong ZHANG, Fang WANG, et al. Carbon emission reduction calculation method for pumped storage based on CCER rules[J]. Electric Power, 2024, 57(1): 175-182.
晁文浩, 袁至, 李骥. 计及电转气-风-火-核-碳捕集的多源联合系统优化调度[J]. 中国电力, 2024, 57(1): 183-194.
Wenhao CHAO, Zhi YUAN, Ji LI. Optimal dispatch of power system with P2G-wind-thermal-nuclear-carbon capture units[J]. Electric Power, 2024, 57(1): 183-194.
黄呈帅, 梁健, 李波, 等. 基于掺氢燃气轮机的综合能源系统热经济学性能研究[J]. 中国电力, 2024, 57(1): 195-208.
Chengshuai HUANG, Jian LIANG, Bo LI, et al. Study on the thermo-economic performance of a integrated energy system based on hydrogen-fueled gas turbine[J]. Electric Power, 2024, 57(1): 195-208.
梁健, 王蒙, 杨亚欣, 等. 基于压缩空气储能与增强型地热的三联产系统热力学分析[J]. 中国电力, 2024, 57(1): 209-218.
Jian LIANG, Meng WANG, Yaxin YANG, et al. Thermodynamic analysis of CCHP with compressed air energy storage and enhanced geothermal technology[J]. Electric Power, 2024, 57(1): 209-218.
葛铭, 姜志成, 吕智嘉, 等. 粉量分布不均对1000 MW机组对冲锅炉的影响及调整[J]. 中国电力, 2024, 57(1): 219-229.
Ming GE, Zhicheng JIANG, Zhijia LV, et al. The influence of unevenly distributed powder on a 1000 MW opposed firing boiler and the counter measures[J]. Electric Power, 2024, 57(1): 219-229.
专栏特约主编简介——赵斌
赵斌，工学博士，长沙理工大学教授，全国高校首批黄大年式教师团队成员，昆明理工大学和东北电力大学博士生导师。哈尔滨工业大学能源科学与工程学院兼职教授，清华大学热能工程系普通访问学者、中国科学院工程热物理所高级访问学者，华中科技大学煤燃烧国家重点实验室访问学者，中组部团中央第17、18批援藏博士团成员。中国高等教育学会工程热物理专委会理事，湖南省工程热物理学会秘书长，中国电机工程学会高级会员，中国可再生能源学会专委会委员。主要从事能源清洁低碳安全高效利用、两相流与强化传热、新能源发电及储能等方向的研究工作。承担了国家科技支撑计划子课题、国家科技专项子课题、西藏自治区重大科技专项、西藏自治区重点研发计划项目、河北省自然科学基金、西藏自治区自然科学基金重点项目等多项课题。《中国电力》期刊编委，荣获河北省冶金学会科技进步二等奖、河北省质监局科技成果二等奖、湖南省可再生能源学会科技进步二等奖各1项。
专栏特约主编简介——王卫良
王卫良，博士，暨南大学教授，国际能源学院副院长。兼任中国工程院能源发展战略专家、国家科技部项目/指南评审专家、中国能源研究会节能减排专家、中国电力企业联合会电力可靠性专家等；《中国电力》期刊青年编委、《Insight-energy science》等期刊编委。长期从事燃煤发电节能减排、电站冷却、先进热力系统、能源发展战略等方面研究。曾作为课题负责人参与中国工程科技中长期战略研究、国家自然科学基金委、国家重点研发计划等多项国家级项目。在火电机组节能减排基础理论、技术开发、发展战略等方面都取得了系列创新成果，突破了火电行业百余年来“低负荷能耗必然大幅上升”的传统认知，提出了根本抑制火电机组低负荷能耗上升的“热力系统状态重构理论”，攻克了火电机组深度调峰过程低负荷工况“保效”的卡脖子科技难题。2018年与16位院士共同撰写《关于推动燃煤发电产业升级，强化机组深度调峰能力，提高可再生能源消纳水平，以推进节能减排的建议》，提交党中央、国务院、全国人大和全国政协，为推进“双碳目标”国家战略提供有力支撑。近5年以第一/通讯作者发表学术论文25篇，撰写专著1部，授权发明专利15件（PCT国际检索报告5份）。曾获美国机械工程师协会国际燃气轮机学会奖（金）、教育部高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）进步二等奖（1/15）、中国能源研究会优秀青年能源科技工作者奖、中国电力企业联合会电力创新奖一等奖（1/15)、中国能源研究会能源创新奖二等奖（1/15）等。
专栏特约主编简介——何锁盈
何锁盈，工学博士，山东大学能源与动力工程学院副教授，博士毕业于澳大利亚昆士兰大学。《Fluid Dynamics & Materials Processing》期刊编委、《Energies》期刊特刊编委、《Green Energy and Resources》期刊青年编委、《中国电力》期刊青年编委。主要从事传热传质强化、高效能量转换、新能源及节能新技术等方面的工程热物理问题研究，截至目前，以第一/通讯作者在国内外学术期刊发表论文40余篇，授权专利7项，参编21世纪高等教育建筑环境与能源应用工程系列教材1部。先后主持和参与30余项国家级、省部级、企业委托项目，获得河南省科学技术进步奖二等奖、河南省教育厅科技成果二等奖、山东省高等学校科学技术奖一等奖、济南市杰出青年技术创新能手、山东大学青年学者未来计划、“一带一路”蒸发冷却空调关键技术与应用论坛优秀论文奖等。
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