河海大学 袁越 等:构建低碳综合能源系统,助力“双碳”目标实现

科技   2024-12-23 17:10   北京  



本期精选

2024年第9


低碳综合能源系统研究框架与关键问题研究综述

袁越,苗安康,吴涵,朱俊澎,王作民,钱康

DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20232247

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研究背景





随着碳减排要求的不断提高,如何兼顾能源安全、能源成本和能源环境,进一步挖掘综合能源系统的低碳潜力,深度推进能源领域减排,成为现阶段的首要难题。对能源系统的低碳发展,虽然在学术研究和工程示范上做了大量的探索,但对于低碳综合能源系统还没有明确的定义,对于综合能源系统的低碳发展路径及其减排潜力还有待探索与挖掘,对于综合能源系统的低碳发展问题缺乏系统性的梳理和总结。因此,本文对综合能源系统的低碳发展路径进行了分析,归纳总结了低碳综合能源系统的定义与特征内涵;构建了低碳综合能源系统研究框架,挖掘了低碳综合能源系统在源-网-荷-储及碳捕集环节的节能减排潜力;从协同规划与调度、市场机制等角度提炼了发挥低碳潜力的几个关键问题;针对协同优化关键问题,从研究现状、当前面临问题和未来研究展望等方面进行了分析和阐述。






重点内容





1、综合能源系统低碳发展路径分析

低碳综合能源系统应包含多能互补、多环节设备、多网融合、多元储能、多能负荷、多重机制、多样化服务等特征内涵。

图1 典型条件下压力波产生、传播与气泡脉动过程



2、低碳综合能源系统低碳框架与减排潜力

本文构建了低碳综合能源系统的低碳研究框架,基于该研究框架,分析和挖掘低碳综合能源系统各环节的低碳特性和减排潜力。



3、低碳综合能源系统协同规划与优化调度

低碳综合能源系统的优化调度旨在调动低碳能源系统各环节灵活性,充分发挥其低碳潜力,平衡环保性与经济性,实现综合能源系统的低碳调度决策。低碳综合能源系统优化调度问题的研究思路如下:


4、低碳协同优化关键问题研究现状与展望

通过挖掘分析与提炼总结,并结合现有低碳综合能源系统的研究重点和热点,本文主要从协同规划、优化运行和市场机制的角度将新能源集群调度、碳捕集技术应用、多重不确定性处理、综合需求响应、碳交易机制、多元储能应用等问题作为低碳综合能源系统协同优化关键问题进行了详细的综述和分析。









结论





本文认为低碳综合能源系统是能源转型与低碳发展的主要方向,从能源转型的宏观战略、物理载体、低碳技术几个角度论述了这一观点,并归纳总结了低碳综合能源系统的定义与特征内涵;构建了低碳综合能源系统低碳研究框架,从源-网-荷-储和碳捕集等环节深度挖掘了低碳综合能源系统的减排潜力;为了充分调动低碳综合能源系统的灵活性资源,发挥其低碳优势,以低碳综合能源系统协同规划和优化调度为主要的着力点,从低碳技术、低碳机制、低碳调度方法等方面提炼总结了低碳综合能源系统几个协同优化关键问题,对关键问题进行了研究现状与研究展望,以期为能源系统的低碳发展提供支撑。





后续研究内容




下一步将聚焦低碳综合能源系统关键技术进行深入研究,包括具体的应用场景设计,实际工程价值分析等。


引文信息:

袁越 , 苗安康 , 吴涵 , 等. 低碳综合能源系统研究框架与关键问题研究综述[J]. 高电压技术. 2024, 50(9): 4019-4036


作者及团队介绍


袁越,河海大学电气与动力工程学院教授、博士生导师。曾任河海大学电气工程学院院长、能源与电气学院院长。中国电机工程学会高级会员,江苏省“青蓝工程”中青年学术带头人,江苏省“333工程”培养对象。主持国家自然科学基金面上项目2项、国际(地区)合作与交流项目1项;出版论著6部,发表SCI、EI检索论文百余篇,授权发明专利十多件;获得中国电工技术学会科技进步一等奖一项、江苏省科技进步二等奖一项、国家电网公司科技进步二等奖一项。

苗安康,河海大学电气与动力工程学院博士研究生,主要研究方向为综合能源系统规划与运行、电力系统规划。

吴涵,南京工程学院讲师,河海大学电气与动力工程学院博士后,主要研究方向为电力系统不确定运行、主动配电网规划。


朱俊澎,河海大学电气与动力工程学院教授,硕士生导师,主要研究方向为高比例新能源接入的电力系统运行与分析。


团队介绍:

河海大学袁越教授团队目前拥有教授1人,副教授4人,讲师2人,在读硕/博士研究生七十余人。团队主要从事电力系统规划与运行、新能源消纳与调度运行、综合能源系统规划与运行等方面的研究工作,已培养博士后、博士研究生和硕士研究生百余名;近年来,团队成员先后承担国家自然科学基金、国家重点研发计划、江苏省自然科学基金多项。近五年发表EI/SCI检索论文八十余篇。



责编:程子丰



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